Geautomatiseerd openen/sluiten van monsterpotjes

Van de technische vereisten tot de passende oplossingen

In de laboratoriumautomation is de handling van monsterpotjes - en vooral het openen en sluiten - een bijzondere uitdaging. Het doel is een hoge procesbetrouwbaarheid te combineren met een minimale complexiteit. Hier leest u wat er nodig is om tot de juiste oplossing te komen.

Het basiselement is een draai-grijpeenheid, die bijvoorbeeld wordt aangesloten op een 3D-handlingsysteem. Het uitgangspunt voor het vinden van de juiste oplossing zijn de afmetingen van de monsterpotjes en de noodzakelijke draaimomenten. Het is ook van cruciaal belang of verschillende vaten moeten worden verhandeld.

Het noodzakelijke draaimoment

De monsterpotjes zelf stellen de technische eisen. Verduidelijkt moet worden hoeveel draaimoment nodig is om ze te openen en te sluiten. De vereiste hoeveelheid draaimomenten moet altijd vooraf worden getest met de vaten die later zullen worden gebruikt - en onder zo realistisch mogelijke omstandigheden. Bij het manueel vullen van de monsterpotjes kan de draad verontreinigd raken met media die bijvoorbeeld glucose of zout bevatten. Na het afsluiten droogt de vloeistof uit en kleeft deze aan elkaar of kristalliseert. Dit betekent dat bij het openen veel hogere proceskrachten nodig zijn. Als u alleen met gloednieuwe vaten test, loopt u het risico dat u de technische eisen te laag stelt.

De krachten op de grijper kunnen aanzienlijk worden verminderd met een positieve verbinding. Voor het grijpen met kracht zijn daarentegen veel grotere krachten nodig.

Draaimomenten tot 5 Nm en grijpkrachten (afhankelijk van de opstelling) tot 200 N kunnen worden bereikt met standaardoplossingen van Festo. Andere zijn mogelijk op aanvraag.

De grootte van de vaten

De benodigde slagen worden afgeleid uit de hoogte en de diameter van de vaten.

Naast een langere handling Z-slag is een langere grijperslag ook voordelig voor vaten van verschillende afmetingen, om met één systeem aan zoveel mogelijk eisen te kunnen voldoen.

Dit vermindert de complexiteit van de totale oplossing aanzienlijk.

Verschillende schroefdraadsteken

Bij de handling van verschillende monsterpotjes in één toepassing zijn vaak niet alleen de afmetingen zeer verschillend, maar ook de schroefkoppelingen van de deksels.

De gelijktijdige synchronisatie van de draai- en hefbeweging tijdens het openen en sluiten kan zeer complex zijn om softwarematig op te lossen. Daarom werd een bevestigingsadapter met Z-compensatie ontwikkeld voor de EHMD-draaigrijpmodule van Festo. Dit compenseert automatisch de schroefdraadsteek van de deksels tot 10 mm tijdens het openen en sluiten. Door deze eenvoudige mechanische oplossing met een passieve schuifregelaar hoeft de Z-as tijdens de rotatie niet gecontroleerd te worden bewogen. De programmering van de synchronisatie is niet meer nodig en de procesafloop wordt veel eenvoudiger.

Fixering van de vaten

Bij het openen en sluiten van het deksel moet het vat extra worden vastgezet om de openings- of sluitingsmomenten tegen te gaan. Voor deze taak is bijvoorbeeld een klemeenheid of een tweede grijper geschikt, die door middel van verschillende slagen kan worden aangepast aan verschillende grootten van vaten. Afhankelijk van de vaten kan een eenvoudige vormsluiting met passieve klemming ook voldoende zijn.

Veilig afsluiten

Bij het sluiten van het deksel moeten twee schroefdraden op één lijn worden gebracht. Hier kan het gebeuren dat het deksel er schuin op wordt gezet. Bij het sluiten wordt dan door de verkeerde positie het vooraf bepaalde sluitmoment bereikt, hoewel het deksel niet goed gesloten is. Om dit risico te elimineren zonder dure sensoren, integreert Festo een "vindstap" in het proces. Nadat het deksel is aangebracht, wordt het eerst met lichte druk 360° linksom gedraaid om de schroefdraad van het deksel en het vat op elkaar af te stemmen. Pas daarna wordt het deksel gesloten en de draaihoek gecontroleerd. Vervolgens wordt in een gedefinieerd venster een indirecte draaimomentcontrole uitgevoerd door middel van een motorstroommeting. Als hierbij geen foutmelding wordt gegeven, is het vat waarschijnlijk goed afgesloten.

Decapping-oplossingen van Festo

Alleen al het grote aantal verschillende monsterpotjes leidt tot een breed scala van technische eisen voor het automatisch openen en sluiten. Festo biedt hiervoor een breed scala aan oplossingen als onderdeel van compacte handlingsystemen - van complete draaigrijpmodules en oplossingen uit afzonderlijke standaardcomponenten tot klantspecifieke verdere en nieuwe ontwikkelingen.

Draaigrijpmodule EHMD

EHMD is de meest compacte draaigrijpmodule in zijn klasse en is bijzonder geschikt voor het openen en sluiten van kleine monsterpotjes, zoals die gebruikt worden in HPLC-toepassingen. Het maximum draaimoment van 0,3 Nm is voldoende voor het openen van vaten met een inhoud tot 15 ml. Een optionele compensatiemodule compenseert automatisch de schroefdraadsteek van de deksels tijdens het draaien - voor eenvoudige aanpassing aan een groot aantal dekseltypes en schroefdraadsteken. De draaigrijpmodule is verkrijgbaar in twee versies: volledig elektrisch of met een pneumatische grijper. Bij beide is eindeloze rotatie mogelijk.

Draaigrijpmodule EHMD

Hybride roterende lineaire module DSL-16-... -SA

De DSL-16- ... -SA is ideaal voor toepassingen waarbij hoge draaimomenten en grijpkrachten vereist zijn. Met de compacte en slanke module kunnen vaten met ronde hals en afsluitkappen betrouwbaar en voorzichtig worden geopend - met een instelbaar koppel tot 1,7 Nm. De combinatie van pneumatische hef- en grijpbeweging en nauwkeurig instelbare en controleerbare elektrische roterende beweging maakt de handling van monsters veilig en reproduceerbaar .

Hybride roterende lineaire module DSL-16-... -SA

Combinatie van EHPS en ERMO

Door een combinatie van de elektrische standaardgrijper EHPS en de elektrische draaiaandrijving ERMO kan aan veel verschillende eisen worden voldaan. Bij EHPS kunt u kiezen uit drie types met verschillende slaglengtes voor kleine tot middelgrote vaten. ERMO is verkrijgbaar in vier bouwgroottes - met maximumkoppels van 0,15 tot 5 Nm. De draaiaandrijving omvat mechaniek met vast gemonteerde motor en aandrijving (motorcontroller), geïntegreerde webbrowser-techniek en bijpassende verbindingskabels.

Combinatie van EHPS en ERMO

Ontwikkelingen op maat

Met de gestandaardiseerde componenten van Festo kan een zeer groot aantal eisen kosteneffectief, in de kleinst mogelijke ruimte en in de hoogste kwaliteit worden gedekt. Voor zeer specifieke eisen of uitdagingen past Festo bestaande producten aan of ontwikkelt volledig nieuwe oplossingen. Hoe eerder wij bij het planningsproces worden betrokken, hoe groter de voordelen voor de klant. Festo USA heeft bijvoorbeeld een uiterst compacte oplossing voor de handling van monsters ontwikkeld die perfect integreert in het systeem van de klant - met behulp van Festo standaardcomponenten en een aangepaste draaigrijpmodule. Het resultaat: minimale complexiteit met maximale productiviteit en procesbetrouwbaarheid.

november 2018

Overzicht