Exakt rumsgantry för kundanpassat fyllningssystem inom bioanalys

• Vad behövdes: drylin E-space gantry, bestående av drylin ZLW-0630 kuggremsaxlar med motor och en drylin GRQ kuggstångsaxel, stegmotorer, chainflex motorkablar och energikedjor av plast typ E2
• Krav som ställs: Kompakt systemstorlek med stor effektiv användbar yta; strikta krav på kemikalier, hygien och hög renhet förbjuder smörjning av systemet; hög robusthet, enkel drift och hög precision; kostnadseffektivitet
• Bransch: Medicinsk teknik
• Framgång för kunden: Ett robust och kompakt system utvecklades, Detta skapar en smidig och ekonomisk lösning. Rumsportalernas modularitet möjliggör också flexibel anpassning till storleksspecifikationerna.

Det högspecialiserade Berlinbaserade företaget M2-Automation utvecklar och bygger utrustning för produktion av diagnostiska system och provberedning med mycket låga doseringsvolymer. De kundanpassade systemen används över hela världen för komplex hantering av vätskor. De används för medicinsk forskning och miljöanalys, till exempel för medicinska mikrodispenseringssystem för exakt, kontaktfri dispensering av kemiska och biologiska vätskor och suspensioner i picoliter- och nanoliterområdet.

För konstruktionen av ett kundanpassat fyllningssystem inom bioanalys och medicinsk teknik skulle en flexibel lösning för automatisk fyllning av olika fyllningsvolymer från 0,05 ml till 500 ml i olika kärl realiseras.
För fyllningssystemet skulle en rumsportal byggas som skulle ge ett optimalt förhållande mellan effektivt användbart utrymme och absolut systemstorlek, eftersom utrymme i laboratoriet i allmänhet är mycket dyrt. Systemets yttermått är 1.600 x 1.900 x 800 mm, medan det tillgängliga arbetsutrymmet är 1.105 x 525 mm.

Dessutom är system och utrustning i laboratoriemiljö i allmänhet föremål för strikta krav på kemikalier, hygien och hög renhet, vilket även gantry måste uppfylla. Smuts och damm har ingen plats i laboratoriet. Av denna anledning skulle användning av smörjmedel i portalen också ha varit ett tydligt uteslutningskriterium. Systemet måste också vara underhållsfritt och därmed så användarvänligt som möjligt.
Ytterligare krav på rumsportalen var en hög grad av robusthet, enkel användning och högsta möjliga noggrannhet för att kunna utföra doseringsprocessen för olika volymer och viskositeter med lämplig hastighet på ett reproducerbart sätt.

Slutligen har den ansvarige konstruktören på M2-Automation också tagit hänsyn till lägsta möjliga vikt, en kompakt design som ändå täcker ett relativt stort arbetsområde och kostnadseffektiviteten i den nya designen.

Vid utformningen av det kundanpassade fyllningssystemet valde den ansvariga konstruktören en smörj- och underhållsfri Drylin E-space-portal. Portalerna kombinerar flera linjära axlar för att åstadkomma en flerdimensionell rörelse. Eftersom alla rörliga delar i axlarna är utrustade med glidlager av polymer fungerar de linjära axlarna utan smörjning. Av denna anledning används systemen även i andra vätskehanteringssystem inom laboratorietekniken.

De anslutningsfärdiga portalerna innehåller förmonterade drylin linjärmoduler eller drylin linjäraxlar med NEMA-stegmotorer.
Som x-axel används två robusta, horisontellt monterade drylin ZLW-0630 kuggremsaxlar med motor. Dessa är särskilt lämpliga för positioneringsuppgifter där utrymmet är begränsat. Installationshöjden är bara 31 mm med en slaglängd på 1.100 mm. Axelns längd anpassades för att uppfylla M2-Automations krav. Två 600 mm långa, mekaniskt kopplade parallella axlar, även de i storlek ZLW-0630, används för y-riktningen. Och en drylin GRQ k uggstångsaxel har valts som z-axel för dispenseringsmodulen. Slaglängden på 240 mm kan skalas när som helst om så krävs. Dessutom har drylin GRQ-axeln utrustats med en variabelt spännbar hållare för utlösning av den integrerade initiatorn. Detta gör att den exakta utlösningspositionen kan ställas in och ändras snabbt, vilket ökar precisionen.

Sammantaget möjliggör de spatiala portalernas modularitet en flexibel anpassning till storleksspecifikationerna. Dessutom uppfylls alla krav på positioneringsnoggrannhet, hastighet och hållbarhet i applikationen. Pris/prestandaförhållandet för de linjära modulerna var också en avgörande faktor för M2-Automation. Portalen har en positioneringsnoggrannhet på +/- en millimeter. För närvarande kan upp till 1.400 flaskor fyllas i en systemcykel. Axelsystemet positionerar fyllningsnålen exakt i varje flaskhals. Den maximala körhastigheten är 300 m/s.

NEMA 11, 17 och 23 stegmotorer med optiska inkrementella pulsgivare i en sluten styrslinga används för rörelsen. Som gränslägesbrytare har man valt induktiva precisionsavkännare. Projektet kompletteras med chainflex-motorkablar och våra kompakta e-kedjor i E2-serien. Energikedjorna skyddar kablarna från slitage.