Goldfuß Engineering, azienda tedesca con sede a Balingen specializzata nel caricamento assistito da robot di macchine per l’imballaggio e soluzioni per automazione di laboratorio, ha risolto il delicato problema di automatizzare la presa e movimentazione di fiale di piccole dimensioni grazie alla combinazione di una pinza sviluppata ad hoc con i robot Motoman di Yaskawa.
Le fiale da manipolare, utilizzate svariate volte nell’industria farmaceutica, sono costituite da vetro sottile, dunque estremamente fragili, e sono inoltre molto piccole, con dimensioni di pochi millimetri. Inoltre, a causa della classificazione in camera bianca del processo, 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. Ancora, le fiale vengono spesso trasportate in azienda all’interno di scatole vuote di plastica sigillabili, dove vengono posizionate alla rinfusa. Tutti questi fattori rappresentano quindi vere e proprie sfide parlando di automazione.
La soluzione di automazione sviluppata da Goldfuß Engineering con i robot Yaskawa riguarda nello specifico la manipolazione delle fiale con 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, il robot 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 le fiale procedono poi alle fasi di 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 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 pinza sviluppata da Goldfuß si adatta quindi 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 di robot. 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.
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.
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. Un’applicazione per il caricamento di fiale su una linea di confezionamento utilizzando un cobot HC20DTP è stata presentata da Yaskawa in occasione della fiera Interpack 2023. Inoltre, 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.
Fonte immagini: Yaskawa
