Automatisierung wirtschaftlich umzusetzen ist auch für viele Labore, Universitäten und Institute ein Thema, das sehr hohe Priorität hat. Gesucht werden dabei in der Regel individuelle Anlagen in Losgröße 1, die ins Budget passen. Wartungs- und schmiermittelfreie Portale von igus, die auf die jeweiligen Anforderungen der Konstrukteure zugeschnitten werden können, ermöglichen beispielsweise Abfüllaufgaben von biochemischen Flüssigkeiten.
„Unsere kundenspezifischen Systeme für das komplexe Handling von Flüssigkeiten sind weltweit im Einsatz“, erzählt Ulf Niedergesäß, Konstrukteur beim hoch spezialisierten Unternehmen M2-Automation aus Berlin. Vor Ort entwickelt und baut das Unternehmen seine Geräte zur Herstellung von diagnostischen Systemen und Probenpräparation mit sehr geringem Dispensiervolumen. Diese sind unter anderem für den Einsatz in der medizinischen Forschung und Umweltanalytik bestimmt, beispielsweise für medizinische Mikrodispensiersysteme zum akkuraten kontaktfreien Abgeben von chemischen und biologischen Flüssigkeiten und Suspensionen im Piko- und Nanoliterbereich.
Variables kinematisches System
Für einen Kunden aus dem Bereich Bioanalytik und Medizintechnik galt es kundenindividuell eine neue Anlage zu konstruieren, die flexibel unterschiedliche Füllvolumina von 0,05 Milliliter bis 500 Milliliter in unterschiedliche Gefäße automatisch abfüllt. Ein Ziel der Entwicklung war es, ein robustes System zu schaffen, das einfach zu bedienen und mit einer möglichst hohen Genauigkeit reproduzierbar den Dosiervorgang für unterschiedliche Volumina und Viskositäten mit angemessener Geschwindigkeit durchführt. Die Anlage sollte mit bis zu vier Tabletts bestückt werden. Die Einsätze werden für den jeweiligen Flaschentyp passend hergestellt. Damit ist es möglich, jede erdenkliche Form von Gefäßen zu befüllen und sie gegebenenfalls auch noch Jahre später mit minimalem Aufwand umzurüsten. Die Positioniergenauigkeit liegt bei +/- einem Millimeter. Derzeit können bis zu 1.400 Flaschen in einem Anlagendurchlauf befüllt werden. Das Achssystem positioniert die Füllnadel präzise in jeden Flaschenhals. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit beträgt 300 m/s.
Bei der Konstruktion der kundenspezifischen Abfüllanlage hat sich Ulf Niedergesäß, der zuständige Konstrukteur, entschlossen, auf ein schmiermittel- und damit wartungsfreies drylin E‑Raumportal aus dem Hause igus zu setzen. Bei den Portalen des Unternehmens handelt es sich um eine Kombination von mehreren Linearachsen, die zusammen eine mehrdimensionale Bewegung realisieren. Je nach Aufgabenstellung handelt es sich um Flächen‑, Linien- oder Raumportale, die allesamt ohne Schmiermittel auskommen. Die anschlussfertigen Portale beinhalten vorkonfektionierte drylin-Linearmodule bzw. drylin-Linearachsen mit NEMA Schrittmotoren sowie alle für den Eigenbau notwendigen Bauteile. Das schmiermittelfreie Raumportal ist einfach aufgebaut. Als x‑Achse kommen zwei robuste horizontal verbaute Zahnriemenachsen drylin ZLW-0630 mit Motor zum Einsatz. Es handelt sich um die passende Lösung für leichte Verstell- und Positionieraufgaben bei eingeschränkten Platzverhältnissen. Die Einbauhöhe beträgt lediglich 31 Millimeter. Bei einer Hublänge von 1.100 Millimeter, wovon tatsächlich 1.040 Millimeter verfahren werden, handelt es sich bei der Achslänge um eine Spezialanfertigung; sie beträgt sonst max. 1.000 Millimeter. „Hier ist flexibel auf unseren Wunsch, dem verlässliche Berechnungen der Gesamtlösung zugrunde lagen, reagiert worden“, bestätigt Ulf Niedergesäß. Für die y‑Richtung werden zwei 600 Millimeter mechanisch gekoppelte, seitlich verbaute Parallelachsen ebenfalls der Baugröße ZLW-0630 verwendet. Als z‑Achse ist eine drylin GRQ-Zahnstangenachse für das Dispensiermodul gewählt worden. Der Hub beträgt 240 Millimeter, der über die gesamte Höhe genutzt wird und bei Bedarf jederzeit an andere Anforderungen skaliert werden kann. Damit steigt die Flexibilität des Gesamtsystems. „Es handelt sich um eine robuste, kompakte und wirtschaftliche Lösung, die die Positionieraufgabe zu 100 Prozent erfüllt“, macht Ulf Niedergesäß klar. Dazu kommt der sehr ruhige Lauf der Achsen. „Das hat uns zusätzlich überzeugt“, bestätigt der Konstrukteur.
