Vollautomatisierte Verpackungslinie für Glasampullen Der Roboter hat alles im Griff

Redakteur: M.A. Manja Wühr

Das Verpacken von zerbrechlichen Arzneimittel-Glasampullen zählt zu den anspruchsvollen Automatisierungsprojekten. Ein österreichischer Sondermaschinenbauer hat sich der Aufgabenstellung angenommen und eine wegweisende, pharmagerechte Lösung realisiert.

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Nordels entschied sich für einen TX60 von Stäubli, weil er wie alle Sechsachser der TX-Baureihen bereits in Standardausführung Reinraumklasse ISO 5 erfüllt.
Nordels entschied sich für einen TX60 von Stäubli, weil er wie alle Sechsachser der TX-Baureihen bereits in Standardausführung Reinraumklasse ISO 5 erfüllt.
(Bild: Stäubli)

Roboter erobern die Pharmaverpackung. Das zeigt der Einsatz von Stäubli Robotern in einer Verpackungslinie für Glasampullen, die der österreichische Sondermaschinenbauer Nordfeld für einen Pharmakunden entwickelt hat. Die Aufgabenstellung ist schnell erklärt: Befüllte Glasampullen sollen zu Losen mit jeweils 100 Einheiten in Faltschachteln verpackt werden, die fertig bedruckt die finale Verpackungslinie verlassen.

Nordfels war schnell klar, dass nur der Einsatz eines geeigneten Sechsachsroboters zu einer effizienten Lösung mit vertretbarem Raumbedarf führen würde. Die Wahl fiel dabei auf einen Sechsachser des Herstellers Stäubli. Der Roboter fungiert als zentraler Baustein der kompletten Verpackungslinie: Nachdem die Glasampullen die Anlage über eine zehnspurige Stauförderstrecke erreicht haben, greift der Roboter ein Kartongitter mit 100 Aussparungen aus einem Magazin, das er über die 100 Glas­ampullen stülpt. Das Gitter dient als Abstandshalter und soll Beschädigungen der empfindlichen Glasampullen verhindern. Auf diese Weise übernimmt der TX60 alle 100 Glasampullen mit nur einem Griff und legt sie in einer Faltschachtel ab.

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Komplexe Greiftechnik

Erfordert bereits das Aufstecken des Kartongitters bei den 100 Einzelpositionen einen exakt berechneten Bewegungsablauf des Roboters, erwies sich das anschließende Greifen der einzelnen Ampullen als echte technische Herausforderung. Bernhard Schaubschläger, Projektleiter bei Nordfels: „Wir hatten einen kompletten Vakuumgreifer mit 100 Einzelsegmenten konstruiert und bereits im Einsatz und mussten dann feststellen, dass die Glasampullen durch den Abschmelzprozess beim Verschließen in Form und Länge gewisse Unterschiede aufweisen, was ein prozesssicheres Greifen über Vakuum unmöglich machte.“

Was blieb, war die Neukonstruktion eines nunmehr mechanischen Greifsystems. Hier arbeiten 100 kleine, auf einem Schienensystem angeordnete Zweibacken-Parallelgreifer mit zentralem Antrieb. Aufgrund der Hygieneanforderungen besteht jedes Greiferelement aus präzise lasergeschnittenen Edelstahlblechen. Nun gelingt es dem Roboter, die mit einer Sollbruchstelle versehenen Glasampullen samt Kartongitter prozesssicher zu greifen und das komplette Gebilde schnell, aber dennoch vorsichtig in der Faltschachtel abzulegen ohne die Etiketten zu beschädigen. Damit war die größte Herausforderung gelöst.

Pharmagerechte Konzeption

Auch die dem Roboterhandling vor- und nachgelagerten Prozessschritte hat die junge Nordfels-Mannschaft optimal gelöst. Entlang einer Linearförderstrecke befinden sich alle Automatikstationen, beginnend mit der Zuführung und Auffaltung von Fachschachteln und Kartongittern. Es folgt die Roboterhandhabung, nach der es weiter zur integrierten Qualitätssicherung geht. Hier prüft ein stationäres Visionsystem die Anwesenheit der Ampullen. An der nächsten Station übernimmt ein automatisches Handling das Auflegen eines Schaumstofffeldes. Im darauffolgenden Schritt wird vollautomatisch der Beipackzettel beigelegt, ehe die Faltschachtel nach den abschließenden Prozessschritten Verschließen, Wiegen und Etikettieren die Anlage verlässt.

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Bei allen Stationen hat Nordfels auf klare, einfache Abläufe geachtet. Das gilt auch für die Bestückung der Anlage mit den Verpackungsmaterialien, die über manuelle zu befüllende Magazine auf der Rückseite der Stationen sichergestellt ist. Ein weiterer wesentlicher Aspekt bei der Gestaltung der Linie war die Reinigungsfreundlichkeit wie Schaubschläger betont: „Die komplette Anlage ist in Edelstahl gehalten, der Roboter glatt weiß lackiert; der Anschluss des TX60 erfolgte von unten durch den Fuß. Zudem ist die komplette Verkabelung bis zur Achse 5 innerhalb des Roboterarms verlegt. Dank dieser Maßnahmen entspricht die Anlage den Hygiene-Vorgaben der Pharmaindustrie, erreicht die Reinraumklasse ISO 5 und ist leicht zu reinigen.“

Auch steuerungsseitig hat die Nordfels-Mannschaft ein Bedienkonzept realisiert, das den Zugriff auf alle wesentlichen Funktionen per Touchscreen erlaubt. Zudem ist die Anlage auch von Mitarbeitern ohne Robotikkenntnisse kinderleicht zu bedienen, so der Sondermaschinenbauer.

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