샘플 용기의 자동 열기 및 닫기

기술 요구 사항에서 올바른 솔루션에 이르기까지

실험실 자동화에서 샘플 용기의 핸들링, 특히 열기 및 닫기는 도전 과제에 해당합니다. 최소한의 복잡성 및 높은 공정 신뢰성을 최적으로 조합하는 것이 것이 중요합니다. 여기에서는 올바른 솔루션을 도출하기 위해 무엇이 중요한지 확인할 수 있습니다.

기본 요소는 예를 들어 3D 핸들링 시스템에 연결된 회전 그리퍼 장치입니다. 샘플 용기의 치수와 필요한 토크는 올바른 솔루션을 찾기 위한 출발점에 해당합니다. 서로 다른 형태의 용기를 핸들링해야 하는지도 결정적인 요소에 해당합니다.

요구되는 토크

샘플 용기 자체가 기술적 요건을 결정합니다. 열기 및 닫기를 위해 얼마의 토크가 필요한지를 지정해야 합니다. 필요한 토크의 크기는 가능한 한 현실적인 조건에서 차후에 사용되는 용기를 이용해 항상 사전에 테스트해야 합니다. 샘플 용기를 수동으로 채울 때 나사산이 예를 들어 포도당 또는 식염수 함유성 매체와 같은 이물질로 오염될 수 있습니다. 밀봉 후 액체가 건조되어 접착되거나 결정화가 나타날 수 있습니다. 이로 인해 열 때 훨씬 더 높은 공정력이 필요합니다. 새로운 용기로 테스트하는 경우에는 기술적 요건을 낮게 지정하는 위험이 존재합니다.

끼워맞춤 결합(positive connection)의 경우 그리퍼의 힘이 크게 감소할 수 있습니다. 이와 달리 억지 끼워맞춤식 그리핑은 훨씬 더 높은 힘을 필요로 합니다.

Festo의 표준 솔루션을 사용하면 최대 5 Nm의 토크와 최대 200 N의 파지력(배치에 따라 결정)을 구현할 수 있습니다. 기타 사양은 요청 시 가능.

용기의 크기

필요한 스트로크는 용기의 높이와 직경에서 산출됩니다.

크기가 다른 용기의 경우 핸들링을 위한 더 긴 Z 스트로크 외에도 더 큰 그리퍼 스트로크가 하나의 시스템으로 가능한 한 많은 요구 사항을 처리하는 데 유리합니다.

이를 통해 전체 솔루션의 복잡성이 크게 감소됩니다.

서로 다른 나사 피치

하나의 응용 분야에서 다양한 샘플 용기를 핸들링할 때 그 크기뿐 아니라 커버의 나사 연결부에서도 큰 차이가 나타납니다.

열고 닫을 때 회전 및 리프팅 동작의 동기화는 소프트웨어를 통해 해결하는 경우 매우 복잡할 수 있습니다. 따라서 Festo의 EHMD 로터리 그리핑 모듈용으로 Z 보상이 적용된 마운팅 어댑터가 개발되었습니다. 이것은 열고 닫을 때 최대 10 mm까지 커버의 나사 피치를 자동으로 보정합니다. 패시브 슬라이더가 포함된 이 간단한 기계적 솔루션에서는 회전 중에 Z축의 제어 동작이 필요하지 않습니다. 따라서 동기화 프로그래밍이 필요하지 않으며 프로세스 절차가 훨씬 더 단순합니다.

용기 고정

커버를 열고 닫을 때 열기 및 닫기 토크를 상쇄하기 위해 추가적으로 용기를 고정해야 합니다. 예를 들어 다양한 스트로크를 통해 다양한 용기 크기에 맞출 수 있는 클램핑 장치 또는 두 번째 그리퍼가 이 용도에 이상적입니다. 용기에 따라 패시브 클램핑이 포함된 끼워맞춤 결합부로도 충분할 수 있습니다.

안전한 닫기

커버를 닫을 때 2개의 나사산이 서로 맞물려야 합니다. 이 과정에서 커버가 경사지게 놓일 수 있습니다. 돌려 잠글 때 커버가 제대로 닫히지 않은 상태에서도 사전 정의된 닫힘 토크가 정렬 불량으로 인해 도달됩니다. 고가의 센서를 사용하지 않고도 이런 위험을 배제하기 위해 Festo에서는 "감지 단계"를 프로세스에 통합시켰습니다. 커버를 올린 후에 먼저 커버와 용기의 나사산을 정렬하기 위해 약간의 압력으로 커버를 반시계방향으로 360° 돌리게 됩니다. 이후에 비로소 회전 각도를 모니터링하는 조건으로 커버가 회전을 통해 닫힙니다. 이어서 정의된 창에서 모터 전류 측정을 통해 간접 토크 점검이 이루어집니다. 이 과정에서 오류 메시지가 발생하지 않으면 용기가 안전하게 닫혀 있을 확률이 매우 높습니다.

Festo 디캐핑 솔루션

다수의 다양한 샘플 용기는 자동화된 열기 및 닫기와 관련해 도전적인 기술적 과제들이 존재한다는 것을 의미합니다. Festo는 콤팩트한 핸들링 시스템의 일부로서, 완전한 회전 그리퍼 모듈 및 개별 표준 구성품으로 구성된 솔루션에서부터 고객별 추가 및 신규 개발에 이르는 포괄적 솔루션을 제공합니다.

회전 그리퍼 모듈 EHMD

EHMD는 동급에서 가장 컴팩트한 회전식 그리핑 모듈로서 예를 들어 HPLC 적용 분야에서 특히 작은 샘플 용기를 열고 닫는 용도에 적합합니다. 0.3 Nm의 최대 토크는 최대 15 ml의 용기를 여는 데 충분합니다. 선택적 보정 모듈은 회전하는 동안 커버의 나사산 피치를 자동으로 보정하여 다양한 커버 유형과 나사산 피치에 쉽게 적용할 수 있습니다. 회전 그리퍼 모듈은 완전 전동식 또는 공압식 그리퍼의 두 가지 버전으로 제공됩니다. 두 버전 모두 무제한 회전이 허용됩니다.

회전 그리퍼 모듈 EHMD

하이브리드 로터리 선형 모듈 DSL-16-... -SA

DSL-16-... -SA는 높은 토크와 파지력이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 폭이 좁은 콤팩트 모듈을 사용하면 최대 1.7 Nm의 조정 가능한 토크로 둥근 목과 밀봉 캡 또는 커버가 있는 용기를 안정적이고 부드럽게 열 수 있습니다. 정밀하게 조정 및 모니터링할 수 있는 공압 스트로크 및 그리핑 동작과 전동 회전 동작의 조합을 통해 샘플 핸들링을 안전하고 재현 가능한 방식으로 구현합니다 .

하이브리드 로터리 선형 모듈 DSL-16-... -SA

EHPS와 ERMO의 조합

전동 표준 그리퍼 EHPS전동 로터리 드라이브 ERMO의 조합을 통해 다양한 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. EHPS에서는 소형 용기 또는 중형 용기를 위한 다양한 스트로크가 적용된 3가지 유형 중 하나를 선택할 수 있습니다. ERMO는 0.15~5 Nm의 최대 토크를 갖는 4가지 크기로 제공됩니다. 회전 드라이브에는 모터와 드라이브 시스템(모터 컨트롤러)이 영구적으로 장착된 기계 장치, 통합 웹 브라우저 기술 및 적합한 연결 케이블이 포함됩니다.

EHPS와 ERMO의 조합

고객 맞춤형 개발

Festo의 표준화된 구성요소를 통해, 매우 협소한 공간에서도 최고의 품질 및 효율성으로 다양한 요건을 충족시킬 수 있습니다. 구체적인 요구 사항 또는 도전 과제를 위해 Festo에서는 기존 제품을 수정하거나 완전히 새로운 솔루션을 개발하고 있습니다. 당사에서 계획 프로세스에 더 빨리 참여할수록 고객에게는 더 큰 혜택이 돌아갑니다. 예를 들어 Festo USA에서는 표준 Festo 구성요소와 수정된 회전 그리퍼 모듈을 사용하여 고객 시스템에 완벽하게 통합되는 샘플 핸들링용 초소형 솔루션을 개발했습니다. 결과: 생산성 및 프로세스 신뢰성의 극대화 및 복잡성의 최소화.

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11월 2018

개요