工业机器人在制药行业中的应用

2019-01-16董佳琦

中国设备工程 2019年4期

董佳琦

（广州白云山医药集团股份有限公司白云山制药总厂，广东广州 510006）

工业机器人，是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器；工业机器人具有拟人化、可编程、适用性广等特点，随着机器人技术的不断发展，工业机器人已广泛应用于工业、医疗、军事、科研等领域，进一步提升了工业生产效率及质量，并对改善劳动环境、减轻劳动强度有着十分重要的意义。

1 工业机器人的发展现状

20世纪50年代，第一台工业现代机器人在美国诞生，随着自动化技术，传感器技术以及计算机网络技术的不断发展，机器人产业也从数字化、网络化向智能化发展。作为机电一体化高度集成的代表，工业机器人已成为各国在高科技竞争中的战略制高点。无论是美国的“先进制造业伙伴计划”，日本的《机器人新战略》，还是德国的工业4.0、《中国制造2025》，工业机器人都是重要的内容。

当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。国际机器人联合会（IFR）报告指出，全球工业机器人的销量在2017年达到了38.7万台的新纪录，同比增长31%（2016年的销量为29.43万台）。从市场分布来看，主要在中国、韩国、日本、美国和德国，其中中国工业机器人的增长最大，销量达13.8万台，同比增长了58%。美国的销售额增长了6%，德国的销售额增长了8%。按行业细分，汽车和电器/电子行业是最大的2个应用行业，2017年增长最快的行业是金属行业（55%）。

2 工业机器人在制药行业中的应用现状

随着制造工业的发展和装备技术的进步，自动化、智能化的机器人正逐渐成为药品生产制造过程中的主要设备，主要应用在灌装、分拣、检测、无菌转运、医药物流仓储等领域，以减少人工成本或提高生产效率和质量。

2.1 智能检测机器人

智能检测机器人是集光机电、传感、计算机、自动控制、图像识别与处理等技术于一体的综合机器人，用视觉传感器和机器手代替人眼、人手，通过协调智能控制与执行运动系统、多传感器信息融合系统、图像采集与处理系统等单元，实现生产线产品质量的检测识别、分析判断、控制分拣等作业。

在灌装生产线上配套智能检测机器人，除了可以检测瓶装药液中玻屑、毛发、纤维等异物、药液装量还检测瓶体本身的破损以及瓶口的封装质量等，并自动分拣次品，可代替传统的人工灯检，提高生产效率。

2.2 药品全自动分拣与装盒生产线

以机器人为核心的药品全自动分拣与装盒生产线，具有快速、定位精确、安全可靠等特点，可以有效杜绝手工操作中可能出现的人为错误。产品从传送带输送到机器人自动化分拣生产线，由视觉系统对传送带上的产品进行识别、检测。机器人根据包装所需的组合抓取放入全自动连续式装盒机的料仓内，然后进入装盒工位，完成装盒。1条含4台ABB IRB 360机器人的自动化分拣包装生产线1min可分拣800袋药剂。在提高生产效率、包装产品数量准确度的同时，使用机器人减少了生产线占地面积。

2.3 机器人自动灭菌物流系统

机器人自动灭菌物流系统适用于西林瓶、安瓿瓶、口服液瓶、软袋与玻璃瓶大输液等最终灭菌产品，可实现产品的整理及自动输送、产品自动装车、灭菌车的自动输送、产品自动灭菌、灭菌后产品的自动卸车并转运至后续包装线。

2.4 无菌生产智能机器人

SFSR系列智能机器人无菌预灌封生产系统，通过2台6轴无菌机器人的协同控制，实现了预充式注射器撕膜、去内衬、灌装、加塞、称重等工艺流程全自动化。具有生产速度快，性能稳定等特点，无人化操作，可以有效解决了人工操作带来交叉污染的风险。A—Pack 535系统，配置了1台快速精准的史陶比尔TX60cr六轴机器人，完成注射器的自动化灌装和密封，灌装精确度高达±0.05 %，产量最高可达4000件 /h。

2.5 机器人装箱码垛生产线

机器人装箱码垛生产线通过采用机电气一体化控制，根据不同需求配置装箱机械手、码垛机器人或装箱码垛一体机，实现装盒、中包后的装大箱、封箱、捆扎、监管码关联与剔除、喷码以及自动码垛等功能。IRB 660机器人的到达距离最长可达3.15m，满负荷工作时可同时负责4条进料输送带、2个货盘料垛、1个滑托板料垛和4条堆垛出料线。

2.6 AGV

AGV（自动导引运输车），是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV是一种无人操纵的自动化搬运设备，能够不受场地、道路和空间的限制，在智慧仓储和柔性化生产线得到广泛的应用。叉式搬运型AGV可用于生产车间内成品、半成品的搬运和输送，承担空托盘、带载托盘等升降搬运工作。