- Wie kann ein Roboter ein künstliches Kniegelenk greifen, ohne dessen empfindliche Oberfläche zu berühren? Diese knifflige Aufgabe löste GDC Automation für einen Hersteller von Endoprothesen. Da die Teile anschließend gestrahlt werden, muss der individuelle Greifer zudem extrem widerstandsfähig gegen Abrasion sein.
Roboter greift künstliches Kniegelenk
Für die Fertigung der Kniegelenke verwendet man Titan, das nach höchsten Qualitätsanforderungen bearbeitet wird. Das gilt auch für die Oberflächenbehandlung: Das untere Gelenkelement, das mit dem Schienbein verbunden wird, muss an der Oberseite extrem glatt sein, damit es die Drehbewegung mit wenig Reibung ausführen kann. Die Unterseite hingegen muss eine definierte Rauigkeit aufweisen, damit sie sich gut mit dem Knochenmaterial verbindet.
Teile dürfen nicht berührt werden
Die Oberflächenbehandlung erfolgt in einer Strahlkabine, die von einem Roboter beschickt wird. Die empfindlichen Teile dürfen dabei aber nicht berührt werden. Hinzu kommen hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit des Greifers, weil das Strahlmaterial auch im Ruhezustand extrem abrasiv ist. Konventionelle Greifer sind daher oft nach Standzeiten von wenigen Wochen oder gar Tagen unbrauchbar.
GDC entwickelte einen Greifer, der rohrförmig aufgebaut ist und sich über dem Schaft des Kniegelenks positioniert. Im Rohr befindet sich ein pneumatischer Muskel, der in einen Hohlraum im Schaft des sorgfältig gereinigten Kniegelenks einfährt. Dort expandiert er, fasst von innen das Teil und kann es entnehmen, ohne die Oberfläche zu berühren.
Der Greifer führt das Gelenk dann zu einer Öffnung in der Strahlkabine. Er ist so geformt, dass er zugleich die Strahlkabine abdichtet. Daraufhin erfolgt die Strahlbehandlung. Anschließend führt der Greifer das Kniegelenk einer Lasermarkieranlage zu, die eine Ident-Nummer aufbringt.
Denn die zu bearbeitenden Teile müssen auch noch Jahre später ihrer individuellen Ident-Nummer zugeordnet werden können. Daher werden alle qualitätsrelevanten Parameter des Strahlprozesses unter der Ident-Nummer in einer Datenbank abgelegt. Die Datenbank, die mit dem Produktionsplanungs- und -steuerungssystem kommuniziert, hat GDC an die individuellen Anforderungen angepasst.
Die Automatisierungstechnik rund um die Strahlkabine ist inzwischen erfolgreich im Einsatz. Das einzige verschleißbehaftete Teil – die Gummimanschette, die das Greifergehäuse nach unten hin abdichtet – kann vom Personal vor Ort in kürzester Zeit ausgetauscht werden. Ähnliche Lösungen wurden auch für andere Endoprothesen-Hersteller entwickelt. Dabei kommen jeweils individuelle Greiferkonzepte zum Einsatz.
GDC Automation GmbH & Co. KG www.gdc-automation.eu
