Proben präzise positioniert

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Laufruhe, gute Regelbarkeit, hohe Genauigkeit, Lebensdauer sowie Verschleiß- und Wartungsfreiheit sind unabdingbare Kriterien für Hersteller von Diagnostikmaschinen. Die Linearmotor-Mehrachssysteme von Dunkermotoren ermöglichen ein präzises Handling der Proben. – Bild: Dunkermotoren GmbH

Im Medizin-Diagnostikmarkt bewegen elektrische Antriebe unterschiedlichste Medien – von Flüssigkeiten variabler Viskosität bis zu Feststoffen wie menschlichem oder tierischem Gewebe. Die Bandbreite reicht vom einfachen Materialhandling bis zu komplexen Pick-and-Place-Aufgaben. Die wachsende Anzahl an Tests – beispielsweise Blutbildern – treibt die Automatisierung voran. Große Labore benötigen kompakte, modulare Testzellen, die sich bei steigendem Bedarf flexibel erweitern lassen. Parallel dazu steigt der Anspruch an schnelle Befundung und Ergebnisübertragung.

Diese Vielfalt erfordert angepasste Antriebslösungen. Laufruhe, Regelbarkeit, Genauigkeit und Lebensdauer sind dabei entscheidende Kriterien. Linearmotoren erzeugen kaum Verschleißpartikel – eine Grundvoraussetzung für saubere diagnostische Bedingungen. Mit jeder Gerätegeneration steigen Zuverlässigkeit und Maschinenleistung weiter.

Direktantrieb statt mechanischer Umwandlung

Für das Probenhandling bietet Dunkermotoren elektrische Linearmotoren der Baureihen Servolinear und Servotube an. Das Konzept: Von einzelnen Achsen bis zu komplexen Mehrachssystemen lassen sich die Linearmodule auf spezifische Kundenanforderungen zuschneiden. Der entscheidende Vorteil gegenüber konventionellen Lösungen: Die Linearmotoren arbeiten ohne Spiel oder Hysterese, wie sie bei Zahnrad- oder Gewindesystemen typisch sind.

Der integrierte Sinus-Cosinus-Geber ermöglicht exakte Positionsbestimmung mit Genauigkeiten bis zu 6µm. Für noch präzisere Anwendungen stehen Linear-Absolutwertgeber mit 1 µm Auflösung zur Verfügung. Der modulare Aufbau erlaubt verschiedene Ausführungen bei gleicher Leistung: als Aktuator, Komponente, TwinGuide, Modul oder Edelstahlvariante. Viele davon sind selbstführend, was zusätzliche Führungselemente in kompakten Systemen überflüssig macht.

Je nach Anwendung erreichen die Antriebe Laufleistungen von mehr als 50.000km – ohne Schmierung. Das minimiert Wartungsaufwand und eliminiert das Risiko von Verunreinigungen in sensiblen Umgebungen. Der 3-Phasenmotor mit integriertem 1Vss Sin/Cos-Feedback lässt sich an gängige Servoregler verschiedener Hersteller anschließen. Das Anschlussprinzip entspricht dem eines rotativen Servomotors mit Sin/Cos-Gebersystem, sodass die Integration in bestehende Steuerungskonzepte problemlos gelingt.

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Die modularen Linearmotoren lassen sich in verschiedenen Ausführungen, bei gleicher Leistung und Handhabung, auf jede Applikation anpassen. – Bild: Dunkermotoren GmbH

Flexible Programmierung und Mehrachsbetrieb

Bei Bedarf lässt sich ein Ablaufprogramm direkt im Regler abspeichern. Mit bis zu 500 Programmierzeilen sind komplexe Fahrprofile ohne übergeordnetes Bussystem realisierbar. Bereits ein einzelner Linearmotor bietet durch hohe Taktzeiten und präzise Regelbarkeit deutliche Vorteile – bei nahezu geräuschlosem Betrieb, was in Laborumgebungen geschätzt wird. Die Anschaffungskosten amortisieren sich durch erhöhte Maschinenleistung, geringere Betriebskosten und konstante Kraftabgabe über die gesamte Lebensdauer.

In Mehrachssystemen entfalten die stangengeführten Direktmotoren ihr volles Potenzial. Zwei oder mehr Linearmotoren können unabhängig voneinander komplexe Bewegungen ausführen. Ein Gantry lässt sich üblicherweise als XYZ- oder XYYZ-Variante aufbauen. Besonderheit der Linearmotor-Mehrachssysteme von Dunkermotoren: Auf einer Achse können mehrere Motoren unabhängig voneinander verfahren. Diese Konfiguration ermöglicht höhere Maschinenleistungen als typische Pick-and-Place-Roboter.

Schonender Probentransport und Lasthandling

Programmierbare S-Rampen erlauben das gleichmäßige Handhaben empfindlicher Produkte – ohne Beschädigung von Proben oder Bauteilen, selbst bei simultanen Bewegungen unter hoher Dynamik. Für größere Lasten bei geringerer Dynamik in der Z-Achse bietet sich die CASM-Baureihe an. Diese elektrischen Hubzylinder eignen sich als Ersatz für Pneumatikzylinder der Baugrößen 32 bis 63 und halten die Z-Achse auch im stromlosen Zustand in Position.

Die Modularität der Systeme ermöglicht flexible Anpassung an unterschiedliche Laboranforderungen. Ob einzelne Achsen für einfache Transportaufgaben oder komplexe Mehrachssysteme für hochautomatisierte Analyseprozesse – die Linearmotoren lassen sich in bestehende Maschinenkonzepte integrieren. Die Kombination aus verschleißfreiem Betrieb, Präzision und programmierbaren Bewegungsprofilen adressiert zentrale Anforderungen der Medizindiagnostik: Kontaminationsvermeidung und Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig hohem Durchsatz.