Invio Automation은 세계 최대 규모의 운영을 위한 자동화를 설계, 구현 및 유지합니다. 이 회사는 고객과 협력하여 최신 제조 기술을 탐색, 테스트 및 맞춤화함으로써 큰 과제를 해결하는 데 자부심을 가지고 있습니다.
- 피하 주사 바늘 생산 확대
- 정확하게 바늘을 원하는 형태로 굽힘
- 시간이 많이 소요되는 장비 설정 없이 재료 경도 변화 극복
- 일일 로트 생산량 증가
- 품질 향상
- 원활한 로트 변경
- 작은 설치공간
웨어러블 약물 전달 장치의 복잡한 제조 요구 사항
웨어러블 약물 전달 장치는 전 세계 수많은 환자의 삶을 변화시켜 일일 주사의 부담에서 벗어나 엄격한 투약 일정을 준수할 수 있도록 도와줍니다. 몸에 착용하도록 설계된 이 작은 플랫폼은 폐루프 시스템과 지속적인 모니터링 및 피드백을 위한 센서 등 스마트 기능을 통합합니다. unsurprisingly, 제조 정밀도는 특히 피하 주사 바늘을 생산할 때 매우 중요합니다.
"대부분의 캐뉼라는 플라스틱 부품에 접착되는 직선형 바늘로, 생산이 매우 간단합니다. 그러나 웨어러블 약물 장치는 종종 구부러진 바늘이 필요하고, 각 장치마다 다른 모양의 바늘이 필요합니다."라고 Invio Automation의 Concepts & Solutions 부문 부사장인 Eric Peterson은 설명합니다. Invio Automation은 종합 자동화 솔루션의 생산업체이자 Rockwell Automation® PartnerNetwork™ 프로그램의 골드 레벨 회원입니다.
또한 각 바늘의 굽힘 각도는 정확해야 합니다. 단순한 주사 바늘의 약간의 변화는 일반적으로 성능에 영향을 미치지 않지만, 웨어러블 약물 장치의 경우는 다릅니다. 피벗 레버, 기어 휠, 유체 저장소 등과 작은 공간을 공유하는 이 바늘은 적절한 유량을 달성하고 폐색을 방지하기 위해 올바른 깊이로 피부 아래에 삽입되어야 합니다. 이는 의료 장비 제조업체가 반드시 해결해야 할 추가적인 복잡성입니다.
그래서 오랜 고객이 구부러진 피하 주사 바늘을 대량 생산하기 위해 구매하려는 장비에 대해 피터슨의 의견을 물었을 때, 그는 우려를 표했습니다. "그 장비는 크고 비쌌으며, 각 굽힘마다 별도의 스테이션이 필요했습니다. 마지막 굽힘에 도달할 때까지 좋은 제품인지 알 수 없었습니다."
생산의 각 단계에서 품질을 모니터링할 수 없는 것은 생산 프로세스에 심각한 위험을 초래합니다. 피터슨은 고객이 단위당 생산 비용을 줄이고 일관된 품질과 성능을 제공한다는 목표를 달성할 수 있도록 더 실행 가능한 솔루션을 찾도록 돕기로 결정했습니다. 그는 예상치 못한 곳에서 영감을 얻었습니다.
과제
피하 주사 바늘의 벤딩 및 어셈블리 확장
Invio에 접근한 고객은 당뇨병 환자를 위한 웨어러블 인슐린 관리 시스템을 개발 및 제조하는 수상 경력의 의료 장비 회사입니다. 이 회사의 주력 제품은 몸에 부착되어 착용자의 개인 설정에 따라 지속적으로 인슐린을 공급합니다.
웨어러블 장치 내부의 바늘은 최소 14개의 굴곡을 포함하는 복잡한 형태를 가지고 있습니다. 또한 첫 번째 및 마지막 굴곡에서 정확도 ±0.005″가 요구되며, 바늘 재고의 전체 허용 오차는 ±0.015″입니다. 이러한 바늘을 제조하는 것은 매우 어려운 일입니다.
"기술자들은 하드 툴링에서 이러한 모든 굴곡 조정을 수행하고 있었습니다."라고 피터슨은 말했습니다. "그들은 다양한 장비 사이를 이동하면서 바늘 로트를 변경할 때마다 굴곡 모듈을 조정하는 데 많은 시간을 소비했습니다. 재료의 반발에서 1° 차이만 있어도 모든 굴곡 스테이션을 재조정해야 했습니다."
제조업체가 생산을 확장하기로 결정했을 때 위기가 찾아왔습니다. Invio Automation의 자동화 기술 및 표준 부사장인 조나단 풀은 "수동 및 반자동 바늘 굴곡 기술은 하나 이상의 굴곡을 반복적이고 효율적으로 정확하게 형성할 수 없기 때문에 대량 생산 수준으로 확장할 수 없습니다."라고 설명했습니다.
전략적 목표를 달성하기 위해 고객은 재료 경도에 관계없이 피하 주사 바늘을 다양한 형태로 자동으로 수정할 수 있는 유연한 굴곡 및 어셈블리 장비가 필요했습니다. 완전히 새로운 솔루션이 필요했습니다.
솔루션
여러 굴곡을 형성하는 유연한 프로그래밍식 장비
프로그래밍 가능한 시스템을 사용하여 벤딩 프로세스를 자동화하자는 아이디어는 예상치 못한 곳에서 피터슨에게 떠올랐습니다. "집에서 'How It's Made'를 보고 있었는데," 그는 말했습니다. "한 회사가 벤딩 기계를 사용하여 산업용 와이어로 바구니를 만드는 것을 보았습니다. 그 순간 전구가 켜지는 것 같았습니다. 긴 이야기를 짧게 하자면, 우리는 아이디어와 프로토타입을 고객에게 제시했고, 고객은 놀라서 즉시 주문을 했습니다."
결국 이 프로토타입은 Invio의 특허받은 니들 벤딩 및 조립 장비로 발전하여 시장에서 독특한 솔루션이 되었습니다. 이 장비는 프로그래밍이 가능하여 다양한 방향과 여러 각도에서 피하 주사 바늘에 하나 이상의 굴곡을 형성할 수 있습니다. 이러한 유연성은 진단 인터페이스를 통해 툴링 변경 없이 또는 거의 변경 없이 작업자가 선택할 수 있는 다양한 굴곡을 형성할 수 있게 해주기 때문에 중요한 이점입니다. 이러한 유연성은 제조 프로세스의 효율성과 적응성을 크게 향상시킵니다.
"우리 고객은 이 장비의 유연성과 프로그래밍 가능성에 매우 만족했습니다."라고 피터슨은 말했습니다. "다양한 바늘 로트는 경도 특성이 다르기 때문에, 우리 장비는 검사 카메라를 사용하여 중요한 치수를 측정합니다. 그런 다음 비전 피드백을 사용하여 벤딩 모듈의 벤딩 파라미터를 자동으로 조정합니다. 이렇게 하면 바늘 모양이 치수 목표에 맞게 유지됩니다. 게다가 공간을 많이 차지하지 않습니다. 셀의 크기는 3 × 6′에 불과합니다." 클린룸 공간을 사용하는 모든 고객이 증명할 수 있듯이, 설치 면적이 작은 장비는 큰 비용 절감 효과를 제공합니다.
일관된 바늘 품질을 달성하는 자동 캘리브레이션
이 장비의 비전 가이드 프로세스와 정밀 부품 처리 측면은 웨어러블 장치가 작동하려면 바늘 양쪽 끝의 굴곡이 매우 정확해야 하기 때문에 혁신적입니다. 굴곡 모듈에 장착된 카메라는 각 바늘의 끝을 찾고, 서보 구동 슬라이드는 굴곡이 필요한 정확한 위치에 바늘을 배치합니다.
필요한 공차가 (0.005″)인 반면, 이 장비는 (0.002″)의 공차로 굴곡을 형성할 수 있어 모든 바늘에서 큰 바늘 스톡 공차를 완전히 보상합니다. 이러한 수준의 정밀성은 일관된 품질과 성능을 제공하여 작업자의 시간과 노력을 절약하고 품질 관리에 대한 안심을 제공합니다.
"작업자들은 새로운 자재를 투입할 때마다 장비가 스스로 캘리브레이션을 수행한다는 사실조차 인식하지 못합니다."라고 피터슨은 덧붙였습니다. "이 과정은 눈에 보이지 않습니다. 이제 9초마다 하나의 바늘을 생산할 수 있습니다. 작업이 매우 빠릅니다. 그리고 회사가 생산을 확장하고자 할 때는 더 많은 모듈을 추가하기만 하면 됩니다."
장비 제어는 Rockwell Automation CompactLogix® 프로그래머블 컨트롤러를 기반으로 구축되었습니다. 이 장비는 Kinetix® 서보 드라이브 및 모터와 PowerFlex® 525 AC 드라이브로 구동됩니다.
스위치 모드 전원 공급 장치, 퓨즈 홀더, 단로기 및 컨택터 및 Stratix® 스위치가 원활한 전력 흐름을 제공하며, 광전 센서는 제품이 장비를 통과할 때 제품의 움직임을 감지하는 데 사용됩니다. 작업자는 PanelView™ 그래픽 터미널과 Allen-Bradley® 푸시 버튼 및 신호 장치를 사용하여 장비와 상호작용합니다.
“우리는 처음부터 이미 파트너십에 투자한 덕분에 Rockwell Automation®에서 필요한 모든 것을 얻을 수 있다는 사실을 알고 있었습니다.”라고 Poole은 말했습니다.
결과
생산 효율성 및 클린룸 공간 활용 개선
Invio가 고객의 클린룸에 벤딩 및 관련 어셈블리 장비를 설치한 후, 작업자에게 매뉴얼과 실습 교육을 제공했습니다. 몇 시간 만에 작업자들은 독립적으로 장비를 사용할 수 있었습니다. Poole은 "이것이 제조업체에 진정한 이점입니다"라며 "장비가 모든 조정을 스스로 수행하기 때문에 숙련된 기술자가 조정할 필요가 없고, 작업자만 있으면 됩니다"라고 말했습니다.
설치 이후, 이 의료기기 회사는 인상적인 결과를 얻었습니다. 상자, 벨트, 다이, 윤활유, 트레이 등 많은 지원 장비가 필요한 지나치게 비싼 장비를 구매할 필요가 없었습니다. 대신, 클린룸 공간을 약 3배 덜 차지하고 유지보수가 훨씬 적게 필요한 소형 모듈형 컨베이어 시스템을 갖추게 되었습니다.
또한, 웨어러블 장치가 요구하는 0.005″ 정밀도로 로트 변동을 처리하고 생산을 확장하는 데 필요한 유연성을 갖추었습니다. 이제 생산 팀은 계속 증가하는 판매 목표와 변화하는 비즈니스 목표에 발맞출 수 있습니다.
의료기기 제조업체의 올바른 의사 결정을 지원합니다
Invio의 비전 가이드 처리, 정밀 부품 취급 및 제어 엔지니어링에 대한 전문성과 Rockwell Automation®과의 파트너십을 통해 생산을 확장하고 운영 비용을 절감하며 비즈니스 회복력을 높이려는 약물 전달 시스템 제조업체에 완벽한 독특한 장비를 설계할 수 있었습니다.
Peterson은 "우리는 고객이 자신의 문제를 더 잘 이해하고 올바른 결정을 내릴 수 있도록 돕는 것을 즐깁니다"라며 "자동화 분야에서 풍부한 경험을 바탕으로 더 나은 방법이 있다고 생각하면 대체 솔루션을 제안하는 것을 두려워하지 않습니다"라고 말했습니다.
자세한 내용은 Invio Automation을 참조하십시오..
Published 2024년 9월 12일