Nauwkeurige lineaire robot voor vulsysteem op maat in bioanalyse

• Wat was er nodig: drylin® E-room lineaire robot, bestaande uit drylin® ZLW-0630 tandriemassen met motor en een drylin® GRQ tandheugelas, NEMA stappenmotor, chainflex® motorkabel en kunststof-energieketting van het type E2.
• Vereisten: Compact systeemformaat met hoog effectief bruikbaar oppervlak; strenge chemische, hygiënische en hoge zuiverheidseisen verbieden smering van het systeem; hoge robuustheid, eenvoudige bediening en hoge precisie; kosteneffectiviteit
• Industrie: Medical technology
• Succes voor de klant: Er is een robuust, compact, stil lopend en betrouwbaar systeem ontwikkeld. economische oplossing. Dankzij de modulariteit van de lineaire robot in de ruimte kunnen de afmetingen flexibel worden aangepast.

Het zeer gespecialiseerde Berlijnse bedrijf M2-Automation ontwikkelt en bouwt apparaten voor de productie van diagnostische systemen en samplevoorbereiding met zeer lage doseervolumes. De op maat gemaakte systemen worden wereldwijd gebruikt voor de complexe behandeling van vloeistoffen. Ze worden gebruikt voor medisch onderzoek en milieuanalyse, bijvoorbeeld voor medische microdoseersystemen voor de nauwkeurige, contactloze dosering van chemische en biologische vloeistoffen en suspensies in het picoliter- en nanoliterbereik.

Voor de constructie van een op maat gemaakt vulsysteem op het gebied van bioanalyse en medische technologie moest een flexibele oplossing worden gerealiseerd voor het automatisch vullen van verschillende vulvolumes van 0,05 ml tot 500 ml in verschillende vaten.
Voor het vulsysteem moest een lineaire robot in de ruimte worden gebouwd om de verhouding tussen effectieve bruikbare ruimte en absolute systeemgrootte te optimaliseren, aangezien ruimte in het laboratorium over het algemeen erg duur is. De buitenafmetingen van het systeem zijn 1.600 x 1.900 x 800 mm, terwijl het beschikbare werkgebied 1.105 x 525 mm is.

Bovendien zijn systemen en apparatuur in de laboratoriumomgeving over het algemeen onderworpen aan strenge chemische, hygiënische en zeer schone eisen, waaraan het portaal ook moet voldoen. Vuil en stof horen niet thuis in het laboratorium. Daarom zou het gebruik van smeermiddelen in het portaal ook een duidelijk uitsluitingscriterium zijn geweest. Het systeem moest ook onderhoudsvrij en dus zo gebruiksvriendelijk mogelijk zijn.
Verdere vereisten voor de lineaire robot in de ruimte waren een hoge mate van robuustheid, eenvoudige bediening en de hoogst mogelijke nauwkeurigheid om het doseerproces voor verschillende volumes en viscositeiten op een reproduceerbare manier en met de juiste snelheid te kunnen uitvoeren.

Tot slot besteedde de verantwoordelijke ontwerper bij M2-Automation ook aandacht aan een zo laag mogelijk gewicht, een compact type dat toch een relatief groot werkgebied moet bestrijken en de kosteneffectiviteit van het nieuwe ontwerp.

Bij het ontwerp van het op maat gemaakte vulsysteem koos de verantwoordelijke ontwerper voor een smeermiddelvrije en onderhoudsvrije drylin® E-room lineaire robot. Verschillende lineaire assen zijn gecombineerd in de portalen om een multidimensionale beweging te realiseren. Aangezien alle bewegende delen van de as zijn uitgerust met polymeer glijlagers, werken de lineaire assen zonder smering. Daarom worden de systemen ook gebruikt in andere vloeistofbehandelingssystemen in laboratoriumtechnologie.

De aansluitklare portalen bevatten voorgemonteerde drylin® lineaire modules of drylin® lineaire assen met NEMA stappenmotor.
Als x-assen worden twee robuuste, horizontaal geïnstalleerde drylin® ZLW-0630 tandriemassen met motor gebruikt. Deze zijn bijzonder geschikt voor positioneringstaken waar de ruimte beperkt is. De vrije hoogte is slechts 31 mm bij een slaglengte van 1.100 mm. De aslengte is aangepast aan de eisen van M2-Automation. Twee 600 mm lange, mechanisch gekoppelde parallelle assen, ook van installatiegrootte ZLW-0630, worden gebruikt voor de y-richting. En een drylin® GRQ tandheugelas is gekozen als z-as voor de doseermodule. De slag van 240 mm kan indien nodig op elk moment opgeschaald worden. Bovendien is de drylin® GRQ-as uitgerust met een variabel klembare houder voor het activeren van de geïntegreerde naderingsschakelaar. Hierdoor kan de exacte vrijgavepositie snel worden ingesteld en gewijzigd, wat de precisie verhoogt.

In het algemeen maakt de modulariteit van de lineaire robot in de ruimte een flexibele aanpassing aan de afmetingen mogelijk. Hij voldoet ook aan alle vereisten voor positioneringsnauwkeurigheid, snelheid en duurzaamheid in de toepassing. De prijs-prestatieverhouding van de lineaire modules was ook een doorslaggevende factor voor M2-Automation. De positioneringsnauwkeurigheid van het portaal is +/- één millimeter. Momenteel kunnen tot 1400 flessen gevuld worden in één systeemcyclus. Het assysteem positioneert de vulnaald nauwkeurig in elke flessenhals. De maximale rijsnelheid is 300 m/s.

NEMA 11, 17 en 23 stappenmotoren met optische incrementele encoders worden gebruikt in een gesloten regelkring. Er is gekozen voor inductieve precisie naderingsschakelaars als eindschakelaars. Daarnaast maken chainflex® motorkabels en onze compacte E2 serie kabelrups® het project compleet. De energiekettingen beschermen de kabels tegen slijtage.