La industria farmacéutica recurre a la robótica para empacado
Dos nuevos sistemas robóticos pick and place para aplicaciones farmacéuticas utilizan un cobot y un robot de 6 ejes, respectivamente, para cargar blísters y tapar envases farmacéuticos asépticos primarios.
Robótica de embalaje: Cargador de blíster TaskMate Robotic Systems de ESS Technologies.
Así como el COVID impulsó el crecimiento del comercio electrónico, también impulsó una serie de “negocios esenciales”, entre los que destaca la atención sanitaria. Antes de la pandemia, la industria farmacéutica se había quedado rezagada en la adopción de la automatización y la robótica, debido a la naturaleza altamente regulada del negocio. Pero la pandemia provocó una aceleración masiva en la tasa de adopción de robots farmacéuticos.
Según A3 – The Association for Advancing Automation, los pedidos de robots de las empresas norteamericanas de ciencias biológicas aumentaron un 69% en 2020 en comparación con 2019. Y este crecimiento no muestra signos de detenerse. Un informe de Grand View Research predice que el mercado mundial de robótica farmacéutica alcanzará los 357,9 millones de dólares en 2030, y se espera que el mercado se expanda a una tasa compuesta anual del 9,2 % entre 2022 y 2030. Según el informe, este crecimiento se puede atribuir a varios factores , incluida la capacidad de los sistemas automatizados para realizar de forma rápida y segura tareas repetitivas, como mover tubos de ensayo y líquidos, contar píldoras y empaquetarlas, e inspeccionar el control de calidad. Grand View también señala que, según la aplicación, el segmento de recolección y embalaje dominó el mercado en 2021, debido a un aumento en la demanda de empaques personalizados.
Para satisfacer esta necesidad de recolección y colocación de productos farmacéuticos, existen dos nuevos sistemas robóticos: una versión cobot del cargador de blíster TaskMate Robotic Systems de ESS Technologies y la solución robótica de control y recolección 3D (3D CPS) del proveedor de procesamiento aséptico Steriline. La línea existente de sistemas robóticos TaskMate de ESS Technologies integra robots multieje de Fanuc y efectores finales diseñados por ESS para crear soluciones de recogida y colocación para una variedad de aplicaciones. El nuevo sistema de carga de blíster utiliza un cobot Fanuc CRX-10iA, un modelo de carga útil de 10 kg con un alcance de 1.418 mm que está equipado con sensores y controles de fuerza para detener inmediatamente el movimiento del cobot si entra en contacto con algo sólido.
Según ESS, los atascos, la carga incompleta y la alimentación de blísteres vacíos representan fuentes de desperdicio y tiempo de inactividad en las máquinas de envasado de blíster. El cobot Fanuc está equipado con seguimiento de línea y visión para garantizar una carga cuidadosa de los blísteres, minimizando las fallas de la máquina.
ESS puede diseñar una única celda robótica para manejar una variedad de productos, según los requisitos del fabricante. Luego puede crear EOAT que puede seleccionar varios productos a la vez, con una función de distribución para llenar múltiples ampollas con cada ciclo. Al incorporar conexiones neumáticas de liberación rápida y tornillos de mariposa, un efector final robótico se puede quitar rápidamente y reemplazar con un nuevo EOAT para manejar un producto diferente. Según ESS, esto tiene importantes ventajas en las líneas de envasado que utilizan tiradas más cortas para SKU independientes.
Robótica de embalaje: la solución de recogida y control robótico 3D de Steriline.
Todos los sistemas robóticos TaskMate están diseñados para ser compactos, de modo que puedan integrarse perfectamente en la estación de carga de blíster para mantener el espacio requerido al mínimo. El cargador de blíster robótico se puede integrar con nuevas máquinas de envasado de blíster o se puede utilizar con líneas de envasado de blíster existentes para automatizar procesos de carga que antes eran manuales.
Steriline presentó el año pasado en PACK EXPO International otra solución de selección, ésta diseñada para tapar y cerrar envases farmacéuticos primarios. La solución robótica de control y selección 3D (3D CPS) incluye robótica y sistemas de visión y fue desarrollada en asociación con ISS – Innovative Security Solutions, una empresa derivada de la universidad técnica Politecnico di Milano en Europa. La solución es particularmente adecuada para tapar y cerrar envases de pequeños lotes que requieren un entorno aséptico, como en la medicina personalizada y la producción de terapias celulares y genéticas.
Como explica Federico Fumagalli, director comercial de Steriline, la empresa continúa innovando con la robótica en sus máquinas de llenado aséptico, desarrollando su software robótico internamente para ofrecer movimientos inteligentes y actividades que a menudo se realizan manualmente. Dice que en muchos casos, un brazo robótico se moverá de A a B y de B a A, pero esta aplicación muestra cómo se puede programar la robótica mediante una cámara 3D que escanea, encuentra un buena trayectoria para moverse, recoge el tapón y lo coloca en el vial.
La solución robótica de control y recolección 3D es un componente mecatrónico equipado con un sistema de visión que puede detectar herramientas dentro de un área definida y adaptar su función en pro de la retroalimentación relativa. Está compuesto por un brazo robótico, un selector, un sistema de visión estereoscópica de rayos infrarrojos (IR) y un software para planificar trayectorias, acceder a la base de datos de recetas e interpretar los datos de entrada provenientes de los sensores.
Durante el funcionamiento, el brazo robótico desplaza el recogedor por toda la zona de trabajo, cuyas dimensiones pueden modificarse en función de la longitud de las palancas. A continuación, algoritmos sofisticados generan trayectorias para permitir que el selector, ubicado en el extremo del brazo, alcance un artículo, lo recoja y luego lo mueva a su destino final. Estos caminos se generan en función de la información recibida por el sistema de visión 3D, que utiliza una técnica de medición basada en visión estereoscópica en la que una fuente de infrarrojos emite un patrón de luz IR que es visible para los sensores visuales y no para el ojo humano. Se detecta la dispersión de la luz adquiriendo un perfil de la escena. Esta tecnología permite que el sistema genere de forma autónoma trayectorias confiables para movimientos más simples y lineales y evite cualquier colisión con el entorno circundante.
“En la industria farmacéutica, limitar la liberación de partículas durante procesos sensibles marca la diferencia porque reduce el riesgo de contaminación”, afirma Fumagalli. “Con esto en mente, buscamos diferentes soluciones sobre cómo eliminar las partes principales que aumentaban la dispersión de partículas durante, en este caso, los procesos de taponado y capeado. Por eso decidimos sustituir la tolva, la copa vibratoria y el carro lineal por robots combinados con un sistema de visión”.
Los socios también buscaron simplificar los cambios de formato. “La flexibilidad es definitivamente un valor añadido de las soluciones robóticas”, añade Alessandro Caprioli, socio de ISS – Innovative Security Solutions. “De hecho, con las soluciones estándar, es necesario reconfigurar el proceso de producción y las partes mecánicas correspondientes para gestionar o manipular un contenedor diferente. Con una aplicación robótica, generalmente sólo es necesario configurar una receta diferente a través del software”.
