Automatisierung gegen Kostendruck – ein Anwenderbericht

De gordelforcers van de liftsystemen zijn uitgerust met een mesrand om de overgang naar het aangesloten transportsysteem zo klein mogelijk te houden en zo een veilige overdracht van de trays te garanderen. (Copyright: mk Technology Group)

Twee parallelle liftsystemen met gordelvoeders GUF-P 2000 geven de trays door aan twee tandriemvoeders ZRF-P 2045, die op een hoogte van 2,60 m aan het plafond zijn opgehangen. (Copyright: mk Technology Group)

In een op maat gemaakte centratie-eenheid worden de trays pneumatisch in een masker omhooggeheven en vastgezet, zodat de afdichtingslabels aangebracht kunnen worden en de barcode door een vision-systeem geverifieerd kan worden. (Copyright: mk Technology Group)

De gevulde en gesloten trays worden aan het einde van de inspectie via bandtransporteurs ZRF-P 2045 naar de handmatige productverwijdering uit de installatie geleid. Foutieve trays worden doorgestuurd naar een afkeuringslijn. (Copyright: mk Technology Group)

Een drievoudige tandriemvoerder ZRF-P 2040 met een totale last van 600 kg transporteert de trays naar europallets naar de depalletiseringsstation. (Copyright: mk Technology Group)

Stijgende kosten en verscherpte regelgeving belasten steeds meer de farmaceutische industrie, waardoor de vraag naar automatiseringsoplossingen sterk is toegenomen. mk en Automation Robotic reageren hierop met een nieuwe volledig geautomatiseerde inspectielijn voor cilinderampullen met vloeibare geneesmiddelen.

Net als vele andere industrieën wordt de farmaceutische sector geconfronteerd met stijgende kosten voor energie en grondstoffen, evenals verscherpte regelgeving, zegt Andreas Klihm, technisch verkoopadviseur bij mk in Troisdorf: „Om de gestegen kosten te compenseren, proberen steeds meer bedrijven een deel van de meerkosten te dekken door een verhoogde automatisering in de productie. mk ontwikkelt de passende oplossingen samen met systeemintegrators over de hele wereld.“ Een recent project is een automatiseringsoplossing voor de kwaliteitscontrole van cilinderampullen met vloeibare geneesmiddelen, die mk samen met Automation Robotic GmbH uit het Beierse Massing heeft gerealiseerd. „Deze installatie is de eerste van zijn soort die bij de invoer van een downstream machine flexibele kunststof trays, gevuld met cilinderampullen, opent en leegt“, zegt Andreas Schäffler, verkoop bij Automation Robotic. „Aan de uitgang worden de trays opnieuw gevuld en gesloten – en dat met een indrukwekkende snelheid van 600 cilinderampullen per minuut.“

En zo werkt de volledig automatische inspectielijn: Aan het begin van de lijn staan europallets van aluminium, geladen met kunststof trays die elk 330 cilinderampullen bevatten. Een hefwagen of optioneel een automatisch transportsysteem (FTS) plaatst de pallets op een driefasige tandriemvoerder ZRF-P 2040 van mk. Deze voerder beschikt over drie parallel lopende, 110 mm brede tandriemen die stabiel en gelijkmatig kunnen worden belast met een gewicht tot 600 kg. „Hoewel de voerder zelf geen direct contact heeft met de ampullen en alleen de secundaire verpakking beweegt, hechten wij grote waarde aan een hygiënische opstelling van de installatie“, legt Klihm uit. Daarom hebben de ingenieurs FDA-conforme tandriemen en glijstrips van polyoxymethyleen (POM) gebruikt, aluminiumonderdelen en verbindingsmiddelen geëloxeerd en alle stalen onderdelen in roestvrij staal uitgevoerd. Bovendien zijn de aandrijvingen onder of naast de voerder gemonteerd om te voorkomen dat partikels op de trays terechtkomen.

Traditionele transporttechniek werkt samen met moderne robots

De driefasige tandriemvoerder transporteert de europallets naar een depalletiseringsstation. Klihm legt uit dat de uitgangspositie van de trays daarbij niet meer zo precies hoeft te worden gedefinieerd als vroeger. „Moderne robots kunnen dankzij geavanceerde vision-systemen inmiddels zelf chaotisch gerangschikte objecten in containers herkennen en nauwkeurig verwijderen. Hierdoor is het niet meer nodig dat de transporttechniek bij de positionering millimeterprecies werkt, wat een enorme technische ontlasting en kostenbesparing betekent.“ Bij het depalletiseren neemt een robot de individuele trays met behulp van een zuignap en plaatst ze in de eerste bewerkingsstation. Hier wordt het etiket van de tray automatisch afgesneden en de deksel verwijderd. Een andere robot neemt de geopende tray met zijn grijper over, transporteert deze naar de downstream inspectiemachine en leegt de tray daar, waarbij de ampullen in een groep op de invoerlijn van de inspectiemachine worden geschoven. In de testopstelling worden de cilinderampullen automatisch onder andere gecontroleerd op dichtheid, materiaalfouten en partikulaire verontreinigingen.

De volgende taak van de installatie is het transporteren van de lege trays naar het einde van de testlijn en deze daar weer te vullen met ampullen. Om ruimte voor vloervervoersystemen op de vloer te besparen, besloten de ingenieurs voor een tweesporige, ongeveer 14 meter lange transportbaan die op een hoogte van 2,6 meter aan het plafond hangt en parallel loopt aan de testmachine. De werking is als volgt: Een robot met dubbele grijper overhandigt de deksels en bodems van de tray aan een van de twee bandtransporteurs Gurtförderer GUF-P 2000. Eenmaal op hoogte bewegen de tray-onderdelen weer op tandriemvoeders ZRF-P 2045. Aan het einde van het traject komen deze via twee extra liften op een werktafel, waar ze opnieuw worden opgenomen door een robot en naar de volgende bewerkingsstappen worden geleid – het vullen van de trays met geïnspecteerde ampullen en het afsluiten met een deksel. Overige trays, voor ampullen die vanwege kwaliteitsproblemen in de afvalstroom terecht zijn gekomen, worden door de lift via een pneumatisch omhoog te brengen eindstop in een glijbaan geleid, die uitmondt in een afvalcontainer.

De etikettering van de trays gebeurt in de volgende stap. De verpakkingen bewegen hiervoor over een verdere, ongeveer tien meter lange transportbaan onder het plafond naar een door mk speciaal vervaardigde centratie-eenheid. Deze pneumatisch omhoog te brengen eenheid tilt de verpakking op met een masker dat de zijden en deksel fixeert. Daarna worden de verzegelingslabels aangebracht en wordt de barcode door een vision-systeem geverifieerd. Bij een andere station wordt gecontroleerd of de verzegeling correct is aangebracht en de tray goed gesloten is. Daarna vervolgt de tray zijn reis over de ZRF-P 2045. Via een hoekoverspanning komt hij bij de handmatige productentname, terwijl defecte verpakkingen worden doorgeleid naar een afvallijn.