Präzises Handling bei kurzen Taktraten

Vollautomatische Handhabung von Spritzen mit Reinraum-Robotern

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31.10.2018 Zeit ist in der Pharmaproduktion Geld. Das belgische Unternehmen Ciseo hat eine vollautomatisierte Anlage für das Handling von Spritzen projektiert. Genau genommen handelt es sich um zwei Anlagen.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Die Produktion und Prüfung von kleinen Verpackungseinheiten wie Vials, Spritzen oder Ampullen erfordert schnelle und präzise Handlingslösungen.
  • Ciseo hat für das Handling von Spritzen vor und nach der optischen Prüfung eine Roboterlösung implementiert.
  • Während das Unternehmen schon Handhabungssysteme für Spritzen für diverse Pharmahersteller projektiert und gebaut hat, ist diese Gruppieranlage mit nachgeschalteter Qualitätsprüfung erst die zweite ihrer Art.

Eine vereinzelt 600 Spritzen pro Minute und führt sie der Prüfstation zu, die andere gruppiert die geprüften Spritzen mit hoher Präzision in 100er- oder 160er-Trays. Reinraumgerechte Stäubli Sechsachs-Roboter leisten dabei die Hauptarbeit.

Inspektion von Injektionsfläschchen (Vials), Abfüllen von Spritzen oder Ampullen und Prüfung von Zellkulturen: Das sind typische Aufgaben für die hoch automatisierten Anlagen, die Ciseo in Naninne bei Namur/ Belgien entwickelt und fertigt. Das Unternehmen hat sich darauf spezialisiert, die Pharmaindustrie mit Automatisierungslösungen zu beliefern. Das Hauptgeschäft machen kundenspezifisch projektierte, meist robotergestützte Automatisierungsanlagen aus. Grégory Reichling, CEO von Ciseo: „Bei vielen Projekten geht es um das präzise und ultraschnelle Handling kleiner Verpackungseinheiten wie Vials, Ampullen oder Spritzen. Immer häufiger übernehmen unsere Anlagen dann auch weitere Prozessschritte, wie z.B. Inspektion und Kennzeichnung.“

Ultraschnelles Handling kleiner Verpackungseinheiten

Exakt ein solches Projekt hat das Unternehmen kürzlich abgeschlossen. Aufgabenstellung war hier das Handling von Spritzen vor und nach der optischen Prüfung – und das mit hohem Tempo: Die Abfüllanlage ist auf 600 Einheiten pro Minute ausgelegt. Die dazu entwickelte Roboteranlage besteht aus zwei separaten Zellen. Die erste übernimmt zunächst Kunststoffbehälter, in denen sich jeweils ein Tray mit 100 oder 160 leeren Spritzen befindet. Einer von zwei Stäubli TX60L Robotern entnimmt per Vakuumgreifer das Tray und setzt es auf einem Aufgabepunkt ab, den ein zweiter Roboter vom gleichen Typ mit einem speziellen Greifer – der einer Gabel mit zehn Zinken ähnelt – anfährt und die 160 Spritzen mit einer Bewegung aus dem Tray entnimmt. In 10er Einheiten setzt der Roboter die Spritzen dann auf einer linearen Förderstrecke ab, die zur Abfüllung führt.

Die geprüften Spritzen werden in umgekehrter Reihenfolge über einen Linearförderer der Anlage zugeführt. Die beiden Roboter an dieser Station, die parallel arbeiten, entnehmen jeweils zehn gefüllte Spritzen und legen sie im Tray ab. Per Bildverarbeitung werden die einzelnen Spritzen dabei auf Integrität getestet. Die automatische Vereinzelung und Bereitstellung der Trays gehört auch zu den Funktionen, die in die Anlage integriert wurden.

Während das Unternehmen schon Handhabungssysteme für Spritzen für diverse Pharmahersteller projektiert und gebaut hat, ist diese Gruppieranlage mit nachgeschalteter Qualitätsprüfung erst die zweite ihrer Art. In beiden kommen jeweils zwei Stäubli Sechsachs-Roboter vom Typ TX60L zum Einsatz. Sie sind reinraumtauglich bis zur Klasse 5 nach ISO 14644-1 und erreichen sehr kurze Taktzeiten mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,03 mm.

Grégory Reichling: „Wir nutzen diesen Robotertyp sehr häufig, weil er bestens geeignet ist für Pharma-Anwendungen. Dazu trägt die geschlossene Oberfläche ebenso bei wie die innen geführten Leitungen und die Unterbringung aller Anschlüsse im Roboterfuß. Wichtig in dieser Anwendung war auch die sehr kompakte Bauform der Roboter und ihre hohe Geschwindigkeit.“

Die Anwendungen werden immer anspruchsvoller

Mit den Robotern werden pro Minute 600 hochempfindliche Spritzen zugeführt, vereinzelt und gruppiert. Zu den weiteren Anforderungen gehörte der Formatwechsel in maximal zehn Minuten, ein beschädigungsfreies Handling der Spritzen und eine gewisse Flexibilität der Anlage, die durch Pufferzonen sichergestellt wird. Die Programmierung der Anlage erfolgte im eigenen Hause. Auch viele Hardware-Komponenten wurden vor Ort hergestellt: Die eigene mechanische Bearbeitung spart einfach Zeit.

Die projektierten Anlagen werden aus Sicht des Lösungsanbieters immer komplexer. Zum Beispiel werden Nadeln und Dispenser montiert, und sowohl an die Kennzeichnung als auch an die In-line-Inspektion werden immer höhere Anforderungen gestellt. Auch aus der Erfassung der Maschinendaten – Stichworte sind Predicitive Maintenance und Industrie 4.0 – ergeben sich neue Herausforderungen. Darauf fühlt sich der Anbieter bestens vorbereitet.

Heftausgabe: November 2018
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Über den Autor

Ralf Hügel für Stäubli Tec-Systems
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