Un numero sempre crescente di case farmaceutiche in- veste in strategie di automazione per migliorare le attività e i servizi offerti. Secondo lo studio di The Association for Packaging and Processing Techno- logies, circa il 50% delle case farmaceutiche e delle aziende produttrici di dispositivi medicali sta at- tuando l’integrazione dell’automazione delle linee ed effettuerà un controllo continuo dell’efficacia complessiva delle attrezzature. Stanno introducendo cobot (robot collaborativi), ovvero robot industriali progettati per lavorare in sicurezza insieme all’uomo, senza barriere di protezione o altri elementi fisici di separazione, dotati di sistemi di sicurezza e anticolli- sione, oltre che di telecamere e sensori, che consen- tono la condivisione degli spazi con gli operai sulla linea, senza rischio di incidenti, come previsto del resto dalla normativa ISO 10218/TS 15066.
VANTAGGI DEL COBOT
I cobot per poter lavorare fianco a fianco con le per- sone devono soddisfare elevati requisiti di sicurezza, devono essere in grado di percepire delle forze ester- ne ed essere in grado di fermarsi tempestivamente nel caso di urto o contatto. Un requisito fondamen- tale per le applicazioni collaborative è infatti quello di non generare lesioni alle persone nello spazio di lavoro collaborativo, qualora avvenisse un urto ac- cidentale; un impatto può infatti provocare danni all’operatore.
Sono macchine specializzate, “istruite” per svolgere determinati compiti con livelli maggiori o minori di autonomia, che trovano sempre più ampio impiego sulle linee di produzione. I cobot limitano alcuni de- gli svantaggi ambientali e spaziali dell’impiego dei
obot tradizionali, in quanto limitano l’occupazione di spazio delle linee di confezionamento e risultano più idonei per le attività di confezionamento su pic- cola-media scala. Questi sistemi stanno diventando sempre più diffusi nell’attuale panorama della produ- zione di farmaci a micro lotti.
PROTEZIONE GARANTITA
AutomationWare (AW) sta sviluppando una cella robotica per un’applicazione di fine linea nell’ambito della produzione farmaceutica, finalizzata all’ottima- le gestione di processo durante la pandemia di Co- vid-19. L’applicazione prevede l’ausilio di un cobot mobile, progettato da AW, per la pallettizzazione e la manipolazione di blister in ambito Pharma, evitando così la presenza umana in un’area di potenziale con- taminazione, dove il prodotto potrebbe essere espo- sto a fattori patogeni.
Il cobot e l’AGV sono gestiti in ambiente ROS (Ro- bot Operating System) e controllati da una serie di sensori nell’area per la gestione del processo secon- do i principi di machine learning. “Questo proget- to avanzato è il primo al mondo nel quale un robot collaborativo non richiede l’inserimento di un PC di controllo, ma semplicemente un PLC di sicurez- za che trasferisce le informazioni di movimento da un’interfaccia Wi-Fi protetta”, ci dicono in azienda.
LE DIVERSE FUNZIONI DI SAFETY
Il cobot modulare AW-Tube è dotato di diverse funzioni di sicurezza.
Livello base: i giunti J-Actuator di AW presentano una scheda di controllo motore e sensore, con con- trollo a doppio processore. Questa configurazione garantisce la continua funzionalità in caso di mal- funzionamento di un processore, che in seconda istanza esegue le azioni di sicurezza del giunto ro- botico. Ogni processore è indipendente e controlla i sensori del sistema. Nella configurazione di base, i processori controllano la coppia risultante nel giun- to attraverso la misurazione della corrente. Per ottenere la massima precisione, utilizza un sistema di campionamento digitale a 12 bit (ADC), e anche in questo caso ogni processore incorpora un ADC. Se la corrente supera i valori prestabiliti (secondo le rac comandazioni della EN ISO 10218-1), il processore blocca il giunto robotico.
Livello medio: gli attuatori J hanno un accelerome- tro tridimensionale nell’articolazione robotica che consente, in caso di contatto accidentale con cose o persone, di rilevare un segnale elettrico con sensibi- lità molto elevata. Ovviamente l’accelerometro ha 3 canali di misurazione per garantire che tutti, o parte di essi, rilevino il contatto. Il dispositivo è molto sen- sibile e la soglia di rilevamento è programmabile fino a 10 Nm. Ovviamente, nelle composizioni robotiche pluriarticolate, la diagnostica multicanale può essere disponibile per gestire ogni cellula sensoriale in rete. Questo metodo è brevettato da AutomationWare (AwareVu) e consente anche l’osservazione delle va- riazioni cinematiche del sistema in movimento. Livello alto: negli attuatori J ci sono 2 encoder ma- gnetici assoluti a 20 bit. Questi dispositivi controlla- no la velocità di rotazione di 2 assi installati nel giun- to (asse veloce e lento). Tale procedura è conforme alle norme EN…. che prevedono la ridondanza del dispositivo di lettura della rotazione articolare. Se un asse si blocca per motivi meccanici, il sistema blocca il robot. Tuttavia, l’uso di encoder molto precisi consente anche la verifica della rigidità torsionale del sistema, evidenziando eventuali effetti di impedenza, dovuti a carichi inaspettatamente molto elevati. Anche in questo caso i processori che controllano i due encoder, grazie a un algoritmo brevettato da AutomationWare, possono bloccare il robot in caso di eccessive variazioni torsionali.
Livello estremo: gli attuatori J sono controllabili nell’ambiente ROS. L’uso di telecamere nei giunti ro- botici consente di determinare aree operative sicure,
all’interno delle quali non possono entrare oggetti o persone. In caso di invasione, il sistema bloccherà il braccio o la configurazione robotica.
Oltre alla sicurezza, un’altra importante peculiarità del cobot AW-Tube di AutomationWare è la modularità, in quanto il cliente chiede un prodotto su misura per la sua applicazione, con payload, numero di assi e area operativa specifici per le proprie esigenze.
