DE102014221029A1 - Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen für Behältnisse - Google Patents

Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen für Behältnisse Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten (10) für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen für Behältnisse, welche eine Aufnahmevorrichtung (2) mit mindestens einem Aufnahmebereich (20) zum Aufnehmen mindestens eines Objekts (10), und eine optische Kontrollvorrichtung (3) zum Überwachen des Objekts (10), wobei die optische Kontrollvorrichtung (3) mindestens einen Lichtleitersensor (30) aufweist. Erfindungsgemäß sind die Aufnahmevorrichtung (2) und die optische Kontrollvorrichtung (3) relativ zueinander bewegbar. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Objekten (10) für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen, mittels einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit (1).

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen für Behältnisse wie z.B. Vials, Karpulen usw., sowie ein Verfahren zum Überwachen von derartigen Objekten.
  • Eine derartige Überwachungseinheit ist beispielsweise aus der WO 2011/138072 A1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Prüfanordnung zum Überprüfen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen, wobei das Überprüfen über eine Kamera erfolgt. Allerdings birgt eine Kamera als optische Kontrollvorrichtung den Nachteil, dass jede Formatgröße von den zu überwachenden Objekten eingelernt werden muss. Hierzu müssen formatmäßige Einstellungen vorgenommen werden. Das erhöht den Prozessaufwand, da z.B. eine Bearbeitung der aufgenommenen Bilder zum Überprüfen der Objekte nötig ist. Ferner können Artefakte sowie bei der Aufnahme der Bilder wegen z.B. der Anordnung der Kamera oder der vorhandenen Beleuchtung als auch bei deren Bearbeitung auftauchen, wodurch die Prozesssicherheit verringert werden kann. Dies kann die Kosten der Überwachungseinheit und des Überwachungsverfahrens erheblich erhöhen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet demgegenüber den Vorteil, dass die Objekte in einfacher und kostengünstiger Weise überwacht werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Überwachungseinheit mit einer optischen Kontrollvorrichtung vorgesehen ist, welche einen oder mehrere Lichtleitersensoren anstelle einer Kamera aufweist. Da die Lichtleitersensoren bau- und funktionsmäßig einfach ausgestattet sind, kann sichergestellt werden, dass die Objekte richtig ohne großen Aufwand überwacht bzw. erkannt werden. Weiterhin müssen aufgrund des Funktionsprinzips eines Lichtleitersensors keine formatmäßigen Einstellungen vorgenommen werden. Hierbei umfasst die Überwachungseinheit eine Aufnahmevorrichtung mit mindestens einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen mindestens eines Objekts, und eine optische Kontrollvorrichtung zum Überwachen des Objekts, wobei die optische Kontrollvorrichtung mindestens einen Lichtleitersensor aufweist. Erfindungsgemäß sind die Aufnahmevorrichtung und die optische Kontrollvorrichtung relativ zueinander bewegbar. Hierbei kann die Aufnahmevorrichtung Objekte aufnehmen und/oder greifen. Durch die erfindungsgemäße Überwachungseinheit kann insbesondere die Anwesenheit der zu überwachenden Objekte unabhängig von deren Größe und/oder Position kostengünstig überprüft werden.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorzugsweise kann die Aufnahmevorrichtung relativ zur optischen Kontrollvorrichtung bewegbar zwischen einer Startposition und einer Endposition angeordnet sein. Somit kann die erfindungsgemäße Überwachungseinheit als eine Station einer gesamten Bearbeitungslinie dienen, wobei die Aufnahmevorrichtung in der Startposition die Objekte von einer vorherigen Station aufnimmt und sie in der Endposition zu einer nächsten Station übergibt. Während der Bewegung der Aufnahmevorrichtung von der Startposition zu der Endposition kann gleichzeitig das Überwachen der Objekte erfolgen. Dadurch kann eine große Zeitersparnis bei der Überwachung sowie bei der gesamten Bearbeitung der Objekte ermöglicht werden.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Aufnahmevorrichtung eine Schwenkgabel, welche schwenkbar um eine Achse angeordnet ist. Somit kann die Aufnahmevorrichtung einfach und kostengünstig bewegt werden, indem beispielsweise ein Rotationsmotor zum Antreiben der Aufnahmevorrichtung benutzt wird. Ferner kann eine Schwenkgabel in engen Arbeitsgängen Einsatz finden.
  • Weiter bevorzugt kann die Aufnahmevorrichtung eine Vielzahl von Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Vielzahl von Objekten und die optische Kontrollvorrichtung eine Vielzahl von Lichtleitersensoren aufweisen, wobei die Lichtleitersensoren jeweils einem Aufnahmebereich der Vielzahl der Aufnahmebereiche zugeordnet sind. Dadurch ist eine schnelle und zuverlässige Überwachung bzw. Erkennung jedes einzelnen Objekts möglich, ohne dass ein Objekt Einfluss auf die Überwachung seiner benachbarten Objekte ausüben kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der mindestens eine Lichtleitersensor einen Sendelichtleiter und einen Empfangslichtleiter aufweisen, wobei der Sendelichtleiter und der Empfangslichtleiter einander gegenüber liegen. Dadurch, dass der Sendelichtleiter und der Empfangslichtleiter als separate Bauteile ausgebildet sind, können große Reichweiten erreicht werden.
  • Alternativ können vorzugsweise der Sendelichtleiter und der Empfangslichtleiter in einem gemeinsamen Bauteil angeordnet sein. Somit kann der Lichtleitersensor kompakt ausgebildet sein. Hierbei kann der Sendelichtleiter Licht senden und der Empfangslichtleiter das von den Objekten reflektierende Licht zum Überwachen der Objekte empfangen.
  • Besonders bevorzugt ist die optische Kontrollvorrichtung ortsfest. Hierbei erfolgt eine relative Bewegung der Aufnahmevorrichtung und der optischen Kontrollvorrichtung zueinander nur durch eine Bewegung der Aufnahmevorrichtung. Somit kann eine ausfallsichere Funktion der optischen Kontrollvorrichtung sichergestellt werden, da z.B. die optische Kontrollvorrichtung von hohen Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen nicht belastet wird, welche aber die Aufnahmevorrichtung aushalten kann. Dadurch kann das Überwachungsverfahren in zuverlässiger und schneller Weise ermöglicht werden.
  • Ferner bevorzugt kann die optische Kontrollvorrichtung eingerichtet sein, das Objekt zu überwachen, wenn sich die Aufnahmevorrichtung ausschließlich in einer vorbestimmten Position zwischen der Startposition und der Endposition befindet. Insbesondere kann bevorzugt die vorbestimmte Position so ausgewählt werden, dass eine Lichtlinie jedes Sendelichtleiters genau durch einen geometrischen Mittelpunkt eines Aufnahmebereichs verläuft. Somit kann sichergestellt werden, dass Objekte unterschiedlicher Größe auf genaue Weise überwacht werden.
  • In vorteilhafter Weise kann ferner die Überwachungseinheit eine Steuereinheit zum Steuern der optischen Kontrollvorrichtung und/oder der Aufnahmevorrichtung umfassen. Insbesondere kann bevorzugt die Steuereinheit eingerichtet sein, die optische Kontrollvorrichtung bzw. den Lichtleitersensor anzuschalten, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Aufnahmevorrichtung in der Startposition war. Die jeweilige Position der Aufnahmevorrichtung kann durch einen geeigneten Sensor, z.B. einen Winkelsensor erfasst werden.
  • Alternativ kann vorzugsweise die Steuereinheit eingerichtet sein, die optische Kontrollvorrichtung anzuschalten, wenn die Aufnahmevorrichtung eine zweite vorbestimmte Position erreicht hat, wobei sich die zweite vorbestimmte Position vor der vorbestimmten Position in Richtung von der Startposition zur Endposition befindet.
  • Weiter bevorzugt kann die Überwachungseinheit ferner eine Zufuhrvorrichtung zum Zuführen des Objekts zur Aufnahmevorrichtung umfassen, wobei die Zufuhrvorrichtung mindestens einen Positionierungsbereich aufweist, welcher dem mindestens einen Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung gegenüber liegt, wenn sich die Aufnahmevorrichtung in der Startposition befindet, und dieselbe Form mit der des ersten Aufnahmebereichs aufweist. Somit kann eine einwandfreie und sichere Aufnahme des Objekts in den Aufnahmebereich der Aufnahmevorrichtung ermöglicht werden.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von Objekten für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen, mittels einer erfindungsgemäßen Überwachungseinheit, umfassend die Schritte des Aufnehmens eines Objekts in mindestens einen Aufnahmebereich einer Aufnahmevorrichtung, des Bewegens der Aufnahmevorrichtung und einer optischen Kontrollvorrichtung relativ zueinander und des optischen Überprüfens des Objekts mittels der optischen Kontrollvorrichtung. Damit sind die oben mit Bezug auf die Überwachungseinheit genannten Vorteile verbunden.
  • Weiter bevorzugt kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden, falls sich das Objekt nicht im Aufnahmebereich befindet. Solche Fehlermeldungen können beispielsweise als Tonsignale, Leuchtsignale usw. ausgebildet sein. Somit kann z.B. ein Nutzer der Überwachungseinheit schnell erkennen, ob ein Objekt und von welchem Aufnahmebereich es fehlt, um die geeigneten Maßnahmen je nach Anwendung zu ergreifen.
  • Weiterhin können vorzugsweise bei einer Vielzahl von zu überwachenden Objekten alle Objekte von der Aufnahmevorrichtung freigegeben werden, falls sich mindestens ein Objekt nicht im mindestens einen Aufnahmebereich befindet. Somit kann eine neue Vielzahl von Objekten schnell aufgenommen und überwacht werden.
  • Besonders bevorzugt kann das Bewegen der Aufnahmevorrichtung und der optischen Kontrolleinrichtung relativ zueinander kontinuierlich erfolgen, wobei das optische Überwachen während der kontinuierlichen Bewegung erfolgt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Übergabe der Objekte z.B. von einer vorherigen Station zu einer weiteren Station bei einer gesamten Bearbeitungslinie ohne Verzögerung erfolgen kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Überwachungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine stark vereinfachte, schematische Ansicht einer Aufnahmevorrichtung, insbesondere einer Schwenkgabel, wobei ein Objekt fehlt,
  • 3 eine stark vereinfachte, schematische Ansicht der in 2 gezeigten Aufnahmevorrichtung, wobei sich alle Objekte in der Aufnahmevorrichtung befinden, und
  • 4 eine stark vereinfachte, schematische Vorderansicht der Aufnahmevorrichtung und einer optischen Kontrollvorrichtung, wobei auch eine Kreisbahn eingezeichnet ist, auf welcher sich ein Aufnahmeraum der Aufnahmevorrichtung bewegt.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Überwachungseinheit 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Überwachungseinheit 1 eine Aufnahmevorrichtung 2 mit einer Vielzahl von Aufnahmebereichen 20 zum Aufnehmen einer Vielzahl von Objekten 10 und eine optische Kontrollvorrichtung 3 zum Überwachen der Objekte 10 auf. Die optische Kontrollvorrichtung 3 weist eine Vielzahl von Lichtsensoren 30 auf, welche jeweils einem Aufnahmebereich 20 der Vielzahl der Aufnahmebereiche 20 zugeordnet sind. Somit kann jedes Objekt 10 bzw. jeder Aufnahmebereich 20 von einem separaten Lichtleitersensor 30 überwacht werden.
  • Ferner sind die Aufnahmevorrichtung 2 und die optische Kontrollvorrichtung 3 relativ zueinander bewegbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmevorrichtung 2 relativ zur optischen Kontrollvorrichtung 3 bewegbar zwischen einer Startposition A und einer Endposition B (4) angeordnet. Insbesondere ist die Aufnahmevorrichtung 2 als eine Schwenkgabel 21 ausgebildet, welche schwenkbar um eine Achse 100 angeordnet ist, was durch einen Pfeil P in 4 angedeutet ist. Die Schwenkgabel 21 ist ferner in 2 schematisch gezeigt, wobei einer der Aufnahmebereiche 20 von keinem Objekt 10 besetzt ist. Im Gegensatz dazu sind in 3 alle Aufnahmebereiche 20 der Aufnahmevorrichtung 2 von Objekten 10 besetzt.
  • Weiterhin ist die optische Kontrollvorrichtung 3 ortsfest angeordnet. Ebenso vorstellbar ist allerdings auch die Konfiguration, wobei z.B. die Aufnahmevorrichtung 2 ortsfest ist und sich die optische Kontrollvorrichtung 3 relativ zur Aufnahmevorrichtung 2 bewegt.
  • Jeder Lichtleitersensor 30 weist einen Sendelichtleiter 31 und einen Empfangslichtleiter 32 auf, wobei der Sendelichtleiter 31 und der Empfangslichtleiter 32 einander gegenüber liegen.
  • Des Weiteren weist die Überwachungseinheit eine Zufuhrvorrichtung 4 mit einer Vielzahl von Positionierungsbereichen 40 auf, durch welche die Objekte 10 z.B. von einer vorherigen Bearbeitungsstation der Aufnahmevorrichtung 2 zugeführt werden.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4, insbesondere auf die 4, ein Überwachungsverfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • Zunächst werden die Objekte 10 über die Zufuhrvorrichtung 4 der Aufnahmevorrichtung 2 zugeführt, indem die Objekte 10 in die Positionierungsbereiche 40 positioniert werden. Dann werden die Objekte 10 von der Schwenkgabel 21 der Aufnahmevorrichtung 2 in die Aufnahmebereiche 20 aufgenommen. Dies entspricht der Startposition A der Aufnahmevorrichtung 2, wobei die Schwenkgabel 21 mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet ist, wie aus 4 ersichtlich ist.
  • Anschließend dreht sich die Schwenkgabel 21 von der Startposition A kontinuierlich um die Achse 100 bis zu einer Endposition B. Die Endposition B kann z.B. einer Übergabeposition zu einer weiteren Bearbeitungsstation für die Objekte 10 entsprechen.
  • Wenn die Schwenkgabel 21 eine vorbestimmte Position C (4) passiert, werden die Objekte 10 in den Aufnahmebereichen 20 durch die optische Kontrollvorrichtung 3 überwacht. Wenn ein Lichtweg L zwischen einem Sendelichtleiter 31 und einem Empfangslichtleiter 32 eines Lichtleitersensors 30, welche einander gegenüber liegen, unterbrochen wird, wird ein Objekt 10 in einem Aufnahmebereich 20 erkannt. Wenn alle Objekte 10 in den Aufnahmebereichen 20 anwesend sind, wie der Fall in 3 ist, bewegt sich die Aufnahmevorrichtung 2 weiter bis zur Endposition B.
  • Wenn aber mindestens ein Objekt 10 fehlt, was bei der Aufnahmevorrichtung 2 der 2 zu sehen ist, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und alle Objekte 10 werden von der Aufnahmevorrichtung 2 freigegeben. Danach kann die Aufnahmevorrichtung 2 zur Startposition A zurückkehren, um neue Objekte 10 aufzunehmen.
  • Durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung können Objekte beliebiger Größe und Form einfach, zuverlässig und kostengünstig überwacht werden.
  • Es sei angemerkt, dass die vorhergehende Ausführungsform nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung dient. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/138072 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Überwachungseinheit zum Überwachen von Objekten (10) für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen für Behältnisse, umfassend: – eine Aufnahmevorrichtung (2) mit mindestens einem Aufnahmebereich (20) zum Aufnehmen mindestens eines Objekts (10), und – eine optische Kontrollvorrichtung (3) zum Überwachen des Objekts (10), wobei die optische Kontrollvorrichtung (3) mindestens einen Lichtleitersensor (30) aufweist, – wobei die Aufnahmevorrichtung (2) und die optische Kontrollvorrichtung (3) relativ zueinander bewegbar sind.
  2. Überwachungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmevorrichtung (2) relativ zur optischen Kontrollvorrichtung (3) bewegbar zwischen einer Startposition (A) und einer Endposition (B) angeordnet ist.
  3. Überwachungseinheit nach Anspruch 2, wobei die Aufnahmevorrichtung (2) eine Schwenkgabel (21) umfasst, welche schwenkbar um eine Achse (100) angeordnet ist.
  4. Überwachungseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Aufnahmevorrichtung (2) eine Vielzahl von Aufnahmebereichen (20) zum Aufnehmen einer Vielzahl von Objekten (10) aufweist und die optische Kontrollvorrichtung (3) eine Vielzahl von Lichtleitersensoren (30) aufweist, wobei die Lichtleitersensoren (30) jeweils einem Aufnahmebereich (20) der Vielzahl der Aufnahmebereiche (20) zugeordnet sind.
  5. Überwachungseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Lichtleitersensor (30) einen Sendelichtleiter (31) und einen Empfangslichtleiter (32) aufweist, wobei der Sendelichtleiter (31) und der Empfangslichtleiter (32) einander gegenüber liegen.
  6. Überwachungseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die optische Kontrollvorrichtung (3) ortsfest ist.
  7. Überwachungseinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die optische Kontrollvorrichtung (3) eingerichtet ist, das Objekt (10) zu überwachen, wenn sich die Aufnahmevorrichtung (2) ausschließlich in einer vorbestimmten Position zwischen der Startposition (A) und der Endposition (B) befindet.
  8. Verfahren zum Überwachen von Objekten (10) für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere Stopfen, mittels einer Überwachungseinheit (1), wobei die Überwachungseinheit (1) eine Aufnahmevorrichtung (2) mit mindestens einem Aufnahmebereich (20) zum Aufnehmen mindestens eines Objekts (10), und eine optische Kontrollvorrichtung (3) zum Überwachen des Objekts (10) aufweist, wobei die optische Kontrollvorrichtung (3) mindestens einen Lichtleitersensor (30) aufweist, und wobei die Aufnahmevorrichtung (2) und die optische Kontrollvorrichtung (3) relativ zueinander bewegbar sind, umfassend die Schritte: – Aufnehmen des Objekts (10) in den mindestens einen Aufnahmebereich (20) der Aufnahmevorrichtung (2), – Bewegen der Aufnahmevorrichtung (2) und der optischen Kontrolleinrichtung (3) relativ zueinander, und – Optisches Überprüfen des Objekts (10) mittels der optischen Kontrollvorrichtung (3).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, falls sich das Objekt (10) nicht im Aufnahmebereich (20) befindet.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei bei einer Vielzahl von zu überwachenden Objekten (10) alle Objekte (10) von der Aufnahmevorrichtung (2) freigegeben werden, falls sich mindestens ein Objekt (10) nicht im mindestens einen Aufnahmebereich (20) befindet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Bewegen der Aufnahmevorrichtung (2) und der optischen Kontrolleinrichtung (3) relativ zueinander kontinuierlich erfolgt, wobei das optische Überwachen während der kontinuierlichen Bewegung erfolgt.
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