Automatické otváranie a zatváranie nádob na vzorky

Od technických požiadaviek až po správne riešenia

V automatizácii laboratórií predstavuje manipulácia so vzorkami – a najmä otváranie a zatváranie – osobitnú výzvu. Dôležité je spojiť vysokú spoľahlivosť procesu s minimálnou zložitosťou. Tu sa dozviete, čo je dôležité pre nájdenie správneho riešenia.

Základným prvkom je rotačná uchopovacia jednotka, ktorá je napojená napr. na 3D manipulačný systém. Rozmery nádob na vzorky a potrebné krútiace momenty sú východiskovým bodom pre nájdenie správneho riešenia. Je tiež dôležité, či sa musí obchodovať s rôznymi plavidlami.

Potrebný krútiaci moment

Samotné vzorkové nádoby stanovujú technické požiadavky. Je dôležité objasniť, aký veľký krútiaci moment je potrebný na ich otvorenie a zatvorenie. Požadovaný krútiaci moment by sa mal vždy vopred otestovať s nádobami použitými neskôr – za čo najreálnejších podmienok. Pri ručnom plnení nádobiek na vzorky sa môže niť znečistiť napr. B. prichádzajú glukózové alebo fyziologické médiá. Po utesnení kvapalina vyschne a lepí sa alebo kryštalizuje. V dôsledku toho sú pri otváraní potrebné oveľa vyššie procesné sily. Ak testujete iba s úplne novými plavidlami, existuje riziko podhodnotenia technických požiadaviek.

Sily na uchopovači môžu byť výrazne znížené pomocou tvarového spojenia. Nepozitívne uchopenie na druhej strane vyžaduje oveľa vyššie sily.

So štandardnými riešeniami od Festo možno dosiahnuť krútiace momenty až 5 Nm a uchopovacie sily (v závislosti od usporiadania) až 200 N. Viac je možné na požiadanie.

Veľkosť nádob

Potrebné zdvihy sú odvodené od výšky a priemeru ciev.

Pri kontajneroch rôznych veľkostí je okrem dlhšieho Z-zdvihu pre manipuláciu výhodný aj väčší zdvih chápadla, aby sa pokrylo čo najviac požiadaviek len s jedným systémom.

To výrazne znižuje náročnosť celkového riešenia.

Rôzne stúpania závitu

Pri manipulácii s rôznymi nádobami na vzorky v aplikácii sú často veľmi rozdielne nielen rozmery, ale aj skrutkové spoje veka.

Súčasná synchronizácia otáčania a zdvíhacieho pohybu pri otváraní a zatváraní môže byť veľmi zložitá, ak je to riešené softvérovo. Pre modul rotačného uchopenia EHMD od Festo bol preto vyvinutý montážny adaptér s kompenzáciou Z. To automaticky kompenzuje stúpanie závitu viečok až do 10 mm pri otváraní a zatváraní. Toto jednoduché mechanické riešenie s pasívnym posúvačom znamená, že os Z sa pri otáčaní nemusí kontrolovane posúvať. Synchronizáciu nie je potrebné programovať a priebeh procesu je výrazne jednoduchší.

Fixácia ciev

Pri otváraní a zatváraní veka musí byť nádoba tiež upevnená, aby sa pôsobilo proti otváracím alebo zatváracím momentom. Na túto úlohu je ideálna napríklad upínacia jednotka alebo druhý chápadlo, ktoré sa dá prispôsobiť rôznym veľkostiam nádob pomocou rôznych zdvihov. V závislosti od ciev môže postačovať aj jednoduché prispôsobenie tvaru s pasívnym upínaním.

Bezpečné zamykanie

Pri zatváraní veka je potrebné zosúladiť dve vlákna. Tu sa môže stať, že veko je umiestnené šikmo. Pri otáčaní sa potom dosiahne preddefinovaný moment zatvárania v dôsledku nesúososti, hoci veko nie je správne zatvorené. Aby sa toto riziko vylúčilo bez drahých senzorov, Festo integruje do procesu „detekčnú fázu“. Po nasadení veka sa najprv miernym tlakom otočí o 360° proti smeru hodinových ručičiek, aby sa zarovnali závity veka a nádoby. Až potom sa veko uzavrie so sledovaním uhla natočenia. Potom sa vykoná nepriama kontrola krútiaceho momentu v definovanom okne pomocou merania prúdu motora. Ak sa v tomto procese neobjaví žiadne chybové hlásenie, je veľmi vysoká pravdepodobnosť, že nádoba je bezpečne utesnená.

Festo odviečkovacie roztoky

Samotný veľký počet rôznych nádob na vzorky má za následok veľké spektrum technických požiadaviek na automatické otváranie a zatváranie. Festo na to ponúka širokú škálu riešení ako súčasť kompaktných manipulačných systémov – od kompletných modulov rotačných uchopovačov a riešení zložených z jednotlivých štandardných komponentov až po ďalšie a nové vývojové trendy špecifické pre zákazníka.

Otočný uchopovací modul

EHMD je najkompaktnejší modul rotačného uchopenia vo svojej triede a je vhodný najmä na otváranie a zatváranie malých nádobiek na vzorky, napr. B. v aplikáciách HPLC sa používajú. Maximálny krútiaci moment 0,3 Nm postačuje na otváranie nádob do 15 ml. Voliteľný kompenzačný modul automaticky kompenzuje stúpanie závitu veka počas otáčania - pre ľahké prispôsobenie sa širokej škále typov veka a stúpania závitov. Modul je k dispozícii v dvoch verziách: plne elektrická alebo s pneumatickým uchopovačom. Obe umožňujú nekonečné otáčanie.

Otočný uchopovací modul

Hybridný rotačný lineárny modul DSL-16-... -SA

Zariadenie DSL-16-... -SA je ideálny pre aplikácie, kde sa vyžaduje vysoký krútiaci moment a uchopovacie sily. S kompaktným a úzkym modulom sa dajú nádoby s okrúhlym hrdlom a tesniacim uzáverom alebo vekom otvárať spoľahlivo a jemne - s nastaviteľným krútiacim momentom až 1,7 Nm. Kombinácia pneumatického zdvíhacieho a uchopovacieho pohybu a elektrického rotačného pohybu, ktorý možno presne nastaviť a monitorovať, robí manipuláciu so vzorkami bezpečnou a reprodukovateľnou .

Hybridný rotačný lineárny modul DSL-16-... -SA

Kombinácia EHPS a ERMO

Kombináciou elektrického štandardného chápadla EHPS a elektrického rotačného pohonu ERMO je možné pokryť mnoho rôznych požiadaviek. S EHPS máte na výber medzi tromi typmi s rôznymi dĺžkami zdvihu pre malé až stredne veľké nádoby. ERMO je k dispozícii v štyroch veľkostiach – s maximálnymi krútiacimi momentmi od 0,15 do 5 Nm. Súčasťou rotačného pohonu je mechanika s napevno pripevneným motorom a systémom pohonu (regulátor motora), integrovaná technológia webového prehliadača a vhodné prepojovacie káble.

Kombinácia EHPS a ERMO

Custom Developments

So štandardizovanými komponentmi od Festo možno hospodárne, na najmenšom priestore a v najvyššej kvalite pokryť veľké množstvo požiadaviek. Pre veľmi špecifické požiadavky alebo výzvy Festo upravuje existujúce produkty alebo vyvíja úplne nové riešenia. Čím skôr sa zapojíme do procesu plánovania, tým väčší bude prínos pre zákazníka. Takže napr. Napríklad spoločnosť Festo USA vyvinula mimoriadne kompaktné riešenie na manipuláciu so vzorkami, ktoré sa dokonale integruje do systému zákazníka – so štandardnými komponentmi Festo a upraveným modulom rotačného uchopovača. Výsledok: minimálna zložitosť s maximálnou produktivitou a spoľahlivosťou procesu.

novembra 2018

Prehľad