Perakitan robot:Pelajaran dalam presisi ekstrim

SEYMOUR TRI-21 adalah mesin semi-otonom robotik, yang dibuat oleh SEYMOUR Advanced Technologies (SAT). Ini merakit microneedles yang digunakan dalam operasi mata 400% lebih cepat dari sebelumnya. Dirancang untuk ruang sempit di ruang bersih, dan menampilkan tiga lengan robot enam sumbu Meca500, SEYMOUR TRI-21 dapat memasukkan batang sepanjang 25 mm ke dalam silinder berongga dengan jarak hanya 60 mikrometer. Itu kira-kira setebal sebutir garam, atau sehelai rambut manusia!

Farmasi mengharapkan untuk menambah enam mesin SAT tambahan untuk peningkatan 2000% dalam throughput pada akhir tahun 2022.

Latar Belakang

Sebuah farmasi mata telah mengembangkan microneedle untuk digunakan dalam operasi mata. Dalam industri medis, perakitan harus lancar dan steril, dan perusahaan ini menyadari perlunya cara yang lebih efisien untuk merakit jarum mikro ini.

Tujuannya adalah untuk mengurangi bioburden secara signifikan sekaligus meningkatkan produktivitas sekitar 70%. Menghadapi tujuan agresif ini, sangatlah penting untuk melibatkan seorang insinyur otomasi yang dapat memulai dari awal dan membangun solusi robotik yang sama sekali baru untuk memenuhi kebutuhan mereka yang sangat spesifik. Setelah mencari ahli dengan tingkat keahlian ini, perusahaan meminta bantuan SEYMOUR Advanced Technologies (SAT), penyedia teknologi industri otonom, untuk menciptakan mesin semi-otonom robot satu-of-a-kind yang dapat mengotomatisasi proses perakitan yang tepat dari alat bedah.

Tantangan

Untuk membuat proses perakitan otomatis, steril, dan presisi untuk mengambil batang sepanjang 25mm dan dimasukkan dengan tepat ke dalam silinder berongga dengan jarak bebas hanya 60 mikrometer (0,0015").

Klik untuk melihat sumber gambar

Di lingkungan manufaktur saat ini, proses ini dilakukan secara manual menggunakan kaca pembesar bertenaga tinggi dan tangan manusia. Ini sangat membosankan dan memakan waktu—rata-rata hanya 63 jarum mikro per jam yang dapat diproduksi secara akurat dengan cara ini. Ada juga sejumlah besar limbah karena kerusakan jarum selama proses penyisipan. Selain itu, ada kemungkinan peningkatan kontaminasi dari "beban biologis" (yaitu jumlah organisme yang terkontaminasi yang ditemukan dalam sejumlah bahan tertentu sebelum sterilisasi).

Inisiatif ini akan memecahkan banyak masalah untuk farmasi, yaitu:

• Mempercepat proses perakitan;
• Hilangkan pemborosan atau biaya yang tidak perlu;
• Sterilkan ruang kerja.

Selain itu, saat mengerjakan proses perakitan, SAT memperhatikan satu tantangan umum—jarum tidak berada di lokasi yang sama persis di setiap tarikan robot, membuat proses penyisipan menjadi sangat sulit.

Solusi

Menanggapi tantangan ini, SAT menciptakan SEYMOUR TRI-21, mesin semi-otonom yang menghasilkan presisi, sterilisasi, dan pembuangan limbah. Ini berisi tiga robot Meca500 6-sumbu yang mengambil jarum suntik dari titik A ke titik B, memasukkan kabel 25mm ke dalam jarum tanpa gagal.

Apa yang membuat solusi SEYMOUR TRI-21 lebih andal adalah bahwa jarum mikro perusahaan sekarang akan diproduksi di lingkungan yang sepenuhnya otomatis, dibandingkan dengan proses manual dan semi-otomatis yang digunakan oleh produsen lain.

• Penglihatan mesin yang kuat
  Proses unik ini dimulai dengan objek diambil dan ditempatkan di bawah kamera resolusi mikro yang menggunakan teknologi strobing variabel, juga dikenal sebagai "modularisasi cahaya terstruktur." Teknologi ini mendeteksi bayangan untuk menemukan di mana bagian fisik objek berada di sekitar tertentu.
  
  Ketebalan, panjang, dan kelurusan kemudian dihitung. Selanjutnya, SAT menggunakan data mentah ini untuk menghitung kesalahan posisi relatif dan memindahkan robot ke posisi baru yang memungkinkan perakitan akurat. Proses ini sangat penting karena bagian internal "mengambang" di dalam cangkang yang diambil. Jadi, meskipun mereka dapat diulang, jendela di mana mereka mengulangi jauh lebih besar daripada toleransi untuk merakit bagian-bagian, tanpa kemungkinan gangguan.
  
  

Presisi dengan pembelajaran mesin

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, proses otomatisasi harus sangat tepat karena sifat-sifat elemen yang dirakit. Inilah sebabnya mengapa SAT menerapkan pembelajaran mesin (ML). Ini memungkinkan SAT untuk secara otomatis melacak data, belajar dari siklus sebelumnya, kemudian menyesuaikan dan merampingkan untuk siklus mendatang—memastikan setiap penyisipan jarum akan menyelaraskan kawat dan jarum dengan sempurna. Target tingkat keberhasilan yang dapat diterima adalah 90% atau lebih tinggi dengan peningkatan produktivitas 70%, yang keduanya akan dicapai dengan SEYMOUR TRI-21.

Desain:

Penting agar desain SEYMOUR TRI-21 disesuaikan dengan kebutuhan farmasi. Ini termasuk:

• Pegangan diagnostik
  SAT mengonfigurasi ulang pegangan tegak lurus ke posisi paralel, memberikannya lebih banyak keunggulan sementara juga memungkinkan pembatasan gerakan minimal bagi pengguna. SAT kemudian menetapkan proses agar data diumpankan ke pegangan, diterjemahkan melalui mode warna yang mengingatkan operator tentang kesehatan alat berat untuk membantu mereka mengelola pemeliharaan dan pemeliharaan.
  
  
• Kamar bersih tingkat ISO 7
  Seymour TRI-21 dibuat dengan kaca kelas medis untuk mengontrol jumlah partikel yang dapat masuk ke mesin untuk memastikan bahwa semua unit steril dengan persyaratan tingkat ISO 7. Bantalan kering juga digunakan, menghilangkan kontaminan gemuk dari lingkungan manufaktur.
  
  
• Internet of Things (IoT)
  Sejalan dengan Industri 4.0, ekosistem IoT yang terhubung, SAT akan memberi perusahaan antarmuka komputer jarak jauh, yang memungkinkan mereka mengoperasikan mesin dari jarak jauh di ponsel atau tablet mereka melalui aplikasi.
  
  
• Pemantauan
  Mesin yang membuat suku cadang untuk mesin lain perlu dipantau dengan cermat. Elemen seperti gaya, torsi, kecepatan, percepatan, waktu, tekanan, volume, berat dan massa, translasi, dan rotasi semuanya perlu dipantau.

Ketujuh unit dasar SI terdiri dari:

• • Panjang - meter (m)
  • Waktu - detik
  • Jumlah zat - mol (mol)
  • Arus listrik - ampere (A)
  • Suhu - kelvin (K)
  • Intensitas cahaya - candela (cd)
  • Massa - kilogram (kg)

Dengan memantau ini, atau sebagian dari ini yang berkaitan dengan produk, solusi SAT kemudian dapat memverifikasi bahwa produk menjadi dapat diulang dan diprediksi, pada akhirnya meningkatkan dan mengembangkan teknologi.

SAT juga memantau dan menyediakan data untuk mendukung operasi dan arah. Ada banyak variabel yang mempengaruhi kualitas produk, tetapi hanya jendela kecil di mana produk beroperasi secara konsisten. Untuk proyek ini, jendela kualitas adalah 60 mikrometer.

• Jejak kecil, hasil besar

Dalam ruang bersih seluas 1.000 kaki persegi saat ini, apotek dapat memiliki maksimal dua orang yang bekerja dalam shift 8 jam. Setiap pekerja terlatih dapat memproduksi sekitar 63 unit/jam atau 1 unit/menit. Selama shift biasa, ini berarti rata-rata 500 unit per orang.

Seymour TRI-21 60"w x 42"d x 77"h baru 60"w x 42"d x 77"h dan satu operator sekarang akan dapat memproduksi sekitar 250 unit per jam (4/mnt), atau 2.000 unit/pergeseran 8 jam. Itu adalah peningkatan 400% dalam throughput!

Mesin robotik modular ini dapat digunakan untuk R&D serta untuk penggunaan komersial Good Manufacturing Practice (GMP). Enam peralatan berbeda sekarang dapat ditempatkan di ruang bersih yang sama, bekerja secara independen, memiliki dua hingga 10 operator yang bekerja pada satu waktu.

Apa selanjutnya?

Menurut CEO SAT, Rob Seymour, "setelah farmasi mata sepenuhnya menerapkan penggunaan SEYMOUR TRI-21, mereka akan meningkatkan produktivitas secara keseluruhan setidaknya 70% dan mencapai tingkat keberhasilan minimum 95%. Mereka juga akan melihat signifikan pengurangan beban biologis." Dia melanjutkan, "selama tahun depan, perusahaan akan menambahkan enam robot SAT tambahan ke lini mereka, memungkinkan mereka untuk meningkatkan produksi mereka sebesar 2000% pada akhir tahun 2022."

Versi artikel ini pertama kali muncul di situs resmi SAT. Direproduksi dengan izin.

Pelajari lebih lanjut tentang produk dan solusi Mecademic

Siap untuk mengetahui bagaimana produk dan solusi kami dapat meningkatkan hasil produksi Anda dalam jejak sekecil mungkin, tanpa mengorbankan presisi, atau jangkauan?

️ Jelajahi produk kami:https://www.mecademic.com/en/products

️ Atau hubungi kami segera untuk memesan demo Anda!

---