Derk Wilten, Inhaber und Geschäftsführer von Synchron Lab Automation, erklärt, wie die Zusammenarbeit mit Festo begann: "Früher haben wir uns nur auf das Konzept einer Lösung konzentriert und sie dann von einem Partner umsetzen lassen. Das liegt daran, dass wir ursprünglich ein Software-Unternehmen sind. Als Niels Kruize ins Unternehmen kam, sagte er uns, dass er der festen Überzeugung ist, dass wir selbst schlüsselfertige Lösungen bauen sollten. Niels Kruize ist bei Synchron Lab Automation für die Geschäftsentwicklung zuständig. Er arbeitete zuvor in England, wo er eng mit Festo zusammenarbeitete. Aufgrund seiner positiven Erfahrungen schlug er vor, unser erstes selbst entwickeltes Produkt mit technischem Know-how und Komponenten von Festo auf den Markt zu bringen."
Ein Partner, der an das Projekt glaubt
Niels Kruize führt aus: "Festo ist ein führendes Unternehmen mit einem globalen Netzwerk von Komponentenlieferanten sowie einem weltweiten Service und Support. Sie haben uns bei der Konstruktion geholfen und ihr Wissen mit uns geteilt. Es war sehr wertvoll, dass sie in verschiedenen Märkten aktiv sind." Synchron beliefert Kunden in der ganzen Welt und ist daher sehr froh, einen Partner zu haben, der Teile in Deutschland genauso schnell liefern kann wie in Singapur. Derk Wilton war schnell überzeugt: "Festo arbeitet mit den gleichen Methoden wie wir. Es ist sehr beruhigend, mit einem Partner zu arbeiten, der an das Projekt glaubt."
Intensive, kontinuierliche Betreuung
Die Entwickler von Synchron wurden von Anfang an intensiv von Festo unterstützt. Key Account Manager Bert Baas von Festo erklärt: "Unsere Automatisierungsexperten haben uns während der gesamten Entwicklung der Extraktionsmaschine unterstützt. Sie schlugen zum Beispiel den Einsatz der neuen CPX-E Einheit vor, um einen echten Mehrwert zu schaffen. Sie haben das Modul in diesem Projekt eingesetzt, bevor es überhaupt auf dem Markt erhältlich war."
Laborautomatisierung inspiriert durch Industrie 4.0
Derk Wilten: "Wir haben in unserer Branche keine 24/7-Produktion, was auf die Komponenten und die Art und Weise, wie Lösungen entwickelt werden, zurückzuführen ist. Aber Festo setzt auf Industrie 4.0, optimale Verfügbarkeit, Service und vorbeugende Wartung." Die Extraktionsmaschine läuft jetzt acht Stunden im Dauerbetrieb, kann aber auch 24 Stunden nonstop betrieben werden. Ihre Kapazität ist bereits achtmal höher als die anderer derzeit auf dem Markt erhältlicher Optionen.
Niels Kruize wirft ein: "Wir haben tatsächlich eine sehr kleine Fabrik geschaffen. Kürzlich machte einer unserer Kunden eine unbezahlbare Aussage. Er sagte: "Das ist so schön und gleichzeitig so einfach, dass ich einfach nicht verstehe, warum das nicht schon früher erfunden wurde." Bert Baas von Festo ergänzt: "Es ist ein perfektes Beispiel für eine Kombination aus Industrie- und Laborautomatisierung." Die Hardware der Maschine ist in Funktionen gegliedert, die jeweils so einfach und effizient wie möglich gestaltet sind. Die kleine Fabrik ist mit seriellen statt mit parallelen Antrieben ausgestattet. Die Platten werden kontinuierlich durch die Pipettier-, Spül- und Waschstationen bewegt und positioniert.
Wie die DNA-Extraktionsmaschine funktioniert
Das Verfahren, das auf der Maschine abläuft, wird in der Agrarindustrie für die Pflanzenzüchtung eingesetzt. Die DNA wird aus geschreddertem Pflanzenmaterial extrahiert. Komponenten von Festo übernehmen in allen Phasen der Extraktion wichtige Funktionen. Der Prozess beginnt mit einem Träger, der bis zu 400 Mikrotiterplatten aufnehmen kann - 200 für den Input und 200 für den Output.
Identifizierung und Transport: Der Barcode-Leser SBSI scannt alle Mikrotiterplatten zu Beginn eines Durchgangs. Elektrische Achsen EGC in Kombination mit einem Schwenkantrieb DRRD und einem Greifer DHPS nehmen die Mikrotiterplatten auf und setzen sie auf Träger, die auf einem Transportsystem die verschiedenen Stationen durchlaufen.
Spülung: Metallische Mikrokügelchen werden hinzugefügt, um die DNA von dem anderen Material zu trennen. Die DNA heftet sich an die Mikrokügelchen, während das übrige Material in den Mikrotiterplatten aufschwimmt. An mehreren Waschstationen wird den Mikrotiterplatten Flüssigkeit zugeführt und entnommen. Der Pipettierkopf wird während dieses Vorgangs von einem elektrischen Schieber EGSC abgesenkt. Nach dem Spülen verbleibt saubere DNA in der Mikrotiterplatte und wird über das Transportsystem dem letzten Verarbeitungsschritt, der DNA-Extraktion, zugeführt.
Extraktion: Für die Handhabung des Pipettierkopfes zur Extraktion der DNA sind elektrische Achsen EGC in Kombination mit einem elektrischen Schlitten EGSL zuständig. Jede Platte enthält 96 Proben und benötigt zwanzig Minuten von Anfang bis Ende, wobei alle 2,5 Minuten eine neue Platte begonnen wird.
Die Maschine ist seriell und modular aufgebaut und hat fast keine Schaltverzögerungen. Zur Steuerung des Systems werden die CPX-E und Ventilinseln VTUG mit IO-Link® eingesetzt. Die CPX-E ist als Remote-I/O-System oder SPS mit EtherCAT-Master-Controller und Motion-Controller entwickelt worden. Kombiniert mit elektrischen Antrieben und Steuerungen von Festo ist das eine echte Innovation.
Die Grenzen verschieben - eine gemeinsame Leistung
Niels Kruize ist sehr erfreut, dass sein Vertrauen in die Zusammenarbeit bestätigt wurde. "Sie verschafft uns einen enormen zusätzlichen Nutzen. Die Zusammenarbeit wird von beiden Seiten als eine echte Partnerschaft betrachtet. Für beide Unternehmen ist dieses Projekt ein völlig neues Unterfangen - und auch die Kommunikationstechnologie ist für uns neu. Wir lernen voneinander und schauen in die Zukunft, was der nächste Schritt sein könnte." Bert Baas: "Wir diskutieren mit Synchron über neue Technologien und sind gespannt auf die Möglichkeiten, die sie bieten."
