カスタム医療用チューブハンドリングおよび組立機を作成するために必要なもの

エリックアンダーソン著

カスタム医療用チューブハンドリングおよびアセンブリマシンを作成するために必要なもの

押し出し医療用チューブを使用する医療機器を組み立てるための自動化された機械を設計および構築することは困難な場合があります。押し出しチューブは、それ自体の心と、自動化された機械で処理するのが難しい可能性のあるランダム性の程度を持っている可能性があります。ただし、創造的で問題を解決するアプローチを採用することで、それでも自動化して、信頼性の高いプロセスを成功させることができます。

最近、Steven Douglas Corp.（SDC）の専門家が、押し出し医療用チューブを含むアセンブリを製造する自動ロボットマシンを完成させました。この機械は、3台の6軸ファナックロボットを使用して、チューブ、チューブクランプ、およびチューブの両端に接着された2つの医療用「ポート」で構成される医療機器を自動的に組み立てました。システムの設計では、SDCの広範な処理、マテリアルハンドリング、自動化の経験を顧客の製造知識と組み合わせて、自動化されたセルを成功させました。このシステムの主要なコンポーネントには、経管栄養と準備、エラー防止、ロボットによる経管栄養が含まれます。

経管栄養と準備

組み立てを開始する前に、医療用チューブを機械に供給し、その後のロボット操作の準備をする必要があります。これには、チューブをシステムに送り込むこと、チューブを正しい長さに切断すること、およびチューブにクランプを取り付けることが含まれます。

チューブが一貫して機械に供給されると、後続のすべてのステップが大幅に簡単になり、信頼性が高まります。ただし、これを達成することは、口で言うほど簡単ではありません。押し出しチューブはそれ自体の心を持つことができ、多くの異なる変数に応じて異なる動作をします。これらの変数を制限することは、SDCチューブ栄養システムの重要な側面です。

SDCによって設計された医療用チューブ供給システムは、機能を犠牲にすることなく操作と保守が簡単です。チューブはコイルからSDCマシンに供給され、オペレーターによってカスタムディレイラーにロードされます。次に、チューブは、チューブをスプールから分離し、ディスペンスされるチューブの量とディスペンスされる張力を測定および追跡する加重張力装置を介してディスペンスされます。一貫した緊張が重要です。一対のサーボ駆動ベルトを使用してチューブをつかみ、機械に静かに導きます。これにより、供給されるチューブの長さへの外部の影響が最小限に抑えられます。

システムを完成させるために、SDCは閉ループ制御システムと機械学習に追加され、サーボインフィードシステムを自動的に調整して、供給されるチューブの長さが一定になるようにします。 SDC供給システムは、さまざまなチューブの長さに対応するようにカスタマイズおよび調整可能であり、マシンの統合されたエラープルーフにより、システム要件を満たさないチューブを簡単に検出できます。

エラープルーフ

すべてのアプリケーションで、最終製品がすべての顧客、品質、および生産基準を満たすことが重要です。医療機器業界も例外ではありません。ほとんどの医療機器の要件は、その使用目的のために他の業界よりも厳しいものです。この自動化された機械の設計における重要なステップは、欠陥の考えられる原因を理解し、それらを制限する機械を設計することです。裏返しの部品が完全でも受け入れられないことを考慮して、プロセスチェックを追加して、「故障した」部品を検出して分離し、必要に応じて組み立てプロセスを停止/一時停止できます。

いくつかの基本的な例ですが、通常見落とされがちな部品の欠陥の原因には、間違った部品の実行や部品の部分的な組み立てなどがあります。誤った部品の組み立てを防ぐために、各部品を処理するために特定の工具が必要であり、センサーを使用して正しい工具が取り付けられていることを確認します。ソフトウェア、リカバリ、およびセットアップサイクルは、ロボットがサイクルの途中で「失敗した」部品をマシンから自動的にクリアするようにプログラムされています。これにより、未完成の部品が完成した部品から確実に分離されます。

ビジョンガイドロボットに使用されているのと同じマシンビジョンシステムを、受入検査にも使用できます。このプロジェクトでは、ビジョンガイドロボットを使用してコンベアから部品を取り出し、ビジョン検査システムが正しい部品が存在することを確認しました。組み立て前にチューブを検査し、チューブの長さが正しいことを確認するために、追加のビジョンシステムが含まれていました。最後に、一連の光ファイバーレーザーと静電容量センサーを使用して部品の存在を検出するために、いくつかのセンサーが追加されました。組み立て前に接着剤が塗布されていることを確認するために、別のセンサーも設置されました。

これらすべてのツールとテクノロジーを組み合わせて使用​​することにより、SDCは、部品の99.9％で必要な品質基準を満たすマシンを設計および構築することができました。マシンビジョンシステムにより、必要な基準を満たしていない部品の.1％が自動的に分離されました。

ロボットチューブの取り扱い

押し出し成形された医療用チューブでは、特にチューブの長さが長くなると、自動化された機械で処理するのが難しい程度のランダム性があります。制御の維持は、SDCマシンの概念と設計の重要な側面です。 SDCは、3つの個別の6軸ファナックロボットを使用しました。これにより、さまざまな部品やプロセスステップ間を移行する際に柔軟性を提供しながら、機械がチューブの中央と両端を常に完全に制御できるようになりました。

この例では、チューブがマシンに供給されると、一方のロボットがチューブの一方の端をつかみ、もう一方のロボットがもう一方の端をつかむまで、カスタムトラフに保持されます。次に、各ロボットはプログラムされたシーケンスを実行して、チューブを接着剤に浸し、両端のポートに正確に挿入する組み立てプロセスを完了します。チューブの長さを長くするために、カスタムホルダーは、チューブの長いループを制御し、ロボットがシーケンスを移動するのを邪魔しないように設計されています。組み立てが完了すると、3台目のロボットが完成した組み立てを収集し、収集システムに保管します。

複数のロボットを使用することにより、チューブは常に制御され、絡まる可能性を排除し、高速の機械サイクル時間を維持するのに役立ちます。ロボットは、正確に制御および監視された方法で移動でき、組み立てプロセスを完成させることができるため、有益です。

このプロセスでは、ホースを継手に取り付けることは困難なプロセスであり、ホースのランダム性のために精度と柔軟性が必要でした。複数のロボットを使用することで、SDCは最終的に、可変アセンブリから非常に一貫性のある信頼性の高い自動プロセスをセットアップすることができました。ファナック、エプソン、および他の多くのロボットメーカーに推奨されるロボットインテグレーターとして、SDCは、同じシステム内で同時に、安全かつ効果的に動作するように複数のロボットをプログラミングした豊富な経験があります。

自動ロボットシステムの専門家

SDCは問題解決の会社です。私たちの創造的で問題解決のアプローチと経験豊富な自動化専門家のチームは、機械設計、機械工学、機械制御、ロボット工学プログラミング、部品製造​​、および完全な機械組み立てに関する専門知識をもたらします。アプリケーションが押し出し医療用チューブを使用しているかどうか、または医療機器業界にいるかどうかに関係なく、自動システムの作成には同じ原則が適用されます。私たちは幅広い業界で豊富な経験を持っており、さまざまなアプリケーション向けに信頼性が高く長持ちする自動化されたマシンを構築するための実証済みの独自の方法を備えています。

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