V automatizaci laboratoří představuje manipulace s lahvičkami se vzorky – a zejména jejich otevírání a zavírání – zvláštní výzvu. Je důležité spojit vysokou spolehlivost s minimální složitostí. Zde se dozvíte, co je důležité pro nalezení správného řešení.
Základním prvkem je otočná jednotka s chapadlem, která je spojena například s prostorovým manipulačním systémem. Výchozím bodem pro nalezení správného řešení jsou rozměry lahviček na vzorky a potřebné točivé momenty. Je také zásadní, zda je nutné zacházet s různými lahvičkami.
Technické požadavky udávají také samy lahvičky na vzorky. Je důležité si ujasnit, jaký točivý moment je potřeba k jejich otevření a zavření. Velikost požadovaného točivého momentu by měla být vždy předem otestována s později použitými lahvičkami – za podmínek, které jsou co nejvíce realistické. Při ručním plnění lahviček se vzorky se může závit zašpinit např. médii obsahujícími glukózu či sůl. Po uzavření kapalina zaschne a začne lepit či krystalizuje. Proto jsou pro otevírání nutné mnohem větší síly. Při testech jen na nových lahvičkách vzniká riziko podhodnocení technických požadavků.
Síly na chapadle lze výrazně snížit pomocí tvarového úchopu. Silový úchop oproti tomu vyžaduje mnohem větší síly.
Se standardními řešeními od Festo lze dosáhnout točivého momentu až 5 Nm a síly (v závislosti na uspořádání) až 200 N. Více je možné na vyžádání.
Potřebné zdvihy jsou odvozeny od výšky a průměru lahviček.
U lahviček různých velikostí je kromě delšího zdvihu Z pro manipulaci také výhodný větší zdvih chapadla, aby mohlo být splněno co nejvíce požadavků pouze jediným zařízením.
Zařízení se výrazně zjednoduší.
Potřebné zdvihy jsou odvozeny od výšky a průměru lahviček.
Při manipulaci s různými lahvičkami na vzorky v aplikaci se často velmi liší nejen rozměry, ale také šroubové spoje víček.
Souběžná synchronizace otáčení a zdvihu při otevírání a zavírání může být velmi složitá, pokud úloha spočívá na softwaru. Pro otočný modul s chapadlem EHMD od Festo byl proto vyvinut montážní adaptér s kompenzací v ose Z. Tím se automaticky vyrovnává stoupání závitu víček při otevírání a zavírání až do 10 mm. Toto jednoduché mechanické řešení s pasivním jezdcem umožní volný pohyb v ose Z bez nutnosti aktivního pohonu. Odpadá synchronizace a průběh pohybu je výrazně jednodušší.
Při otevírání a zavírání víček musí být lahvička dodatečně fixována, aby se vyrovnaly momenty od otevírání nebo zavírání. Pro tento úkol je ideální například svěrná jednotka nebo druhé chapadlo, které lze různým zdvihem přizpůsobit různým velikostem lahviček. V závislosti na lahvičkách může stačit i jednoduché pasivní tvarové upnutí.
Při zavírání víčka je třeba vzájemně správně umístit dva závity. Může se stát, že je víčko nasazeno našikmo. Při otáčení se pak vlivem nesouososti dosáhne předem definovaného uzavíracího momentu, ačkoli víčko není správně uzavřeno. Pro vyloučení tohoto rizika bez drahých čidel jsme do procesu přidali „vyhledávací fáze“. Po nasazení víčka se nejprve mírným tlakem otočí o 360 ° proti směru hodinových ručiček, aby se závity víčka a lahvičky vzájemně srovnaly. Teprve poté se víčko uzavře se sledováním úhlu natočení. Točivý moment se pak sleduje nepřímo měřením proudu do motoru, zda hodnoty leží v definovaném úseku hodnot. Pokud se neobjeví žádné chybové hlášení, je velmi vysoká pravděpodobnost, že je lahvička spolehlivě uzavřena.
Už jen velký počet různých lahviček na vzorky má za následek velké spektrum technických požadavků na automatické otevírání a zavírání. Poskytujeme širokou řadu možností v rámci kompaktních manipulačních systémů – od kompletních otočných modulů s chapadlem a řešení složených z jednotlivých standardních komponentů až po další a nový vývoj na zakázku.
EHMD jsou nejkompaktnější otočné moduly s chapadlem ve své třídě a jsou zvláště vhodné pro otevírání a zavírání malých lahviček na vzorky, v aplikacích se používají např. s HPLC. Maximální točivý moment 0,3 Nm je dostatečný pro otevírání lahviček do 15 ml. Volitelný kompenzační modul automaticky kompenzuje stoupání závitu víčka při otáčení – pro snadné přizpůsobení nejrůznějším typům víček a stoupání závitů. Otočné moduly s chapadlem jsou dostupné ve dvou verzích: zcela elektrické nebo elektrické s pneumatickým chapadlem. Obě verze umožňují nekonečné otáčení.
Moduly DSL-16- ... -SA jsou ideální pro aplikace, kde se vyžadují velké točivé momenty a síly úchopu. S kompaktními a štíhlými moduly lze lahvičky s kulatým hrdlem a uzavírací krytkou nebo víčkem otevírat spolehlivě a jemně – s nastavitelným točivým momentem až 1,7 Nm. Kombinace pneumatického zvedání/úchopu a elektrického otáčení, které lze přesně nastavit a sledovat, činí manipulaci se vzorky spolehlivou a reprodukovatelnou .
Kombinací elektrického standardního chapadla EHPS a elektrického otočného pohonu ERMO lze splnit mnoho různých požadavků. S EHPS máte na výběr mezi třemi typy s různou délkou zdvihu pro malé až středně velké nádobky. ERMO je k dispozici ve čtyřech velikostech – s maximálními točivými momenty od 0,15 do 5 Nm. Součástí otočného pohonu je mechanika s pevně připojeným motorem a hnacím systémem (ovladač motoru), integrovaná technologie webového prohlížeče a vhodné propojovací kabely.
Se standardizovanými komponenty od Festo lze hospodárně, na nejmenším prostoru a v nejvyšší kvalitě splnit velké množství požadavků. Pro velmi specifické požadavky nebo složité úlohy upravujeme stávající výrobky nebo vyvíjíme zcela nové. Čím dříve se zapojíme do procesu konstrukce, tím větší může pro Vás být přínos. Tak např. společnost Festo USA vyvinula velmi kompaktní řešení pro manipulaci se vzorky, které se dokonale integruje do systému zákazníka – se standardními komponenty Festo a upravenými otočnými moduly s chapadlem. Výsledek: minimální složitost s maximální produktivitou a spolehlivostí procesu.
