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Manipolazione siringa coordinato su un ingombro minimo

L'industria farmaceutica stabilisce standard elevati in termini di igiene, qualità e prestazioni, e questi standard si applicano anche agli impianti di imballaggio farmaceutico. Lo spazio è spesso anche un premio negli impianti di produzione, principalmente a causa del modo in cui sono cresciuti storicamente, e le nuove aggiunte al parco macchine devono quindi essere il più possibile compatte. Robotronic AG è specializzata in sistemi di manipolazione assistita da robot che soddisfano questi severi requisiti dimensionali. L'azienda svizzera lavora con una cella robot modulare sviluppata internamente, denominata Modular Robot Technology o MRT in breve. Solo i robot Mitsubishi Electric sono utilizzati in questo sistema.

Robotronic ha sviluppato un modulo di gestione per la fornitura di siringhe pronte per l'uso per l'impianto confezionamento finale di una società internazionale farmaceutica in Germania. L'azienda, un cliente di lunga data di Robotronic, è stata urgentemente alla ricerca di una soluzione flessibile che potrebbero essere attuate in un periodo massimo di costruzione di quattro-cinque mesi. Lo spazio a disposizione era estremamente stretto a circa tre metri quadrati, e un tasso di fornitura di siringhe 400 al minuto è stato stipulato. La soluzione doveva inoltre permettere il passaggio tra diversi vettori siringa siringa e formati che vanno da 0.5 a 10 millilitri.

Applicando il principio modulare, Robotronic è in grado di combinare qualsiasi robot Mitsubishi Electric in una cella con altri elementi come nastri trasportatori, sistemi di telecamere o assi lineari. Mike Weber, amministratore delegato di Robotronic AG, afferma: "Con il principio modulare possiamo risparmiare molto tempo nella progettazione e nella costruzione. La struttura di base è sempre presente e deve essere adattata solo in base ai requisiti, il che mantiene relativamente bassi i costi di approvvigionamento. Il design estremamente compatto è un vantaggio importante, che ci consente di lavorare in uno spazio molto piccolo. "Il modulo di base della MRT occupa un'area che ha le dimensioni di un euro pallet, misurando 1.0 con i misuratori 1.30, ed è intorno ai misuratori 2.20 alto.

Particolarità di gestione siringa
Ogni linea di confezionamento delle siringhe richiede un sistema di alimentazione speciale, poiché le siringhe non hanno basi su cui stare. Sono quindi trasportati e immagazzinati sospesi su una cosiddetta "flangia a dito", per la quale sono necessari trasportatori speciali. I due portatori più comuni sono pettini e nidi standardizzati, che tengono rispettivamente le siringhe 160. Per imballare le siringhe, devono essere rimosse dai pettini o dai nidi e trasferite all'impianto di imballaggio. Ciò richiede una sensibilità estrema, perché le siringhe di vetro sono facilmente infrangibili. Come spiega anche Mike Weber, "Macchine di movimentazione simili sono in circolazione da molto tempo, ma ciò che rende unici gli MRT di Robotronic è il loro ingombro ridotto. Una macchina analoga di un altro produttore occupa da tre a quattro volte più spazio. Questo è qualcosa che normalmente si trova a scarseggiare negli impianti di produzione e rende lo spazio disponibile estremamente costoso. "

Nella soluzione di movimentazione delle siringhe vengono utilizzati due robot MELFA RV-4FL di Mitsubishi Electric. Si tratta di robot a braccio articolato sopraelevato compatti a sei assi. Non sono richiesti altri elementi meccanici come elementi di sollevamento o rotanti. Mike Weber afferma: "Attribuiamo importanza all'uso esclusivo di robot laddove possibile e utilizzando solo elementi meccanici aggiuntivi, che possono essere soggetti a malfunzionamenti, in casi eccezionali. Un robot di solito opera per anni senza problemi, garantendo in tal modo un alto rendimento dei nostri MRT. "

Alimentazione tramite torretta rotante
Parte della soluzione è un sistema di alimentazione per le vasche, ossia i contenitori in plastica termoformati in cui i pettini o nidi sono trasportati. Nastri trasportatori sono normalmente utilizzati per questo, ma occupano una relativamente grande area. Robotronic, invece, utilizza una torretta rotante che ha sviluppato e che si trova sulla stessa struttura di base della cella robot a cui è collegato. La torretta è caricato manualmente sulla parte esterna con fino a dieci vasche piene prima di ruotare 180 gradi e di essere svuotato da robot.

"L'impilamento delle vasche nella torretta rotativa ci consente di ridurre considerevolmente l'ingombro rispetto a una linea di trasporto", spiega Mike Weber. "Lavoriamo due vasche e mezzo o siringhe 400 al minuto. La torretta contiene dieci vasche in tutto, quindi deve essere ricaricata ogni quattro minuti. È disponibile anche una torretta rotante per vasche 20. Per ottenere la stessa autonomia con un nastro trasportatore, la cinghia dovrebbe essere lunga quattro metri. Con la MRT raggiungiamo questa potenza in un metro. "

Movimentazione Robot
Incorporati nella soluzione personalizzata sono due robot MELFA di tipo RV-4FLM-Q1-S15, le relative CPU Q172DRCPU e una CPU PLC, tipo Q03UDECPU. La torretta rotante è azionata da un servomotore MR-J4 Mitsubishi Electric con CPU di movimento Q172DCPU. Tutte le CPU fanno parte della piattaforma iQ, una piattaforma multi-CPU di Mitsubishi Electric. La particolarità di questa soluzione è che i robot non sono solo sospesi in alto, ma lavorano anche a coppie nel minimo spazio.

I due robot MELFA sono responsabili della completa manipolazione di vaschette, supporti - ovvero nidi o pettini - e dei diversi formati di siringhe e sono precisamente coordinati per questo scopo. La sequenza di processo per i pettini, in cui le siringhe sono sospese l'una dietro l'altra in più file, è la seguente: il primo robot A rimuove una vasca dal primo albero della torretta e la posiziona nella stazione fornita. Qui il robot B rimuove il pettine e il robot A riporta la vasca vuota alla torretta rotante. Il robot B trasporta il pettine sulla guida di svuotamento, lo inclina leggermente e fa passare le siringhe attraverso. Dalla guida le siringhe entrano nel normale processo di imballaggio. Il robot B deposita quindi il pettine vuoto in una stazione separata, da dove viene prelevato dal robot A e posto nella vasca nel secondo albero della torretta.

La capacità della MRT di elaborare sia pettini e nidi è una caratteristica unica nel settore, secondo Mike Weber. I nidi hanno una struttura a nido d'ape con singole aperture in cui le siringhe sono sospesi. Pinze a vuoto sono necessari per il processo di trattamento. La macchina può essere convertito in pochi minuti, e il processo di trattamento è diverso come segue: anche qui, robot A primi posti la vasca nella prima stazione. Robot B rimuove il nido mediante il vuoto, lo trasporta alla seconda stazione e la pone in un blocco a gradini, sopra il quale le siringhe sono leggermente sollevate. Utilizzando una pinza speciale, robot A viaggia a favi nel nido, riprende le siringhe sulla flangia dito e li sposta alla guida di svuotamento. Qui orologi le righe tramite per lo svuotamento, come con i pettini. Poi robot Un colloca il nido svuotato e vasca nel secondo pozzo torretta della stazione rotante.

Espansione opzionale della capacità
L'attuale modello MRT può raggiungere una velocità di ciclo di siringhe 400 al minuto nella guida di svuotamento, ma la soluzione può elaborare fino a 600 unità al minuto. Per fare questo, un ulteriore asse viene aggiunto al sistema, guidato da un servomotore Mitsubishi Electric MR-J4. "Le siringhe 600 al minuto sono praticamente il tasso più veloce che si possa trovare in qualsiasi parte del mondo!" Afferma Mike Weber.

L'asse supplementare permette un più rapido processo di svuotamento. Il robot in sé non reca alla stazione di svuotamento di orologio le siringhe attraverso a righe; invece tutte le siringhe vengono svuotati in un passaggio dalla pettine un movimento di inclinazione 180 gradi in un recipiente avversaria situato sull'asse del servo. Invece del robot, l'asse servo svuota gli alveoli in un movimento di inclinazione. La sequenza originale movimento del robot si accorcia, rendendo possibile la lavorazione fino a 600 siringhe per minuto.

Un veterano nel campo
In qualità di partner esclusivo per la distribuzione di robotica di Mitsubishi Electric per il mercato svizzero, Robotronic collabora con il fornitore di soluzioni di automazione sin dalla sua prima installazione in 2008. Lo stesso Mike Weber ha più di 30 anni di esperienza nel lavorare con Mitsubishi Electric. I fattori più importanti ai suoi occhi sono il servizio clienti rapido e competente e la disponibilità globale di tecnologia ed esperti. Tra i prodotti, afferma: "I robot mostrano una straordinaria flessibilità, velocità e affidabilità per molti anni. Ad esempio, i robot Mitsubishi Electric appartenenti a uno dei nostri clienti hanno lavorato in tre turni per un incredibile 25 anni. Questo è un risultato enorme! E altri componenti di Mitsubishi Electric, come servi o controller, non ci hanno mai causato problemi di qualità. Anche gli elevati gradi di libertà di installazione dei robot sono vantaggiosi, ad esempio per il gruppo di testa o per i movimenti rotatori estremi. Il design snello dei robot ci aiuta a realizzare la MRT nel minimo spazio ".

Ulteriore sviluppo in pieno svolgimento
Robotronic sta sviluppando ulteriormente l'attuale modulo di gestione delle siringhe e mira a offrire l'opzione di passare a un terzo formato di supporto, i cosiddetti vassoi rondo, in futuro. Sono vassoi di plastica piatti e increspati lunghi 300, in cui le siringhe sono tagliate adiacenti l'una all'altra. Mike Weber commenta: "Se la MRT può anche elaborare vassoi rondò, i nostri clienti sono in grado di gestire tutti e tre i formati utilizzando un'unica soluzione."

Robotronic sta anche lavorando a una soluzione in cui le siringhe vengono spostate senza contatto verso la macchina successiva su una linea di trasporto. L'uso del vetro nella produzione farmaceutica e alimentare rappresenta un rischio, in quanto i contenitori di vetro sono facilmente danneggiati all'impatto. Nel caso di siringhe, la flangia del dito potrebbe essere danneggiata, ad esempio, o particelle di vetro potrebbero entrare nel liquido. Robotronic sta reagendo con la nuova soluzione alla raccomandazione "No Glass Contact" della Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Il produttore di sistemi sta cercando aziende farmaceutiche in tutto il mondo con la sua soluzione speciale. Come dice Mike Weber, "il sistema può essere adottato direttamente in altri paesi perché i nidi, i pettini ei vassoi del rondò sono standardizzati e utilizzati a livello internazionale".

La prossima sfida che Robotronic si è posta era quella di costruire un sistema di movimentazione da esibire alla fiera dei componenti, tenutasi a Dusseldorf, in Germania, 8th-14th May 2014. Mike Weber ha descritto il progetto come segue: "Abbiamo costruito una cella MRT per gestire le siringhe nei nidi in soli tre mesi. Abbiamo quindi dimostrato con quanta rapidità siamo in grado di realizzare gli ordini nella pratica attraverso il principio modulare MRT. Ordinato a febbraio, consegnato in aprile - è un record! La normale tempistica per un progetto di questo tipo è nell'ordine di nove a dodici mesi nella normale produzione di macchinari personalizzati. "

Process Industry Informer

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