Pionieri nella movimentazione di fiale

Piccole bottiglie - grande sfida

Alcuni oggetti - in condizioni particolari- semplicemente si oppongono all'automazione come, ad esempio, fiale confezionate in scatole vuote di plastica. Si tratta di piccole bottiglie di forma cilindrica di medicinali, utilizzate svariate volte nell'industria farmaceutica. Goldfuß engineering ha cercato di risolvere questo problema attraverso la combinazione straordinaria di una pinza speciale con i robot Motoman di Yaskawa.

Non da ultimo a causa della classificazione delle camere bianche, le fiale utilizzate nella produzione farmaceutica devono superare diverse fasi di manipolazione. In particolare, l'alimentazione delle fiale vuote nella macchina di lavaggio o nella riempitrice, o delle fiale riempite nella macchina di ispezione o di imballaggio, avviene ancora manualmente.

Le ragioni principali di questo sono da ricercare nel fatto che le stesse fiale, essendo costituite da vetro sottile, sono estremamente fragili. Inoltre sono molto piccole – hanno infatti dimensioni di pochi millilitri . Inoltre le fiale vengono spesso trasportate all'interno dell'azienda in scatole vuote di plastica sigillabili, dove vengono posizionate senza un ordine particolare. Tutti questi fattori rappresentano delle vere e proprie sfide quando si parla di automazione.

L’ automazione secondo Goldfuß engineering

Con sede nella città tedesca di Balingen, Goldfuß engineering GmbH, specializzata nel caricamento assistito da robot di macchine per l'imballaggio e soluzioni per l'utente nella tecnologia di imballaggio e automazione di laboratorio, ha trovato una soluzione all'avanguardia che riguarda le fiale da una capacità di riempimento a partire da 2 ml (2R). All’interno di una cella di movimentazione compatta, un robot si occupa di aprire la scatola vuota di plastica e caricare le fiale. Guidato da un sistema di telecamere 3D, toglie le scatole dal pallet e, dopo averle aperte, rimuove automaticamente le fiale e le posiziona su un piatto girevole o una banda a doppio flusso. Da qui esse procedono poi al lavaggio, riempimento, ispezione o confezionamento. Successivamente il robot deposita le scatole vuote in un contenitore per l’ulteriore smaltimento. La procedura completa richiede circa 50-60 secondi. Ma anche questo tempo può essere significativamente ridotto prevedendo l'utilizzo di un secondo robot.

La potente combinazione di pinza e robot

La chiave di questa soluzione è una pinza sviluppata appositamente da Goldfuß per questa applicazione. A differenza di una ventosa, ad esempio, che non rappresenta una soluzione sicura per il processo per fiale 2R, questa pinza estremamente compatta funziona meccanicamente ed è allo stesso tempo compatibile con il prodotto. Questa procedura assicura che tutte le fiale di un lotto siano raggiungibili e caricate. Come ulteriore opzione, le fiale nella scatola possono essere conteggiate automaticamente da una seconda telecamera per il controllo qualità e il risultato può essere confrontato con i dati di produzione. Inoltre, il sistema può essere collegato alla rete del cliente.

La partnership con Yaskawa

La pinza si adatta perfettamente all’uso con i robot Motoman di Yaskawa. Le due aziende sono legate da una collaborazione di lunga data: Goldfuß engineering è infatti da molti anni system partner del produttore. Nel suo design più sottile e semplice, la pinza pesa 12 kg, fiale escluse. Diverse opzioni funzionali nella pinza, come il taglio aperto di una clip del coperchio, possono aumentarne il peso. In questo caso, si raccomanda la scelta di un robot con una capacità di sollevamento di 20 kg o più.

La serie di robot industriali ad alte prestazioni Motoman GP di Yaskawa è ideale per questo scopo, anche se molti addetti del settore farmaceutico preferiscono i cobot HRC della serie HC, disponibili con un carico utile di 20 o anche 30 kg.

I robot industriali della serie Motoman GP FGG

Adatti per una varietà di applicazioni, i robot a 6 assi della serie Motoman GP – dove GP sta per "General Purpose" - sono disponibili nella classe di protezione IP67 (contro la penetrazione di liquidi e polvere). Possono essere utilizzati in condizioni di lavoro difficili e sono al contempo molto semplici da pulire. L'alimentazione media integrata negli assi ottimizza la progettazione delle pinze e garantisce il massimo grado di affidabilità nelle successive operazioni.

Pensata per le attività di confezionamento secondario e terziario, la serie Motoman GP FGG comprende robot appositamente progettati per il settore alimentare che utilizzano lubrificanti adeguatamente approvati (Food Grade Grease) e sono dotati di un design a prova di gocciolamento e resistente alla pulizia. In questo modo garantiscono un drenaggio dei liquidi senza problemi e possono essere utilizzati a contatto diretto con un’ampia gamma di alimenti e bevande.

I robot della serie GP sono controllati dal più recente controller YRC1000micro ad alte prestazioni. Per il funzionamento e la programmazione è possibile utilizzare il pendant classico o l’innovativo smart pendant. In alternativa, il robot può essere integrato direttamente in un controllo della macchina di livello superiore tramite blocchi funzione PLC (MotoLogix). In termini di connettività (I/O, Process e Industry 4.0), interfacce e connessione di nastri trasportatori, telecamere e sensori, i robot Motoman GP beneficiano di tutte le proprietà versatili, utensili e opzioni del compatto controller robot standard Yaskawa.

I cobot HC20DTP e HC30PL di Yaskawa

Anche i cobot Yaskawa HC20DTP e HC30PL sono conformi alla classe di protezione IP67. La programmazione dei cobot è semplice, grazie allo smart pendant di ultima generazione: il software Smart Pattern Wizard guida l'utente attraverso singoli passaggi per la creazione di diversi pattern di pallettizzazione. Wizard è in grado di creare un programma robot facilmente modificabile attraverso la procedura guidata. Coloro che preferiscono invece la programmazione tradizionale e gli strumenti professionali possono farlo utilizzando teach pendant e il software PalletSolver.

Il primo impianto in costruzione

Un'applicazione per il caricamento di fiale su una linea di confezionamento utilizzando un cobot HC20DTP è stata presentata in occasione della fiera Interpack 2023. Ma c’è una novità: un nuovo set-up con un robot Motoman GP50 FGG è in fase di costruzione presso lo stabilimento tedesco di una nota azienda farmaceutica internazionale.