Von Berlin in die Welt: Jonas & Redmann baut Maschine für medizintechnische Produktion basierend auf Robotik von Omron. eCobra Pro- und Kameratechnologien von Omron automatisieren die Assemblierung kleiner Lithium-Primärbatterien.
Die industrielle Gesundheitswirtschaft wächst nach Angaben des Bundesverbands Medizintechnologie (BVMed) seit 2009 kontinuierlich und stärker als die deutsche Gesamtwirtschaft. Hierzu zählen beispielsweise die Produktion, der Vertrieb und der Großhandel von Humanarzneiwaren und Medizintechnik.
Für das Berliner Maschinenbauunternehmen Jonas & Redmann ist die Medizintechnik neben den anderen Geschäftsbereichen Montageautomation, Energiespeicher und Photovoltaik ein zentrales Tätigkeitsfeld. Um das Zusammensetzen von Lithium-Primärbatterien für eine medizintechnische Anwendung eines in den USA ansässigen Auftraggebers zu automatisieren, setzt Jonas & Redmann auf die Technologie und Expertise von Omron.
Der eCobra-Pro-Roboter unterstützt im Zusammenspiel mit leistungsstarker Kamera- und Visualisierungstechnologie sowie dreifachem Greifer die akkurate Schichtung und die präzise Montage. Die Maschinen zur Assemblierung von Lithium-Primärbatterien „made in Berlin“ werden in Kürze ihren Einsatz in den USA finden.
Durch die Automatisierung will das amerikanische Unternehmen nun in die Massenproduktion der Batterie gehen, die Effizienz und Genauigkeit erhöhen und so auch die industrielle Fertigung des empfindlichen Produktes ermöglichen. Der Bereich der Automatisierung, den Omron unterstützt, betrifft die Zuführung und Positionierung der Hauptbestandteile (Anode und Kathode) mit vier gekoppelten Robotereinheiten inklusive Bildverarbeitung. Zusätzlich zur Positionierung soll außerdem eine Qualitätskontrolle nach dem Stanzen mit einer hochauflösenden Bildverarbeitung erfolgen.
Jonas & Redmann setzt bereits seit über 15 Jahren auf die Roboter, Lösungen und Expertise der Automatisierungsexperten von Omron. „Entscheidend bei der Auswahl war das Gesamtkonzept bezüglich der Einheit von Roboter und Bildverarbeitung“, erklärt Frank Neumann, Field Sales Engineer Sensing, Safety and Components bei Omron. Aber auch das Vertrauensverhältnis zwischen Kunde und Anbieter habe eine zentrale Rolle gespielt.
Metallabrieb bei Batteriemontage verhindern
Eine besondere Herausforderung bestand zudem darin, dass Metall- auf Metallabrieb innerhalb der Maschine verhindert werden sollte. „Der gesamte Produktionsprozess der Batteriezellen musste ohne die Entstehung von Metallpartikeln ablaufen“, berichtet Tobias Gensicke. Auch das Handling des sehr spezifischen Lithium-Metalls, das bei der Herstellung der Batterien zum Einsatz kommt, gestaltete sich als diffizil und musste im Roboterauswahlprozess besondere Beachtung finden. Anspruch und Anforderungen an Roboter- und Kameratechnologie waren bei Jonas & Redmann und Auftraggeber deckungsgleich. So sollten Roboter, Greifer und Konfigurationsmöglichkeiten das schnelle und verlässliche Handling sehr empfindlicher Materialien gestatten. Eine weitere Anforderung war die perfekte Adaption von Roboter- und Greifertechnologie. Im Verlauf des Projektes wurde der eCobra Pro für das Handling von sehr kleinen Bauteilen konfiguriert. Darüber hinaus sollte der Roboter mithilfe der integrierten Kameraüberwachung sicherstellen, dass es zu keinen Relativbewegungen von Metallen ohne vollständige Kapselung kommen konnte.
Stapel-, Stanz- und Pressprozesse sicher und präzise ausführen
Das Stapeln und Stanzen der Elektroden stehen im Mittelpunkt der Anwendung mit dreifachem Greifer. Der Roboterarm nimmt zunächst Lithium und Anode auf, die in einem nächsten Schritt zusammengefügt werden. Es folgen das Versiegeln von Anode und Kathode und in einem letzten Schritt das Aufeinanderlegen der beiden Batteriekomponenten Anode und Kathode. Vier Kameraeinheiten überwachen den gesamten Montageprozess.
In der finalen Ausbaustufe des Projektes wird die Maschine eine Batterie in 70 Sekunden assemblieren und überprüfen
