De biotechnische laboratoriumrobot van Singer Instruments wordt gebruikt voor het lokaliseren van cellen. Het automa-tiseringssysteem wordt gebruikt voor genetisch, genoom- en kankeronderzoek en kan per uur 200.000 kweekmonsters van bacteriële cellen afhandelen. Achter de hoge prestaties van deze RoTor zit een geavanceerd lineair bewegings-systeem van Baldor. De sleutel voor de doorbraak van de machine is het gebruik van een monsterplateau met bijbeho-rende kunststof pinkopsetting, die 6144 celmonsters in één doorgang kan be-dienen.
De belangrijkste bewegingen die de machine maakt, zijn de stappen van een vertrek- naar een eindpunt in de lengterichtingsas van de lineaire servomotor die de hele machine bestrijkt. De gecombineerde X, Y en Z beweging verzorgt de bemonstering door gebruik te maken van een fijne schroefbeweging. Een stappenmotor bedient de as voor het mechanisme van de plaatsbepaling. Andere bewegingen, zoals het oppakken en terugzetten van de locatie-koppen aan het begin en einde van de cyclus, gebeuren met pneumatische grijpers en rotoren.
Voor de RoTor laboratoriumrobot koos Singer Instruments voor een lineaire aandrijving en de NextMove ESB-2 controller van Baldor.
Lineaire aandrijving
Singer wilde voor de hoofdassen aanvankelijk pneumatische aandrijving in gesloten regelkring toepassen, maar dit gaf niet de gewenste resolutie en snelheid. Bovendien maakte de aandrijving het nodige lawaai, wat een nadeel is onder laboratoriumomstandigheden. Daarom ging men op zoek naar lineaire motoren.
Baldor maakte de keuze gemakkelijker door op verzoek een speciale borstelloze lineaire servomotor te ontwerpen met een aantal mechanische modificaties voor het lineaire spoor met enkel ondersteuning aan de eind-punten in plaats van verdeeld over de lengte. Hierdoor kan de lineaire motor ook worden voorzien van een steun voor de bediening van de Y- en Z-as. Deze twee assen zijn gebaseerd op de Baldor DSMS serie micro-stappen-motoren met ingebouwde elektronica. De lineaire motor uit de LMCF serie heeft een speciale magneetconstructie, dat schokken minimaliseert om soepel aanlopen te garanderen.
Besturing
RoTor wordt bestuurd door een compacte realtime controller van Baldor, de NextMove ESB-2. Deze module beheerst de drie bewegingsassen, die zorgen voor het puntsgewijs stappen tussen de punten. Ook zorgt de controller voor de bediening van de bemonsteringsas door communicatie met de grafische, op Windows gebaseerde, gebruikersinterface en alle benodigde in- en uit-gaande kanalen.
Singer Instuments koos voor NextMove ESB-2 omdat deze alle benodigde realtime stappen en de servo bediening bevat evenals de machine bestu-ringsopties die nodig zijn. Bovendien is er de mogelijkheid voor een flexibele uitbreiding en ontwikkeling van het RoTor design in de toekomst.
Baldor levert de robotfabrikant het complete pakket voor de machinebe-sturing, inclusief de NextMove controller. Met zijn ingebouwde I/O en uit-breidingsmogelijkheden zorgt deze voor de bediening van het grote aantal sensoren en pneumatische actuatoren, een lineaire motor, drie geïnte-greerde stappenmotoren en besturingsmodules.
Programmering
Voor de ontwikkeling van de besturingssoftware werd gebruik gemaakt van Baldor’s Mint programmeertaal en ontwikkelomgeving. Deze taal zorgt voor gebruiksklare commando’s voor de benodigde bewegingen, waarmee het eenvoudig is om de machine in het ontwikkelingslab draaiend te krijgen. De commando’s variëren van basisbewegingen zoals S-profielen tot aan Helix, dat de ontwikkelaars de mogelijkheid geeft voor de schroefbeweging die gebruikt wordt als de monsters zich in een vloeistof bevinden.
NextMove ESB-2 werkt als standalone of in combinatie met een PC, wat een grote diversiteit aan laboratorium applicaties mogelijk maakt bij kleine machines. Omdat de machine draait op een Windows interface maakt Singer Instruments ook gebruik van Baldor’s ActiveX interface bibliotheek. De Motion Control producten van Baldor worden in Nederland vertegenwoordigd door VHE Industrial Automation.
