Analysis and development of new functionalities on anthropomorphic robots capable of reducing human interventions on filling machines in sterile environments.

The pharmaceutical field is one of the most growing industrial sectors in recent years, investing in cutting-edge technologies and machines, in order to ensure high standards of productivity and quality. The pharmaceutical industry must comply with strict rules regarding the accuracy and precision of production processes so that the processed product meets the criteria to be marketed. A central aspect is to ensure sterility throughout the production process. The use of anthropomorphic robots, combined with the standard technologies used in automatic machines, allows complex operations to be performed in an aseptic environment, minimizing human intervention. This not only limits the possibility of contamination of the product, but it also reduces the uncertainty of the production process due to the lack of repeatability and increases the flexibility of the machine, which may be able to work in different modes. Consequently, the aim is to extend the use of specialized robots, not only to perform operations during the nominal cycle of the machine, but also to carry out auxiliary operations. In particular, the thesis project focused on the study and design of some units of a new filling machine. The units analysed are the nest output unit, in which an anthropomorphic robot takes care of the insertion of a nest of syringes worked in a tub, and the two input pads for the support of the nest, whose working cycle is affected by the actions performed by a robot at the entrance of the filling machine. In addition, great attention was paid to the design and implementation of a procedure that allows the automatic maintenance of the balances inside a filling machine without the intervention of an operator. The current maintenance procedure of the balances, in which manual operations are required, has been studied and extended in order to make the process automated. The result is an additional working cycle, performed at the specific request of the operator by means of the human-machine interface.

Il campo farmaceutico è uno dei settori industriali più in crescita negli ultimi anni, che investe in tecnologie e macchinari all'avanguardia, al fine di garantire alti standard di produttività e qualità. L'industria farmaceutica deve rispettare rigide regole riguardo l'accuratezza e la precisione dei processi produttivi affinché il prodotto processato soddisfi i criteri per essere commercializzato. Un aspetto centrale consiste nel garantire la sterilità durante tutto il processo produttivo. L'uso di robot antropomorfi, combinato alle tecnologie standard usate nelle macchine automatiche, permette di svolgere operazioni complesse in un ambiente asettico, riducendo al minimo l'intervento umano. In questo modo, non solo si limita la possibilità di contaminazione del prodotto, ma è possibile ridurre l'incertezza del processo produttivo dovuta alla mancanza di ripetibilità e aumentare la flessibilità della macchina che può essere in grado di lavorare in diverse modalità. Conseguentemente, si vuole estendere l'uso di robot specializzati, non solo per eseguire operazioni durante il ciclo nominale della macchina, ma anche per svolgere operazioni ausiliare. In particolare, il progetto di tesi si è focalizzato nello studio e nella progettazione di alcune stazioni di lavoro di una nuova macchina riempitrice. Le stazioni analizzate sono l'unità di uscita nest, in cui un robot antropomorfo si occupa dell'inserimento di un nest di siringhe lavorato in un tub, e le due piazzole d'ingresso per il supporto del nest, il cui ciclo di lavoro è influenzato dalle azioni eseguite da un robot posto all'ingresso della macchina riempitrice. Inoltre, si è prestata grande attenzione al design e all'implementazione di una procedura che permetta la manutenzione automatica delle bilance all'interno di una macchina riempitrice senza l'intervento di un operatore. Si è studiata l'attuale procedura di manutenzione delle bilance nella quale sono richieste operazioni manuali, estendendola al fine di rendere eseguibile il processo in maniera automatizzata. Il risultato è un ciclo di lavoro addizionale, eseguito su specifica richiesta dell'operatore per mezzo dell'interfaccia uomo-macchina.