Roboterbasiertes Inspektionsmodul in der Pharmabranche Automatisierter Ampullen-Check - Quality Engineering

Roboterbasiertes Inspektionsmodul in der Pharmabranche

Automatisierter Ampullen-Check

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Für die automatisierte Prüfung von pharmazeutischen Produkten hat Seidenader Maschinenbau eine Inspektionsanlage entwickelt. Der besondere Clou: Ein kompakter Stäubli-Roboter und ein besonderes Zellenlayout sorgen dafür, dass die Lösung felxibel ist und sich auf kleinstem Raum umsetzen lässt.
Stäubli, www.staubli.com
Wenn die Ampulle vom Arzt geöffnet wird, hängt an deren Inhaltsstoff unter Umständen das Leben eines Menschen. Demnach gelten höchste Qualitätssicherungsvorgaben bei der Herstellung und Verpackung der Parenteralia, sprich steriler pharmazeutischer Zubereitungen für Injektionen oder Infusionen. Bei der Qualitätsprüfung steht zum einen die zuverlässige Detektion von Partikeln, Fasern und Splittern im Fokus, zum anderen die Erkennung kosmetischer und funktionaler Defekte der Ampullen und Fläschchen.
Mit mehr als 115 Jahren Erfahrung im Anlagenbau für die Pharmazeutische Industrie hat sich die Seidenader-Gruppe mit Standorten in Deutschland und USA weltweit einen Namen geschaffen. Seidenader Maschinenbau ist auf Inspektionslösungen für die Pharma-Industrie spezialisiert und bietet komplette Baureihen halbautomatischer und vollautomatischer Inspektionsmaschinen für Parenteralia. Das Portfolio beginnt bei Tischmodellen für Kleinstserien und reicht bis zu Hochleistungsmaschinen mit Kamerasystemen und eigens entwickelten Bildverarbeitungsprozessoren für die Großserienproduktion.
Dieses Portfolio komplettiert eine neu konzipierte, automatisierte Inspektionsanlage, die kompakt und flexibel ist. Im Haus Seidenader stellt sie außerdem ein konzeptionelles Novum dar: Im Kern der Seidenader RIM kommt mit dem Stäubli TX40 ein kompakter und hochgenauer Roboter zum Einsatz. So steht das Kürzel RIM denn auch für roboterbasiertes Inspektionsmodul.
Der Vorteil der Roboter-Handhabung liegt in deren großen Flexibilität. „Unser Ziel war es, der Pharma-Industrie eine Inspektionsmaschine vorzustellen, die mannlos reproduzierbare Inspektionsergebnisse in kleinen Batches liefert“, erklärt Nik Seidenader, Geschäftsführer von Seidenader Maschinenbau. „Es galt also, in einem kompakten Modul die Inspektionsparameter einer Produktionsmaschine abzubilden, sprich sehr flexibel mit verschiedenen Kamerastationen, Kamerablickwinkeln und Beleuchtungen zu inspizieren.“ Um das alles auf engstem Raum zu realisieren, gebe es keine Alternative zum Roboter.
Inspektion aus verschiedenen Blickwinkeln
Die Liste der Inspektionskriterien für parenterale Pharma-Produkte und deren Verpackung liest sich lang. Sie reicht von bewegten und abgelagerten Partikeln, Fasern und Splittern in den pharmazeutischen Stoffen bis zum Füllstand. Dabei gilt es sowohl flüssige, gefriergetrocknete wie auch opake Produkte zu inspizieren. Die Inspektion auf kosmetische Defekte bei Ampullen fokussiert auf Abschmelzfehler, Schwarzbrenner sowie Risse in Seitenwänden und Böden, bei Vials auf Kappen- oder Bördelungsfehler. Diese Aufgabenvielfalt erfüllen die automatischen Inspektionsmaschinen in der Produktion von Seidenader über große Rundläufer, an denen eine Vielzahl von Kameras jedes Produkt aus verschiedenen Blickwinkeln inspiziert.
Im neuen Roboter-Inspektionsmodul hingegen werden all diese Aufgaben auf kompaktem Raum in drei definierten Inspektionspositionen mit jeweils bis zu vier Kameras abgedeckt. Zentral im Modul positioniert, übernimmt der Stäubli-Sechsacher sämtliche Handhabungsaufgaben. Haben die Produkte alle Inspektionsstationen durchlaufen, platziert sie der TX 40 je nach Ergebnis auf dem „Gut“- oder „Schlecht“-Förderband.
Die zeitoptimierte Handhabungsroute des Roboters verläuft in Abhängigkeit von den fallspezifisch angefahrenen Inspektionsstationen und der Zahl der nötigen Inspektionen. So bildet das RIM eine Plattform, die über flexible Gruppierung der angefahrenen Inspektionspositionen multifunktionale Einsatzmöglichkeiten erschließt. Der Doppelgreifer kann mit verschiedensten Behälter umgehen, darunter kleine Ampullen und Vials. Die Umrüstzeiten liegen bei rund zehn Minuten. Damit lässt sich eine automatisierte Inspektion auch in kleinen Batches wirtschaftlich durchführen.
Mit dieser neuen Flexibilität eröffnet das Roboter-Inspektionsmodul den Anwendern die Möglichkeit zur Entwicklung neuer Rezepturen zum Training ihrer Großserien-Inspektionsanlagen – dies mit vergleichsweise reduziertem Handhabungsaufwand und in Losgrößen unter 2000 Stück. Ein signifikanter Vorteil ergibt sich darüber hinaus für die Prüfung teurer Mustersets, die für die turnusmäßige Revalidierung der Großserien-Inspektionsmaschinen benötigt werden.
Die Entscheidung von Seidenader für den Stäubli TX40, ist kein Zufall. Der Roboter baut bei einer Reichweite von 400 Millimetern sehr kompakt, verfügt über hohe Positioniergenauigkeit und lässt sich mit seiner bedienerfreundlichen Steuerung unkompliziert in Anlagen einbinden. ■

Große Leistung auf kleinem Fuß
Der besonders enge Bauraum, der bei der Inspektionsanlage zur Verfügung stand, sei eine der größten Herausforderungen für die Integration des Roboters gewesen, berichtet Manfred Hübschmann, Geschäftsführer Stäubli Robotics Deutschland. Der Roboter musste die notwendigen Voraussetzungen erfüllen, um ein kleines Zellenkonzept umsetzen zu können. „Der TX40 ist daher besonders gut für den Einsatz geeignet, weil er wenig Platz benötigt und zum Beispiel einen kleinen Fuß hat“, erklärt Hübschmann. Auch die Möglichkeit, im 360-Grad-Radius zu arbeiten, habe ihn für den speziellen Arbeitsort prädestiniert.
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