基本元件是一个旋转抓取单元,它与三维搬运系统等部件相连。为了找到合适的解决方案,首先要确定样本容器的尺寸和所需的扭矩。此外,还必须考虑是否需要处理不同的容器。
样本容器本身的特点决定了相应的技术要求。我们必须明确打开和关闭它需要多大的扭矩。务必事先用将来要用的容器测试所需的扭矩,而且是在尽可能真实的条件下。在手动灌充样本容器时,螺纹可能会被含有葡萄糖或盐的介质污染。封闭后,液体变干,就会发生粘连或产生结晶。那么在打开容器时就需要更高的过程力。如果只用全新的容器进行测试,有可能会将技术要求定得太低。
如果采用了形锁合连接,可以大幅降低抓手上的力。而力锁合抓取则需要更大的力。
通过 Festo 的标准解决方案,可以实现高达 5 Nm 的扭矩和高达 200 N 的抓取力(取决于组件)。我们也可按要求提供其他规格。
根据容器的高度和直径可得出所需的冲程。
对于不同尺寸的容器,除了较长的 Z 运送行程外,也应采用较大的抓取行程,这样才能仅用一个系统满足尽可能多的要求。
整体解决方案的复杂性由此大大降低。
在一个应用中运送不同的样本容器时,不仅尺寸经常有很大区别,盖子的螺纹节距也不尽相同。
在打开和关闭时,旋转和提升运动要同时同步,这在软件方面可能很难实现。因此,Festo 为 EHMD 旋转抓取模块开发了一个带 Z 补偿的安装适配器。该适配器可在开合过程中自动补偿盖子的螺纹距,最大可达 10 mm。借助这种带被动滑块的简单机械解决方案,Z 轴在旋转过程中就不需要受控移动。也不需要对同步进行编程,使得流程大大简化。
在打开和关闭盖子时,必须额外固定容器,以抵消打开或关闭扭矩。对于这项任务,一般可以使用夹持单元或另一个抓手,这个抓手可通过不同的冲程来适应不同的容器尺寸。根据容器自身情况而定,通过被动夹紧装置实现简单的形锁合可能也足以固定容器。
关上盖子时,必须将两个螺纹对准。此时可能会发生盖子是倾斜着放上去的情况。旋紧时,由于位置不正确,尽管盖子没有正确合上,却达到了预定的拧紧扭矩。为了消除这种风险并且不使用昂贵的传感器,Festo 在过程中设置了一个“检测阶段”。盖子放好后,先稍加压力逆时针旋转 360°,使盖子和容器的螺纹对齐。然后才在监控旋转角度的情况下,旋紧盖子。然后通过电机电流测量,在规定的窗口内进行间接扭矩检测。如果在这个过程中没有发出错误信息,那么就很有可能是容器已安全完成关闭。
由于市面上存在大量不同的样本容器,因此在自动打开和合上盖子方面有很多技术要求。作为紧凑型运送系统的一部分,Festo 为此开发了全面的解决方案组合,从完整的旋转抓取模块,到单个标准组件组成的解决方案,再到客户特定的再开发和新开发方案,近乎面面俱到。
EHMD 是同类产品中最紧凑的旋转抓取模块,特别适用于打开和关闭小型样本容器,如 HPLC 应用中使用的容器。其最大扭矩为 0.3 Nm,足以打开容量不超过 15 ml 的容器。它还有一个选配的补偿模块,可在旋转过程中自动补偿盖子的螺纹距,从而轻松适应各种类型的盖子和螺纹距。旋转抓取模块有两个派生型:全电驱型和带气爪型。两个版本都可实现无限旋转。
DSL-16- ... SA 非常适合用于需要高扭矩和抓取力的应用。这种紧凑而纤长的模块能够可靠、轻柔地打开带圆颈和密封盖或盖子的容器,可调扭矩高达 1.7 Nm。气动提升和抓取运动与精确可调和可监测的电动旋转运动相结合,使得样本运送安全且可重复。
通过搭配使用 EHPS 电动标准抓手和 ERMO 电动旋转驱动,可以满足许多不同的要求。可选择不同冲程长度的三种类型的 EHPS,以应用于小型到中型的不同容器。ERMO 有四种规格,最大扭矩从 0.15 到 5 Nm。该旋转驱动包括带固定安装的电机和驱动系统(电机控制器)的机械装置、集成网络浏览器技术装置和适配的连接电缆。
Festo 标准化组件性价比高、节省空间且品质出众,能够满足多种要求。而对于非常具体的需求或挑战,Festo 可为客户修改现有产品或开发全新的解决方案。我们越早参与规划过程,客户的就能够获得更多价值。例如,Festo 美国分公司使用 Festo 标准组件和一个改良的旋转抓取模块,开发了一个极其紧凑并且可出匹配集成到客户系统中的样本运送解决方案。最终他们以尽可能简单的方式,实现了非常高的生产力和过程安全性。