KR AGILUS ในการผลิตกล้องเอ็นโดสโคปช่วยให้สามารถมองเห็นภายในได้อย่างชัดเจน

บริษัท KARL STORZ ในเมืองวิดเนาที่ประเทศสวิตเซอร์แลนด์เริ่มผลิตถ้วยรองตาสำหรับกล้องเอ็นโดสโคปด้วยระบบอัตโนมัติตั้งแต่ช่วงฤดูร้อนในปี 2021 ตั้งแต่นั้นมา KR AGILUS ก็ช่วยแบ่งเบาภาระของทีมงานและเร่งการผลิตให้เร็วขึ้น เรื่องราวความสำเร็จของบริษัทจากสเวเบียและสวิตเซอร์แลนด์

“เราเคยมีเครื่องเชื่อมที่ใช้งานมานานหลายปี แต่น่าเสียดายที่เราไม่สามารถใช้งานเครื่องนี้ด้วยความแม่นยำได้อีกต่อไป” Sarah Mühleck หัวหน้าไซต์งานที่ KARL STORZ สาขาเมืองวิดเนาที่ประเทศสวิตเซอร์แลนด์อธิบายเหตุผลประกอบที่เลือกใช้ระบบอัตโนมัติ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อปลายปี 2020 จากนั้นทีมของเธอก็เริ่มค้นหานวัตกรรมโซลูชันใหม่ที่มีประสิทธิภาพ KARL STORZ ก่อตั้งขึ้นในปี 1945 โดยผลิตกล้องเอ็นโดสโคปคุณภาพสูง เครื่องมือทางการแพทย์ และอุปกรณ์คุณภาพสูง พนักงานประมาณ 8,300 คนทั่วโลกมีหน้าที่รับผิดชอบเรื่องการพัฒนา การผลิต การขาย และบริการของผลิตภัณฑ์ราว 15,000 รายการ สำนักงานใหญ่ของบริษัทตั้งอยู่ที่เมืองทุตลิงเงนในรัฐเวือร์ทเทมแบร์ก และยังมีการผลิตในสหรัฐอเมริกา เอสโตเนีย และสวิตเซอร์แลนด์อีกด้วย ที่เมืองวิดเนาซึ่งไม่ไกลจากทะเลสาบคอนสตันซ์ มีการผลิตส่วนประกอบออปติคัลสำหรับกล้องเอ็นโดสโคป เช่น เลนส์ตา ที่ช่วยให้สามารถมองเข้าไปยังภายในร่างกายได้ ดังนั้นส่วนประกอบดังกล่าวจึงต้องแน่นหนาเป็นพิเศษและสามารถทำความสะอาดได้

หยิบและวาง: KR AGILUS คือส่วนหนึ่งของการผลิตกล้องเอ็นโดสโคปในเมืองวิดเนา หุ่นยนต์ตัวนี้จะคอยแทรกชิ้นส่วนและหยิบชิ้นงานที่เสร็จแล้วออกมา © Stefan Hobmaier, TRUMPF

ตั้งแต่งานทำมือที่ซ้ำซากจำเจไปจนถึงระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์

กระบวนการที่ต้องใช้ระบบเชื่อมแบบใหม่โดยเฉพาะคือการต่อปลอกสแตนเลสสตีลเข้ากับแผ่นแก้วปิดสไลด์ในวงแหวนสแตนเลสสตีล ซึ่งทั้งสองเป็นส่วนประกอบของชิ้นส่วนที่เรียกว่าถ้วยรองตาสำหรับกล้องเอ็นโดสโคป กล้องเอ็นโดสโคปช่วยให้ศัลยแพทย์มองเห็นช่องว่างภายในร่างกายได้อย่างชัดเจนในระหว่างขั้นตอนการส่องกล้อง งานทำมือก็ขาดไม่ได้สำหรับส่วนนี้เช่นเดียวกัน พนักงานจะใส่ส่วนประกอบเข้าในเครื่องและนำออกมาอีกครั้งหลังจากขั้นตอนการเชื่อมเสร็จสิ้น โดยจะวางปลอกและแหวนที่ต้องการเชื่อมพร้อมแผ่นแก้วปิดสไลด์เสมอ “เรากำลังทยอยนำงานซ้ำซากจำเจและเครียดเกินไปออกจากพนักงานของเรา” Sarah Mühleck กล่าว

การวางแผ่นแก้วปิดสไลด์บนปลอกต้องใช้ความคล่องแคล่ว เช่นเดียวกับการหยิบและวางโดยหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นงานที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับหุ่นยนต์ KR AGILUS © Stefan Hobmaier, TRUMPF

ระบบอัตโนมัติ ขั้นตอนที่หนึ่ง: หาระบบเชื่อม

ทีมงานในเมืองวิดเนามุ่งเป้ามองหาโซลูชันระบบอัตโนมัติโดยเฉพาะ หากพูดถึงขั้นตอนการเชื่อมจริงๆ เราก็ได้ระบบที่ต้องการแล้ว บริษัท KARL STORZ ได้ทำการทดสอบระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์ 3 มิติ TruLaser Station 7000 จากบริษัท TRUMPF ในเมืองดิทซิงเงนที่สเวเบียมา 2-3 เดือนแล้ว และรู้สึกพอใจอย่างมาก TRUMPF ก่อตั้งขึ้นในปี 1923 และประสบความสำเร็จในระดับสากลด้วยเทคโนโลยีเลเซอร์และระบบ รวมถึงโซลูชันที่สามารถเปลี่ยนเป็นระบบอัตโนมัติในปัจจุบันอีกด้วย โดยจุดแข็งอันได้แก่ การตัดด้วยเลเซอร์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ และการสร้างสัญลักษณ์ด้วยเลเซอร์

ทีมงานของ KARL STORZ ในเมืองวิดเนาคุ้นชินกับการทำงานร่วมกับระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์ 3 มิติแบบใหม่อย่างรวดเร็ว © Stefan Hobmaier, TRUMPF

ขั้นตอนที่สอง: คำแนะนำจากบริษัทพันธมิตร

พนักงาน TRUMPF จำนวน 15,000 คน ที่ทำงานร่วมกับ KARL STORZ ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสำเร็จที่สะสมมาเกือบ 30 ปี เมื่อนำระบบอัตโนมัติของ TruLaser Station 7000 มาใช้งาน ทีมงาน TRUMPF ก็สามารถให้คำแนะนำแก่ผู้รวมระบบ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับบริเวณใกล้เคียงเช่นกัน ในปัจจุบัน บริษัท wbt automation ในเมืองโกไชม์มีพนักงาน 18 คน Joachim Burkert ผู้จัดการของ wbt ชื่นชอบไอเดียการผลิตถ้วยรองตาโดยใช้ระบบอัตโนมัติบางส่วนอย่างยิ่ง “ชื่อของ wbt ยังย่อมาจาก ‘เราเคลื่อนย้ายชิ้นส่วน (Wir bewegen Teile)’ ด้วยเช่นกัน เราจึงยินดีที่ได้มีส่วนร่วมอย่างยิ่ง” เขากล่าวพลางมองย้อนกลับไป “ถึงแม้ว่ากฎเกณฑ์จะสูงก็ตาม”

Joachim Burkert ผู้จัดการของ wbt automation ซึ่งเป็นบริษัทที่ชื่นชอบการใช้หุ่นยนต์ของ KUKA © wbt

ขั้นตอนที่สาม: ชี้แจงรายละเอียดเทคโนโลยีของระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์

Joachim Burkert ระบุว่า “เราต้องจัดการชิ้นงานจำนวนมากในพื้นที่ขนาดเล็กด้วยหุ่นยนต์ขนาดเล็กในเซลล์ขนาดกะทัดรัด รวมถึงจัดตำแหน่งและวางไว้ในอุปกรณ์เชื่อมอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ เรายังต้องวางแผนกันเองว่าหุ่นยนต์จะขนย้ายชิ้นส่วนอย่างไร เนื่องจากเราต้องการจับชิ้นงานสองชิ้นในทุกการเคลื่อนไหวและเชื่อมชิ้นงานดังกล่าวเข้าด้วยกัน” ระบบอัตโนมัติของ wbt อาศัยหุ่นยนต์ KUKA ในการทำงานสำหรับโครงการระบบอัตโนมัติประมาณ 98 เปอร์เซ็นต์ Burkert รายงาน “ความแม่นยำที่จำเป็นต่องานนี้ต้องใช้หุ่นยนต์ที่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ ซึ่งไม่ใช่หุ่นยนต์ที่มีวางจำหน่ายทั่วไป เราเลือก KR AGILUS ประเภท KR10 R1100 ซึ่งเราส่งไปยัง KUKA เพื่อรับการฝึกเพิ่มเติมก่อนที่จะมาถึงเรา” ในตอนนี้หุ่นยนต์สามารถใช้ระบบเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบตำแหน่งของส่วนประกอบต่างๆ และนอกจากมือจับแบบสี่ส่วนแล้ว หุ่นยนต์ยังสามารถใช้ตัวดูดสุญญากาศขนาดเล็กเพื่อจัดวางตำแหน่งแผ่นแก้วปิดสไลด์แต่ละชิ้นได้อย่างแม่นยำอีกด้วย

ทีมที่ทำงานร่วมกันได้อย่างดีเยี่ยม: KR AGILUS เป็นหุ่นยนต์สำหรับการจัดการและ TruLaser Station 7000 จาก TRUMPF เป็นหุ่นยนต์สำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบ 3 มิติ © Stefan Hobmaier, TRUMPF

ขั้นตอนที่สี่: คู่ขาที่ไปได้สวย

เซลล์หุ่นยนต์ถูกต่อเข้ากับ TruLaser Station 7000 แต่ก็สามารถถอดออกและบำรุงรักษาได้อย่างยืดหยุ่น ที่เก็บชิ้นงานประกอบด้วยลิ้นชัก 4 ช่อง ที่สามารถบรรจุชิ้นงานได้มากถึง 960 ชิ้น KR AGILUS จะใช้ลิ้นชักเหล่านั้นในการขนย้ายส่วนประกอบไปยังระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์ ซึ่งหมายถึงปลอกทั้งสองและแผ่นแก้วปิดสไลด์ที่วางไว้ด้านบนอย่างแม่นยำสำหรับแต่ละขั้นตอนการเชื่อม นอกจากนี้ ถ้วยรองตาที่เชื่อมเสร็จแล้วจะถูกใส่กลับเข้าไปยังที่เก็บชิ้นงานด้วยเช่นกัน Joachim Burkert รายงานว่าหุ่นยนต์ของ KUKA มีเงื่อนไขการใช้งานทางเทคนิคที่เหมาะสมที่สุด “เราจับชุดควบคุมของ KUKA ที่เหมาะสมมาเข้าคู่กับแผงควบคุมที่คุ้นชินซึ่งที่มีส่วนประกอบจากบริษัทของเรา หุ่นยนต์ติดตั้งบนเซลล์ที่พัฒนาขึ้นมาเป็นพิเศษสำหรับหุ่นยนต์ ซึ่งเรียกว่า MRC flextray เราเชื่อมต่อกับชุดควบคุม Siemens ของเราได้อย่างปลอดภัยผ่าน Profibus ซึ่งทำให้สามารถสื่อสารกับระบบของ TRUMPF ได้โดยปราศจากปัญหาใดๆ”

หยิบและวางด้วยมือจับแบบพิเศษที่ออกแบบโดย wbt automation หุ่นยนต์จะใช้ตัวดูดสุญญากาศเพื่อยึดตำแหน่งของชิ้นส่วนดิบไว้ © wbt

ขั้นตอนที่ห้า: ทำให้ผู้ที่มีข้อกังขาเกิดความเชื่อมั่น

Wolfgang Karl ผู้ที่ทำงานกับ KARL STORZ มากกว่าสีสิบปีและเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเลเซอร์ของบริษัทยอมรับว่ายังมีข้อกังขาอยู่ในช่วงแรก “แน่นอนว่า ผมมีข้อสงสัยในระหว่างการพัฒนา หุ่นยนต์จะจับชิ้นส่วนอย่างไรและมีความปลอดภัยแค่ไหน หรือจะเกิดอะไรขึ้น หากมือจับใส่ชิ้นส่วนเพียงชิ้นเดียวด้วยความผิดพลาด แทนที่จะขนย้ายชิ้นส่วนทั้งสองชิ้นไปด้านนอก และเราจะมั่นใจได้ 100 เปอร์เซ็นต์อย่างไรว่าจะไม่มีปัญหาเกิดขึ้น” wbt automation ให้คำตอบว่า “เราได้ทำการจำลองอย่างสมบูรณ์ล่วงหน้า ซึ่งเราใช้ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์ KUKA.Sim ในการจำลองดังกล่าว” ตามที่ Joachim Burkert อธิบาย คู่หูดิจิทัลช่วยให้ผู้รวมระบบสามารถ “แสดงผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ก่อนที่จะมีฮาร์ดแวร์” ได้ Burkert กล่าว “และนั่นก็ทำให้ผมหมดข้อสงสัย” Wolfgang Karl เน้นย้ำ

Wolfgang Karl เป็นผู้เชี่ยวชาญสำหรับกระบวนการเลเซอร์ทั้งหมดที่ KARL STORZ © Stefan Hobmaier, TRUMPF

ขั้นตอนที่หก: ส่งมอบผลงานคุณภาพระดับสูงในทุกๆวัน

การผลิตโดยระบบอัตโนมัติจะเริ่มขึ้น เมื่อทำงานร่วมกับเลเซอร์ที่เหมาะสม ซึ่งในกรณีนี้คือTruFiber 500 แบบไฟเบอร์ที่มีกำลังไฟ 500 วัตต์ สุดท้ายแล้ว เราเหลือเพียงแค่ทำให้พนักงานรู้สึกเชื่อมั่น ที่ตอนนี้พวกเขาไม่ต้องโหลดและขนถ่ายชิ้นงานในเครื่องเชื่อมอีกต่อไป แต่เพียงเติมชิ้นงานในลิ้นชัก สั่งงานหุ่นยนต์ และควบคุมคุณภาพแทน Sarah Mühleck รายงานว่า “เราไม่ได้เลิกจ้างใคร แต่เมื่อพนักงานรีไทร์แล้ว เราจะสามารถใช้ระบบอัตโนมัติชดเชยการทำงานในส่วนนี้ได้ แต่พนักงานบางคนยังสงสัยอยู่ว่าพวกเขาต้องทำให้งานเทียบเท่ามาตรฐานเทคโนโลยีใหม่ๆ หรือไม่” บริษัท wbt ได้ฝึกอบรมพนักงานของ KARL STORZ ทั้งในเมืองทุตลิงเงนและเมืองวิดเนา รวมถึงขจัดความไม่มั่นใจของพวกเขาออกไป

ระบบที่ยืดหยุ่นสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบ 3 มิติ: หุ่นยนต์สามารถแยกออกจากระบบเลเซอร์ได้อย่างรวดเร็วตลอดเวลา © Stefan Hobmaier, TRUMPF

“แนวรอยเชื่อมที่ดีมากๆ”

ความลงตัวของ Sarah Mühleck หลังจากผ่านไปเพียงครึ่งปี: “พนักงานทุกคนสามารถสั่งงานหุ่นยนต์ได้ และสเตชันนี้ก็ยังได้รับความนิยมเป็นพิเศษในระบบหมุนของเรา” หกเดือนหลังจากการพบกันครั้งแรกของผู้มีส่วนร่วมทุกคน TruLaser Station 7000 พร้อมด้วยเซลล์หุ่นยนต์ KR AGILUS ก็เริ่มทำงานในเมืองวิดเนา ความสำเร็จที่วัดได้: สำหรับการโหลดและการขนถ่าย ที่หากใช้แรงคนแล้วจะใช้เวลาโดยเฉลี่ยสิบวินาที แต่หุ่นยนต์กลับใช้เวลาเพียงสองวินาที แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดตามที่ Sarah Mühleck กล่าวไว้คือ: “คุณภาพถูกต้อง แนวรอยเชื่อมที่ดีมากๆ และระบบที่เชื่อถือได้ ไม่มีอะไรต้องคิดมาก”

Sarah Mühleck ผู้ดูแลการควบคุมคุณภาพ: จะสามารถใช้งานถ้วยรองตาได้ต่อเมื่อแผ่นแก้วปิดสไลด์เชื่อมเข้ากับปลอกได้อย่างสมบูรณ์แบบเท่านั้น © Stefan Hobmaier, TRUMPF

สรุป: ระบบอัตโนมัติที่เปรียบได้ดั่งประภาคาร

Dr. Axel Frey ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ TRUMPF รู้สึกประทับใจกับโครงการระบบอัตโนมัตินี้ “การนำชิ้นส่วนเข้าและนำออกจากระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์ โดยมีความปลอดภัยของกระบวนการสูงสุด แม้ว่านี้คืองานที่พนักงานสามารถทำได้ แต่อย่างแรกคือไม่ใช่ด้วยความเร็วเท่านี้และอย่างที่สองคือไม่ต่อเนื่อง 100 เปอร์เซ็นต์ แต่กระบวนการต้องต่อเนื่องทุกวันตลอด 24 ชั่วโมงและคุณภาพต้องอยู่ในระดับสูงเสมอ” ซึ่ง TruLaser Station 7000 ในเมืองวิดเนาสามารถทำได้ และเพิ่มเติมอีก: “โครงการนี้ได้รับการตอบรับดีมากจากนักเทคนิคการแพทย์ในสหรัฐฯ ที่ได้นำเสนอไป ระบบอัตโนมัตินี้ถือได้ว่าเป็นโครงการประภาคารในหลายๆ ด้าน”

หยิบ วาง แล้วเชื่อม! ระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์ให้คุณภาพสูงสุดสำหรับกล้องเอ็นโดสโคป © Stefan Hobmaier, TRUMPF

พนักงานทุกคนสามารถสั่งงานหุ่นยนต์ของ KUKA ได้ และสเตชันเหล่านี้ก็ยังได้รับความนิยมเป็นพิเศษในระบบโรเตชั่นของเรา

Sarah Mühleck หัวหน้าไซต์งาน KARL STORZ สาขาเมืองวิดเนา

เปิดรับความท้าทายใหม่ๆ

สำหรับ Joachim Burkert แล้ว ข้อเท็จจริงที่ว่าระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์และหุ่นยนต์สามารถแยกออกจากกันได้อย่างรวดเร็วตลอดเวลา “หากอีกห้าปีต่อจากนี้ KARL STORZ มีงานอื่นให้กับหุ่นยนต์ พนักงานก็สามารถถอดเซลล์ออกได้ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที และมอบหมายงานใหม่ให้กับ KR AGILUS ได้ หรือสามารถกำหนดเลเซอร์สองชนิดที่แตกต่างกันให้กับ KR AGILUS หนึ่งเครื่องก็ได้: ช่วงกลางวันทำงานด้วยเลเซอร์ชนิดหนึ่ง และเลเซอร์อีกชนิดหนึ่งในช่วงกลางคืน” อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครที่ KARL STORZ ในเมืองวิดเนาต้องการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ทุกคนพอใจกับวิธีที่มนุษย์ เครื่องจักร และหุ่นยนต์ของ KUKA จัดการงานของพวกเขา Sarah Mühleck หัวหน้าไซต์งานสรุปว่า “เป็นการทำงานร่วมกันที่ลงตัวจริงๆ และฉันยินดีที่จะพูดแบบนี้ซ้ำๆ ต่อไป”