无菌应用 | 机器人每小时处理36,000支预充针

2021年03月05日

　　案例概览

　　全球著名医疗保健和制药行业生产商Ward Automation公司设计并制造了紧凑而灵活的机器人生产单元，用于每小时36,000支预充针生产线末端的检查、贴标签和码垛。三台符合洁净设计的史陶比尔机器人负责高效搬运管巢盒，用于预充针自动化检查和包装。

▲史陶比尔机器人单元高效处理预充针

　　挑战

　　自动化检查预充针生产线

　　Ward Automation公司专注于开发和定制医疗设备和制药行业的世界级自动化解决方案，包括组装机、灌装机、测试和检验机以及其他医疗和制药设备。

　　客户希望通过自动化检查预充针、标签和防拆密封件来减少劳动强度同时提高产品质量，消除预充针和防拆密封件破损、遗失的风险，而此前该过程是由手动完成。出于生产安全和可追溯性的原因，须将机器人单元集成到新升级的生产系统中，确保所有处理步骤都在很小的范围内执行。

　　▲三台机器人在紧凑单元内协同高效工作

　　解决方案

　　机器人自动化单元完成检查、贴标签和码垛

　　Ward设计配备了三台史陶比尔无菌机器人的工作单元。该单元需要在符合医疗卫生条件(21 CFR Part 11)下，完成每分钟检查六个各装有100支预充针的巢盒，同时还要完成贴标签和码垛等高度自动化任务。

　　TX2-60机器人首先将预充针从管巢中移开进行检查，再通过两个带有光源的视觉系统，检查巢箱内是否有损坏的上翼缘、丢失的PRTC盖以及预充针的数量是否正确。随后，机器人将装有不合格预充针的巢盒转移到NG抽屉。HMI界面会提示不合格预充针的移除，视觉系统会验证这一步是否已完成。巢盒进入贴标站进行贴标，检查不合格的标签会重新打印。

　　▲史陶比尔TX2-60机器人搬运管巢盒

　　第二台史陶比尔TX2-60机器人完成码垛和运输的密封工作。机器人会将视觉检测后的单层盖子放在巢盒上。定制夹具在盖上添加防拆密封，将标签贴在盖子一侧，然后巢盒旋转180°贴上第二个标签。机器人再拾起巢盒，将其放置在缓冲传送带上。

　　在末道工位，史陶比尔RX160L机器人将完成的巢盒堆放在托盘上。每个托盘可放置200个巢盒。三个独立的虚拟安全单元和缓冲分区设置可保证机器人的安全，当机器人工作范围有所重叠时，可自动命令一台机器人出现工作范围冲突时暂停工作。这有助于提高机器人单元的生产效率和可利用率。

　　模块化设计和先进的控制系统确保了生产所需的灵活性，可以根据客户的需求配置系统。两托盘配置和预充针检查都是可选项。还可以根据需要设计更紧凑的3m x 3m单元空间，每分钟可处理高达600支预充针。

　　▲RX160机器人将巢盒堆放在托盘上

　　客户应用

　　专为洁净区应用设计的机器人

　　对客户来说，整个过程中的洁净设计至关重要。史陶比尔无菌版机器人具有明显优势，可直接安装在洁净室和生产区域，能够承受每天大量漂白剂等刺激性清洁剂的清洗操作。对于医疗技术标准，该机器人单元符合21 CFR Part 11标准要求。在所有GMP关键数据上生成带有电子签名的审核跟踪和批处理报告是设计和制造过程的一部分。除了具有较高的洁净标准外,机器人还提供了高速运行时所需的工作范围、速度、有效负载和高精度。每台机器人都可在十秒钟内完成相应操作。该机器人系统由CS8C和CS9控制器控制，并使用仿真软件对系统进行离线编程以模拟运动，检查到达点和设定值，节省现场应用的时间。