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Prozesssichere Materialvereinzelung in der Pharma-Industrie

Der Trend

Der Trend hin zu kleineren Los-Größen und kürzeren Produktlebenszyklen macht auch vor der Pharmaindustrie keinen Halt. Zwar gibt es nach wie vor die großen High-Runner Produkte, doch auf den Märkten werden parallel auch immer mehr spezialisierte Medikamente für kleinere Zielgruppen angeboten.

Diese werden unter anderem von kleinen Biotech Firmen entwickelt, welche selten eigene Produktionen betreiben und diese Wirkstoffe dann im Auftrag abfüllen und veredeln lassen. Dieser Trend ist lukrativ, er stellt jedoch die herkömmliche Produktion, Verpackung, Kennzeichnung und Qualitätskontrolle der Arzneiprodukte vor neue Herausforderungen. 

Während die sogenannten Blockbuster-Produkte oft über Jahre hinweg an den gleichen Produktionsanlagen in einem vollautomatisierten Fertigungsprozess hergestellt werden können, sind die Pharmaunternehmen neuerdings auf flexible Lösungen mit schnellem Produkt- und Packmittelwechsel angewiesen. Dies erfordert ein Neudenken in den Produktionsabläufen und so auch einen Wandel in der pharmazeutischen Produktionstechnik. Waren es bei großen Los-Größen oft die störungs- oder wartungsbedingten Maschinen-Stillstandszeiten, spielen nun auch Umrüstzeiten und Produkt-, Chargen- und Formatwechsel eine prägende Rolle.

Materialvereinzelung als Produktionsschritt

ESSERT Robotics hat sich dieser Herausforderung in einem Prozessschritt angenommen. Ein wichtiger Teilprozess bei der Herstellung von Medikamenten, ist die Materialvereinzelung zur Weiterverarbeitung.

Das funktioniert bei Tabletten-Blistern oder rechteckigen Arzneiverpackungen noch relativ einfach.

Geht es aber beispielsweise um transparente Spritzenkörper, die in Behältern oder Kisten als Schüttgutware angeliefert werden, sind häufig noch Mitarbeiter im Einsatz, die von Hand die Spritzen in bereitgestellte Trays umlegen müssen.

Der manuelle Eingriff des Menschen innerhalb des Fertigungsprozesses soll vor allem bei Medizinprodukten auf ein Minimum reduziert werden.

Die Lösung: Speed Bin Picking
Das sogenannte Speed-Bin-Picking-Verfahren, das extra für den beschriebenen Prozessschritt von ESSERT Robotics entwickelt wurde, ermöglicht schnelle Taktzeiten, hohe Qualitätsansprüche und ein flexibles und einfaches Umrüsten der Produkte. Um beispielsweise Spritzen schnell und effizient aus den Behältern zu entnehmen und weiter zu bearbeiten, sind für einen sicheren Prozess vier wichtige Faktoren entscheidend.
Video
Retrayer Edition der Advanced Robotic Workstation im Einsatz
Faktor #1: Die Materialerkennung

Hier setzt ESSERT Robotics auf neueste innovative 3D-Vision-Technologie mit eigens entwickelten Auswertungs-Algorithmen.

Mit Hilfe des Streifenprojektionsverfahrens ist der eingesetzte Kamerasensor in der Lage dreidimensionale Bilder aufzunehmen. Diese werden für den zweiten wichtigen Faktor benötigt – den Roboter.

Faktor #2: Der Roboter

Die 3D-Kamera erkennt das Material und sendet dem Roboter die exakten Lagekoordinaten der erkannten und zu greifenden Spritze.

Um der hohen Taktzeit gerecht zu werden, setzt ESSERT auf einen Zwei-Arm-Roboter, der in der Lage ist, in einem sehr an den Menschen angelegten humanoiden Prozess, parallel und damit doppelt so schnell  zu greifen.

Faktor #3: Das Greifen
Dank eines pneumatischen Sauggreifers, kann ein sicheres Abgreifen der Spritzen gewährleistet, ein Glas-zu-Glas-Kontakt vermieden und so den hohen Qualitätsansprüchen im Prozess entsprochen werden.
Faktor #4: Trayhandling

Mit Hilfe einer weiteren oder mehreren integrierten Trayhandlings-Stationen können volle Trays aus der Anlage abgeführt und leere Trays zur Verfügung gestellt werden.

So kann flexibel auf die Taktzeit und auf die zu produzierende Charge reagiert werden. Zudem kann somit eine Autonomiezeit von über 1.5 Stunden gewährleistet werden.

Die Produktumrüstung funktioniert dabei auf Knopfdruck. Dank voreingespeicherter Produkttypen und einfach zu konfigurierenden Programmtemplates lassen sich verschiedene Formate der Glasspritzen auf der Anlage vereinzeln.

Für eine größtmögliche Flexibilität bietet ESSERT Robotics ein modulares Plattform-System. An die Speed-Bin-Picking-Anlage (Retrayer Edition) lassen sich unkompliziert und einfach weitere Module andocken und somit die Produktionskapazität erweitern.

Im Gegensatz zu einem klassischen Palettierer, wurde eine Lösung geschaffen, die es ermöglicht durch einfache Formteile unterschiedliche Trays zu handeln.

Durch eine Vielzahl an Tray-Magazinen und der sicheren Handhabung, ist es durch ein Schubladenprinzip möglich die Bestückung und Entnahme von Trays im laufenden Prozess durchzuführen.

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