Leichtbauroboter

Leichtbauroboter halten Einzug in die Labore

| Autor / Redakteur: Helmut Schmid / Victoria Sonnenberg

In Laboren sind kollaborierende Leichtbauroboter kein seltener Anblick mehr.
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In Laboren sind kollaborierende Leichtbauroboter kein seltener Anblick mehr. (Bild: Universal Robots)

Die Mensch-Roboter-Kollaboration gilt als smarte Automatisierungs- lösung, die sich seit einigen Jahren als Technologietrend in der Industrie etabliert hat. Dass zu den häufigen Anwendungsgebieten der kollaborierenden Roboter auch Arbeiten in medizinischen und industriellen Laboren gehören, ist jedoch weniger bekannt.

Kollaborierende Leichtbauroboter arbeiten auf engstem Raum mit dem Menschen zusammen. Sie sind heute bereits weltweit in den unterschiedlichsten Branchen im Einsatz, zum Beispiel bei Pick&Place-Anwendungen oder bei Tätigkeiten, die trotz hoher Wiederholungsrate mit immer derselben Kraft und gleichbleibend hoher Präzision ausgeführt werden müssen.

Auch in Medizin- und Industrielaboren finden sich zunehmend Anwendungen, bei denen die Automatisierung durch Roboterarme die effizienteste Lösung darstellt.

Kollaborierende Roboterarme für das Sortieren von Blutproben

So suchte beispielsweise die Gentofte-Universitätsklinik in Kopenhagen nach einem kostengünstigen Weg, um das manuelle Sortieren von Blutproben zu automatisieren. Die Lösung musste unter den beengten Platzbedingungen eines Labors funktionieren. Zudem sollte sie es den Labortechnikern ermöglichen, jederzeit manuell eingreifen zu können, wenn dafür Bedarf aufkommt.

Obwohl aufgrund steigender Patientenzahlen bis zu 20 % mehr Proben für die Analyse erwartet wurden, war es dem Management wichtig, den bis dahin gültigen Geschwindigkeitsstandard aufrechtzuerhalten: Demnach sollten 90 % aller Blutproben innerhalb einer Stunde nach Eingang im Labor analysiert werden können, ohne zusätzliches Personal einstellen zu müssen. Eine erfolgsversprechende Lösung bot nur der Einsatz kollaborierender Roboterarme.

Nur die Mensch-Roboter-Kollaboration ermöglicht die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Maschine auf engstem Raum, wie sie in den Laboren der Universitätsklinik benötigt wurde. Bei Universal Robots sind die Roboterarme dafür mit acht justierbaren Sicherheitsfunktionen ausgestattet. Dadurch können sie nach erfolgreich abgeschlossener Risikobeurteilung ohne oder nur mit minimalen Schutzvorrichtungen betrieben werden. Sollte es doch einmal zu einer unerwarteten Kollision kommen, stoppt der Roboter sofort. Bei den Modellen von Universal Robots genügt je nach Einstellung und Typ bereits eine Krafteinwirkung von lediglich 50 oder 100 N, um den automatischen Sicherheitsstopp einzuleiten.

Diese Funktionen waren entscheidend für die Implementierung an der Universitätsklinik in Kopenhagen. Alle Blutproben kommen auf einem Förderband in das Labor, in dem es schlicht keinen Platz für eine Schutzumhausung gibt. „Wir brauchten eine eigensichere, leicht bedienbare Lösung, die auf Basis automatischer Bilderkennung in der Lage ist, Proben schnell zu greifen, zu sortieren und in das entsprechende Einführungsmodul für die Analyse einzusetzen. Universal Robots erfüllte diese Kriterien“, sagt Steen Stender, Chefarzt in der Universitätsklinik in Kopenhagen. Das Team arbeitet nun mit zwei UR5-Robotern.

Einer der Roboter in der Gentofte-Universitätsklinik hebt die Proben an und platziert sie an einem Barcodescanner. Eine Kamera fotografiert dann die Farbe des Schraubdeckels, anhand derer der Roboter erkennt, in welche der vier möglichen Ablagen er die Probe absetzen muss. Diese greift der zweite Roboterarm und bestückt damit die Maschinen für die Zentrifugation und Analyse. So bearbeiten die beiden Roboter etwa 3000 Proben täglich, sieben bis acht in der Minute. Das spart Zeit und entlastet den Mitarbeiter von einer monotonen Tätigkeit.

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