Particolare di una delle fasi del processo di formazione del vetro. Euromatic dal 1983 si occupa di concepire, sviluppare e produrre linee complete per la produzione di flaconi, fiale, siringhe, cartucce e altri contenitori in vetro per il farmaceutico.
Convertire un tubo di vetro neutro della prima classe idrolitica in flaconi, fiale, siringhe e cartucce per l’industria farmaceutica richiede una cura maniacale di tutte le fasi di processo. La ricetta di Euromatic? Una linea integrata che utilizza un controller Sysmac NJ di Omron per la gestione di tutte le funzioni della macchina, dal motion control alla regolazione di temperatura alla safety.
di Paolo Milani
Lavorare all’interno della filiera dell’industria farmaceutica significa prima di tutto rispettare tutti quei requisiti – in termini di sicurezza, volumi e specifiche di produzione – che fanno di questo settore una sorta di mondo a sé. Per Euromatic (www.euromatic.it), società che dal 1983 si occupa di concepire, sviluppare e produrre linee complete per la produzione di flaconi, fiale, siringhe, cartucce e altri contenitori in vetro per il “pharma”, questo commitment si traduce in buona parte in brevetti e investimenti in nuove tecnologie capaci di alzare gli standard qualitativi, in tutte le fasi della produzione. Rientra in quest’ottica la decisione di affidarsi a Omron (www.omron.it) per tutto ciò che riguarda la fornitura di componenti di automazione e il supporto alle attività di ingegnerizzazione.
La possibilità di utilizzare un’architettura come Sysmac che integra tutti i componenti di automazione (compresi azionamenti e inverter) ha permesso a Euromatic di snellire lo sviluppo della linea, eliminando la necessità di aggiungere schede supplementari al PLC.
Spiega Michele Legoratto, quality assurance manager dell’azienda: “Abbiamo scelto di focalizzarci su un segmento di mercato di fascia molto alta, caratterizzato da una forte propensione all’automatizzazione e all’innovazione del processo, elevati standard qualitativi che ci permettono di produrre e commercializzare impianti performanti: efficienti ed efficaci. I nostri clienti sono perlopiù multinazionali pluriblasonate, leader del mercato, le quali producono i contenitori in vetro per il settore farmaceutico. Le nostre soluzioni chiavi in mano coprono tutto il processo di produzione del contenitore in vetro: dal caricamento automatico dei tubi di vetro sulla macchina di formazione fino all’imballaggio che evita il contatto glass-to-glass in speciali vassoi. Il 70% dei pezzi che compongono le nostre macchine viene fatto internamente, attraverso un controllo molto accurato sui particolari. Tutto ciò non sarebbe possibile senza un partner tecnologico che ci aiuti ad ampliare i nostri orizzonti, aggiungendo intelligenza, sicurezza e affidabilità alle nostre soluzioni”.
LA NUOVA LINEA PRODUTTIVA
Lo stato dell’arte della tecnologia Euromatic è ben compendiato dalla nuova linea per la produzione di contenitori di vetro destinati alla conservazione e distribuzione di farmaci in soluzione liquida. La soluzione, in grado di operare fino a un ritmo massimo di 100 pezzi al minuto, è stata concepita fin dall’inizio per accorpare tutta una serie di stazioni ad alta specializzazione (distribuzione automatica dei tubi, formazione dei flaconi, controllo dimensionale e stampa serigrafica, forno di distensione, controllo “cosmetico” e confezionamento) e garantire al tempo stesso un alto livello di flessibilità.
Puntualizza Legoratto: “Il nostro obiettivo era quello di ridurre la complessità, radunando operazioni eterogenee in un’unica linea. Da qui la decisione di sviluppare il progetto sulla piattaforma Sysmac, utilizzando il Machine Controller Omron NJ come controllore centrale per la gestione di tutte le funzioni della macchina, dal motion al controllo del processo di distensione del contenitore di vetro, alla safety”.
Dalla verga di tubo di vetro alla scatola
La linea di lavorazione svolge l’intero ciclo produttivo in modo completamente automatizzato: vengono caricati i pacchi di tubo di vetro all’interno del caricatore dei tubi, con layout verticale, il quale distribuisce i tubi all’interno della corona della macchina di formazione eludendo la possibilità del contatto glass-to-glass.
Successivamente il tubo di vetro attraverso una serie di bruciatori, che riscaldano una determinata porzione di vetro, e degli utensili di formatura, viene sagomato secondo la specifica. I contenitori così formati sono condotti attraverso un sistema pick&place nella stazione di raffreddamento (da 900 °C a 70 °C circa) e quindi in una nuova stazione di controllo che verifica lunghezza e misura del diametro interno della bocca del flacone. Si passa alla stazione di stampa serigrafica e di distensionatura dei contenitori, un trattamento termico a temperatura controllata della durata di qualche minuto, che ha l’obiettivo di rimuovere dal corpo del flacone le tensioni che si sono venute a creare durante la fase di formazione. I contenitori, in pratica, vengono riscaldati rapidamente e raffreddati lentamente secondo una curva controllata attraverso termocoppie. All’uscita dal forno, i flaconi vengono ulteriormente controllati attraverso un sistema di visione che valuta la presenza di eventuali difetti, quali cricche e bolle d’aria, e quindi portati nell’inscatolatrice dove un altro pick&place provvede al confezionamento negli appositi box.
Unità di controllo Sysmac NJ.
Flessibile, anche nella sicurezza
Tutti i punti critici della macchina – a esclusione del forno – sono presidiati da ripari mobili interbloccati. Euromatic ha sfruttato l’innesto di elettroserrature sui movimenti verticali, mentre in orizzontale si è optato per un RFID. La gestione dello sblocco è subordinata a una richiesta di apertura: la safety interviene solo nel momento in cui viene aperta la porta di sicurezza. Nel complesso l’impianto risulta configurato a livello SIL 3 con microinterruttori di blocco inviati su piattaforma Sysmac e un circuito a doppio canale in uscita con servoazionamento Accurax G5.
L’integrazione al PLC delle funzioni di safety ha permesso di rendere accessibili tutte le informazioni chiave relative alla sicurezza. Su pannello operatore è possibile avere il layout della macchina e le varie segnalazioni comprese le eventuali emergenze attivate, le porte aperte o le zone da tacitare al termine di un evento.
La compartimentazione della macchina lascia la facoltà al cliente di non bloccare l’intero processo ma di intervenire solo sulla parte di linea interessata dal problema. “Per molte realtà del settore farmaceutico bloccare in toto un processo produttivo risulterebbe troppo oneroso”, ci tiene a sottolineare Michele Legoratto.
Il formato non è un problema
La possibilità di utilizzare un’architettura come Sysmac che integra tutti i componenti di automazione (compresi azionamenti e inverter) ha permesso a Euromatic di snellire lo sviluppo della linea, eliminando la necessità di aggiungere schede supplementari al PLC. Decisivo, in questo senso, il contributo di un bus di campo come EtherCAT per l’integrazione delle componenti di terze parti, come ad esempio le valvole pneumatiche. Anche la parte di programmazione ha tratto beneficio dall’adozione di un ambiente di sviluppo pensato prima di tutto per l’integrazione: la possibilità di sfruttare strutture e blocchi funzione ha semplificato di fatto tutte le operazioni di scrittura del software, consentendo a Euromatic di utilizzare il linguaggio simbolico e il testo strutturato all’interno di un programma ladder.
Il risultato è una macchina aperta e facilmente configurabile: l’operatore è libero di cambiare formato in qualsiasi momento, scegliendo fra una trentina di formati differenti (per lunghezza e diametro) richiamabili da terminale. Conclude Legoratto: “Avere la facoltà di realizzare fiale da 11,6 fino a 36 mm di diametro sulla stessa macchina attraverso un semplice attrezzaggio rappresenta un vantaggio non indifferente per il cliente finale. Sono proprio questi particolari che possono fare la differenza in un settore difficile come quello farmaceutico”.
Servozionamenti Omron Serie G5 controllano i motori e intervengono nella sicurezza con la funzione Safe Torque off.
Un concorso per diffondere la cultura della sicurezza
Euromatic è una delle aziende che sono state selezionate per partecipare alla fase finale del Safety Contest Omron, iniziativa ideata all’insegna della formazione della cultura sulla sicurezza funzionale. Il contest europeo, cui hanno partecipato circa 30 progetti da sei Paesi, nasce con lo scopo di far percepire l’importanza della progettazione delle macchine non solo legate alla produttività, ma stabilendo fin dal principio i vincoli della sicurezza funzionale per integrare nel progetto tutti gli aspetti. Le aziende partecipanti provenivano da Francia, Italia, Spagna, Portogallo, Polonia e Repubblica Ceca. L’integrazione di produttività e sicurezza funzionale, elementi spesso in contrapposizione, sono la chiave per migliorare e rendere più sicuri i processi di produzione e la manipolazione dei prodotti.
“Lo scopo del concorso”, ha detto Josep Plassa, presidente della giuria e European Sysmac Safety Product Manager, “è di individuare le menti più brillanti nel campo della sicurezza delle macchine, mettendo in evidenza le applicazioni più innovative che impiegano la tecnologia più avanzata per macchine sempre più produttive, semplici e sicure”.
Le applicazioni, presentate direttamente dai responsabili delle aziende partecipanti, hanno messo in evidenza come l’integrazione di differenti tecnologie fornisca il valore aggiunto in termini di minore tempo impiegato per lo sviluppo, l’avviamento e la manutenzione di macchine e linee.
La robotica, la termoregolazione, la visione artificiale per il controllo qualità, l’identificazione per la tracciabiltà dei prodotti, il motion control e la sicurezza funzionale sono ora parte di un’unica piattaforma di sviluppo; la tecnologia ne permette la piena integrazione, la cultura della sicurezza, che può essere acquisita attraverso una formazione continua e consulenziale, la sua attuazione.
HMI serie NB di comando e settaggio dei parametri.