Flexible Fertigung gepaart mit smarter Robotik ebnen Weg in die Fabrik der Zukunft | OMRON, Deutschland

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Weimarer Medtech-Experte Senova kooperiert bei Herstellung stark gefragter Corona-Antikörper-Schnelltests mit OMRON und Kraus Maschinenbau GmbH

Die Corona-Krise hat so manchen Wirtschaftszweig in große finanzielle Nöte gebracht. Es gibt aber auch Bereiche, die helfen können. So setzen Handel, öffentlicher Sektor und Industrie beispielsweise vermehrt auf innovative Robotik, Sensor- und KI-Technologien, um Mitarbeiter zu entlasten, Prozesse zu beschleunigen und Hygiene-Vorgaben besser einhalten zu können. Wie das aussehen kann, zeigt die Kooperation des Thüringer Medtech-Unternehmens Senova, führender Entwickler und Hersteller von Schnelltestsystemen zur Markierung von Biomarkern, Viren und Mikroorganismen, mit den Robotik-Experten von OMRON  und den Maschinenbau-Spezialisten der Kraus Maschinenbau GmbH.

Hand in Hand haben die drei Unternehmen genau aufeinander abgestimmte Produktionsmaschinen plus Robotik entwickelt und gebaut, die die zuvor sehr zeitaufwändige manuelle Fertigung von Corona-Antikörper-Schnelltests um ein Vielfaches beschleunigen und verbessern. Da Regionen, Unternehmen und Co. immer mehr Menschen auf das Corona-Virus testen, musste die Produktion dieser Kits immens erhöht, eine eng verzahnte Fertigung und Verpackung realisiert werden.

Ausgangslage: Neuer Test zeigt schnell SARS-CoV-2-Infizierung

Als mittelständisches und inhabergeführtes Unternehmen mit Sitz in Weimar hat sich Senova auf die LFA-Technologie und ihre Markteinführung spezialisiert. Rund 30 Mitarbeiter kümmern sich um Forschung, Entwicklung, Produktion, Vertrieb, Logistik, Qualitätsmanagement und -sicherung. Das neuste und derzeit weltweit am meisten gefragte Produkt der Thüringer Medtech-Experten ist ein Corona-Antikörper-Schnelltest, der innerhalb von zehn Minuten anzeigt, ob eine Person bereits infiziert war. Forciert durch die aktuelle Entwicklung ist es Senova gelungen, den ersten Corona-Antikörper-Schnelltester in Rekordzeit zur Marktreife zu führen.

Herausforderung: Manuelle Fertigung viel zu langsam für enorme Nachfrage

Da der weltweite Ruf nach derartigen Tests derzeit enorm ist, muss Senova nun in immer größerer Stückzahl produzieren. Die zuvor manuelle Herstellung und Verpackung der Test-Kits konnte mit den tausenden Bestellanfragen nicht länger mithalten. Daher war der Zeitplan für dieses Projekt sehr straff. Gesucht wurde eine flexiblere, schnellere und verlässlichere Möglichkeit, die Testkits herzustellen und zu verpacken. Die Aufgabe: Die Maschine sollte Mitarbeiter entlasten und die verschiedenen Arbeitsschritte – Schneiden der Teststreifen sowie Verpacken – möglichst effizient kombinieren. Konzept und Realisierung sollten dabei besonders schnell vonstatten gehen, um dem Bedarf nachkommen zu können und so auch die Ausbreitung des Virus einzudämmen.

Große Nachfrage erfordert stetige Produktionserweiterungen

Die Handhabung der Zuschnitte mit einer Größe von kleinen 3,5 bis 5 Millimeter stellte in diesem Zusammenhang eine besondere Herausforderung dar. Nach einigen Anpassungen konnte Kraus aber auch diese Aufgabe stemmen. Mithilfe der neuen Maschine können heute 30 bis 45 Corona-Schnelltests pro Minute geschnitten und verpackt werden. Da der Bedarf so groß ist, sollen die Kapazitäten kontinuierlich gesteigert werden. Weitere Maschinen sind geplant. An sechs Tagen in der Woche läuft die Produktion derzeit von 7 bis 22 Uhr.

SCARA-Roboter für präzise Materialhandhabung

Und welche Technologie kommt genau zum Einsatz? Gefertigt werden die Tests, die vom Aussehen einem Schwangerschaftstest ähneln, unter Einsatz der Maschinen von Kraus nebst eCobra 600 Scara-Robotern, Quattro 650H Vier-Achs-Parallelrobotern und TM5-700 Cobots, SPS-Steuerung, Antrieben und Sensorik von OMRON. Aufgrund des erhöhten Produktionsaufkommens hat OMRON bereits weitere eCobra600 Pro ausgeliefert und in die Fertigungslinie integriert.

Vier Achsen für ein Plus an Präzision

Auch Steuerung und Antrieb der Schneide- sowie Verpackungsmaschine stammen  von OMRON, eingebaut in die Fertigungslinien der Kraus Maschinenbau GmbH. Weitere Bausteine der flexiblen Corona-Testkit-Produktion sind die Quattro 650H. Das Vier-Achsen-Design des Roboters verteilt die Last gleichmäßig auf alle Arme des Roboters, was eine schnelle und hochpräzise Handlings- und Montageprozesse unterstützt. Die Quattro-Roboter sind für hohe Nutzlasten und Multitoolanwendungen ausgelegt – es lassen sich mehrere Teile gleichzeitig aufnehmen. Dies beschleunigt die Corona-Test-Herstellung abermals.

OMRON TM-Cobot entlastet Mitarbeiter

Damit nicht genug: Eine weitere OMRON-Technologie, die in der Fertigungslinie bei Senova zum Einsatz kommt, ist der TM5-700. Dieser Cobot ist speziell für die Zusammenarbeit mit Menschen und Maschinen konzipiert. Er ist flexibel einsetzbar, lässt sich problemlos transportieren und verfügt über ein integriertes Bildverarbeitungssystem mit Landmarkerkennung, wodurch ein schneller Startup und Produktwechsel ermöglicht wird. Aufgrund der intuitiven Software können dem Roboter sehr unterschiedliche Aufgaben beigebracht werden. So nimmt er Mitarbeitern bei Senova wiederkehrende Tätigkeiten bei Test-Zuschnitt und Verpackung ab und trägt zu einer Erhöhung der Produktivität bei. Über das integrierte Bildverarbeitungssystem des Roboters können mit der Kamera Objekte in einem breiten Sichtfeld erfasst und ausgewertet werden. Die ebenfalls integrierte Beleuchtungstechnologie unterstützt für eine exakte Objekterkennung. Dieses System hilft Senova, Zuverlässigkeit, Konsistenz und Präzision, etwa bei Pick-and-Place-Vorgängen zu erhöhen. Hinzukommen Funktionen wie Mustererkennung, Strichcodeerfassung und Farberkennung.

Vom Zuschnitt der Streifen bis zum Verschließen der Beutel

Damit nicht genug: Eine weitere OMRON-Technologie, die in der Fertigungslinie bei Senova zum Einsatz kommt, ist der TM5-700. Dieser Cobot ist speziell für die Zusammenarbeit mit Menschen und Maschinen konzipiert. Er ist flexibel einsetzbar, lässt sich problemlos transportieren und verfügt über ein integriertes Bildverarbeitungssystem mit Landmarkerkennung, wodurch ein schneller Startup und Produktwechsel ermöglicht wird.  Aufgrund der intuitiven Software können dem Roboter sehr unterschiedliche Aufgaben beigebracht werden. So nimmt er Mitarbeitern bei Senova wiederkehrende Tätigkeiten bei Test-Zuschnitt und Verpackung ab und trägt zu einer Erhöhung der Produktivität bei. Über das integrierte Bildverarbeitungssystem des Roboters können mit der Kamera Objekte in einem breiten Sichtfeld erfasst und ausgewertet werden. Die ebenfalls integrierte Beleuchtungstechnologie unterstützt für eine exakte Objekterkennung. Dieses System hilft Senova, Zuverlässigkeit, Konsistenz und Präzision, etwa bei Pick-and-Place-Vorgängen zu erhöhen. Hinzukommen Funktionen wie Mustererkennung, Strichcodeerfassung und Farberkennung.

Hand in Hand gegen Corona und für mehr Flexibilität in der Fertigung

Christoph Waldenmeier, Projektberater Vertrieb bei Omron Industrial Automation Europe, kommentiert: „In den Wochen der Corona-Krise hat sich die Zusammenarbeit mit Senova und Kraus kontinuierlich weiterentwickelt. So wird in einer neuen Produktionshalle bald die neueste Generation der Covid-Tests produziert. Die Fertigungslinien sind vollständig mit OMRON-Technologie ausgestattet.“  Er fügt hinzu: „Wir freuen uns, dass wir mit unserer Technologie die weltweiten Bemühungen im Kampf gegen das Corona-Virus zu einem kleinen Teil unterstützen können. Kooperation ist in Zeiten wie diesen und in einer flexiblen Produktion der Zukunft das A und O.“ Joachim Kraus ergänzt: „Die schnelle und unkomplizierte Umsetzung dieses herausfordernden Projekts war nur möglich durch das perfekte Zusammenspiel und die gute Chemie zwischen Kunde, Maschinenbauer sowie System- und Steuerungslieferant.“

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