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Robotergestützte Fertigung von Autoinjektoren sichert hohe Performance

Roboter und ihr Stellenwert im Anlagenbau
Ob Autoinjektoren, Pens, Patch-Injektoren oder Inhalatoren – die Produkte haben alle eines gemeinsam:
Sie bestehen aus mehreren Komponenten. Für Maschinen- und Anlagenbauer steht deshalb seit vielen
Jahren die Entwicklung von Fertigungslinien auf der Agenda, mit der sich die Montage der einzelnen
Bestandteile semi- oder vollautomatisiert realisieren lässt.
Harro Höfliger, etablierter Maschinenbauer, zählt zu den Global Playern, wenn Pharma- und BiotechUnternehmen Maschinen oder Fertigungsplattformen mit hohem Automatisierungsgrad suchen, um
Arzneimittel und Medizinprodukte herstellen zu können. Das Maschinenbauunternehmen ist bekannt
für seine Lösungen, mit denen sich prozessual alle Entwicklungsstadien eines Produktes abbilden lassen.
Vorteile: flexible und skalierbare Integration
Teil solcher Automatisierungsstrategien sind häufig Roboter, die unterschiedlichste Funktionenübernehmen können. Das Unternehmen Stäubli hat sich auch auf Entwicklung und Bau von Robotern für
das regulierte Umfeld spezialisiert, die dann u. a. mit hygienisch gekapselten Armen und in Schutzklasse
IP65 bzw. 67 und nach ISO 5 (bis ISO 2) ausgelegt werden. Diese Parameter und die Möglichkeit einer
flexiblen und skalierbaren Integration waren es, die Harro Höfliger dazu bewogen, eine Fertigungsanlage
für Autoinjektoren mit drei Stäubli Robotern auszurüsten.
Während einer der Roboter als De-Palettierer bzw. Palettierer mit Autoinjektoren befüllte Trays greift
und der rund angelegten Anlage zuführt, erfolgen durch die anderen beiden Roboter im Inneren dieMontageschritte. Vereinfacht ausgedrückt, greift ein Roboter die einzelnen Autoinjektoren und übergibt
diese an das integrierte Montagesystem.
Dort wird im nächsten Schritt die Spritze unter Einsatz eines weiteren Roboters in den Autoinjektor
integriert. Sind Ober- und Unterteil eine Einheit, erfolgen Qualitätskontrollen mithilfe vonKamerasystemen. Danach wird der fertige Autoinjektor von einem weiteren Roboter abtransportiert,
um schlussendlich vom De-Palettier-Roboter aufgenommen und auf die Palette gesetzt zu werden.
Dieses Beispiel – vorgestellt auch im Rahmen der virtuellen Stäubli-Reihe Pharma Impulses – zeigt,
welche vielfältigen Optionen sich für Maschinenbauer durch den Einsatz von Roboternunterschiedlichster Konstruktionsart ergeben.

Die Anforderungen nehmen zu
So hat Stäubli etwa neben 4- und 6-Achs-Modellen inzwischen auch Cobots und AMR, mobile
Robotersysteme und AGVs, sprich fahrerlose Transportsysteme, im Portfolio. Im Fokus der Kunden steht
dabei nicht nur das sichere Handling von Produkten bzw. Komponenten, sondern immer auch dieEffizienz. Stäubli hat beispielsweise bereits heute einen 360° Arbeitsraum, der sich kugelförmig für die 6Achsen gestaltet. Kunden profitieren somit von der kleinsten Tot-Zone um den Roboter. Das ermöglichteine hohe Modularität.
Da die Produktivität auch immer eng mit Applikationstaktzeiten korreliert, sind Parameter wie
Roboterdynamik oder Ablaufprogrammierung ebenso entscheidend für eine gelingende Integration undeine gute Performance. Die beschriebene Anlage von Harro Höfliger hat beispielsweise einen Output
von 100 Autoinjektoren/min.
Der Grad der Automation im pharmazeutischen Umfeld wird weiter zunehmen, da die EMA angeregt
hat, dass künftig hochpotente wie auch nichtpotente Wirkstoffe konsequent in geschlossenen
Prozesssystemen hergestellt werden müssen. Neben dem erwähnten 360° Arbeitsraum bietet Stäubli
zudem Tuningalgorithmen und eine schnelle Regelung sowie eine optionale absolute Kalibrierung.
Relevant sind auch die Sicherheitskategorien, die Stäubli als einziger Anbieter am Markt bis hin zur
höchsten – SIL3-PLe – erfüllt.
Und noch etwas wird für Maschinenbauer und Pharmaunternehmen immer wichtiger: die reale 3DSimulation einer Roboterapplikation. Sie ermöglicht im Vorfeld des Anlagenbaus die reale Schau auf dieTaktzeiten einer Applikation und damit die Option auf Anpassungen. So erhalten Unternehmen bereits
vor der Inbetriebnahme valide Daten für die erwartbaren Total Cost of Ownership.