人与机器专家
成功案例 03.12.2020

机器人应用于预充针检查和包装

在卫生洁净条件下密切合作

概述

全球医疗保健和医药产品生产商Ward Automation公司设计并制造了紧凑而灵活的机器人单元,用于每小时36,000支预充针生产线末端的测试检查、贴标签和码垛。 三台符合洁净设计的史陶比尔机器人负责处理管巢盒。

根据不同标准,以100%的速度每小时测试和码垛36000支预充针,最安全和经济的方法是什么?一家全球药品制造商向Ward Automation公司提出了这个问题。 Ward公司1995年在爱尔兰成立,以开发和定制用于医疗设备和制药行业的世界级自动化解决方案而闻名。 解决方案包括对于组装机、灌装机、测试和检验机以及其他医疗设备和制药设备。从最初的概念到设计创建,再到调试、验证和服务的过程,Ward工程师一直与客户保持良好的合作。

挑战:预充针生产线末端的自动化检查

预充针装在盛有100支样品的管巢盒内,每分钟完成六个巢盒的检查。必须在医疗生产条件下对它们进行检查、贴标和码垛(21 CFR Part 11)且具有较高的自动化等级。

在此之前,该过程是手动完成的。 现在,客户希望通过自动化检查预充针、贴标和防拆密封件来减少人工数量同时提高产品质量。 Ward Automation业务开发部的John Walshe说:“一个重要的问题是消除损坏、丢失预充针和防拆密封件的风险。 出于生产安全和可追溯性的原因,必须将机器人单元集成到公司的SCADA系统中。 而且所有处理步骤都必须在很小的范围内执行。”

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解决方案:三台六轴机器人组成的自动化单元

基于这些数据,Ward Automation设计了配备三台史陶比尔六轴机器人的工作单元。 全自动过程的运行过程如下:首先,史陶比尔TX2-60机器人将预充针从管巢移开进行检查,通过两个“闪光”的视觉系统,检查巢箱内是否有损坏的法兰、丢失的PRTC盖以及预充针的数量是否正确。
装有不合格预充针的巢盒被转移到不合格抽屉。屏幕会显示要从嵌套中移除的预充针,而视觉系统会验证合格的预充针是否已经被转移。在这之后,将巢盒重新还给操作员,使巢盒得以补充并重新放入机器中。
标记 – 包括检查

合格的巢盒被输送到标签站,在那里打印和检查内部和外部标签。不合格的标签会被自动拒绝并重新打印。合格的标签应放在巢盒内或巢盒上。 内部标签使用相同的TX2-60机器人放置。在此过程结束时,检查标签所在的位置。

在码垛和运输之前必须先将巢盒密封。为此,Ward Automation公司发明了一种创新的盒盖分离站,该工作站为第二台史陶比尔TX2-60机器人提供盖子。

视觉系统确认盖子后,机器人会将盖子放在巢盒上。定制的应用头在盖上添加防拆密封,围绕这个盖子的法兰将标签折叠,然后将巢盒旋转180°,贴上第二个标签。最后,机器人拾起巢盒,将其放置在缓冲传送带上。

Une cellule compact : 3 robots coopèrent pour contrôler et palettiser des bacs contenant 100 seringues chacun. 36 000 seringues par heure sont traitées avec précision et sécurité.
紧凑的单元:在检查和码垛带有100支预充针的巢盒时,三台机器人协同工作。 每小时可处理36,000支预充针,达到最高的精度和安全性。

灵活的检查和码垛

使用史陶比尔RX160L机器人将已处理的巢盒堆放在托盘上。John Walshe说:“此机器人可在较小的占地面积内提供所需的工作范围。” 每个托盘上放置200个巢盒。三个独立虚拟单元和它们之间的缓冲分区安全系统,可以使机器人安全停止进行托盘更换,而机器人的其余部分继续处理巢盒。这有助于提高机器人单元的生产效率和可利用率。

模块化设计和先进的控制系统确保了生产所需的灵活性,因此可以根据客户的需求配置系统。 提供两托盘选项,如果不需要,可以取消预充针检查过程。

其他打印选项如激光或喷墨打印也可用。 在任何情况下,机器都能够处理3英寸和4英寸的巢盒,每个巢盒内装有100或160支预充针。 根据需要,还可以设计更紧凑的3m x 3m单元空间,每分钟可处理600支预充针。

对于Ward Automation 公司的业务发展,John Walshe说道:“有了机器人,我们的客户就能完成自动化检查预充针、标签和防拆封条的工作。”

客户应用:专为洁净关键应用设计的机器人

对客户来说,至关重要的因素是整个过程中的洁净设计。在这方面,史陶比尔机器人有明显的优势。HE潮湿环境版本机器人可以安装在洁净室和生产区域中。日常工作中,每天要进行大量的清洁活动,包括漂白剂在内的刺激性清洁剂是技术规范的一部分。

Ward Automation公司在此类要求方面拥有丰富经验。 John Walshe说:“我们已经使用史陶比尔机器人在相似环境中进行清洁超过10年,没有出现任何问题。” 对于医疗技术标准,该机器人单元符合21 CFR Part 11要求。在所有GMP关键数据上生成带有电子签名的审核跟踪和批处理报告是设计和制造过程的一部分。

第三台机器人用盖子盖住巢盒,并贴上两个标签。

高精度–模拟设计–合格的支持

Ward Automation选择史陶比尔机器人,除了具有较高的洁净标准外,还因为它们提供了高速运行时所需的工作范围、速度、有效负载和高精度:每台机器人的任务必须在十秒钟内完成。

该机器由CS8C和CS9控制器控制,每个控制器均使用VAL 3进行编程。第一步,使用仿真软件对系统进行离线编程,以模拟运动,检查到达点和设定值。在对程序进行微调之前,未使用真实的机器人,这样节省了时间。

在项目过程中,史陶比尔英国公司提供了一个演示机器人用于原理验证测试,还为Ward Automation工程师和对全自动解决的新方案非常满意的客户提供了培训。 John Walshe:“我们的客户能够对预充针、标签和防拆封条进行100%的检查。其优势是可以拒收单个预充针,并在巢盒中更换100个物品。此外,可以对预充针尺寸,巢盒尺寸和预充针数量的各种组合进行编程。这就需要机器人具有灵活性。”

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