視覺引導機器人自動化藥瓶，注射器灌裝

藥物灌裝設備適應藥物容器的形狀和大小，所以短運行可以以最小的停機時間處理。塔科馬公司的自動化系統(tǒng)（AST）已經(jīng)開發(fā)出一種新的視覺功能的柔性機械灌裝系統(tǒng)，可以處理廣泛的容器類型和大小，并可以切換從一個尺寸或類型到另一個在30分鐘左右。康耐視公司的視線中的顯微視覺系統(tǒng)是用來精確定位每個容器和塞子并提供機器人這些位置之前的處理。

通常用來填充瓶機，制藥廠商注射器和其他容器依靠專用的具有硬的機械自動化。因此，該機械通常是能夠只填充一種類型的容器。這是可以接受的生產(chǎn)長期運行使用一個容器，但不靈活時，制藥企業(yè)需要在多個類型相同的藥品包裝容器，如瓶、注射器、靜脈注射（IV）袋。其他“短期”的需求包括產(chǎn)品包裝的臨床試驗，生產(chǎn)規(guī)模較小的，個性化的藥物。由于大多數(shù)的自動灌裝系統(tǒng)依賴于精確定位到每個容器的大小和類型獨特，填充不同的容器格式要求制造商購買多個灌裝機，或者忍受漫長的轉(zhuǎn)換容器類型之間切換時。

塔科馬公司的自動化系統(tǒng)（AST）已經(jīng)開發(fā)出一種新的視覺功能的柔性機械灌裝系統(tǒng)，可以處理廣泛的容器類型和大小，并可以切換從一個尺寸或類型到另一個在30分鐘左右。在過去的asepticell視覺系統(tǒng)，使機器人“看到”他們填補藥品容器，使ARM終端工具可以填補和塞子的容器沒有要求他們進行精確定位。這個機器人灌裝系統(tǒng)的靈活性可以大大減少需要處理任何需要頻繁更換產(chǎn)品的成本和空間，如臨床前和臨床產(chǎn)品，個性化藥物，孤兒藥、疫苗等。

 

傳統(tǒng)的填充限制

在制藥行業(yè)使用的傳統(tǒng)的灌裝設備允許集裝箱大小的變化，但沒有別的。例如，果一個合同生產(chǎn)組織（CMO）希望填補瓶的能力，他們會購買直板式灌裝系統(tǒng)，能夠填充多種尺寸的小瓶只。CMO將不能使用這一系統(tǒng)來填充注射器或輸液袋，從而需要大量的持續(xù)的資本投資來擴大他們的生產(chǎn)能力。AST是由生命科學研究公司要求開發(fā)一種替代傳統(tǒng)的醫(yī)藥灌裝機械。該公司希望一臺機器，可以填補和完成所有他們的小規(guī)模的臨床試驗產(chǎn)品在一個單一的靈活的平臺。

基本概念是一個系統(tǒng)，位置準備使用“巢”的一個特定的容器內(nèi)的兩個機器人的操作信封?？的鸵暪镜囊暰€中的顯微視覺系統(tǒng)是用來精確定位每個容器和塞子并提供機器人這些位置之前的處理。這種方法允許快速轉(zhuǎn)換從一個容器類型或大小到另一個加載一個新的機器人程序，更換產(chǎn)品載體，并指示機器人改變臂模具的結(jié)束。該系統(tǒng)使用一次性材料的所有過程中的接觸部分，這也減少了轉(zhuǎn)換時間，并消除交叉污染的風險。

在開發(fā)AseptiCell最大的挑戰(zhàn)是整合機器人視覺系統(tǒng)以提供由應用所需的高水平的準確性和速度。  

康耐視的In-Sight微型系統(tǒng)配備了預配置的驅(qū)動程序，就可以使用模板和樣本代碼，適用于大多數(shù)的機器人交流?？的鸵曔€支持無故障連接到PLC和廣泛的自動化設備中最常用的開放標準工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線協(xié)議。康耐視的In-Sight 1100微提供60毫米×30毫米測量只有30毫米的外殼640 x 480像素的分辨率。它也包括一個非線性校正工具使得能夠在從物體到45度的角度安裝到被檢查?？的鸵暱萍贾С忠蕴W(wǎng)供電（PoE），提供單一標準網(wǎng)絡電纜電源和網(wǎng)絡通信。

 

機器人灌裝系統(tǒng)的工作原理

該AseptiCell被設計用于填充和完成預先滅菌的注射器，小瓶，輸液袋等準備使用的容器和醫(yī)療器械。這種多功能的能力，通過消除對灌裝前的容器和瓶塞的洗滌，去除熱原，滅菌要求上游設備的需求既省錢又潔凈室空間。該容器購買的無塵，無菌，隨時使用，具有產(chǎn)品容器由兩個材料無菌層包裹每個浴缸。算移除一個無菌層當容器被帶入潔凈室，并且當容器被裝載到機器中的第二層被去除。

容器和塞子組件的準備使用的浴盆包含夾具稱為“巢”即保持在直立位置的每個容器和塞子填充和塞放置。使用無菌手套口，操作者除去從桶巢和置于其上的AspetiCell的材料入口區(qū)域的轉(zhuǎn)臺輸送機。密封無菌處理區(qū)域的門自動打開和材料移動到該區(qū)域中。

在無菌處理區(qū)域兩史陶比爾機器人包含所有必需的模具：填容器，用氮氣填充，以避免滲入，申請塞子清除氧的容器中，并熱密封IV袋。作為兩個機器人由機器人程序之間的期望的處理任務可以由此分攤。 AST設計的系統(tǒng)有內(nèi)置的冗余，所以如果一個機器人應該往下走，機器仍能滿負荷的50％使用功能機械臂操作。

每個機器人移動到所述第一止動器的近似位置，然后對容器進行處理?？的鸵暤?/span>In-Sight微1100視覺系統(tǒng)采集的每個圖像。細圓工具被用來確定容器和塞子的準確位置，然后報告的位置（相對于所述機器人的工具中心位置）到機器人控制器。

注射器表示由于注射器塞的位置最大的機器視覺的挑戰(zhàn)。有把塞子的注射器內(nèi)兩種成熟的方法：機械和真空位置。機械止動件安置，更具挑戰(zhàn)性的兩個，需要放置一個薄壁不銹鋼吸管同心注射筒的內(nèi)部與兩者之間最小間隙，并使用一個推桿通過它推制動器。的視覺系統(tǒng)精確地定位在容器的位置上，以便不刮注射器或，側(cè)壁更糟糕的是，損壞或者與稻草打破它。如果一直需要更高的精度，它可能已經(jīng)實現(xiàn)與其他幾個康耐視視覺系統(tǒng)的機型，提供1,200像素的分辨率1600之一。

機器人控制器將每個容器和塞子由視覺系統(tǒng)提供的位置信息來精確地定位在機器人手臂后續(xù)操作的幾個子工具。對小瓶填充，填充子工具分注無菌藥物產(chǎn)品進入小瓶中。然后，在臂的端部另一子工具拾起一個塞子和其放入小瓶的口。第三子工具適用的鋁壓邊蓋與翻蓋關閉帽，密封塞的小瓶中。

每個集裝箱已經(jīng)被填充和密封后，轉(zhuǎn)盤輸送帶指標成品到原料出口區(qū)域（見圖示）。當正在處理的容器的窩，操作者通過在材料出口區(qū)域中的材料的入口區(qū)之間的屏障的浴盆。在操作者將包含成品容器放回桶從系統(tǒng)中取出之前的巢。

以改變從一種類型的容器到另一個時，操作者去激勵的機器人，則以結(jié)束臂的機器人工具無菌處理區(qū)域內(nèi)，使工具上的無菌流體連接。然后，操作員將安裝的產(chǎn)品要填充的產(chǎn)品的載體，并選擇從所述觸摸屏界面的適當?shù)某绦颉C器人會自動改變工具使操作者永遠需要得到接近機器人或無菌容器和塞組件。

 

處理有效的化合物

該AseptiCell非常適合于處理高活性和有效的化合物，如那些用于細胞毒性癌癥療法和疫苗。該AseptiCell設計可以保護暴露在活性藥物成分的風險制造人員，并消除產(chǎn)品污染的最大潛在來源：在灌裝系統(tǒng)的人接觸。所有的處理操作密封外殼稱作隔離內(nèi)預制。

一個視覺引導機器人灌裝系統(tǒng)“為任何組織希望增加其產(chǎn)品和容器灌裝能力，而無需購買專用于特定產(chǎn)品或容器類型多臺機器最簡單的解決方案，”拉塞爾說。在這種情況下，該解決方案適合在12 - 16英尺的潔凈室，成本遠低于它所替代的機器。