Die Zimmer Group ist bekannt für ihre Automatisierungs-, Maschinen- und Möbeldämpfungskomponenten sowie für Verfahrenstechnik. Darüber hinaus agiert der Hersteller auch als wichtiger Partner zahlreicher namhafter Unternehmen aus den Bereichen Medizin und Pharma. Nachfolgend werden einige aktuelle Anwendungsbeispiele aufgeführt, wie die Greifer von Zimmer in diesen Branchen zum Einsatz kommen.
So verwendet zum Beispiel ein Schweizer Pharmaunternehmen die elektrischen GEP2000-Greifer. Diese unterstützen bei der Analyse von Corona-Proben in einem vollautomatischen System für die Labordiagnostik. In Corona-Testzentren in China kommen derzeit Greifer desselben Typs zum Einsatz. Die elektrisch angetriebenen Kleinteilegreifer, die sehr einfach anzusteuern sind, übernehmen dort unter anderem das Proben-Handling – beispielsweise den zuverlässigen Transport und das sichere Öffnen der Deckel der hochinfektiösen Probenröhrchen.
Für diese speziellen Aufgaben bieten die Greifer einstellbare Greifkräfte via IO-Link zwischen 40 N und 500 N und Backenhübe zwischen sechs und sechzehn Millimetern. Darüber hinaus sind die elektrischen Greifer frei positionierbar und mit einer mechanischen Selbsthemmung ausgestattet, die den Verlust, beziehungsweise das Herunterfallen der hochinfektiösen Proberöhrchen zum Beispiel bei einem Stromausfall verhindern. So halten die Greifer die Probe fest – auch ohne Stromversorgung.
Ein weiterer Grund, der die Chinesen überzeugte, war deren Maximum an Robustheit und Zuverlässigkeit. Denn das Gehäuse dieser Greifer besteht aus hartanodisiertem Aluminium, und für die Führung haben die Entwickler der Zimmer Group auf eine seit Jahrzehnten bewährte Flachführung gesetzt. Damit können 10 Millionen Zyklen ohne Wartung bewältigt werden.
Für einen deutschen Medizintechnikhersteller werden Zimmer Group Handhabungslösungen in Anlagen zur Abfüllung von sterilen Lösungen (Dialyse, Beutelabfüllung mit Zuckerlösung) verwendet. Als weiteres Beispiel zählt auch noch ein Kunde aus dem Healthcare-Bereich. Hier sind die Radialgreifer bei der Bestückung und Handhabung der sogenannten EasyBags – Flüssignahrung unter anderem für beatmete Corona-Patienten im Gebrauch.
MRK-Greifer unterstützt Personal
Neben Flüssignahrung sind auch die Überwachungssysteme für Corona-Patienten überlebensnotwendig, doch wer soll diese Apparaturen in Pandemie-Zeiten, wo es doch besonders ums Abstand voneinander halten geht, bedienen? Das Unternehmen Cobot Team aus Portland, Oregon, hat sich dazu entsprechende Gedanken gemacht. Das Ergebnis ist ein kollaborativer Roboter (Cobot) mit einem speziellen MRK-Greifer der Zimmer Group. Er unterstützt jetzt das Krankenhauspersonal unter anderem bei der Anpassung der Sauerstoffmenge für COVID-19 Patienten.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel – diesmal ohne Corona-Bezug - kommt aus Tunesien. Hier automatisieren Greifer und Schwenkeinheiten der Zimmer Group für die Firma SEA electronics eine Reinigungsmaschine für sterile Glasfläschchen. Die verwendeten Greifer der GPP5000-Baureihe mit ihrer robusten, hart beschichteten Stahl-in-Stahl-Profilnutenführung wurden dabei für den echten Universaleinsatz konzipiert. Sie besitzen je nach Variante eine Reihe von Merkmalen (Schnelligkeit, hohe Greifkräfte, große Greifbackenlängen) und bieten somit für jede Anwendung die passende Lösung. Die Greifer warten bei Verwendung eines Protektors mit einer Dichtheitsklasse von IP67 auf – ideal für den Einsatz in Reinräumen beziehungsweise in den feuchten Umgebungsbedingungen der Reinigungsmaschine.
Greifer für aseptischen Abfüllprozess
Ein etwas älteres Beispiel, das ebenfalls den medizinischen beziehungsweise pharmazeutischen Einsatz der Handhabungslösungen der Zimmer Group zeigt, stammt von der Firma Bausch + Ströbel (B+S). Abfüll- und Verpackungsprozesse sind das Spezialgebiet der Maschinenfabrik.
Auf B+S Abfüll- und Verpackungsanlagen werden weltweit hochwertige flüssige und pulverförmige Arzneimittel, Spritzen, Vials, Karpulen oder Ampullen verarbeitet – angefangen mit der Objektreinigung und Sterilisierung bis hin zum Etikettieren oder der Spritzenmontage. Das VarioSys-System von B+S ist ein flexibles Produktionssystem für biotechnologische Produkte und Pharmazeutika. Vor kurzem wurde dies erweitert und erlaubt nun ein vollautomatisches Öffnen von Tubs und ermöglicht RTU-Vials („Ready to use“) im Nest (Verpackungseinheit) vollautomatisch zu öffnen, denesten, füllen und zu magazinieren.
Die Deckfolie der Tubs wird mit Hilfe eines thermischen Verfahrens gelöst, hierfür werden sie von einem Reinraumroboter beziehungsweise -greifer in die entsprechenden Positionen transportiert. Nach dem Öffnen entnimmt ein zweiter Greifer die RTU-Vials aus dem Nest und gibt diese an das nächste Modul zur Weiterverarbeitung im Bulk.
Greifer für das Nest-Handling
Für das Nest- und Tub-Handling dieser speziellen Anwendung entschied sich B+S für eine Zusammenarbeit mit der Zimmer Group. Neben einem perfekten Zusammenspiel mit dem Roboter bestand eine große Herausforderung für den Greiferspezialisten aus dem badischen Rheinau darin, dass die Greifer in einer Reinraum-Anlage eingesetzt werden. Dies schloss von vorneherein den Einsatz von pneumatischen Greifern – allein aus Platzgründen wegen der Kabel und Abluft – aus. Daher entschloss man sich relativ schnell für eine rein mechatronische Greifer-Lösung.
Aufgrund der erwähnten Reinraumproblematik mussten die Greifer, da sie mit Spritzen und Vials beziehungsweise mit dem Nest, direkt in Berührung kommen können, auf die Vorgaben der technischen Sauberkeit besonders Rücksicht nehmen. Handelsübliche Greifer sind vor einer Partikelübertragung und unliebsamer Partikelverschleppung nicht gefeit. Auch durch einen Kontaktabrieb beim Greifer selbst können lästige Fremdkörper entstehen. Für Konstrukteure sauberkeitssensibler Anlagen stellen sie daher eine besondere Herausforderung dar. Als eine der ersten Konstruktionsmaßnahmen von B+S wurden deshalb zur Vermeidung von Partikeleintrag in den Prozess gut abnehmbare und abgedichtete Einhausungen beziehungsweise Ummantelungen mit geschlossener Oberfläche für die Greifer gewählt.
Elektrische Greifer mit mechanischer Selbsthemmung
Von entscheidender Bedeutung war für B+S auch die Flexibilität der Greifer, da die Anlage selbst auch sehr adaptiv beziehungsweise modular aufgebaut ist und die Verpackungsgrößen jederzeit variieren können. So wurden mit dem GEH6180IL und dem GEH6040IL die zwei am besten passenden Greifer für die jeweilige Tätigkeit aus dem umfangreichen Portfolio der Zimmer Group ausgewählt: Beide elektrischen Greifer verfügen neben einem großen Hub über einen Servoantrieb mit integriertem Controller. Die bürstenlose Antriebstechnik garantiert neben einer individuellen Krafteinstellung noch zusätzlich eine Positions- und Geschwindigkeitsregelung. Auch die Sicherheit der Anlage sollte kein zu vernachlässigender Aspekt sein, da meist mit zerbrechlichem Glas und Kunststoff gearbeitet wird. So haben die Greifer auch eine mechanische Selbsthemmung, die das Herunterfallen eines Vials selbst bei einem Stromausfall verhindert.
Dass die Zimmer Group in der Lage war auch auf notwendige Modifikationen (beispielsweise einen seitlichen Anschluss mittels Einbausteckverbinder beim GEH6180IL) innerhalb kürzester Zeit zu reagieren, kam B+S sehr entgegen. Ebenso die Tatsache, dass die Greifer nur über einen einzigen Kabelabgang verfügen – das stellte bei den sehr beengten Platzverhältnissen im Reinraum einen sehr großen Vorteil dar. Die Ausrüstung mit IO-Link erleichterte darüber hinaus das Auslesen von spezifischen Daten, zum Beispiel Temperaturmessung, Position oder die Zyklusanzahl.
Von manuellem auf automatisiertes Handling
Noch bis vor wenigen Jahren wurden das Öffnen und Denesten von Tubs manuell gehandhabt. So wurde früher eigens ein Bediener für den Reinraum beschäftigt, der das Nest- und Tub-Handling über zwei Handschuheingriffe im Modul durchführte. Heute kann dieser Fertigungsschritt mit Hilfe der zwei Roboter und deren Greifer mit 100 Prozent In-Prozess-Kontrolle (IPC) bei voller Maschinenausbringung (bis zu 60 Tubs pro Stunde) gehandhabt werden. Durch die Vollautomatisierung kann nun neben einer Kosteneinsparung durch geringeren Personalaufwand, vor allem die Prozesssicherheit erhöht werden. „Besonders die einfache Parametrisierung und die vielen Zusatzfeatures der GEH-Greifer konnten uns sehr überzeugen“, so Philip Messerschmidt und Andreas Höppel, Entwickler bei Bausch + Ströbel. „Der rege und offene Austausch zwischen den Experten der Zimmer Group und unserem Team prägte die sehr gute Zusammenarbeit und bestätigte die Entscheidung für den Einsatz der Zimmer Greifer“ fügt Lukas Bindewald, Produktmanager bei B+S, hinzu.
