Der Wechsel von „harter“ zu einfacher Automatisierung verändert den Roboteransatz von PharmaMed Automation

Jul 10, 2023

Die Führung bei PharmaMed Automation ist stark von der Robotik geprägt, der Einsatz von Robotern wurde jedoch bei den vielen individuellen, einmaligen „harten Automatisierungs“-Projekten oft als nicht möglich erachtet. Dann kam ein Build auf den Markt, der Roboter stärker in das Optionsmenü einbezog.

Der Integrator und OEM PharmaMed Automation wurde gebeten, Geräte zur Kartonetikettierung für einen Hersteller von Flüssigkeitsstandsensoren und Alarmsystemen zu bauen. Der Kunde wünschte sich einen schnellen Vollfarb-On-Demand-Etikettendrucker und eine schnelle, flexible und präzise Möglichkeit zum Anbringen der Etiketten. Als Reaktion auf den Anruf entwarf und baute PharmaMed eine eigenständige Etikettierzelle mit einem Farbtintenstrahl-Etikettendrucker, einem 6-Achsen-Roboter, einer benutzerdefinierten Etikettenschiene, einem benutzerdefinierten Werkzeugkopf und einem Förderband, wobei die gesamte Logik im eingebauten Roboter untergebracht war Regler. Diese Erfahrung, mit der konkreten Anfrage, Epson-Roboter und -Drucker zu untersuchen, brachte PharmaMed dazu, sich von dem zu befreien, was der Integrator heute als veraltete Hingabe an einzelne Maschinen zur Erledigung singulärer Aufgaben ansieht.

„Wir haben es gerne als harte Automatisierung bezeichnet, weil es schwierig ist“, scherzt Justin Mattson, Vertriebsingenieur bei PharmaMed Automation. Er greift auf den traditionellen Prozess zurück, bei dem Fabrikintegratoren Maschinen und Geräte einzelnen, festen Aufgaben zuordnen. „Bei der harten Automatisierung geht es vor allem um Starrheit, darum, etwas zu bauen, das eine Sache tut, und es ist schwieriger, weil es keine Flexibilität gibt.“

Dustin Hanson, Präsident von PharmaMed, stimmt zu. „Es ist frustrierend, weil es so viele Anwendungen gibt, bei denen ein SCARA- oder 6-Achsen-Roboter die richtige Wahl wäre, das Budget dies aber nicht zulässt.“Epson VT6L All-in-One 6-Achsen-Roboter und Epson ColorWorks CW -C6000P Farb-Tintenstrahl-Etikettendrucker arbeiten zusammen, um eine präzise Etikettenplatzierung auf einer Reihe von Wellpappkartons zu ermöglichen.

Mattsons und Hansons Erfahrungen mit Epson Robots und Epson Colorworks begannen vor etwas mehr als einem Jahr, im Jahr 2022, als ein Kunde, der Flüssigkeitsstandsensoren und Alarme herstellte, sie ausdrücklich darum bat, sich den Farbtintenstrahl-Etikettendrucker ColorWorks CW-C6000P von Epson in Kombination mit einem Epson VT6L anzusehen All-in-One-6-Achsen-Roboter zum Drucken und Anbringen von Etiketten. Seit dieser Einführung hat der Integrator zehn weitere Epson-Roboter in Projekten für andere Kunden eingesetzt.

„Mit den All-in-One-Plattformen von Epson hat sich unser gesamter Betrieb geöffnet“, sagt Mattson.

Hanson beschreibt PharmaMed Automation mit Sitz in Fargo, North Dakota, als ein kleines und flexibles Ingenieurunternehmen, das sich auf die anspruchsvollsten Fabrikautomatisierungsprojekte spezialisiert hat.

Er sagt, als er PharmaMed 2012 zusammen mit seinem Partner Walt Stewart gründete, „lag der Schwerpunkt des Unternehmens auf der Herstellung kundenspezifischer, im Allgemeinen nicht robotergestützter Hartautomatisierungszellen für Pharma- und Medizintechnikunternehmen.“

Dennoch war Hanson bestens mit der Robotik vertraut und hatte im Laufe seiner Karriere irgendwann einmal mit fast jeder Marke von Industrierobotern gearbeitet. „Tatsächlich haben wir in der Firma, in der ich arbeitete, bevor wir PharmaMed gründeten, unseren eigenen SCARA-Roboter und die Software zu seiner Steuerung entwickelt. Es war der erste SCARA-Roboter, der auf der Rockwell-Plattform entwickelt wurde.“

Er erklärt, dass „die Arbeit, die wir machen, sehr schwierig ist, weil wir immer versuchen, ein neues Problem zu lösen, das niemand sonst angehen möchte.“ Es handelt sich um ein Geschäft mit hohem Risiko und hohem Ertrag.“

Im Jahr 2018 gründeten er und Mattson ein weiteres Unternehmen, Vektor Designs, um eine allgemeinere Produktionsbasis zu bedienen. Sie fusionierten die beiden Unternehmen im Jahr 2022.

Hanson und Mattson arbeiteten unter der Marke Vektor und übernahmen diesen neuen Kunden, den Hersteller von Flüssigkeitsstandsensoren und Alarmsystemen. Der Kunde verpackt diese Sensoren in Wellpappengehäusen mit einer Länge und Breite von etwa 8 x 8 Zoll und einer Höhe von entweder 6 Zoll oder 8 Zoll. Anschließend werden diese Kartons mit einem selbstklebenden Etikett mit einer Breite von 6 Zoll und einer Höhe von 4 Zoll beschriftet.

Obwohl die Schalter über gewerbliche Sanitärunternehmen verkauft werden, wollte der Kunde ein vollfarbiges Etikett verwenden, um sich von der Konkurrenz abzuheben. Das Unternehmen wollte außerdem ein einheitlicheres Erscheinungsbild schaffen, als dies mit handaufgebrachten Etiketten möglich ist. Maßgeschneiderte, eigenständige Etikettierzelle mit einem Epson VT6L All-in-One-6-Achsen-Roboter und einem Epson ColorWorks CW-C6000P Farbtintenstrahl-Etikettendrucker sowie individueller Etikettenbahn, Werkzeugkopf und Förderband.

Am wichtigsten war, dass der Kunde vor einer enormen Personalherausforderung stand, da die Belegschaft von etwa 700 vor COVID-19 auf nur noch 400 gesunken war, sodass ein automatisierter Arbeitsablauf äußerst wünschenswert war.

Laut Mattson hatte der Kunde den Epson ColorWorks-Drucker gesehen und wollte ihn in dieser Anwendung verwenden.

„Man kann vorgedruckte Etiketten kaufen und sie auf eine handelsübliche Etikettiermaschine kleben, aber dann ist jedes Etikett auf der Rolle gleich“, erklärt er. „Aber dieser Kunde verpackt möglicherweise acht seiner Switches und dann zehn weitere eines anderen Modells und benötigt daher die Flexibilität, jede Druckauflage in beliebiger Menge an das System zu senden.“

Mattson sagt außerdem, dass der CW-C6000P schnell und zuverlässig ist und Etiketten mit einer Breite von 8 Zoll und jeder Höhe mit bis zu 5 Zoll pro Sekunde drucken, zuschneiden und abziehen kann. Es ist vollständig digital und kann ohne Pause von einem Etikettendesign zum anderen wechseln. Darüber hinaus ist es standardmäßig mit einem I/O-Port ausgestattet, sodass es problemlos in ein automatisiertes System integriert werden kann.

„Über den Etikettendruck hinaus“, fügt Mattson hinzu, „sahen sie, dass es für sie eine bessere Option war, einen Roboterarm zum Aufnehmen und Platzieren zu verwenden, als jede Art von fester Maschine.“

Während harte Automatisierung traditionell günstiger ist als Robotik, waren die Preise der Epson-Roboter für den Kunden und das Designteam von Vektor/PharmaWorks attraktiv. „Sobald Sie einen hochwertigen SCARA für unter 10.000 US-Dollar oder einen 6-Achser für unter 15.000 US-Dollar kaufen können, ändert sich die Lage“, sagt Hanson.

Das Team entwarf eine eigenständige Zelle mit dem ColorWorks-Drucker, einer speziell angefertigten Schiene zum Tragen der Etiketten und einem an der Decke montierten VT6L-Roboter, der jedes Etikett aufnimmt und es dann auf dem Karton anbringt, der von einem Dorner in Position gebracht wird Förderer. Das Team entwarf und baute einen eigenen pneumatischen Werkzeugkopf, der das Etikett nicht nur aufbringt, sondern es auch wieder zurückzieht und anklopft, um sicherzustellen, dass es fest angebracht ist. Dann bringt das Förderband den nächsten Karton.

„Wir haben einen Sensor in den Werkzeugkopf integriert, um zu überprüfen, ob ein Etikett vorhanden ist, und dann überprüfen wir, ob es auf dem Gehäuse angebracht ist“, sagt Mattson.

Im Moment, sagt er, bringe der Kunde das Etikett immer an der gleichen Position auf der Seite jedes Kartons an, aber durch den Einsatz eines Roboters anstelle einer festen Etikettierlösung weiß er, dass er die Kartongröße und -platzierung variieren kann nur eine einfache Softwareänderung.

Der Kunde, sagt Mattson, habe ursprünglich zwei dieser eigenständigen Etikettiermaschinen bestellt, aber als er sah, wie gut sie funktionierten, bestellte er bald eine dritte.

Seit Beginn des Projekts hat PharmaMed Epson-Roboter bei drei anderen Kunden eingesetzt, darunter zwei, bei denen Epson in die Siemens-Automatisierungsplattform integriert wurde, und einer bei Rockwell.

„Eigentlich haben wir die Epson-Steuerung verwendet, um die gesamte Etikettierzelle anzutreiben, aber es ist eine kleine Zelle mit ein paar Luftzylindern, dem Förderband und diesem Drucker. Aber wenn man anfängt, einen Roboter auf den großen Plattformen einzusetzen, dann kommt der Gummi ins Spiel“, sagt Hanson. „Für uns ist das wichtig, und das liegt vor allem daran, dass wir Epson-Roboter in Projekten einsetzen, bei denen wir in der Vergangenheit keinen Roboter eingesetzt hätten. Sie erreichen einen Preispunkt, an dem die Mengen steigen und Volumen erzielt werden können. Durch das Volumen wiederum können Sie Ihre Kosten senken. Ich weiß, das ist das Spiel von Epson, und es ist auch unser Spiel … der Grund, warum wir uns in das Produkt verliebt haben.“

Jedes Produkt und jedes Unternehmen hat gute und schlechte Seiten, „aber wir kennen unsere Schwachstellen“, sagt Hanson. Eine große Schmerzquelle ist die Schwierigkeit, feste Automatisierungslösungen zu entwerfen und zu bauen. „Wir versuchen, Schmerzen loszuwerden, und deshalb sind wir bereit, etwas zu ändern, wenn wir etwas finden, das gut funktioniert.

„Ein Epson-Roboter“, fügt er hinzu, „verfügt über die Funktionen und den Preis, den wir brauchen.“ Es ist ein gutes, zuverlässiges Produkt. Die Programmierung erfolgt unkompliziert mit der Epson RC+-Umgebung und sie lässt sich gut mit Siemens und Rockwell integrieren, was für uns wichtig ist. Und es hat große Unterstützung.“

Würden sie Epson für Verpackungsprojekte anderer Kunden und Automatisierungsintegratoren empfehlen?

„Ja“, sagt Hanson. "Sicher." PW