Compétence en emballage prouvée

Pour le chargement sécurisé des blisters, trois robots Stäubli travaillent en parallèle sur une ligne de blisters Uhlmann. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Trois robots Stäubli collaborent en parallèle sur une ligne de blisters Uhlmann pour assurer un chargement sécurisé des blisters. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Dans la première station robot, un Stäubli TS2-60, équipé d'une pince dix fois plus grande, insère des seringues remplies. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / À la première station robot, un Stäubli TS2-60, équipé d'une pince dix fois plus grande, insère des seringues remplies. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Dans la deuxième unité d'alimentation, jusqu'à 400 aiguilles par minute sont insérées dans la cavité de l'emballage. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / In the second feeding unit, up to 400 needles per minute are inserted into the blister cavity. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Vue sur la pince du robot à quatre axes. Bien visibles : les différentes composants avec lesquels chaque blister est rempli. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Comment emballer des ensembles d'injections avec quatre composants chacun, 200 pièces par minute, selon les exigences de la production pharmaceutique ? Uhlmann Pac-Systeme a la réponse : avec une machine à blisters UPS 5. Le concept de cette installation, qui utilise des robots SCARA hygiéniques de Stäubli pour des processus de manipulation critiques en temps, peut être modulé. Récemment, la plus longue installation à ce jour, avec quatre stations de robots et des systèmes d'alimentation à haute vitesse, a été mise en service.

Meilleur parenteral : c'est la devise des médecins pour de nombreux médicaments. Cela signifie qu'ils souhaitent éviter le « détour » par l'estomac et administrent directement les principes actifs là où ils doivent agir – par exemple avec des seringues, des stylos et d'autres « dispositifs de délivrance de médicaments ».

Pour cette tâche, Uhlmann Pac-Systeme développe et fabrique les systèmes d'emballage secondaire appropriés. Il est fréquent que la dose du médicament soit emballée avec le dispositif d'injection comme « dose unique » dans un blister. Pour ce type de médication, Uhlmann a développé la gamme de machines à blisters UPS 5, qui peut être facilement étendue de manière modulaire et adaptée aux différentes exigences des utilisateurs.

Dans le projet client décrit ici, Uhlmann a utilisé des robots SCARA de Stäubli. Ces robots précis à quatre axes, montés sur le châssis de la machine de chaque station, placent différents produits parenteraux dans le blister que forme la UPS 5. La manipulation des différents produits parenteraux est assurée par les systèmes SyPro et LiPro développés par Uhlmann. Les pinces de robot conçues sur mesure sont également des développements internes. Ainsi, des ensembles de seringues ou de stylos peuvent être emballés à grande vitesse conformément aux normes pharmaceutiques.

La plus longue et la plus puissante UPS 5 à ce jour a été récemment livrée par Uhlmann à une entreprise pharmaceutique mondiale, qui produit un ensemble médicamenteux composé d'une seringue à usage unique et d'un principe actif à deux composants. Cela signifie que chaque blister contient quatre éléments : une seringue remplie du principe actif 1, deux aiguilles et un flacon avec le principe actif 2. Leur combinaison constitue la dose unique pour une injection du principe actif.

Trois robots, quatre composants, un blister

Les ingénieurs de projet d'Uhlmann Pac-Systeme ont réussi à résoudre cette tâche d'emballage avec trois robots SCARA du type Stäubli TS2-60 et, grâce à l'utilisation d'une station robot supplémentaire, actuellement inutilisée, à garantir une flexibilité maximale. L'installation sera ainsi équipée pour pouvoir emballer à l'avenir des produits pharmaceutiques encore plus complexes.

La première station de travail de la UPS 5 produit la série de blisters : une feuille de PET est chauffée et façonnée dans la station de formage à l'aide d'air comprimé, puis refroidie – en quelques secondes. Ainsi, des blisters d'une profondeur allant jusqu'à 40 mm peuvent être réalisés. Dans le cas décrit ici, une profondeur d'environ 20 mm suffit. Au total, dix blisters sont disposés en parallèle et alimentent les stations de robots suivantes.

Première station robot : insertion de seringues remplies

La première station robot est consacrée à l'insertion de seringues remplies dans le blister. La dynamique du robot SCARA TS2-60 de Stäubli doit ici répondre à des exigences élevées. Le robot, très dynamique, dépose en toute fiabilité 200 seringues par minute. Elles sont présentées au robot via une alimentation SyPro spécialement développée par Uhlmann pour les seringues en verre sensibles. Le transport se fait d'abord en suspension, puis, juste avant la prise, la seringue est tournée de 90° pour que le pinceur à vide du robot puisse saisir et déposer dix seringues à la fois.

Deuxième station : gestion de 2 x 200 aiguilles par minute

Dans la deuxième station, deux aiguilles différentes – par exemple de couleur bleue et orange – sont introduites. La vitesse est alors doublée : le second robot identique dépose 400 aiguilles par minute dans le blister.

Pourquoi chaque blister contient deux aiguilles différentes, explique Janina Triska, chef de projet chez Uhlmann Pac-Systeme : « Avec ce principe d'injection, comme pour beaucoup d'autres médicaments administrés par voie parenterale, deux composants doivent être mélangés avant l'administration. Ce n'est qu'alors que le principe actif se déploie. Ici, les deux composants sont contenus, d'une part, dans la seringue et, d'autre part, dans le flacon. Avec une aiguille, on aspire le contenu du flacon dans la seringue, l'autre sert à l'administration du médicament. »

À cette station, un deuxième système d'alimentation SyPro est utilisé, mais avec un concept de transport différent, introduisant les aiguilles côte à côte. En observant attentivement le processus d'insertion, on remarque que le robot – qui saisit et insère dix aiguilles à la fois – effectue deux cycles différents. Janina Triska : « C'est la seule façon d'atteindre la performance élevée requise sur les deux rangées de blisters et de garantir que 200 aiguilles bleues et 200 aiguilles orange soient insérées dans chaque blister. »

Station 3 : arrivée des flacons

À cette station, le troisième robot identique insère les flacons avec le deuxième principe actif dans le blister. Les flacons, en position verticale, sont transportés par une alimentation LiPro commandée par servo et tournés de 90° au point de dépose. Le TS2-60 prélève, avec sa pince à vide, dix flacons simultanément et les dépose dans les blisters correspondants. Les blisters remplis sont contrôlés par vision artificielle, scellés et séparés dans la station de poinçonnage. Seuls les blisters parfaits sont transmis à l'emballeuse, qui les conditionne dans des cartons pliés.

Une quatrième unité d'alimentation de la machine à blisters est déjà équipée d'un robot, mais reste pour l'instant inactive. Janina Triska explique : « Le client ne voulait pas seulement une installation très performante, mais aussi très flexible. C'est pourquoi nous avons conçu la machine de façon à pouvoir y ajouter une autre composante. Cette fonction n'est pas encore utilisée pour le moment. »

Robots Stäubli : référence dans les applications pharmaceutiques

Le fait que tous les quatre stations – et, en général, les machines UPS 5 – utilisent des robots SCARA du type Stäubli TS2-60 a de bonnes raisons : ce type de robot est très répandu dans la production pharmaceutique. Outre son design hygiénique supérieur, ses caractéristiques clés sont une précision élevée, une longue durée de vie et une dynamique impressionnante, qui contribuent de manière décisive au respect des temps de cycle.

La manipulation de la machine est aussi simple et intuitive que possible. La commande du robot communique avec le PLC supérieur Schneider, et l'interface homme-machine « Smart Control » d'Uhlmann est utilisée : elle est aussi facile à utiliser qu'une application, car l'utilisateur voit un modèle 3D de la machine et peut zoomer dans les zones et fonctions qu'il souhaite observer ou influencer en cliquant.

Une installation particulière basée sur une norme éprouvée

L'installation, bien sûr conforme aux BPF (GMP), mesure environ 15 mètres de long, ce qui en fait la plus longue que Uhlmann ait conçue et construite à ce jour : il existe aussi des machines à blisters moins complexes, qui occupent quelques mètres carrés.

Mais cette installation n'est pas seulement impressionnante par ses dimensions. Janina Triska : « La machine emballe différentes composants via plusieurs alimentations en un cycle de travail à très haute vitesse. Les robots et autres composants d'automatisation offrent des performances exceptionnelles. C'est déjà impressionnant et le résultat d'une grande compétence, visible dans les détails. » Les exigences et objectifs de l'utilisateur ont ainsi été entièrement satisfaits.