Lineargleitlager und e-ketten für die automatisierte Probenvorbereitung im Labor

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Miniaturgleitlager drylin N, Lineargleitlager drylin T, Zahnriemenachse drylin ZLWAuslegerachse drylin-GRW-0630, Kunststoff-Energieketten
• Anforderungen: Schmierfreiheit zur Vermeidung der Kontamination der Proben, Wartungsfreiheit, Chemikalienbeständigkeit, Präzision beim Verfahren der Proben im Arbeitsraum
• Branche: Automatisierungstechnik, Medizintechnik
• Erfolg für den Kunden: Durch das präzise Verfahren der Probenschlitten und der flexiblen und sicheren Führung der Medien im Arbeitsraum können effiziente und anwenderfreundliche Clean Up Prozesse durchgeführt werden.

Ein Testaufbau des CleanUp-Automaten "IAC 14". Gut zu sehen sind die Schlitten und Energieketten im Arbeitsraum.

Der CleanUp-Automat IAC 14 arbeitet auf drei Ebenen mit je 14 Stationen.

drylin N-Miniaturführungen und drylin T-Lineargleitlager ermöglichen ein präzises Verfahren der Stationen.

Ein Lasermesssystem wird per drylin ZLW-Zahnriemenachse samt Motor automatisch verfahren.

Problem

Das Unternehmen AIS Bad Düben widmet sich der branchenübergreifenden Automation von sonst umständlichen, manuell ausgeführten Arbeitsschritten. Für dieses Projekt sollte ein CleanUp Automat entwickelt werden, der zur automatisierten Probenvorbereitung in der Spurenanalytik verwendet wird.
In dem Laborautomaten sollten die gleichen Glasgeräte und Chemikalien wie in einem vergleichbaren manuellen Gerät zum Einsatz kommen können. Daneben stand die Flexibilität im Vordergrund: Dem Benutzer muss es möglich sein, durch prozessbedingte Änderungen beispielsweise andere Glasgefäße zu nutzen.
Der Automatisierungsexperte entwickelte daraufhin den Laborautomat CUA 14 (CleanUp Automat mit 14 Aufbauten), welcher sich perfekt in eine vorhandene Laborinfrastruktur integrieren lässt. Im Arbeitsraum des Automaten geschieht die gleichzeitige unabhängige Bearbeitung von bis zu 14 Proben mit unterschiedlichen Abläufen. Auf bis zu 3 Vertikalebenen können je 14 Laborgefäße automatisiert positioniert werden.
Hierzu wurde ein Achsportal entwickelt, das den maximalen Arbeitsbereich des Grundgestelles in drei Dimensionen bedienen kann. Das Verfahren der Probenschlitten erforderte allerdings geeignete Linearführungen, die chemikalienbeständig als auch komplett schmierfrei arbeiten, um Proben nicht zu kontaminieren. Daneben waren Leitungsführung für das Achsportal vorgesehen, die die Anlage sicher auf engem Bauraum etwa mit Energie, Daten oder Stickstoff versorgen kann.

Lösung

Zum Verfahren der Probenschlitten auf den verschiedenen Achsen werden Miniaturführungen aus dem drylin N-Produktsortiment sowie T-Linearführungen (drylin T) verwendet. Da die mechanische Fixierung der Positionen der einzelnen Schlitten magnetisch erfolgt, sind Neodym Magmenten in den Linearführungen eingearbeitet. 
Die Gleitflächen in den Linearschienen sind aus dem Werkstoff iglidur gefertigt, der komplett laufruhig und schmierfrei verfährt und nicht gewartet werden muss. Eine Kontamination der Proben ist damit auch ausgeschlossen. Ebenfalls konnte mit den Systemen eine hohe Genauigkeit in der Anwendung erreicht werden.
Den Portalhub des Automaten gewährleisten drylin ZLW Zahnriemenachsen, die ebenfalls mit Lineargleitfolien aus iglidur arbeiten und sich so besonders gut für die sterile Umgebung eignen.
Zuletzt wurden Kunststoff-Energieketten installiert, die die vielfältigen Medien vom Medienhimmel etwa zu den Dosierköpfen führen. Die flexibel mitgehende Leitungsführung gewährleistet, dass die Dosierköpfe jeweils bis zu drei verschiedene Lösungsmittel an jeder beliebigen Position in dem Achsportal in frei wählbarer Menge und Geschwindigkeit dosieren können.

Auf engem Bauraum wird der Automat u.a. mit Energie, Daten und Stickstoff versorgt. Sie laufen in einer kompakten Leitungsführung.

Im großen Arbeitsraum des CleanUp-Automaten verfahren die e-kette alle Leitungen und Schläuche sicher - und das in der Vertikalen und Horizontalen.

Die Leitungen und Schläuche, die in den e-ketten geführt werden, versorgen unter anderem die Dosierköpfe mit den Lösungsmitteln oder Stickstoff.