Die Lösung von Festo ist Teil einer modularen JANUS® G3 Liquid-Handling-Workstation, die flexibel an unterschiedliche Kundenanforderungen angepasst werden kann. Folgende Prozessschritte werden in der Anwendung berücksichtigt: Vereinzeln der unterschiedlich großen Probengefäße aus dem Rack → Identifizieren der Proben → Vortexen → Öffnen des Deckels → Aufsetzen der geöffneten Probe unter eine Pipette → Verschließen des Deckels nach der Probenahme → Zurückstellen der Probengefäße in das Rack.
Es müssen zwei verschiedene Arten von Probengefäßen mit sehr unterschiedlichen Abmessungen gehandhabt werden: ThinPrep®: 42 mm Durchmesser x 75 mm Höhe und SurePath®: 33 mm Durchmesser x 52 mm Höhe.
Die Kappen der Probengefäße sind flach und eignen sich daher nicht für die Automatisierung. Dies stellt besondere Anforderungen an das Öffnen und Schließen mit einem hohen Drehmoment von bis zu 2 Nm. Aufgrund der besonderen Geometrie des Gefäßbodens kann schon die kleinste Lageveränderung dazu führen, dass die Probengefäße nicht mehr in das Rack zurückgestellt werden können.
Der Kunde wollte einen vollelektrischen Industrieroboter, der einen Arbeitsbereich mit 2 Tabletts mit je 48 Probengefäßen abdeckt. Die Lösung sollte auch optisch perfekt zum Gesamtsystem passen, ohne dass die bestehende Plattform verändert werden muss. Darüber hinaus war auch eine Nachrüstmöglichkeit für bereits auf dem Markt befindliche Systeme gefordert.
Festo entwickelte insgesamt fünf Subsysteme, bestehend aus Festo Standardkomponenten, einer PerkinElmer® JANUS® G3 Workstation und einem kundenspezifischen Drehgreifermodul.
Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden konnte die Komplexität des Industrieroboters auf ein Minimum reduziert werden. Der Industrieroboter (3-dimensionales Portal) nutzt die vorhandenen Führungen in der JANUS® G3 Workstation, so dass kompakte Achsen gewählt werden konnten. Das Drehgreifermodul mit modifiziertem Standardgreifer ist Teil des 3-dimensionalen Portals und dient der Entnahme einzelner Probengefäße aus einem Tray. Nachdem das Probengefäß durch einen Barcode-Leser eindeutig identifiziert wurde, wird es sehr schnell um seine vertikale Achse gedreht, um sicherzustellen, dass die Probe im Gefäß mit der Suspension vermischt ist. Das Probengefäß wird dann geöffnet und unter eine Pipette gehalten. Nach der Probenahme wird das Gefäß wieder verschlossen und in die Schale zurückgelegt.
The caps of the vials are continuously gripped by the rotary gripper module during all process steps. This ensures that each vial can be placed back into the tray with a high level of precision after opening and closing.
Several beta versions of the entire workstation are currently being tested by selected end users. At the same time, the entire system is being certified by the German Technical Control Board (TÜV) in order to make it available to a broad market in the future.
The collaboration with Festo has paid off for the customer in several respects. The sample handling solution from Festo increases the speed, flexibility and process reliability of the overall system, minimises complexity and maximises the efficient use of the components. In addition, the customer was able to reduce development costs and accelerate time to market. Collaborative engineering with Festo will be stepped up in the future, as it gives the customer the freedom to focus on strategic innovations and respond even more flexibly to constantly changing market requirements.
For research purposes only. Not for use in diagnostic procedures.