組裝 MRI 機器時確保安全

醫療技術中的人機協作確保了精確性

未來屬於人機協作。系統製造商 BEC 已經為 Siemens Healthineers 開發了這樣的人機協作解決方案。它精確地將幾噸重的線圈插入磁共振成像 (MRI) 機的磁體中。在這個過程中,Festo 電缸發揮極為重要的作用,確保線圈被牢牢抓取。

走進 BEC 組裝車間,首先映入眼簾的是世界上最大的關節臂機器人之一,負載能力達 2300 kg。這款產品的外形如同太空飛行器一樣龐大,是名副其實的高科技。更引人注目的是,BEC 安裝在機器人關節臂上的巨大夾爪系統。機器人配備了 3D 掃描儀和觸敏感測器,是真正的高科技。BEC 專案經理 Hans-Gunther Nusseck 強調說:「當夾爪抓取重達 1.5 噸的線圈並將其插入未來磁共振成像機的磁體時,這個過程需要最高的精度。」

精確到半公釐

抓取 1.5 噸重的物體時,做到完全精確似乎是一項不可能完成的任務,但這正是 BEC 核心競爭力的一部分。「當夾爪抓取線圈並將其插入磁體時,線圈不能扭曲或滑動,這一點極為重要;將線圈插入磁體的公差不超過 0.5 公釐。」Nusseck 解釋道。

由 Festo EPCC 電缸驅動的四個支架剛好勝任這個任務。進入線圈後,電缸將支架引導至線圈內壁。「事實證明,Festo 電缸是正確的選擇。其設計精巧,但同時提供了很大的工作區域,因此為 13 種不同線圈尺寸提供了所需的靈活性。」自動化專家 Nusseck 說。

既強大又輕柔

支架需要足夠強大,能夠抓住重達 1.5 噸的線圈,但同時又不能強大到損壞線圈。「Festo 電缸在這方面表現出色。」Nusseck 強調說。實際上,在這種情況下,伺服驅動器 CMMT-ST 發揮驅動放大器的作用,它安裝在機器人上,而不是夾爪系統上。「這釋放了夾爪上的空間,並降低了複雜性。」Nusseck 說。

歸功於精巧的滾珠螺桿,電缸 EPCC 確保了安靜的運行和精確的定位。內摩擦低,確保短定位時間和高動態響應。它有四種規格,具抗扭轉活塞桿(行程最高達 500 mm)和滑動軸承導軌,並包括終身潤滑,使用壽命長。整合聯軸器和雙軸承使設計更精巧。馬達可以安裝在軸向或平行位置,並且這可以隨時更改。

伺服驅動器 CMMT-ST 有一個 PROFINET 介面,便於整合到目前的控制系統。Nusseck 解釋:「我們從專案的初始階段就開始與 Festo 合作,以確保驅動器的設計、尺寸和調試可以高效進行,並與整個系統相配合。」

在工作空間中自由安全地移動

Siemens Healthineers 使用該系統組裝其 MRI 機器。這使得將線圈插入到磁體中所涉及的過程步驟明顯更加安全和高效。然而,真正的亮點是關節臂機器人系統的過程步驟是自動化的。由於採用了 3D 掃描儀和觸敏感測器的感測器技術,該系統作為一種人機協作解決方案,可以在工作空間中自由安全地移動。不再需要安全屏障。僅有監督 MRI 機器生產的第一步才需要人的參與。系統中的感測器確保了安全。

「正是這種人機協作才成就了我們的獨一無二的賣點。」Nusseck 解釋說。他還提到了 BEC 系統在醫療技術中的其他應用,例如在放射治療中將患者高度精確定位在放射源處,或者模擬雲霄飛車的機器人將座椅安裝在關節臂上。

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