Automatisierte Kommissionierlinie mit Cobot in der Pharmaindustrie

Roboter packt Pillen

Das Verpacken und Kommissionieren von Medikamenten wird in vielen Unternehmen der Pharmaindustrie noch manuell erledigt und ist ein ergonomisch belastender Vorgang. Das japanische Pharmaunternehmen Takeda hat deshalb nun begonnen, in der Verpackung Roboter einzusetzen. Der betreffende Cobot kann dabei im 24/7-Betrieb die Mitarbeiter pro Schicht um 5t zu palettierende Medikamente entlasten.

Am Ende einer flexiblen, leicht abschüssigen Rollenbahn scannt ein CR-15iA-Roboter von Fanuc beim Pharmaunternehmen Takeda zunächst das Etikett, um den Karton dann so zu greifen, dass er ihn mit dem Etikett nach außen auf der Palette stapeln kann. (Bild: Fanuc Deutschland GmbH)

Als Teil eines globalen Produktionsnetzwerks betreibt Takeda in Deutschland Produktionsstätten in Singen und Oranienburg. Während der Standort Singen auf die Herstellung flüssiger und gefriergetrockneter Arzneimittel spezialisiert ist, werden in Oranienburg feste Darreichungsformen produziert. Hier werden jährlich über 6Mrd. Tabletten und Kapseln hergestellt. Diese Menge an Medikamenten muss am Ende jeder Produktionslinie kommissioniert und versandfertig palettiert werden. Dabei sind bis zu 10kg schwere Kartons zu handhaben. Im Laufe einer Schicht summiert sich das auf rund 5t. Takeda-Projektleiter Robert Gundlach: „Zunächst war ein kollaborativer Roboter aber noch kein Thema.“ Am Ende der Projektgespräche mit Fanuc setzte sich dann das Argument durch, dass ein Cobot die Mitarbeiter nicht nur entlastet, sondern auf mehr Akzeptanz stoßen wird als ein gelber Roboter hinter einem Schutzzaun. Sebastian Steinbach, der von Fanuc aus das Projekt vor Ort betreut, fasst die grundlegende Idee zusammen: „Die Mitarbeiter können beim kollaborativen Roboter auf Tuchfühlung gehen. Das hat die Einführung der neuen Technik akzeptabel gemacht.“ Kein anderer Hersteller als Fanuc sei laut Grundlach in der Lage gewesen, ein kollaboratives System in der erforderlichen Traglastklasse und entsprechender Reichweite anzubieten. Weil Takeda einen Systemintegrator in der Nachbarschaft wollte, fiel die Wahl auf SKDK, ein Berliner Unternehmen, das in der Roboter- und SPS-Programmierung zu Hause ist, seit 2012 Fanuc-Robotersysteme programmiert und inzwischen auch mit kleineren Anlagen ins Projektgeschäft eingestiegen ist. Flexible Anlage mit Cobot Der Packtisch am Ende einer Tablettenproduktionsanlage besteht aus einem Doppelarbeitsplatz: Die mit Tabletten gefüllten Glasfläschchen werden zu mehreren in Schachteln verpackt. Diese Schachteln werden pausenlos auf den Packtisch geschoben, von zwei Mitarbeitern fünferpackweise gegriffen und in einen Karton gesetzt. Ist der Karton voll, wird er auf eine flexible, leicht abschüssige Rollenbahn gesetzt. An deren Ende scannt ein CR-15iA-Roboter von Fanuc zunächst das Etikett, um den Karton dann so zu greifen, dass er ihn mit dem Etikett nach außen auf der Palette stapeln kann. Während es bei den Mitarbeitern Schichtwechsel gibt, arbeitet der Roboter im 24/7-Betrieb. „Seit Mitte Dezember läuft das System reibungslos“, berichtet Gundlach. „Die relative Flexibilität der Konstruktion liegt im Rollenband.“ Dabei handelt es sich um eine Scherenrollenbahn, die eine Reihe von Verstellmöglichkeiten hat und die bei Bedarf einfach auf die Seite geschoben werden kann. So könnte für eine Wartung oder Servicearbeiten am Roboter ganz einfach Platz geschaffen werden. In diesem Fall könnte wie bisher weiter manuell palettiert werden. Bleibt der Roboter stehen, weil sich z.B. ein Paket verkantet hat, kann am Packtisch immer noch weiter gearbeitet werden, während der zweite Mitarbeiter die Störung behebt. Rund 8.000 Pakete sind seit dem Start schon über die Anlage gelaufen. „Dabei haben wir noch keinen technischen Ausfall gehabt“, zieht Gundlach eine erste Zwischenbilanz.

Die Aufgabe des Roboters bei Takeda besteht darin, die Kartons richtig auf die Palette zu setzen, immer acht Kartons pro Lage und vier Lagen hoch. (Bild: Fanuc Deutschland GmbH)

Vakuumsauggreifer mit Digitalanzeige

Die Aufgabe des Roboters bei Takeda besteht eigentlich nur darin, die Kartons richtig auf die Palette zu setzen, immer acht Kartons pro Lage und vier Lagen hoch – und mit dem Etikett nach außen. Mit einer Reichweite von 1.441mm erfüllt der Roboter diese Aufgabe mühelos. Die für den kollaborierenden Betrieb erlaubte Verfahrgeschwindigkeit reicht für den Betrieb völlig aus. Der Vakuumsauggreifer kommt von Schmalz und erfüllt selbstverständlich auch alle Anforderungen an einen kollaborativen Betrieb. Kleines Gimmick: An einer kleinen Digitalanzeige lässt sich ablesen, mit wie viel Unterdruck der jeweilige Karton gehalten wird. Auch bei dem Greifer handelt es sich um ein Standardprodukt.

Kundenspezifische Bedienoberfläche

Lediglich bei der Gestaltung der Bedienoberfläche des Teach Pendant habe man ein kundenspezifisches Layout programmiert. Dahinter steckt die Idee, das Teach Pendant nicht nur als Bedien- und Programmiergerät für den Roboter, sondern auch als Zellensteuerung zu benutzen. Die Bedienoberfläche ist einfach und übersichtlich. Im einfachsten Fall werden nur Zustand der Zelle und Grundoperationen angezeigt oder vorgegeben. Ist z.B. eine neue Palette bereitgestellt, startet man den Roboter per Knopfdruck. Arnardo Schulze, Geschäftsführer der SKDK, erklärt das Prinzip: „Wir haben bei der Darstellung auf dem Display die jeweilige Operation selbsterklärend optisch aufbereitet.“