EP4034353A1 - Produktionseinrichtung, insbesondere für die pharmaindustrie - Google Patents

Produktionseinrichtung, insbesondere für die pharmaindustrie

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EP4034353A1
EP4034353A1 EP20780646.4A EP20780646A EP4034353A1 EP 4034353 A1 EP4034353 A1 EP 4034353A1 EP 20780646 A EP20780646 A EP 20780646A EP 4034353 A1 EP4034353 A1 EP 4034353A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
robot
products
linear movement
housing
production
Prior art date
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Pending
Application number
EP20780646.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Zimmermann
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Bausch and Stroebel SE and Co KG
Original Assignee
Bausch and Stroebel Maschinenfabrik Ilshofen GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bausch and Stroebel Maschinenfabrik Ilshofen GmbH and Co KG filed Critical Bausch and Stroebel Maschinenfabrik Ilshofen GmbH and Co KG
Publication of EP4034353A1 publication Critical patent/EP4034353A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J21/005—Clean rooms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/22—Petri dishes
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J21/00—Chambers provided with manipulation devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/02—Air-pressure chambers; Air-locks therefor
    • B01L1/025—Environmental chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/1689—Teleoperation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M23/10—Petri dish
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter

Definitions

  • the present invention relates to a production facility, in particular for the pharmaceutical industry.
  • Such production facilities with which a wide variety of processing operations can be carried out on corresponding products, usually have a barrier between their environment and, for example, human operators and the products to be processed, due to their handling of dangerous or sensitive substances.
  • barriers are designed as insulator housings with gloves, with the help of which the addressed human operators can perform various activities within the insulator housing.
  • the production facility comprises an insulator housing, which is set up to accommodate functional components of the production facility and products in its interior and hermetically shield them from the environment, at least one robot which is accommodated in the insulator housing and can be operated for this purpose Tasks can be carried out and / or remotely controlled by means of a remote control, at least one linear movement unit which is accommodated in the isolator housing and is configured to relocate the at least one robot along a linear movement axis, and at least one control unit which is configured to perform the displacement and / or to control the operation of the at least one robot.
  • the above-described manual shoe interventions in the isolator housing can be completely dispensed with, which not only improves the hermetic shielding of the interior of the isolator housing from its surroundings and thus prevents contamination, but also enables a better view of the isolator housing to be achieved during the operation of the production facility, since there will no longer be any masking by gloves
  • the structural integrity of the isolator housing is improved, since the weakening of the housing can be eliminated by providing rings for the glove openings, which also applies to protective covers or laser scanners provided there.
  • a single control unit can be provided in the production facility, which controls both the relocation and the operation of the at least one robot in a coordinated manner.
  • separate control units could also be provided for the linear movement unit and the robot, which are operatively coupled to one another.
  • the control unit could be formed by a control device of a higher-level structural unit for controlling a more complex overall process, which in addition to its other tasks also takes on the control of the relocation and operation of the robot, which improves the integration of these components in the overall production operation can enable.
  • the control unit can comprise known devices such as microprocessors or microcontrollers and associated storage units and suitable communication means.
  • the production facility according to the invention can furthermore comprise a circulation device which is set up to cause air to circulate within the insulator housing, wherein the circulation device can preferably comprise a filter unit.
  • a circulation device which is set up to cause air to circulate within the insulator housing
  • the circulation device can preferably comprise a filter unit.
  • the production facility according to the invention can comprise a pressure regulating device which is set up to adapt the internal pressure within the isolator housing with respect to the ambient pressure.
  • a pressure regulating device which is set up to adapt the internal pressure within the isolator housing with respect to the ambient pressure.
  • both a higher and a lower internal pressure than the ambient pressure can be desirable and can be set either to prevent the penetration of contamination into the insulator housing or to prevent toxic ones from occurring To prevent or at least reduce substances from the insulator housing.
  • the linear movement unit or at least one of the linear movement units can comprise a rail extending along the movement axis. On this rail, the linear displacement of the at least one robot can be driven and effected by means of suitable slides or the like.
  • the at least one linear movement unit are also conceivable, for example linear telescopic Hal extensions to which the corresponding robot is attached, or similar.
  • the at least one robot can also be provided and set up for a wide variety of activities.
  • at least one robot can be thought of which is set up to change Petri dishes and / or to install filling needles and / or to carry out cleaning processes and / or to pick up and set down products and / or to carry out error diagnoses and / or rectifications.
  • the at least one robot can comprise a camera and / or at least one sensor unit, camera and / or sensor data output therefrom being output to a display and / or control device and / or being able to be used for autonomous activities of the robot.
  • the camera data can be displayed directly on a display device for an operator of the remote control, while of course they are also used for automatic image recognition and processing, possibly together with or as an alternative to sensor data from the at least one sensor can be used for control processes of the robot.
  • the production device can comprise a transport device for products to be processed in the isolator housing, which can preferably be arranged above the linear movement unit or one of the linear movement units.
  • This Transportvor direction can transport the products to be processed through enable the interior of the isolator housing or also cause more complicated movements of the products to be processed, for example lock functions or the like, during which the corresponding products can be fed to different transport routes.
  • the functional components can include a filling machine for filling products.
  • a hermetic shielding of the interior of the isolator housing from its surroundings is often necessary due to the processing of aseptic or toxic products.
  • the production facility according to the invention can be designed in such a way that the insulator housing comprises an access lock through which products and / or tools can be introduced into the interior.
  • access lock is to be understood broadly and that such a lock can also be used to discharge products and / or tools.
  • two such access locks can be provided on the isolator housing of the production facility according to the invention, with one of the two being used to transfer products and / or tools during normal operation of the facility, while the other is used to discharge them.
  • embodiments with more than two access locks are also conceivable.
  • the production facility according to the invention can also be integrated into higher-level process units or complex production chains, so that the products can be fed from upstream machines to the production facility and / or the products processed by the production facility can be fed to downstream switched machines can be passed on. Because these processes are carried out automatically with the aid of suitable means, excellent integration of the device according to the invention into higher-level processes and systems can be achieved.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a first embodiment of a production device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a second embodiment of a production device according to the invention.
  • FIG. 1 initially shows a schematic view of a production facility according to the invention, which is generally identified by the reference number 10.
  • the production facility 10 comprises an insulator housing 12, which has an interior space 14 and hermetically shields it from the surroundings of the production facility 10, wherein one or more access locks, not shown in FIG. 1, can be provided through which products and / or tools enter the interior space 14 can be entered.
  • a schematically illustrated filling machine 16 for filling containers in the pharmaceutical industry in which case the containers correspond to the products to be processed within the meaning of the present application .
  • a robot 18 is located within the interior 14 of the insulator housing 12, which by means of a linear movement unit 20 along a linear movement axis L is displaceable.
  • the linear movement axis L runs in the vertical direction, so that the robot 18 can also be displaced in the vertical direction.
  • the robot 18 is shown in FIG. 1 as a typical 6-axis robot, as it is often used in the processing industry, other types of robots are of course also conceivable that could be used in the device 10 from FIG .
  • an air circulation is indicated in Figure 1 by a series of arrows, which can be brought about, for example, by a circulation device provided in plenum 22 but not shown in Figure 1, wherein the circulation device can also optionally include at least one filter unit.
  • the linear movement unit 20 is designed in the form of a rail system on which the robot 18 can be moved so that the linear movement axis L acts as the seventh axis of the 6-axis robot, so to speak.
  • the robot 18 can therefore take on different tasks within the interior 14 of the insulator housing 12, which will be discussed further below in connection with different functional components, with an onset in particular in FIG. 1 and in connection with the filling machine 16 shown there and removal of containers to be filled into the filling machine 16 by the robot 18 is conceivable, the container being first introduced into the interior 14 of the insulator housing 12 through the above-mentioned, but not shown, access lock.
  • FIG. 2 A second embodiment of a production device according to the invention is now shown in FIG. 2 and denoted by the reference symbol 100, components similar to those from FIG. 1 being denoted by the same reference symbols increased by 100.
  • the Production device 100 from FIG. 2 likewise has an insulator housing 112 with an interior 114 in which a filling machine 116 is provided, which in turn acts as a functional component of the production device 100.
  • the production device 100 from FIG. 2 comprises two robots 118a and 118b, which are designed analogously to the robot 18 from FIG. 1, but are assigned to two different linear movement units 120a and 120b, their respective linear movement axes L1 and L2 also run horizontally and not vertically.
  • the two robots 118a and 118b can thus be operated independently of one another or in a coordinated manner with one another and displaced linearly along the two axes L1 and L2.
  • At least the robots 18 or 118a and 118b are assigned a control unit, not shown here, which can control the operation of the corresponding robot on the one hand and also, if necessary, on their also its displacement by the linear movement unit, this linear movement unit could alternatively also be assigned its own control unit, which can accordingly be operationally coupled to the control unit of the corresponding robot.
  • an access lock can be opened automatically / manually from the outside and the corresponding needles with hose as the product to be processed can be introduced through a transfer container or a beta bag.
  • the corresponding robot can pick up the needles with hose and install them in a needle holder.
  • An associated peristaltic pump or a time / pressure metering device can be attached outside the isolator housing.
  • an access lock can also be opened automatically or manually from the outside and the Petri dishes can in turn be brought in through a transfer container or a beta bag.
  • the intended robot can then pick them up and install them in a Petri dish silo.
  • the robot thus moves up along its linear axis of movement different positions and carries out a change of the Petri dishes, which in some embodiments can be instructed directly manually or can also be carried out, for example, after a certain time as part of a preset program.
  • linearly displaceable robot could be the manually instructed or automatic detection and, if necessary, elimination of malfunctions of components within the isolator housing, for example the robot could detect individual components within the isolator housing by means of a camera attached to it and then through A manual remote control can be moved to a suitable position in order to either record further detailed camera images or to manipulate the relevant components directly using suitable tools, for example to repair them.
  • the corresponding robot could also act proactively or automatically and, if necessary, carry out the described steps automatically without remote control but, for example, on the basis of the principles of machine learning.
  • such a robot could be used for washing or disinfection processes by picking up washing guns located in the isolator housing and running a programmed cycle in which, for example, water or CCh snow is sprayed onto components to be cleaned within the isolator housing.
  • manual control by an operator via a remote control or an automatic run of a corresponding cleaning program can be considered.
  • Farther such cleaning can be additionally supported as required by permanently installed washing nozzles and the positions of machine stops could be kept in the control unit of the robot and the cleaning time could be extended at corresponding points. It could also be thought of letting the corresponding robot dismantle individual components within the Isolatorge housing in order to enable it to be cleaned more efficiently.
  • the robot can also perform a drying operation, for example by the robot picking up a sterile blow gun and using it to dry the cleaned components.
  • the robot could also be used in automatic weighing processes by picking up products inside the isolator housing and placing them on a corresponding load cell, while in a similar way it can also pick up products for washing processes and position them over a washing device.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Produktionseinrichtung (10), insbesondere für die Pharmaindustrie, umfassend ein Isolatorgehäuse (12), wel ches dazu eingerichtet ist, funktionelle Komponenten (16) der Produktionseinrichtung (10) und Produkte in ihrem Innenraum (14) aufzunehmen und hermetisch gegen die Umgebung abzuschirmen, wenigstens einen Roboter (18), welcher in dem Isolatorgehäuse (12) aufgenommen und dazu betreibbar ist, vorbestimmte Aufgaben durchzuführen und/oder mittels einer Fernsteuerung fernsteuerbar ist, wenigstens eine Linearbewegungseinheit (20), welche in dem Isolatorgehäuse (12) aufgenommen und dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Roboter (18) entlang einer linearen Bewegungsachse (L) zu verlagern, und wenigstens eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Verlagerung und/oder den Betrieb des wenigstens einen Roboters (18) zu steuern.

Description

Produktionseinrichtung, insbesondere für die Pharmaindustrie
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Produktionseinrichtung, insbesondere für die Pharmaindustrie.
Derartige Produktionseinrichtungen, mit welchen unterschiedlichste Verarbei tungsvorgänge an entsprechenden Produkten ausgeführt werden können, weisen in der Regel aufgrund ihrer Handhabung von gefährlichen oder emp findlichen Substanzen eine Barriere zwischen ihrer Umwelt und beispielswei se menschlichen Bedienern und den zu bearbeitenden Produkten auf. Typi scherweise sind derartige Barrieren als Isolatorgehäuse mit Handschuhein griffen ausgebildet, mit deren Hilfe die angesprochenen menschlichen Be diener verschiedene Tätigkeiten innerhalb des Isolatorgehäuses ausführen können.
Hierbei stellen im Fall der Verarbeitung von aseptischen Produkten Eingriffe von außen, d.h. unter anderem durch die menschlichen Bediener, die größte Gefahrenquelle für Verunreinigungen während der aseptischen Produktion dar. Andererseits ist auch bei der Verarbeitung von toxischen Produkten in jedem Fall für eine Barriere zwischen menschlichen Bedienern und den Pro dukten zu sorgen, wobei hier in der Regel ferner ein Unterdrück in dem ent sprechenden Isolatorgehäuse mit Handschuheingriffen vorgesehen wird, so dass auch bei einer Leckage das Austreten von potentiell toxischen Sub stanzen minimiert oder ganz verhindert werden kann. In jedem Fall sind aus reichende Maßnahmen zu treffen, um den menschlichen Bediener bei der Verarbeitung von toxischen Stoffen vor diesen zu schützen.
Die Komplexität von modernen Produktionseinrichtungen, insbesondere in der Pharmaindustrie, wie beispielsweise Füllmaschinen, sorgt für das Vorlie- gen von zahlreichen möglichen Fehlerquellen an vielen Stellen derartiger Produktionseinrichtungen. Andererseits lassen jedoch wiederkehrende Ar beitsschritte, wie beispielsweise der Wechsel von Petrischalen (Keimsamm ler) oder Vorgänge des sogenannten „Aseptic Assembly“ beim Produktions start bisher nicht zu, auf das Vorsehen von Handschuheingriffen zum Bedie nereingriff zu verzichten, da für eine erfolgreiche Produktion regelmäßig in den Innenraum des Isolatorgehäuses eingegriffen werden muss, um dort rou tinemäßige oder außerplanmäßige Handlungen vorzunehmen.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte derar tige Produktionseinrichtung bereitzustellen, in der die größte Kontaminati onsquelle für die in dem Isolatorgehäuse befindlichen Produkte einerseits und die größte Gefährdungsquelle für menschliche Bediener außerhalb des Isolatorgehäuses andererseits eliminiert wird und die dennoch einen wenigs tens gleichbleibend zuverlässigen Betrieb verglichen mit den oben diskutier ten Einrichtungen aus dem Stand der Technik erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Produktionsein richtung ein Isolatorgehäuse, welches dazu eingerichtet ist, funktionelle Komponenten der Produktionseinrichtung und Produkte in ihrem Innenraum aufzunehmen und hermetisch gegen die Umgebung abzuschirmen, wenigs tens einen Roboter, welcher in dem Isolatorgehäuse aufgenommen und dazu betreibbar ist, vorbestimmte Aufgaben durchzuführen und/oder mittels einer Fernsteuerung fernsteuerbar ist, wenigstens eine Linearbewegungseinheit, welche in dem Isolatorgehäuse aufgenommen und dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Roboter entlang einer linearen Bewegungsachse zu verla gern, und wenigstens eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Verlagerung und/oder den Betrieb des wenigstens einen Roboters zu steu ern.
Indem somit erfindungsgemäß ein linear verlagerbarer Roboter innerhalb des Isolatorgehäuses vorgesehen wird, kann auf die oben beschriebenen Hand- schuheingriffe in das Isolatorgehäuse hinein vollständig verzichtet werden, wodurch nicht nur die hermetische Abschirmung des Innenraums des Isola torgehäuses gegenüber seiner Umgebung und somit die Verhinderung von Kontamination verbessert werden kann, sondern ebenfalls eine bessere Sicht in das Isolatorgehäuse hinein im Betrieb der Produktionseinrichtung erzielt werden kann, da keine Verdeckung durch Handschuhe mehr vorliegen wird.
Weiterhin wird auch die strukturelle Integrität des Isolatorgehäuses verbes sert, da die Schwächung des Gehäuses durch das Vorsehen von Ringen für die Handschuheingriffe beseitigt werden kann, was ebenfalls für dort vorzu sehende Schutzdeckel oder Laserscanner gilt.
Erfindungsgemäß kann eine einzelne Steuereinheit in der Produktionsein richtung vorgesehen sein, welche sowohl die Verlagerung als auch den Be trieb des wenigstens einen Roboters in einer koordinierten Weise steuert. Alternativ könnten auch getrennte Steuereinheiten für die Linearbewegungs einheit und den Roboter vorgesehen sein, die miteinander betriebsmäßig gekoppelt sind. In einerweiteren Ausführungsform könnte die Steuereinheit durch eine Steuereinrichtung einer übergeordneten Baueinheit zur Steuerung eines komplexeren Gesamtprozesses gebildet sein, die zusätzlich zu ihren anderen Aufgaben auch noch die Steuerung der Verlagerung und des Be triebs des Roboters übernimmt, was eine verbesserte Integration dieser Komponenten in den gesamten Produktionsbetrieb ermöglichen kann. In je dem Fall kann die Steuereinheit an sich bekannte Vorrichtungen, wie bei spielsweise Mikroprozessoren oder Mikrocontroller und zugeordnete Spei chereinheiten sowie geeignete Kommunikationsmittel, umfassen.
In einer Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Produktionseinrich tung ferner eine Zirkulationsvorrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet ist, eine Luftzirkulation innerhalb des Isolatorgehäuses hervorzurufen, wobei die Zirkulationsvorrichtung vorzugsweise eine Filtereinheit umfassen kann. Hierbei kann durch den Verzicht auf Handschuheingriffe eine verbesserte Zirkulation innerhalb des Isolatorgehäuses erzielt werden, und es können beispielsweise Doppelscheiben in der Zirkulationsvorrichtung zum Einsatz kommen.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Produktionseinrichtung eine Druckregulierungsvorrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet ist, den Innendruck innerhalb des Isolatorgehäuses bezüglich des Umgebungs drucks anzupassen. Je nach Beschaffenheit der Produktionseinrichtung und insbesondere der darin zu verarbeitenden Produkte kann hierbei sowohl ein gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhter als auch ein verringerter Innen druck wünschenswert sein und eingestellt werden, entweder um das Eindrin gen von Verschmutzung in das Isolatorgehäuse zu verhindern oder das Aus treten von toxischen Stoffen aus dem Isolatorgehäuse heraus zu unterbinden oder wenigstens zu verringern.
Weiterhin kann in einer besonders einfachen Ausführungsform die Linearbe wegungseinheit oder wenigstens eine der Linearbewegungseinheiten eine sich entlang der Bewegungsachse erstreckende Schiene umfassen. Auf die ser Schiene kann mittels geeigneter Schlitten oder ähnlichem die lineare Ver lagerung des wenigstens einen Roboters angetrieben und bewirkt werden. Alternativ sind jedoch auch andere Ausführungsformen der wenigstens einen Linearbewegungseinheit denkbar, beispielsweise linear teleskopierbare Hal terungen, an denen der entsprechende Roboter angebracht ist, oder ähnli ches.
Da die erfindungsgemäße Produktionseinrichtung für unterschiedlichste Zwecke und Verarbeitungsvorgänge vorgesehen und eingerichtet sein kann, kann auch der wenigstens eine Roboter für unterschiedlichste Tätigkeiten vorgesehen und eingerichtet sein. Beispielhaft kann an wenigstens einen Roboter gedacht werden, welcher dazu eingerichtet ist, Petrischalen zu wechseln und/oder Füllnadeln zu instal lieren und/oder Reinigungsvorgänge auszuführen und/oder Produkte aufzu nehmen und abzusetzen und/oder Fehlerdiagnosen und/oder -behebungen durchzuführen. Es versteht sich, dass diese Liste nicht abschließend ist, sondern dass sich die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht auf die jeweilige vorgesehene Tätigkeit des oder der entsprechenden Roboter beziehen, sondern sich universell einstellen können, ohne dass hierzu der Typ oder die vorgesehene Tätigkeit des Roboters eine Rolle spie len würden, wenngleich selbstverständlich eine Abstimmung von weiteren Komponenten der Einrichtung auf die Beschaffenheit des Roboters notwen dig sein kann, beispielsweise ein Anpassen der Linearbewegungseinheit auf die Form und das Gewicht des Roboters und/oder der Steuereinheit auf den gewünschten Funktionsumfang des Roboters.
Weiterhin kann der wenigstens eine Roboter eine Kamera und/oder wenigs tens eine Sensoreinheit umfassen, wobei hiervon ausgegebene Kamera- und/oder Sensordaten an eine Anzeige- und/oder Steuervorrichtung ausge geben und/oder für autonome Tätigkeiten des Roboters verwendet werden können. Insbesondere für den Fall, dass eine Fernsteuerung des Roboters vorgesehen ist, können die Kameradaten unmittelbar an einer Anzeigevor richtung für einen Bediener der Fernsteuerung angezeigt werden, während sie selbstverständlich ebenfalls auch zur automatischen Bilderkennung und - Verarbeitung ggf. zusammen mit oder alternativ zu Sensordaten von dem wenigstens einen Sensor für Regelungsvorgänge des Roboters verwendet werden können.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Produktionseinrichtung eine Trans portvorrichtung für zu bearbeitende Produkte in dem Isolatorgehäuse umfas sen, welche vorzugsweise oberhalb der Linearbewegungseinheit oder einer der Linearbewegungseinheiten angeordnet sein kann. Diese Transportvor richtung kann einen Durchtransport der zu bearbeitenden Produkte durch den Innenraum des Isolatorgehäuses ermöglichen oder auch kompliziertere Bewegungen der zu bearbeitenden Produkte bewirken, beispielsweise Schleusenfunktionen oder ähnliches, während welchen die entsprechenden Produkte unterschiedlichen Transportwegen zugeführt werden können.
Wenngleich, wie angesprochen, die vorteilhafte Wirkung der erfindungsge mäßen Produktionseinrichtung nicht unmittelbar damit zusammenhängt, wel che Art von Verarbeitung von ihr tatsächlich vorgenommen wird, so können in einer beispielhaften Ausführung die funktionellen Komponenten eine Füll maschine zum Befüllen von Produkten umfassen. Insbesondere in der phar mazeutischen Industrie ist hierbei häufig durch die Verarbeitung von asepti schen oder toxischen Produkten eine hermetische Abschirmung des Innen raums des Isolatorgehäuses gegenüber seiner Umgebung vonnöten.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Produktionseinrichtung derart ausge bildet sein, dass das Isolatorgehäuse eine Zugangsschleuse umfasst, durch welche Produkte und/oder Werkzeuge in den Innenraum eingebbar sind. Hierbei versteht sich, dass der Begriff der „Zugangsschleuse“ breit zu verste hen ist und eine solche Schleuse auch zum Ausschleusen von Produkten und/oder Werkzeugen verwendet werden kann. Dementsprechend können beispielsweise zwei derartige Zugangsschleusen an dem Isolatorgehäuse der erfindungsgemäßen Produktionseinrichtung vorgesehen sein, wobei im normalen Betrieb der Einrichtung eine der beiden zum Einschleusen von Produkten und/oder Werkzeugen dient, während die andere zum Ausschleu sen davon dient. Es sind gerade im Zusammenhang mit der oben angespro chenen Schleusenfunktion einer Transportvorrichtung für Produkte innerhalb des Isolatorgehäuses jedoch auch Ausführungsformen mit mehr als zwei Zu gangsschleusen denkbar. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Produktionseinrichtung auch in übergeordnete Prozesseinheiten bzw. kom plexe Produktionsketten integriert sein, so dass die Produkte von vorgeschal teten Maschinen zu der Produktionseinrichtung herangeführt werden können und/oder die von der Produktionseinrichtung bearbeiteten Produkte an nach- geschaltete Maschinen weitergegeben werden können. Indem diese Abläufe mit Hilfe geeigneter Mittel automatisiert durchgeführt werden, kann eine her vorragende Integration der erfindungsgemäßen Einrichtung in übergeordnete Prozesse und Anlagen erreicht werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Diese zeigen im Einzelnen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Produktionseinrichtung; und
Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform ei ner erfindungsgemäßen Produktionseinrichtung.
Figur 1 zeigt zunächst eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Produktionseinrichtung, die ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 be zeichnet ist. Die Produktionseinrichtung 10 umfasst ein Isolatorgehäuse 12, welches einen Innenraum 14 aufweist und diesen hermetisch gegen die Um gebung der Produktionseinrichtung 10 abschirmt, wobei eine oder mehrere in Figur 1 nicht gezeigte Zugangsschleusen vorgesehen sein können, durch welche Produkte und/oder Werkzeuge in den Innenraum 14 eingebbar sind.
Im Innenraum 14 des Isolatorgehäuses 12 aufgenommen finden sich funktio neile Komponenten der Produktionseinrichtung 10, in diesem Fall eine schematisch dargestellte Füllmaschine 16 zum Füllen von Behältern in der pharmazeutischen Industrie, wobei in diesem Fall die Behälter den zu verar beitenden Produkten im Sinne der vorliegenden Anmeldung entsprechen.
Weiterhin befindet sich innerhalb des Innenraums 14 des Isolatorgehäuses 12 ein Roboter 18, der mittels einer Linearbewegungseinheit 20 entlang einer linearen Bewegungsachse L verlagerbar ist. Hierbei verläuft in der Ansicht aus Figur 1 die lineare Bewegungsachse L in vertikaler Richtung, so dass der Roboter 18 ebenfalls in vertikaler Richtung verlagerbar ist. Wenngleich der Roboter 18 in Figur 1 als typischer 6-Achsen-Roboter dargestellt ist, wie er häufig in der verarbeitenden Industrie eingesetzt wird, so sind selbstver ständlich auch andere Typen von Robotern denkbar, die in der Einrichtung 10 aus Figur 1 zum Einsatz kommen könnten.
Zuletzt ist in Figur 1 durch eine Reihe von Pfeilen eine Luftzirkulation ange deutet, die beispielsweise durch eine im Plenum 22 vorgesehene, aber in Figur 1 nicht dargestellte, Zirkulationsvorrichtung hervorgerufen werden kann, wobei die Zirkulationsvorrichtung ferner auch noch optional wenigstens eine Filtereinheit umfassen kann.
In der gezeigten Ausführungsform aus Figur 1 ist die Linearbewegungsein heit 20 in Form eines Schienensystems ausgebildet, auf welchem der Robo ter 18 verfahrbar ist, so dass die lineare Bewegungsachse L sozusagen als siebte Achse des 6-Achsen-Roboters wirkt. Der Roboter 18 kann demzufolge innerhalb des Innenraums 14 des Isolatorgehäuses 12 unterschiedliche Auf gaben übernehmen, auf die weiter unten im Zusammenhang mit unterschied lichen funktionellen Komponenten noch eingegangen werden wird, wobei insbesondere in Figur 1 und im Zusammenhang mit der dort gezeigten Füll maschine 16 ein Einsetzen und Entnehmen von zu füllen Behältern in die Füllmaschine 16 durch den Roboter 18 denkbar ist, wobei die Behälter zu nächst einmal durch die oben angesprochene, jedoch nicht dargestellte Zu gangsschleuse in den Innenraum 14 des Isolatorgehäuses 12 eingeschleust werden.
In Figur 2 ist nun eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Produktionseinrichtung dargestellt und mit dem Bezugszeichen 100 bezeich net, wobei ähnliche Komponenten zu denjenigen aus Figur 1 mit denselben Bezugszeichen erhöht um 100 bezeichnet sind. Insbesondere umfasst die Produktionseinrichtung 100 aus Figur 2 ebenfalls ein Isolatorgehäuse 112 mit einem Innenraum 114, in welchem eine Füllmaschine 116 vorgesehen ist, welche wiederum als funktionelle Komponente der Produktionseinrichtung 100 wirkt.
Im Gegensatz zu der Produktionseinrichtung 10 aus Figur 1 umfasst jedoch die Produktionseinrichtung 100 aus Figur 2 zwei Roboter 118a und 118b, die zwar analog zu dem Roboter 18 aus Figur 1 ausgebildet sind, jedoch zwei unterschiedlichen Linearbewegungseinheiten 120a und 120b zugeordnet sind, deren jeweilige lineare Bewegungsachsen L1 und L2 ferner waagrecht und nicht senkrecht verlaufen. Somit können die beiden Roboter 118a und 118b unabhängig voneinander oder koordiniert zueinander betrieben und linear entlang der beiden Achsen L1 und L2 verlagert werden.
Sowohl in der Ausführungsform aus der Figur 1 als auch der Ausführungs form aus der Figur 2 ist wenigstens den Robotern 18 bzw. 118a und 118b eine hier nicht dargestellte Steuereinheit zugeordnet, welche zum einen den Betrieb des entsprechenden Roboters steuern kann und ferner ggf. zum an deren auch noch dessen Verlagerung durch die Linearbewegungseinheit, wobei dieser Linearbewegungseinheit alternativ auch eine eigene Steuerein heit zugeordnet sein könnte, die dementsprechend mit der Steuereinheit des entsprechenden Roboters betriebsmäßig gekoppelt sein kann.
Weiterhin bietet sich an, die Steuereinheiten der Roboter und/oder Linearbe wegungseinheiten mit den Steuereinheiten für übergeordnete Prozesse, wie z.B. den Betrieb der entsprechenden funktionellen Komponenten, d.h. der Füllmaschinen 18 bzw. 118, zu koppeln oder eine übergeordnete Steuerein heit für alle der eben genannten Komponenten vorzusehen, um einen koor dinierten und reibungslosen Betrieb aller der genannten Komponenten ge währleisten zu können. Es zeigt sich, dass durch das Vorsehen der Roboter 18 und 118a, 118b so wie der zugeordneten Linearbewegungseinheiten 20 bzw. 120a, 120b auf das Bereitstellen von Handschuheingriffen in die entsprechenden Isolatorge häuse 12 und 112 verzichtet werden kann, wodurch die weiter oben disku tierten Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden. Im Folgenden sei en noch einige Beispiele von Aufgaben genannt, die in erfindungsgemäßen Einrichtungen durch das Zusammenwirken von bereitgestellten Robotern mit den ihnen zugeordneten Linearbewegungseinheiten ausgeführt werden kön nen:
- In einer Anordnung für eine „Aseptic Assembly“ kann eine Zugangs schleuse automatisch/manuell von außen geöffnet werden und die entsprechenden Nadeln mit Schlauch als zu bearbeitendes Produkt können durch einen Transfer-Behälter oder einen Beta-Bag gezielt eingebracht werden. Hierbei kann der entsprechende Roboter die Na deln mit Schlauch aufnehmen und sie in einem Nadelhalter installie ren. Eine zugehörige Peristaltikpumpe oder eine Zeit/Druck-Dosierung kann außerhalb des Isolatorgehäuses angebracht sein. Ganz allge mein versteht es sich, dass in Varianten dieser Ausführungsform im Wesentlichen beliebige Füllsysteme im Kontext der erfindungsgemä ßen Einrichtung eingesetzt werden können und hierbei auch eine be liebige Aufteilung zwischen innerhalb und außerhalb des Isolatorge häuses angeordneten Komponenten im Rahmen allgemeiner Überle gungen bei der Optimierung der Einrichtung vorgesehen werden kann.
- Für ein automatisiertes Wechseln von Petrischalen als Keimsammler kann ebenfalls eine Zugangsschleuse automatisch oder manuell von außen geöffnet werden und die Petrischalen können wiederum durch einen Transfer-Container oder einen Beta-Bag gezielt eingebracht werden. Anschließend kann der vorgesehene Roboter diese aufneh men und positioniert in einem Petrischalen-Silo installieren. Im Betrieb fährt der Roboter somit entlang seiner linearen Bewegungsachse auf unterschiedliche Positionen und führt einen Wechsel der Petrischalen durch, der in einigen Ausführungsformen direkt manuell angewiesen werden kann oder auch beispielsweise nach einer bestimmten Zeit im Rahmen eines voreingestellten Programms durchgeführt werden kann. Indem in diesem Zusammenhang der Roboter nur sehr langsam bewegt wird, kann verhindert werden, dass die Luft innerhalb des Iso latorgehäuses zu stark verwirbelt wird, was die Ergebnisse des eben durchzuführenden Ablaufs verfälschen könnte.
- Ein weiterer Einsetzzweck für den linear verlagerbaren Roboter könn te die manuell angewiesene oder automatische Erfassung und ggf. Behebung von Störungen von Komponenten innerhalb des Isolatorge häuses sein, beispielsweise könnte der Roboter durch eine an ihm angebrachte Kamera einzelne Komponenten innerhalb des Isolator gehäuses erfassen und durch eine manuelle Fernsteuerung in eine geeignete Position gefahren werden, um dort entweder weitere detail lierte Kamerabilder aufzunehmen oder direkt mittels geeigneter Werk zeuge die entsprechende Komponente zu manipulieren, beispielswei se zu reparieren. In einer alternativen Ausführungsform könnte der entsprechende Roboter auch proaktiv oder selbsttätig tätig werden und ggf. die beschriebenen Schritte ohne Fernsteuerung, sondern beispielsweise auf der Grundlage der Prinzipien des Maschinenler nens selbsttätig durchführen.
- Ferner könnte ein derartiger Roboter für Wasch- oder Desinfektions vorgänge eingesetzt werden, indem er im Isolatorgehäuse befindliche Waschpistolen aufnimmt und einen programmierten Zyklus abfährt, in welchem beispielsweise Wasser oder CCh-Schnee auf zu reinigende Komponenten innerhalb des Isolatorgehäuses gesprüht wird. Hierbei kann wiederum an eine manuelle Steuerung durch einen Bediener über eine Fernsteuerung oder an einen automatischen Ablauf eines entsprechenden Reinigungsprogramms gedacht werden. Weiterhin kann eine derartige Reinigung nach Bedarf durch fest installierte Waschdüsen zusätzlich unterstützt werden und in der Steuereinheit des Roboters könnten die Positionen von Maschinenstopps vorgehal ten werden und an entsprechenden Stellen die Reinigungsdauer ver- längert werden. Ebenfalls könnte daran gedacht werden, den entspre chenden Roboter einzelne Komponenten innerhalb des Isolatorge häuses demontieren zu lassen, um eine effizientere Reinigung davon zu ermöglichen. Ferner kann nach Abschluss des Reinigungsvor gangs auch noch eine Trocknungsbetätigung durch den Roboter vor- genommen werden, beispielsweise indem dieser eine sterile Aus blaspistole aufnimmt und die gereinigten Komponenten mit dieser trocknet.
- Zuletzt könnte der Roboter auch in automatischen Wiegeprozessen zum Einsatz kommen, indem er Produkte innerhalb des Isolatorge häuses aufnimmt und auf eine entsprechende Wägezelle auflegt, wäh rend er in ähnlicherWeise ebenfalls für Spülvorgänge von Produkten diese aufnehmen kann und über einer Spüleinrichtung positionieren kann.

Claims

Ansprüche
1. Produktionseinrichtung (10; 100), insbesondere für die Pharmain dustrie, umfassend:
- ein Isolatorgehäuse (12; 112), welches dazu eingerichtet ist, funktionelle Komponenten (16; 116) der Produktionseinrichtung (10; 110) und Produkte in ihrem Innenraum (14; 114) aufzuneh men und hermetisch gegen die Umgebung abzuschirmen;
- wenigstens einen Roboter (18; 118a, 118b), welcher in dem Iso latorgehäuse (12; 112) aufgenommen und dazu betreibbar ist, vorbestimmte Aufgaben durchzuführen und/oder mittels einer Fernsteuerung fernsteuerbar ist;
- wenigstens eine Linearbewegungseinheit (20; 120a, 120b), wel che in dem Isolatorgehäuse (12; 112) aufgenommen und dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Roboter (18; 118a, 118b) entlang einer linearen Bewegungsachse (L; L1 , L2) zu verlagern; und
- wenigstens eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Verlagerung und/oder den Betrieb des wenigstens einen Robo ters (18; 118a, 118b) zu steuern.
2. Produktionseinrichtung (10; 100) nach Anspruch 1, ferner umfas send eine Zirkulationsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine Luftzirkulation innerhalb des Isolatorgehäuses (14; 114) hervorzuru fen, wobei die Zirkulationsvorrichtung vorzugsweise eine Filterein heit umfasst.
3. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 und 2, ferner umfassend eine Druckregulierungsvorrichtung, welche da zu eingerichtet ist, den Innendruck innerhalb des Isolatorgehäuses (12; 112) bezüglich des Umgebungsdrucks anzupassen.
4. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linearbewegungseinheit (20) oder wenigstens eine der Linearbewegungseinheiten (120a, 120b) wenigstens eine sich entlang der Bewegungsachse (L; L1 , L2) erstreckende Schiene umfasst.
5. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Roboter (18; 118a, 118b) dazu eingerichtet ist, Petrischalen zu wechseln und/oder Füllnadeln zu installieren und/oder Reinigungsvorgänge auszuführen und/oder Produkte aufzunehmen und abzusetzen und/oder Fehlerdiagnosen und/oder -behebungen durchzuführen.
6. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Roboter (18; 118a, 118b) ei ne Kamera und/oder wenigstens eine Sensoreinheit umfasst, wobei die Kamera- und/oder Sensordaten an eine Anzeige- und/oder Steuervorrichtung ausgegeben werden und/oder für autonome Tä tigkeiten des Roboters (18; 118a, 118b) verwendet werden.
7. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Transportvorrichtung für zu be arbeitende Produkte in dem Isolatorgehäuse (12; 112), welche vor zugsweise oberhalb der Linearbewegungseinheit (20) oder einer der Linearbewegungseinheiten (120a, 120b) angeordnet ist.
8. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die funktionellen Komponenten (16; 116) eine Füllmaschine zum Befüllen von Produkten umfasst.
9. Produktionseinrichtung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolatorgehäuse (12; 112) eine Zugangs- schleuse umfasst, durch welche Produkte und/oder Werkzeuge in den Innenraum (14; 114) eingebbar sind.
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