Produktionslinie für neuartigen digitalen Corona-Schnelltest geht in Betrieb

Die präzise Positionierung der Werkstückträger gewährleistet eine vollautomatische Assemblierung der Schnelltests.

Modulares Werkstückträger-Umlaufsystem Versamove mit antistatischen Zahnriemen und Gleitleisten.

Vollautomatische Teilebereitstellung an der Montagelinie durch Fahrerloses Transportsystem (FTS).

Vollautomatische Bestückung der Werkstückträger mithilfe von Pick’n’Place Robotern.

Assemblierungslinie mit abschließender Prüfstation zum Kontaktieren, Bestromen und Aufspielen der Daten auf die PCB (Printed Circuit Board).

In Jena ist eine vollautomatische Produktionsanlage für neuartige Corona-Schnelltests in Betrieb genommen worden. Die Anlage produziert eine Million digitale Schnelltests im Monat. Das Besondere an der Anlage – sie ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit von Unternehmen aus unterschiedlichen Disziplinen. Die Anlage wurde in kürzester Zeit entwickelt, konstruiert und an den Start gebracht. Ab sofort können die innovativen Schnelltests industriell produziert werden und damit im Kampf gegen COVID19 einen wichtigen Beitrag leisten.

Die Schnelltests

Anders, als bei bisher auf dem Markt verfügbaren Tests, arbeitet der neuartige Senova GreenLight wie ein digitales Kleinstlabor. Nachdem die Probe auf den Test gegeben wurde, analysiert sie der Test selbstständig und verarbeitet die Daten in einer zentralen Cloud. So können viele Testergebnisse parallel aufgenommen, analysiert, verarbeitet und gespeichert werden. Die Verarbeitung von massenhaften Tests wird weniger fehleranfällig und einfacher umzusetzen und auszuwerten.

Die Anlage

Auf einem Werkstückträger-Umlaufsystem werden die Tests vollautomatisch durch Roboter montiert. Auf einem weiteren Umlauf werden die fertigen Produkte teilautomatisiert weiterverarbeitet und später manuell verpackt. Die gesamte Anlage musste nach einem durchgehenden ESD-Schutzkonzept ausgeführt werden, da in den Tests empfindliche elektronische Komponenten verbaut werden. Das ESD-Schutzkonzept sieht vor, Potentialunterschiede zu vermeiden. Die Produktion erfolgt in einem Trockenraum mit maximal 10% Luftfeuchtigkeit, um die empfindlichen Tests nicht bei der Produktion zu beschädigen.

Die Kooperationspartner

Nur durch die enge und konstruktive Zusammenarbeit der unterschiedlichen Akteure konnten die benötigten Produktionskapazitäten für die innovativen Schnelltests so schnell realisiert werden. Die digitale Technik und Verarbeitung der Tests wurde von ams, einem der führenden Sensorhersteller entwickelt. Die Firma Senova hingegen stellt medizinische Schnelltests, wie zum Beispiel die bekannten Schwangerschaftstests her. Sie lieferte das Know How, um die digitale Idee von ams umzusetzen und industriell zu produzieren. Als Anlagenbauer wurde die mkf GmbH, eine Tochter der mk Technology Group, die sich auf die Fabrikautomation im Bereich Fördertechnik spezialisiert hat, ins Boot geholt. Und für die Robotik und mobile Transfersysteme wurde Omron als einer der führenden Fabrikautomatisierer eingebunden. Hand in Hand haben bei diesem Projekt alle Beteiligten ihr Know How eingebracht, um die industrielle Produktion der neuen Schnelltests möglichst schnell zu realisieren. Und nun ist es soweit: Die Anlage läuft, alle Testszenarien sind bestanden und sie kann in ihrer vollen Auslastung produzieren.

Die Fördertechnik

mkf  und Omron setzten die gesamte  Anlage um, inkl. Schleusen für den Trockenraum, Schnittstellen, Steuerung und Inbetriebnahme vor Ort. Die entsprechende Fördertechnik dazu kam von Maschinenbau Kitz, dem Stammhaus der mk Technology Group.

Für die gestellte Aufgabe war das Werkstückträger-Umlaufsystem Versamove plus die richtige Lösung. Der Umlauf wurde mit Zahnriemenförderern realisiert, die mit antistatischen Gleitleisten und antistatischen Zahnriemen ausgestattet sind. Die Auswahl der Materialien und Ausführungen in Verbindung mit Erdungsanschlüssen sorgen dafür, dass sich keine unterschiedlichen Potentiale aufbauen können und erfüllen damit den geforderten ESD-Schutz. Gleitleisten und Zahnriemen sind zudem verschleißarm und emittieren damit wenig Partikel. Das Umlaufsystem kann Stoppen, Stauen, Positionieren und Vereinzeln. Mit den Positioniereinheiten können die Werkstückträger an den Roboter-Bearbeitungsstationen in X-, Y- und Z-Richtung auf 0,1 mm genau positioniert werden. Eine besondere Herausforderung waren die räumlichen Gegebenheiten: Alle Positionen mussten in einer sehr kleinen Halle von 10 m x 15,5 m positioniert werden. Das haben die mk-Konstrukteure gelöst, indem sie ursprünglich zwei vorgesehene Umläufe zu einem Umlauf zusammengefasst haben. Mit Liften wird der Werkstückträger auf eine weitere Ebene unterhalb der ersten Transportlinie gefördert. Mit aufklappbaren Wartungszugängen wird der Zugang ins Innere des Umlaufs gewährleistet. Zudem war die geforderte Lieferzeit inklusive Konstruktions-, Fertigungs- und Montagezeiten sehr kurz. mk hat es in dieser besonderen Situation geschafft, die komplette Fördertechnik innerhalb weniger Wochen nach Anfrage auszuliefern.