Quattro vince!

La cella completamente automatizzata e compatta combina compiti di movimentazione e collaudo. (Fonte: Yaskawa Europe GmbH)

In totale, quattro robot industriali MOTOMAN GP di YASKAWA interagiscono con alta precisione. (Fonte: Yaskawa Europe GmbH)

Un robot inserisce i coni di applanazione, dopo aver superato il test di qualità, nelle blister. (Fonte: Yaskawa Europe GmbH)

Le menti dietro la soluzione di automazione realizzata (da sinistra): Jochem Pinger (Amministratore Delegato di Pinger Robotic) con Oliver Pfaff (Direttore delle Operazioni di Produzione) e il responsabile di produzione Hubert Witzl di WaveLight. (Fonte: Yaskawa Europe GmbH)

Inizialmente, per Pinger Robotic, l'obiettivo di questo incarico era semplicemente automatizzare il caricamento di un sistema di verifica basato su telecamere presso il specialista in tecnologia medica WaveLight. Nel corso del progetto sono stati poi aggiunti ulteriori passaggi di handling a monte e a valle. Il risultato è una cella di handling e verifica tanto complessa quanto compatta, in cui interagiscono in modo altamente preciso quattro robot industriali MOTOMAN GP di Yaskawa.

Ancora 30 anni fa, le operazioni laser agli occhi erano un territorio inesplorato in campo medico. Oggi si stimano circa [https://www.swr.de/leben/gesundheit/keine-brille-dank-augen-lasern-alles-rund-um-die-op-100.html] 100.000 interventi di questo tipo all'anno. Da questa rapida crescita ne trae vantaggio, tra l'altro, la WaveLight GmbH con sede principale a Erlangen. La filiale di Alcon sviluppa e produce come uno dei principali produttori mondiali in questo settore tecnologie di diagnosi e chirurgia per la chirurgia refrattiva. Con successo: recentemente è stata costruita e messa in funzione una nuova sala di produzione a Pressath, per aumentare ulteriormente la capacità del specialista in tecnologia medica.

Inoltre, l'azienda vede ulteriori potenzialità di crescita nell'automazione di altri passaggi di produzione. In particolare si concentrano su compiti di handling, che finora dovevano essere eseguiti manualmente a causa della loro complessità. In questo contesto, gli esperti di WaveLight hanno anche contattato il produttore di robot Yaskawa e il suo partner di sistema Pinger Robotic GmbH di Polch, Renania-Palatinato.

Compito: verifica di qualità automatizzata

Nel concreto, questa richiesta riguardava l'automazione della verifica di qualità di una componente – più precisamente: l'inserimento nel sistema di verifica basato su telecamere e successivamente la rimozione di un cosiddetto cono di appianamento. Il cono di appianamento è parte integrante dell'interfaccia paziente WaveLight FS200. Si tratta di un prodotto medico monouso che durante l'intervento collega l'occhio al sistema laser. È composto da diverse componenti – un cono di appianamento, un anello aspirante e un sistema di tubi.

Il compito affidato a Pinger Robotic comprendeva inizialmente solo l'automazione dei processi principali, cioè: rimuovere con precisione i coni di appianamento dai vassoi, inserirli nel sistema di verifica basato su telecamere, rimuoverli dopo il controllo superato e inserirli con precisione nelle confezioni blister – tutto entro un ciclo di produzione prestabilito.

«Ancora una volta si è dimostrato che, come partner nell'automazione, siamo stati coinvolti fin dalle prime fasi», ricorda Jochem Pinger, amministratore delegato di Pinger Robotic, riguardo agli ultimi mesi. Infatti, nel corso del progetto si è evidenziato che anche i passaggi a monte e a valle potevano essere integrati in modo sensato nella soluzione, ovvero l'alimentazione dei vassoi e la singolarizzazione delle confezioni blister, inclusa la preparazione del trasporto interno delle componenti verificate e ripacchettate.

La complessità di automatizzare questi molteplici processi di handling è aumentata da diversi aspetti: i coni di plastica da verificare presentano geometrie diverse, poiché provengono da fonti differenti. Anche i vassoi di consegna variano in forma e layout, richiedendo una gestione flessibile. Inoltre, l'intero processo si svolge in un ambiente controllato. Il rispetto di severi standard igienici previene la contaminazione dei prodotti, e successivamente le componenti vengono sterilizzate insieme alle confezioni blister.

Soluzione: concetto di impianto con quattro robot

Il risultato del lavoro di sviluppo specifico di Jochem Pinger e del suo team è un impianto di handling e verifica completamente automatizzato, ma comunque compatto. Il cuore del concetto di impianto è costituito da una cella con quattro robot industriali, che – come nel popolare gioco di strategia «Quattro in fila!» – sviluppano la loro piena potenza solo in combinazione.

Perfettamente coordinati, i quattro robot svolgono in parallelo compiti diversi lungo la catena di processo: il primo gestisce i vassoi in arrivo con una pinza flessibile e automaticamente adattabile da Zimmer. Il secondo preleva i coni di appianamento dai vassoi e li posiziona sul tavolo rotante della stazione di verifica con telecamera. Il terzo rimuove i coni di appianamento – dopo il superamento del controllo di qualità – dal tavolo rotante e li inserisce nelle confezioni blister. Queste vengono infine singolarizzate dal quarto robot e posizionate sul nastro trasportatore. Ogni sei secondi, un componente verificato e confezionato esce automaticamente dall'impianto.

Ma perché usare i robot e non, ad esempio, tecnologie di handling convenzionali? – A questa domanda, Jochem Pinger risponde con diverse motivazioni convincenti: «Considerando le diverse forme delle componenti e dei vassoi, le macchine di prelievo tradizionali non sarebbero abbastanza flessibili. E per compiti di riempimento classici, come quelli nei passaggi 2 e 3, i robot sono comunque la soluzione migliore», giudica l’esperto di automazione. «Per quanto riguarda l’handling finale delle confezioni blister, si sarebbe potuto trovare un’alternativa. Tuttavia, il cliente desiderava un grande buffer intermedio, e anche in questo caso, un robot si è rivelato la soluzione ottimale.»

Serie MOTOMAN GP: versatilità d’uso

Nella scelta dei robot, si è optato per il produttore Yaskawa. «Con Yaskawa abbiamo una buona collaborazione e ci sentiamo sempre ben consigliati. Inoltre, anche il cliente ha preferito questa marca», spiega Jochem Pinger motivando questa decisione e precisando: «Ora vengono utilizzati quattro MOTOMAN GP8. Con una capacità di carico di 8 chilogrammi, questo modello è esattamente adatto alle dimensioni di questa installazione.»

I robot di handling compatti ed estremamente veloci della serie GP («GP» sta per «General Purpose») sono stati sviluppati per applicazioni di movimentazione, imballaggio e handling generale particolarmente rapide. Presentato come il robot industriale più veloce della sua categoria, il MOTOMAN GP8 è completamente classificato IP67. Inoltre, le superfici lisce facilitano la pulizia. Sebbene non sia specificamente progettato per ambienti igienici (come ad esempio la serie MOTOMAN HD), questo robot GP è molto adatto anche per ambienti a controllo ambientale come quelli di WaveLight.

Il suo design snello e curvato permette al manipolatore di immergersi profondamente nelle aree di lavoro. Per la connessione tra manipolatore e controllo è sufficiente un solo cavo robotico. I vantaggi di questa soluzione sono una minore usura e un ridotto spazio occupato. Anche i costi di manutenzione e di ricambio diminuiscono.

Ricetta di successo collaudata

Da giugno 2025, la cella di handling e verifica completamente automatizzata con i suoi quattro robot MOTOMAN è in funzione con successo presso WaveLight. La combinazione di robotica potente e soluzioni software sviluppate internamente si è ancora una volta dimostrata come la ricetta vincente di Pinger Robotic. E, non da ultimo, alcuni elementi di questo complesso impianto possono essere utilizzati proficuamente anche per altre applicazioni.