Soddisfare la domanda di produzione di dispositivi medici

Tecnologia trasformativa

Per molti pazienti, i dispositivi medici innovativi hanno trasformato il loro regime di cura. Questi dispositivi utilizzano sensori avanzati per monitorare i parametri vitali della salute.

I dati vengono trasmessi al paziente tramite telefono cellulare o altro dispositivo– oppure possono essere collegati direttamente a altre apparecchiature mediche.

"Il montaggio del dispositivo di monitoraggio è un processo rigoroso", ha dichiarato Jeff Buck, vicepresidente dell’ingegneria, Automation NTH. "Ed è proprio qui che la nostra azienda eccelle – nelle applicazioni discrete ad alta precisione".

Con sede a Nashville, Tennessee,Automation NTH si concentra sulla consulenza, sulla costruzione personalizzata di macchine e sull’ottimizzazione dei sistemi. Pur servendo molti settori, l’azienda ha sviluppato competenze specifiche nei settori delle scienze della vita, dell’automotive e dell’elettronica. Automation NTH è membro delprogramma PartnerNetwork™ di Rockwell Automation.

Aumento della produzione

Automation NTH è stata contattata da un produttore di dispositivi medici che stava passando dall’assemblaggio manuale alla produzione automatizzata. Come qualsiasi dispositivo medico, è soggetto alla validazione del progetto da parte della FDA, che include la verifica dei controlli di produzione durante tutto il processo.

Per prima cosa, Automation NTH ha determinato i requisiti per ciascuno dei circa 30 passaggi di processo precisi.

"Il processo include passaggi complessi come la piegatura di fili sottili, la saldatura, l’erogazione di resina epossidica e la polimerizzazione", ha spiegato JoeCocchini, staff controls engineer, Automation NTH. "E questo è solo per una parte del dispositivo".

Il sistema di assemblaggio funziona su una piattaforma Rockwell Automation, basata suAllen-Bradley® controller. Per trasportare il dispositivo a ciascuna stazione di assemblaggio, Automation NTH ha scelto un nastro trasportatore a cinghia.

Automation NTH ha commissionato il sistema di assemblaggio modulare convalidato – e lo ha messo in produzione. 

"Man mano che il nostro cliente continuava a crescere, ci ha chiesto di trovare un modo per aumentare la capacità produttiva e ridurre i costi", ha dichiarato Buck. "In particolare, voleva mantenere il processo convalidato – riducendo al contempo il costo complessivo del prodotto finito".

Un modo più economico

Automation NTH ha determinato che i costi di produzione del processo di assemblaggio erano dovuti all’ampio ingombro del sistema.

"Il sistema di assemblaggio si trova in una camera bianca, un ambiente costoso", ha spiegato Buck. "E aumentare la produzione ampliando l’ingombro produttivo avrebbe un impatto negativo sul prezzo del prodotto".

Per sviluppare un approccio più economico, Automation NTH si è rivolta a MagneMover® LITE™, un nastro trasportatore intelligente di Rockwell Automation.

Invece di funzionare a velocità e passo fissi come i nastri trasportatori convenzionali, MagneMover LITE consente il controllo indipendente dei portanti a propulsione magnetica su una guida, con un ingombro più semplice e compatto. Il sistema è progettato per gestire carichi leggeri in modo efficiente e, in quanto sistema di azionamento senza contatto, funziona bene in un ambiente di camera bianca.

Lavorando con il supporto tecnico di Rockwell Automation, Automation NTH ha utilizzato un software di simulazione per guidare la progettazione del sistema.

Come funziona

Un motore software proprietario di Automation NTH funge da interfaccia tra i portanti MagneMover LITE e il controllore.

"Per impostazione predefinita, il motore software è configurato per gestire fino a 100 portanti e 100 stazioni", ha dichiarato Cocchini. "È come un modello e può essere utilizzato ogni volta che sviluppiamo un sistema".

Analogamente a un robot, il sistema MagneMover LITE può essere addestrato utilizzando una modalità manuale per portare il portante nella posizione precisa tramite marcia jog.

"Basta percorrere la linea e insegnare", ha detto Cocchini.

La funzione station manager consente agli utenti di aggiungere, rimuovere o modificare le stazioni senza programmazione aggiuntiva. Considera inoltre il comportamento definito dall’utente e le condizioni attuali della macchina per determinare la migliore destinazione della stazione per il portante successivo.

"Tutto è dinamico", ha spiegato Cocchini. "Il sistema MagneMover LITE valuta la situazione in tempo reale – e poi sceglie automaticamente l’azione che ha il minor impatto sull’OEE (Overall Equipment Effectiveness)".

Mentre il dispositivo medico è assemblato al 100% da macchine, il produttore desiderava la flessibilità di utilizzare sia un processo robotizzato sia manuale per il prelievo e il caricamento degli articoli alle stazioni, a seconda dei requisiti aziendali dell’impianto.  

"Abbiamo progettato un approccio ibrido – ed è qui che MagneMover ha davvero brillato", ha detto Cocchini.

Poiché accelerazioni, decelerazioni, velocità e posizioni sono programmabili, lo stesso equipaggiamento può essere modificato per supportare sia il processo manuale sia quello robotizzato di “prelievo e carico”.