L’integrazione selettiva di robot aggiunge valore alla produzione farmaceutica

L’integrazione selettiva di robot industriali è un acceleratore di soluzioni per gli specialisti dell’automazione che operano nel settore farmaceutico, dalla produzione di farmaci all’automazione delle farmacie. Ne parla Yamaha Factory Automation Section.

La produzione farmaceutica è intensamente automatizzata al fine di soddisfare obiettivi pratici e finanziari. Per garantire la redditività, occorre che la produttività sia elevata e che gli errori siano contenuti. Un altro vantaggio è che l’eliminazione dell’interazione umana contribuisce a evitare la contaminazione per garantire una qualità elevata e la sicurezza dei consumatori.

La sequenza dei processi e la distribuzione della linea di produzione possono essere complessi e l’intero impianto può occupare un’ampia superficie. Ciò può risultare impegnativo da progettare e l’installazione che ne consegue può rivelarsi costosa da costruire utilizzando l’automazione di fabbrica tradizionale e personalizzata.

I robot nella produzione di farmaci

Un approccio diffuso è quello di introdurre robot industriali per eseguire processi specifici all’interno della sequenza, in particolare quando gli articoli devono essere spostati o posizionati singolarmente. In queste situazioni, l’integratore di sistema può sfruttare la tecnologia robotica come soluzione pronta all’uso, comoda ed economica. L’integratore può programmare il robot mediante l’insegnamento o la simulazione con un software grafico. Una pinza standard, fornita dal produttore del robot o da uno specialista di terze parti, può essere adeguata al compito da svolgere, tipicamente il sollevamento o la presa. In caso contrario, potrebbe essere necessario un attuatore finale personalizzato.

L’integrazione selettiva dei robot in questo modo consente di realizzare una linea di produzione compatta che può essere consegnata rapidamente ed evita di creare un progetto specifico per l’applicazione, utilizzando le tecnologie di automazione tradizionali. I robot sono spesso utilizzati in luoghi in cui sono richiesti il trasporto e la pallettizzazione. Le mansioni tipiche comprendono la manipolazione e lo smistamento di pillole, capsule, fiale e altri materiali, nonché il prelievo, il posizionamento e l’allineamento di articoli come flaconi, cartoni e vassoi. Vengono inoltre utilizzati per riempire e tappare contenitori, inserire compresse, capsule e fiale in confezioni blister, applicare etichette ai contenitori e imballare i prodotti finiti in scatole pronte per la spedizione. Altri compiti ideali da assegnare ai robot includono la selezione e l’assemblaggio di componenti per comporre articoli come scatole di pillole e siringhe.

Inoltre, i robot sono adatti per processi che prevedono la miscelazione e l’erogazione di ingredienti per la formulazione di farmaci. Laddove articoli come contenitori vengono portati in fabbrica in confezioni sfuse così ricevute dal fornitore, un robot SCARA può prelevare singoli articoli da una pila, ad esempio i flaconi vuoti. Un selezionatore intelligente può migliorare il prelievo riorientando in modo casuale gli articoli tra un prelievo e l’altro. L’articolo può quindi essere orientato e allineato correttamente come richiesto e successivamente collocato su un trasportatore o su un pallet per il riempimento, l’etichettatura e la sigillatura.

Opzioni di espansione dei robot

Per i processi di prelievo e posizionamento, smistamento, imballaggio e assemblaggio si possono utilizzare vari tipi di robot. Le macchine di tipo SCARA sono spesso adottate in quanto offrono una combinazione di alta velocità e destrezza con un lungo raggio d’azione e una grande capacità di trasporto del carico. I robot montati a soffitto, come la serie SCARA orbitale YK-TW di Yamaha, consentono di ridurre l’ingombro, prelevando e posizionando gli articoli in qualsiasi punto dell’area sottostante il robot. Inoltre, questi robot hanno un’altezza inferiore rispetto ad alternative come i robot delta. L’integrazione della telecamera, controllata tramite apposite istruzioni di visione robotica attraverso la centralina RCXiVY2+, consente l’allineamento e l’ispezione ad alta velocità di articoli come tappi di flaconi ed etichette.

I robot SCARA sono disponibili anche in versione antipolvere/antigoccia e per camere bianche, appositamente progettati con grado di protezione IP65 e parti mobili ad azionamento diretto per eliminare i residui derivanti dall’usura delle cinghie di trasmissione. Queste unità sono disponibili con lunghezza del braccio da 180 mm a 1.000 mm e con un carico utile massimo da 1 kg a 20 kg, che offre un’ampia gamma di opzioni per l’uso tipico nelle linee di produzione farmaceutiche.

I robot compatti di prelievo e posizionamento a 2, 3 e 4 assi, come la serie YP-X di Yamaha, rappresentano un’altra opzione per i progettisti, in quanto offrono caratteristiche speciali come la larghezza minima per l’utilizzo in spazi ristretti.

Le aziende di automazione possono offrire un valore aggiunto integrando tecnologie basate su robot in altri punti della linea, in particolare per il trasporto di articoli da un processo all’altro, che di solito avviene con trasportatori personalizzati progettati e commissionati appositamente per questo compito. La costruzione deve essere preceduta da un’approfondita indagine e pianificazione, per ridurre al minimo il rischio di errori che potrebbero ritardare la consegna del progetto e causare un aumento dei costi. I moduli di trasporto lineare programmabili come LCMR200 consentono un approccio alternativo che permette di configurare con flessibilità quasi tutte le configurazioni e di programmare velocità, direzione, posizioni di avvio/arresto e accelerazione/decelerazione individualmente per ciascun modulo. La disposizione e le impostazioni possono essere riprogettate o messe a punto con un impatto minimo sul costo o sulla tempistica del progetto, mentre ulteriori vantaggi includono la possibilità di adattare e ridimensionare il trasporto al variare dei requisiti di produzione futuri.

Con i moduli di trasferimento LCMR200 per assi orizzontali e verticali e l’ultimo modulo crossover, è possibile realizzare strutture di trasporto flessibili a griglia in due e tre dimensioni. A differenza dei trasportatori tradizionali, i moduli vengono programmati come gli altri robot della linea di produzione, utilizzando gli stessi strumenti e la stessa metodologia. Collegando tutte le unità a un’unica centralina, è possibile configurare linee lunghe fino a 25,5 metri e con un massimo di 64 carrelli indipendenti controllati simultaneamente. Il posizionamento diretto dei carrelli consente di eseguire processi come il posizionamento o l’assemblaggio dei componenti senza rimuovere l’articolo dal modulo, con un notevole risparmio di tempo e costi di progettazione.

Automazione delle farmacie

I robot stanno modificando anche la percezione dell’industria farmaceutica accanto al punto di cura, attraverso sistemi di farmacia automatizzati che migliorano e accelerano l’erogazione dei farmaci ai pazienti.

L’automazione della farmacia si fa carico delle laboriose operazioni di miscelazione, misurazione, conteggio e chiusura tradizionalmente svolte dai farmacisti. Può anche evadere le prescrizioni quando la farmacia è chiusa. I farmacisti possono così dedicare più tempo a consigliare i pazienti e a fornire servizi di prevenzione come screening sanitari e vaccinazioni.

Inoltre, l’automazione può migliorare l’uso efficiente dello spazio all’interno delle farmacie, garantire che i farmaci possano essere sempre conservati e preparati nelle giuste condizioni, custodire e tracciare i farmaci controllati e ridurre al minimo gli errori terapeutici.

Sebbene si tratti di un mercato in rapida evoluzione, con una crescita vicina all’8% e che si prevede raggiungerà gli 8,2 miliardi di dollari entro il 2027, gli elevati costi iniziali di installazione possono rappresentare un ostacolo all’adozione. I robot economici come la serie SCARA YK400XE di Yamaha, dal costo contenuto e ad alte prestazioni, possono contribuire a superare questo problema e a garantire un più rapido ritorno sull’investimento. Facili da programmare e da combinare con pinze standard o con attuatori finali progettati su misura, possono occuparsi di prelevare, miscelare e confezionare i farmaci pronti per essere ritirati per il paziente.

Conclusione

Come soluzione pronta ad affrontare le sfide tecniche che richiedono un movimento ad alta velocità accuratamente controllato, i robot industriali contribuiscono a mantenere il progetto nei tempi e nei costi previsti. Flessibili e programmabili, il loro tempo di ciclo può essere sincronizzato con la velocità della linea in modo da ottenere il tasso di produzione desiderato, misurato in unità all’ora. I più recenti robot SCARA a costi contenuti e i moduli di trasporto flessibili offrono agli integratori di sistemi ulteriori opzioni per fornire valore ai clienti, sfruttando i robot non solo per aumentare la produttività, ma anche per migliorare l’accessibilità, la sicurezza e la qualità dei servizi per i pazienti, portando idealmente a esiti migliori.