Nesneleri kavrayıp farklı bir yere yerleştirmek çoğu iş süreci için temel mekanik eylemdir: Test tüpünün santrifüje girmesi, bileşenin doğru konumda olması ve paketin de konveyör bandına girmesi gerekir. Modern sistemlerde, "al ve yerleştir" işlemi otomatik tutucular tarafından gerçekleştirilir. Hem güçlü hem de hassas bir şekilde çalışabilmeleri ve bunu milyonlarca kez güvenilir bir şekilde tekrarlamaları gerekir. İşte bu güç FAULHABER'in BX4 gibi elektrik motorları tarafından fazlasıyla sağlanıyor. Zimmer Group da bunu pek çok uygulamanın yanı sıra laboratuvar otomasyonunda sıklıkla kullanılan yeni GEP2000 tutucu serisi için kullanıyor.
Covid-19'a karşı laboratuvar otomasyonu
Test ve aşıların koronavirüse karşı etkili olduğu artık kanıtlandı ve karantinadan çıkış ve normale dönüşün önü açıldı. Ancak pandemi, mümkün olanın sınırlarını da zorladı. Virüsün katlanarak yayılmasıyla birlikte önce PCR laboratuvar testleri, ardından hızlı testler ve daha sonra aşılar için talepler patladı. Kapasite ilk başta yetersiz görünüyordu. Birçokları için test kitleri ve aşı bekleyişinin sonu yoktu.
Numunelerin, pipetlerin veya reaktiflerin otomatik olarak kavranması ve işlenmesi, burada sürekli olarak tekrarlanan merkezi işlem adımlarından biridir. Bunun için hassas, endüstriyel küçük parça tutucular gereklidir. Alman üretici Zimmer Group'un bu alandan sorumlu olan ürün müdürü Maik Decker, kavrama için genellikle iki farklı teknolojinin mevcut olduğunu söylüyor: "Şimdiye kadar endüstrideki çoğu tutucu, pnömatik olarak, yani basınçlı havayla çalıştırılıyordu. Ancak bu teknoloji laboratuvarlarda, ilaç ve tıp teknolojisi endüstrilerinde gerekli olan hijyenik ortamlar için uygun değildi. Bu nedenle bu alanlarda artık elektrikli tahrikli tutucular kullanılıyor."
Elektrik motorları tutucuları daha esnek hale getiriyor.
İşin hijyen kısmına ek olarak, bu tutucuların başka bir avantajı daha var. Bu tutucular basınçlı hava sistemi ve buna bağlantılı hatlara ihtiyaç duymadan çalışabilmektedirler. Bazı endüstriyel sektörlerde, bunlar üretim tesislerinde standart donanım olarak yer alır çünkü sonuçta elektrik her yerde mevcuttur. Ayrıca tutucuların takıldığı makineler elektrik enerjisi ile çalışmaktadır. Elektrik bağlantısının kurulumu, basınçlı hava kaynağı kurulumundan çok daha kolaydır. Ayrıca, elektrikli bileşenlerin kontrolü, pnömatikle çalışmaktan hem daha basit hem de daha esnektir. Maik Decker, "En azından sadece otomotiv endüstrisinde değil, pek çok alanda elektrikli tahrike yönelik net bir eğilim görüyoruz" diyor.
Zimmer Group'un GEP2000 serisi gibi yeni ürünleri bu trende hizmet ederek onu zenginleştiriyor. Küçük parça tutucuları versiyona bağlı olarak beş kilograma kadar olan bileşenleri kavrayıp tutabiliyor. Dahası, bunu test tüpü gibi hassas parçalar için de yapabiliyorlar. Zimmer Group'un yazılımdan sorumlu ekip lideri Volker Kimmig, "Elektrikli tahrikin avantajları arasında kavrama kuvvetini herhangi bir zamanda çeşitli nesnelere uyarlama yeteneği de var" diyor. "Uygun kontrolör ile tutucu, operasyon sırasında farklı parçalar arasında geçiş yapabiliyor."
Sıfır bakımla 10 milyon döngü
Bu çalışma adımları için gereken güç FAULHABER'in BX4 serisi fırçasız DC servo motoru tarafından sağlanıyor. Yüksek torka ek olarak, bu dört kutuplu tahrikin güçlü yönleri arasında düşük titreşim ve düşük gürültü, kompakt tasarım ve uzun hizmet ömrü yer alıyor. Volker Kimmig, "Bu ürünün bakım gerektirmeden 10 milyondan fazla döngü gerçekleştireceğini garanti ediyoruz" diyor. "Bu elbette ancak çok yüksek kaliteli bir motorla mümkündür." Böyle bir motor, tipik bir al ve yerleştir uygulamasında sürekli operasyon taleplerini karşılamak için bir dizi ek özellik de sağlamalıdır.
Geliştirme mühendisi Kimmig araba anahtarlarının üretimini iyi bir örnek olarak kullanıyor: "Büyük miktarlar ve yüksek verim, buradaki tonu belirliyor. Kavrayıcı robotlar, kısa çevrim süreleriyle çok yüksek tempolu, kalıcı stres altında çalışıyor. Bu nedenle motor çok kısa aralıklarla çalışmalı ve sonra durmalıdır. Saniyenin onda biri bir bütün olarak işlemde önemli olduğu için burada belirleyici olan motorun hızlanmasıdır. Ayrıca, aşırı ısınma olasılığını elimine etmek için motorun böylesine bir operasyonda ortaya çıkacak ısıyı efektif bir şekilde dağılabilmesi gerekir."
Kanıtlanmış işbirliği
Zimmer Group'un uzmanları, FAULHABER'in BX4'ünün bu gereksinimleri karşılayacağını sadece veri sayfalarına dayanarak söylemiyorlardı. GEH6000 tutucu ailelerine daha önce bu serinin motorlarını kurmuşlardı. Esasen, bu uzun stroklu tutucu, küçük parça tutucusu ile aynı şekilde çalışıyor. Strok, yani kavrayıcı çenelerin açık ve kapalı konumu arasındaki mesafe önemli ölçüde daha büyük olup 80 milimetreye kadar çıkabilir.
Maik Decker, "Bu sayede cihaz aynı süreçte daha geniş bir boyut yelpazesine yayılan hedef nesnelerle çalışabilir" diyor. "Öte yandan, daha küçük olan GEP2000, işini çok sınırlı koşullarda da gerçekleştirebilir. Elbette bu da yalnızca çok küçük bir alanda çok yüksek güç sağlayan bir motorla mümkün."
Mekanik kendinden kilitleme
Tutucu serisinin diğer Zimmer Group ürünleriyle ortak bir özelliği daha var: Motor gücü, dik hatveli bir sonsuz dişli tahrik tarafından çenelere aktarılır. Elektrik kesintisi durumunda bile kavrama kuvveti ve ilgili pozisyon korunur. İş parçası bir kez kavrandığında, bu mekanik kitleme işlevi sayesinde fren gibi ek bir cihaz gerekmeden parça güvenli bir şekilde tutulur.
İkili kavrayıcı tipindeki tahrik elektroniği ise biraz daha farklı çalışır. GEH6000 ile tahrikin enkoder sinyalleri çeneleri konumlandırmak için kullanılırken, GEP2000 ile bu görev konumlandırma sensörü yardımıyla gerçekleştirilir. Her iki çözüm de çok yüksek derecede tekrarlanabilirlik sağlar: çenelerin belirtilen yolu, binde beş sapmayla yeniden üretilir.
Volker Kimmig, "Birçok uygulamada, tutucuyu hedef nesneye indirirken ön konumlandırma çok önemlidir," diyor. "Kısıtlı alanlarda, açık konumun genellikle kapalı konumdan çok az daha büyük olmasına izin verilir. Robot kolunu karmaşık bir ortamda "manevra ederken", çok hassas ön ayarlar yapmak da gerekebilir. Bunu esnek veri bağlantısının yanında motorun da çok kritik bir rol oynadığı hassas elektromanyetiklerde sıklıkla yapıyoruz. Cihazlarımız IO-Link ve dijital I/O ile donatılabiliyor ki bu da onların hemen hemen her yere girip çıkmalarını kolaylaştırıyor."
www.faulhaber.com