Moduláris rendszert alkotó, kis méretű lineáris motormodulok és tengelyek

Automatizálás a gyógyszeriparban, a laboratóriumokban és az elemzések terén

A koronavírus-járvány kezdete óta egyre nagyobb nyomás nehezedik a gyógyszeriparra és a laboratóriumokra, hogy a lehető legmagasabb szinten bevezessék az automatizálást. Ehhez számos új elemző- és vizsgálóberendezésre, gyártósorra, valamint töltő- és csomagolórendszerre van szükség, amelyek hatékonyságát jelentős mértékben meghatározza az automatizálás. Az egytengelyes és többtengelyes alkalmazásokhoz készült miniatürizált lineárismotor-tengelyek és -modulok számos új lehetőséget kínálnak ezen a területen. Ezek a megoldások moduláris kialakításuknak köszönhetően számos feladatra alkalmasak a laboratóriumi folyamatok automatizálásában és a gyógyszeriparban. Hajtásuk a FAULHABER lineáris motorjaival működik.

A Jung Antriebstechnik u. Automation GmbH JA² mérnökei a gyógyszeripar, valamint az elemzési és orvostechnológiai szektor igényeire alapozva kifejlesztett egy új moduláris mechatronikai rendszert: ez a QuickLab, egy kis méretű, mégis rendkívül praktikus automatizálási megoldás. A legfeljebb 160 mm-es lökethosszt kínáló kis méretű QM02 lineárismotor-modulok és a legfeljebb 220 mm-es lökethosszt kínáló QA02 lineárismotor-tengelyek révén kiváló dinamikájú és nagy pontosságú, rövid lökethosszú rendszerek alakíthatók ki, amelyek többek között laboratóriumokban, az elemzési szektorban vagy tesztrendszerekben alkalmazhatók. A mechanikai felépítésnek és a precíziós vezetősíneknek, valamint a két golyóskocsinak köszönhetően a modulok és a tengelyek rendkívül merevek, és kis tömegük és alacsony mozgó súlypontjuk ellenére kiválóan ismételhető, +/- 50 µm-es pontosságú pozicionálást tesznek lehetővé. Terheléstől függően akár 3 m/s-os sebességgel is képesek haladni, a gyorsulás során pedig az 50 m/s² elérése sem lehetetlen. A tengelyek és a modulok külön-külön is kombinálhatók. Így pick-and-place alkalmazások és automatikus megoldások is kialakíthatók minták és más érzékeny termékek szétválogatására, csoportosítására, tesztelésére és tálcán való elrendezésére. 22 mm-es szélességével a QuickLab tökéletesen lefedi a miniatürizált egy- és többtengelyes kezelőrendszerek igényeit. Ezenkívül megfelelő tartozékok, például súlyerő-kompenzálók, mágneses rögzítőfékek, külső pozícióérzékelők és adaptertálcák is elérhetők hozzá.


Kiváló dinamika, magas precizitás
„Moduláris automatizálási rendszerünk szívét a lineáris motorok jelentik, így igen szigorú elvárásokat támasztunk velük szemben” – magyarázza Wilhelm Jung, a JA² ügyvezető igazgatója. „Rendkívül dinamikusan kell működniük, de a pontos szabályozhatóság és a megfelelő méret is ugyanilyen fontos. A FAULHABER lineáris motorjai innovatív működési elvükkel győztek meg minket, amely eltér a hagyományostól:

A lineáris motorok számos különböző módon készülhetnek, hiszen a kerek légrés egyenes vonalban történő kialakításával a forgó villanymotorok gyakorlatilag összes alapelve átültethető a lineáris motorokba. Ehhez az eredetileg kör alakban elrendezett elektromos gerjesztőtekercseket egyenes vonalban kell elhelyezni. Ezeknél a termékeknél a mágneses mező végighúzza a forgórészt a haladási útvonalon. Más megoldások is elképzelhetők azonban: az LM2070 egyenáramú lineáris hajtások nem tartalmaznak vezetősínen futó kocsit és felületi forgórészeket. Ehelyett a rúd mozgatásáról egy háromfázisú, tehermentesített tekercs gondoskodik. „Ez a megoldás a lineáris erő és az áram rendkívül jó arányát kínálja, emellett a termék kiváló dinamikát is nyújt. Emellett nincs szükség nyomatékátadó fogaskerekre, így ezek a lineáris motorok kiválóan beépíthetők a moduláris QuickLab rendszerbe.”


Maximális teljesítmény, minimális méret
Az LM2070 lineáris motorok 40 és 220 mm közötti lökethosszal kaphatók. A kompakt, 20x20x70 mm-es (SzxMxH) sztátor ellenére a kis méretű lineáris egyenáramú szervomotor lenyűgöző mechanikus teljesítményre képes. Képe folyamatosan 9,2 N-t leadni, csúcsereje pedig a 28 N-t is elérheti. A rúd masszív szemcsapágyának nem jelent nehézséget az akár 3 m/s-os sebesség. Ezzel együtt a kis méretű gépház igen precízen vezérelhető. A beépített Hall-érzékelővel ellátott egység abszolút pozicionálási pontossága +/- 0,1 mm, megismételhetősége pedig +/- 50 µm. Az opcionális külső érzékelővel ezek az értékek +/- 0,01 mm-re, illetve +/- 1 µm megismételhetőségre javíthatók. Mindezen felül a motor gyakorlatilag karbantartásmentes, mivel nem tartalmaz mozgó, kopó alkatrészeket. A lineáris hajtás továbbá szinte zajmentesen üzemel. „Ez különösen akkor fontos, ha a dolgozók ugyanabban a teremben dolgoznak, ahol a kezelőrendszer is üzemel: ez főleg a laboratóriumokban gyakori” – teszi hozzá Wilhelm Jung.

Kábelláncos kapcsolat
A kezelőrendszerekkel kapcsolatban fontos kérdés a csatlakozási technológia. A lineáris motorokat jellemzően legfeljebb 30 cm-es kábelcsatlakozással szállítják. Az automatizálási rendszereknél azonban a kapcsolószekrény rendszerint távolabb helyezkedik el magától a hajtástól. „A motor és a külön kapcsolószekrényben elhelyezett vezérlő között 10, 20 vagy akár több méternyi távolság is lehet” – magyarázza Wilhelm Jung. A QuickLab moduláris rendszerhez ezért egy speciális, többszörösen árnyékolt kábel is jár, amellyel a motorteljesítmény és a pozícióérzékelő jele akár 30 méterre is zavarmentesen eljuttatható. A feszültségmentesítővel is ellátott kábel a burkolatán keresztül közvetlenül a motorra van rögzítve, bedugható, és kábelláncokkal is használható, vagyis mobil felhasználásra is alkalmas. Az egykábeles technológia és a mindkét végen előre kialakított részek leegyszerűsítik az üzembe helyezést.


A laboratóriumi folyamatok automatizálására tervezett mechatronikai készlet már a gyakorlatban is bizonyított. Ezt Wilhelm Jung is megerősíti: „Manapság az elemzőberendezések alkatrészeivel foglalkozó számos gyártó és beszállító támaszkodik a mi rendszereinkre. Hatalmas a kereslet – ezek a megoldások az optikai és tesztelési technológiák területén is rendkívül népszerűek.” A rendszerek lelke: a kis méretű, mégis rendkívül erős LM2070 lineáris hajtás.

www.faulhaber.com/en/markets/modular-mechatronic-system-quick-lab/

  További információkért kérem forduljon …