맞춤형 의료 튜브 핸들링 및 조립 시스템 설계: 핵심 고려사항

By Eric Anderson

맞춤형 의료 튜브 핸들링 및 조립 기계 제작에 필요한 것

압출 의료 튜브를 사용하는 의료 기기를 조립하는 자동화 기계를 설계하고 구축하는 것은 도전적일 수 있습니다. 압출 튜브는 제멋대로일 수 있고 자동화 기계에서 다루기 어려운 무작위성을 가질 수 있습니다. 그러나 창의적이고 문제 해결 지향적 접근을 취하면 여전히 성공적이고 신뢰할 수 있는 공정으로 자동화할 수 있습니다.

최근 Steven Douglas Corp.(SDC) 전문가들은 압출 의료 튜브를 포함하는 어셈블리를 생산하는 자동화 로봇 기계를 완성했습니다. 이 기계는 튜브, 튜브 클램프, 튜브 양 끝에 접착된 두 개의 의료 "포트"로 구성된 의료 기기를 자동으로 조립하기 위해 세 대의 6축 Fanuc 로봇을 사용했습니다. 시스템 설계에서 SDC의 광범위한 가공, 자재 취급, 자동화 경험이 고객의 제조 노하우와 결합되어 성공적인 자동화 셀을 만들었습니다. 이 시스템의 핵심 구성요소는 튜브 공급 및 준비, 에러 프루핑, 로봇 튜브 핸들링이었습니다.

튜브 공급 및 준비

조립이 시작되기 전에 의료 튜브는 기계에 공급되고 후속 로봇 작업을 위해 준비되어야 합니다. 이에는 시스템에 튜브 공급, 올바른 길이로 튜브 절단, 튜브에 클램프 설치가 포함됩니다.

튜브가 기계에 일관되게 공급되면 모든 후속 단계가 훨씬 쉽고 신뢰성 있게 됩니다. 그러나 이를 달성하는 것은 말처럼 쉽지 않습니다. 압출 튜브는 제멋대로일 수 있고 많은 변수에 따라 다르게 행동합니다. 이러한 변수를 제한하는 것이 SDC 튜브 공급 시스템의 중요한 측면입니다.

SDC가 설계한 의료 튜브 공급 시스템은 기능을 희생하지 않고 작동과 유지보수가 간단합니다. 튜브는 코일에서 SDC 기계로 공급되어 운영자가 맞춤형 디릴러에 적재합니다. 그런 다음 튜브는 가중 텐션 장치를 통해 분배되어 튜브를 스풀에서 분리하고 분배된 튜브 양과 분배 텐션을 측정 및 추적합니다. 일관된 텐션이 중요합니다. 한 쌍의 서보 구동 벨트가 튜브를 잡아 부드럽게 기계 안으로 안내하여 공급된 튜브 길이에 대한 외부 영향을 최소화합니다.

시스템을 완성하기 위해 SDC는 서보 인피드 시스템을 자동으로 조정하여 공급된 튜브 길이가 일관되도록 하는 폐루프 제어 시스템과 머신 러닝을 추가했습니다. SDC 공급 시스템은 다양한 튜브 길이에 맞게 맞춤화 및 조정 가능하며, 기계의 통합 에러 프루핑은 시스템 요구사항을 충족하지 않는 튜브를 쉽게 감지할 수 있습니다.

에러 프루핑

모든 애플리케이션에서 최종 제품이 우리 고객, 품질, 생산 표준을 모두 충족하는 것이 중요합니다. 의료 기기 산업도 예외는 아닙니다. 의료 기기의 대부분 요구사항은 용도 때문에 다른 산업보다 더 엄격합니다. 이 자동화 기계 설계에서 중요한 단계는 결함의 가능한 원인을 이해하고 이를 제한하는 기계를 설계하는 것입니다. 모든 부품이 완벽하거나 수용 가능하지 않을 수 있으므로, 공정 검사를 추가하여 "불량" 부품을 감지 및 분리하고 필요시 조립 공정을 중지/일시정지할 수 있습니다.

일반적이지만 보통 간과되는 부품 결함 원인으로는 잘못된 부품 실행 또는 부분적 조립이 있습니다. 잘못된 부품 조립을 방지하기 위해 각 부품을 다루기 위한 특수 툴링이 필요하고 센서를 사용하여 올바른 툴링이 설치되었는지 확인합니다. 소프트웨어, 복구, 설정 주기는 로봇이 중간 사이클에 "불량" 부품을 자동으로 기계에서 제거하도록 프로그래밍되어 있습니다. 이는 미완성 부품이 완제품과 분리되도록 보장합니다.

비전 가이드 로봇에 사용되는 동일한 머신 비전 시스템은 입고 검사에도 사용될 수 있습니다. 이 프로젝트에서는 비전 가이드 로봇이 컨베이어에서 부품을 픽업하는 데 사용되었고 비전 검사 시스템이 올바른 부품이 있는지 확인했습니다. 추가 비전 시스템을 포함하여 조립 전 튜브를 검사하고 튜브 길이가 올바른지 확인했습니다. 마지막으로 여러 센서가 파이버옵틱 레이저와 정전 용량 센서 시리즈를 사용하여 부품 존재를 감지하도록 추가되었습니다. 또 다른 센서는 조립 전 접착제가 도포되었는지 확인하기 위해 설치되었습니다.

이 모든 도구와 기술의 조합을 사용하여 SDC는 99.9% 부품에서 요구되는 품질 표준을 충족하는 기계를 설계하고 구축할 수 있었습니다. 머신 비전 시스템은 기준을 충족하지 못하는 0.1% 부품을 자동으로 분리했습니다.

로봇 튜브 핸들링

압출 의료 튜브에는 자동화 기계에서 다루기 어려운 무작위성이 있으며, 특히 튜브 길이가 길어질수록 그렇습니다. 제어 유지는 SDC 기계 개념과 설계의 중요한 측면입니다. SDC는 세 대의 개별 6축 Fanuc 로봇을 사용하여 서로 다른 부품과 공정 단계 간 전환 시 유연성을 제공하면서 기계가 튜브의 중간과 양 끝을 항상 완전히 제어할 수 있게 했습니다.

이 예에서 튜브가 기계에 공급되면 맞춤형 트로프에 보관되다가 한 로봇이 튜브의 한쪽 끝을 잡고 두 번째 로봇이 다른 쪽 끝을 잡습니다. 그런 다음 각 로봇은 프로그래밍된 시퀀스를 거쳐 튜브를 접착제에 담그고 양 끝의 포트에 정확하게 삽입하는 조립 공정을 완료합니다. 더 긴 튜브 길이의 경우 긴 루프를 제어하고 로봇이 시퀀스를 통과할 수 있게 비워두기 위해 맞춤형 홀더가 설계되었습니다. 조립이 완료되면 세 번째 로봇이 완제품을 모아 수집 시스템에 보관합니다.

여러 로봇을 사용함으로써 튜브가 항상 제어되어 엉킴 가능성을 제거하고 빠른 기계 사이클 타임을 유지하는 데 도움이 됩니다. 로봇은 또한 정밀하게 제어되고 모니터링된 방식으로 움직일 수 있어 조립 공정을 완벽하게 만듭니다.

이 공정에서 호스를 피팅에 설치하는 것은 호스의 무작위성으로 인해 정밀도와 유연성이 모두 필요한 어려운 과정이었습니다. 여러 로봇을 사용함으로써 SDC는 결국 변수가 많은 조립에서 매우 일관되고 신뢰할 수 있는 자동화 공정을 구축할 수 있었습니다. Fanuc, Epson 및 기타 로봇 제조업체의 선호 통합업체로서 SDC는 동일한 시스템 내에서 여러 로봇을 동시에, 안전하고 효과적으로 작동하도록 프로그래밍하는 데 광범위한 경험을 가지고 있습니다.

자동화 로봇 시스템 전문가

SDC는 문제 해결 회사입니다. 우리의 창의적이고 문제 해결 지향적 접근과 경험 많은 자동화 전문가 팀은 기계 설계, 기계 공학, 기계 제어, 로봇 프로그래밍, 부품 제조, 완전한 기계 조립에 대한 전문 지식을 제공합니다. 귀하의 애플리케이션이 압출 의료 튜브를 사용하든 의료 기기 산업에 속하든, 동일한 원칙이 귀하의 자동화 시스템 생성에 적용될 것입니다. 우리는 검증된 독점적 방법으로 광범위한 산업 분야에서 다양한 애플리케이션을 위한 신뢰할 수 있고 오래 지속되는 자동화 기계를 구축한 광범위한 경험을 가지고 있습니다.

오늘 SDC에 연락하여 자동화 프로젝트에 대해 상담하시고, 그동안 다른 과거 프로젝트들도 확인해 보세요.