Linear Motion Control - 05/05/2021
Monocarrier-Lineareinheiten in Geräten der medizinischen Laboranalytik
Ein Hersteller von automatisierten Analysegeräten für die Medizintechnik nutzt ein zweiachsiges Linearsystem für das ebenso schnelle wie präzise Handling der Proben.
Die Entwickler entschieden sich für eine Baueinheit von zwei Monocarrier-Antrieben aus dem Lineartechnik-Programm von NSK. Die Einheiten – bestehend aus Servomotor, Kugelgewindetrieb und Präzisionsführung – werden vormontiert und einbaufertig geliefert.
Blutuntersuchungen, Bestimmung von Krankheiten, Dopingtests…: Die medizinische Labortechnik und Analytik hat viele Aufgabenfelder. Für die Analyse stehen hoch automatisierte Geräte zur Verfügung, die Proben und Reagenzien mit hoher Durchsatzgeschwindigkeit untersuchen. Die zu analysierenden Flüssigkeiten werden meistens einzeln in Röhrchen oder Ampullen oder aber in Mikrotiterplatten mit 96 und mehr Kavitäten („Wells“) transportiert und gehandhabt.
Der zentrale Prozess in diesen Anlagen ist die Bestimmung der Laborwerte von jeder einzelnen Probe. Auf der mechanischen Ebene gehören leistungsfähige und hochpräzise Linearsysteme zu den Kernkomponenten. Ihre Aufgabe ist es z.B., Reagenzien in jede einzelne Probe zu dosieren, die Ampullen der Analyseeinheit zuzuführen oder die Probenträger von einer Analysestation zur nächsten zu transferieren. Damit schaffen sie die Voraussetzung für einen automatisierten, störungsfreien Workflow bei hoher Leistung.
Mehrere führende Hersteller von medizinischen Analysegeräte nutzen für diese Aufgabe die Monocarrier MCM-Linearsysteme von NSK. Bei diesem Linearsystem sind ein hochwertiger NSK-Kugelgewindetrieb, ein Servo- oder Schrittmotor, eine U-Profil-Linearführung, Lagereinheiten und Motoradapter in einer kompakten Einheit integriert. Das reduziert den Aufwand für Projektierung, Montage und Inbetriebnahme. Bei Bedarf kann die Linearführung mit einer K1-Schmiereinheit ausgerüstet werden, die einen langfristig wartungsfreien Betrieb gewährleistet. Eine spezielle Chrombeschichtung sorgt für effektiven Korrosionsschutz.
Zu den zentralen Eigenschaften des NSK Monocarriers gehören hohe Steifigkeit und Tragfähigkeit, leichtgängige Bewegung, präzise Positionierfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und lange Lebensdauer. Die Monocarrier der MCM-Serie sind in fünf Standardgrößen mit verschiedenen Hublängen und Steigungen lieferbar.
Ein Hersteller von ebenso kompakten wie leistungsfähigen Premium-Geräten für die Laboranalytik nutzt eine Kombination von zwei Monocarrier MCM-Systemen für das Entnehmen von Ampullen aus den Probenträgern. Am Schlitten der Y-Achse ist eine Einheit vom Typ MCM03, die kürzere X-Achse ist mit einer MCM02-Einheit realisiert. Das Gesamtprogramm umfasst die Typen MCM02 bis MCM10 mit Hüben von 50 bis 1000 mm.
Beide Achsen sind mit Schrittmotoren ausgerüstet, die aus Platzgründen in U-Form angeordnet sind und den Monocarrier über einen Zahnriemen antreiben. Das ist eher untypisch: Die meisten Anwender bevorzugen einen Direktantrieb vom Motor über eine Wellenkupplung zur MCM-Einheit.
Das Analysegerät zeichnet sich durch einen extrem hohen Durchsatz an Tests pro Stunde aus. Die NSK Monocarrier-Einheiten arbeiten kontinuierlich in hohem Takt, weil sie die automatisierte Be- und Entladung des Gerätes gewährleisten. Die hohe Zuverlässigkeit dieser Linearantriebslösung trägt dazu bei, dass das System im 365/7/24-Modus wartungsfrei arbeitet.
NSK liefert das Linearsystem als einbaufertige vormontierte Einheit mit weiteren Anbauteilen wie Sensoren und Halterungen. Die Lineareinheit erhält ihre Steuerbefehle über die zentrale Steuerung des Analysegerätes. Damit steht dem Anwender ein hochwertiges Analysesystem zur Verfügung, das über die gesamte Gebrauchsdauer mit hoher Geschwindigkeit und Präzision Proben und Probenträger handhaben kann.
Bild 1): Führende Hersteller von Geräten der medizinischen Analysetechnik nutzen die Monocarrier-Linearaktuatoren von NSK zum Handling von Proben. Foto: Denis Starostin/ Shutterstock
Bild 2): Bei der Monocarrier MCM-Serie handelt es sich um einbaufertige und kompakte Einheiten aus Kugelgewindetrieb, Servo- oder Schrittmotor, Linearführung mit U-Profil, Wälzlager und Motoradapter. Foto: NSK
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