Los fabricantes de equipos de ciencias de la vida, médicos y biomédicos deben buscar constantemente mejoras en tecnología avanzada, flujos de trabajo y procesos para perseguir presiones competitivas y crecimiento del mercado. Pero el progreso no solo puede centrarse en expandir el éxito; También debe garantizar la precisión, la fiabilidad y la funcionalidad durante la operación, la prevención de fallas en uso.

Descuidar mejoras y salvaguardas en un componente aparentemente menor de los sistemas de movimiento lineal en proceso puede generar consecuencias que van desde inconvenientes hasta catastróficas. Los fabricantes, así como los usuarios, deben permanecer atentos.

Con el enfoque adecuado, los sistemas de movimiento lineal de próxima generación se pueden especificar, diseñar, instalar y mantener para avanzar y garantizar los beneficios de la ciencia de la vida, los equipos médicos y biomédicos en aplicaciones vitales e incluso vidas.

Consecuencias

Debido a que el movimiento lineal confiable es una necesidad operativa, los fabricantes de equipos y los usuarios de equipos deben monitorear incluso los riesgos de falla relativamente raros en los componentes o sistemas de movimiento lineal durante todo el proceso. Esta preocupación incluye equipos que van desde la secuenciación de ADN hasta la bioimpresión hasta los microscopios de fuerza atómica (AFMS).

Las apuestas son enormes.

La falla de una sola parte o sistema puede costar a los usuarios de equipos cientos de miles de dólares para un evento de tiempo de inactividad relativamente corto. Dependiendo de la ubicación, la gravedad y el tiempo de respuesta para la reparación o el reemplazo, los costos podrían aumentar mucho más.

El riesgo de seguridad del personal es otra preocupación primordial. Si bien es raro, las fallas de diseño o la falta de seguimiento de las salvaguardas operativas pueden conducir a cualquier cosa, desde puntos de pellizco hasta etapas fugitivas y causar daños por lesiones de aplastamiento hasta descarga eléctrica.

Especificación y diseño

La instalación de fabricación de movimiento lineal se certifica totalmente para garantizar la consistencia en todos sus procesos clave. Además, el prototipo meticuloso construye ayuda a descubrir pasos que son clave para mantener el rendimiento y la confiabilidad del componente o sistema de movimiento terminado. Faltar o no realizar correctamente cualquiera de muchos pasos pequeños y cruciales en el ensamblaje o las pruebas podría conducir a un sistema fallido en el campo.

Muchos fabricantes también establecen objetivos que se traducen en muchos años de servicio confiable antes de una actualización del equipo. Por lo tanto, es importante calcular adecuadamente la vida útil de los componentes. Debido a que los ciclos de trabajo pueden variar de la aplicación a la aplicación, la vida útil se establece en los kilómetros recorridos para muchos componentes de movimiento lineal. El fabricante de movimiento lineal debe traducir ese cálculo en varias decisiones sobre el producto.

Por ejemplo, un cable ampliamente utilizado especifica más de 10 millones de ciclos flexibles si se mantiene un radio de curvatura de 50 mm o mayor. Pero, si el radio de curvatura no tiene un tamaño correcto, las partículas que caen del cable o el estrés en las pistas o conectores del cable podrían causar falla temprana en el proceso (especialmente cuando los horarios de mantenimiento no se observan estrictamente).

Considere la personalización

Las partes listales juegan un papel fundamental en muchos ensamblajes de equipos. Una preocupación, por ejemplo, es que un elemento de etapa de movimiento lineal de stock puede no haber sido diseñado y construido para trabajar con la combinación precisa de otros componentes y estructuras que el proveedor está ensamblando. Pueden surgir incompatibilidades inesperadas.

La pregunta es: ¿un fabricante atrapará problemas durante su diseño de rutina, control de calidad e protocolos de inspección? Probablemente. Pero no ciertamente.

A menudo, solo las ofertas personalizadas pueden cumplir con los objetivos de rendimiento específico y requisitos de diseño. Permiten que el fabricante se concentre en los aspectos de diseño de la etapa que requiere la aplicación, específicamente adaptando los factores desde la velocidad hasta la aceleración y la estabilidad. Incluso pueden reducir el costo al eliminar las características innecesarias que vienen de serie con una etapa lista para usar. Y aseguran una solución integrada sin incompatibilidades ocultas.

Los proveedores deben buscar el verdadero control de "hojas de especificaciones a prototipo-construcción" de su pedido del fabricante de movimiento lineal. Dicha personalización inteligente es vital para anticipar y eliminar las deficiencias de los productos, evitando los obstáculos en la integración y evitando las fallas en todo momento.

Especifique productos con el tamaño, la forma, el recubrimiento o el material precisos que exige el trabajo. E insista en soluciones que cumplan con los objetivos únicos para la precisión, la velocidad, la planitud, la precarga (para aumentar la rigidez al eliminar las autorizaciones internas), la vida útil, los niveles de mantenimiento y el precio.

A veces, los materiales más innovadores también pueden ayudar a reducir los riesgos en diseños personalizados específicos. Por ejemplo, la construcción de fibra de carbono puede optimizar la resistencia estructural, la rigidez y la estabilidad (a pesar de su peso y grosor reducido). Al mismo tiempo, los rodamientos de cerámica pueden ser una solución viable para problemas de lubricación específicos.

Tratar con cuidado

Una vez que un componente de movimiento lineal destinado a una aplicación específica llega al piso del fabricante de equipos, pueden surgir otros riesgos.

Se puede llamar a los fabricantes de movimiento lineal para resolver una serie de problemas que surgen en esta etapa intermedia. Por ejemplo, un motor lineal puede sufrir un problema de unión, donde la bobina que viaja dentro de la pista del motor se está frotando contra la pista en su viaje. Esto podría ser causado por un problema de manejo debido a la discordia que cambia ligeramente la bobina o la pista fuera de la alineación. Es posible que la silla de montar, el segmento de la etapa en movimiento, se sienta topado y sufra distorsión. Al construir la herramienta más grande, se pueden agregar tornillos que son demasiado largos, empujando a través de una placa de movimiento lineal a otra, causando rasguños y el riesgo de fuerzas impredecibles durante la operación. También es posible que una bobina se pueda desenroscar desde su montaje para permitir que el acceso ejecute un cable adicional, luego se vuelva a coger incorrectamente.

Tales percances corren riesgos que van desde una ligera degradación del rendimiento en el proceso hasta motores quemados y grandes eventos de tiempo de inactividad. La preparación de la superficie también merece atención. Las tolerancias deben coincidir en todos los detalles.

En algunos casos, un fabricante de herramientas de construcción para estos procesos puede obtener un componente de movimiento lineal construido para la planitud de los viajes, digamos 0.0005 pulg. de la etapa puede ser casi imperceptible. Por ejemplo, esto puede causar la unión de los cojinetes, lo que resulta en el uso prematuro de los rodamientos, fuerzas adicionales en el tornillo de bola o los requisitos de mayor potencia de los motores lineales que resultan en sobrecalentamiento excesivo y una posible falla.

Castigar

Asegurar que todos los componentes en el sistema de movimiento lineal tengan una conexión a tierra eléctrica adecuada es otra precaución que los fabricantes pueden emprender para evitar un problema futuro. Tal supervisión podría resultar en riesgos de descarga eléctrica para los operadores. Pero también puede tener un impacto en el rendimiento del sistema.

Un bucle de tierra en el sistema que se alimenta a través de la ruta del suelo podría inducir lecturas falsas en el codificador para que un componente solo viaja 1 mm, pero el controlador registra un viaje de 100 mm. Si se pierde la supervisión, por ejemplo, la precisión posicional puede dar lugar a errores en las lecturas de los instrumentos que conducen a un análisis inexacto.

Transporte e instalación

La resistencia relativamente baja de los sistemas de movimiento lineal a la carga de impacto se discutió anteriormente. Los puntos de riesgo más significativo ocurren naturalmente en tres períodos:

• Durante el transporte del proveedor de movimiento lineal al fabricante de herramientas de equipo;
• Durante la llegada e incorporación del sistema a la herramienta de equipo;
• Durante el transporte del ensamblaje del equipo terminado al piso de proceso y la instalación.

Un proveedor de movimiento lineal confiable y experimentado puede disminuir significativamente la posibilidad de daño por choque durante la primera fase. Los expertos en proveedores pueden determinar las limitaciones de espacio de fabricación temprano, por lo que no diseñan una etapa que sea demasiado grande o demasiado pesada para ensamblarse fácilmente en una sala limpia o piso de fabricación. También pueden planificar el uso de equipos de transporte (grúas, muñecas, etc.) para que el escenario pueda transportarse de manera segura de caja a herramienta, minimizando el riesgo de lesiones al personal en el sitio, así como la posibilidad de impactos dañinos.

Finalmente, durante la instalación, el sistema de movimiento lineal o la parte relevante de la herramienta se pueden equipar con las medidas de aislamiento pasivo necesarias (como los pies o almohadillas de elastómero) o los amortiguadores de aislamiento activos (sistemas de airbag ajustados al sensor) para reducir la posibilidad de excesivos shock o vibración durante las operaciones posteriores.

En la sala limpia

Tanto para las fases primero como la segunda, el proveedor de movimiento lineal debe seguir las mejores prácticas para construir cajas de transporte y sistemas de embolsado. Por ejemplo, un proveedor líder envuelve el sistema en dos bolsas, una aplicada dentro de la atmósfera de nitrógeno y el segundo en una sala limpia, para el transporte. Luego proporcionan aparejos y carros especiales para transferencias de transporte delicadas.

En la tercera fase, si el sistema se colocará en el conjunto de la herramienta desde arriba, la grúa de los fabricantes de herramientas puede ser suficiente. Sin embargo, si es necesaria una maniobra más desafiante, el proveedor proporciona una caja de cámara especializada, que puede atornillarse al lado de la herramienta hasta que se realice el montaje.

Lubricación

Aunque los sistemas de movimiento lineal generalmente ejecutan el ciclo tras ciclo sin problemas o atención adicional, una pequeña cantidad de mantenimiento regular siempre es crítica. Aquí hay tres claves para un mantenimiento efectivo: lubricación, lubricación y lubricación.

Cada proveedor del sistema de movimiento lineal envía su producto con un ciclo de servicio de relubricación específico. Sin embargo, como la naturaleza humana es lo que es, muchos problemas se pueden rastrear para seguir fallas simples que siguen ese ciclo recomendado. Sin la lubricación necesaria, las tensiones de fricción se montan y eventualmente causan eventos extremadamente indeseables, como cierres o agotamientos motorizados.

Otros problemas de lubricación incluyen una falla prematura de los rodamientos que resultan en reducciones en el rendimiento, como la rectitud, la planitud, el tono, el rollo y la guiñada.

Es importante usar solo la grasa correcta en cada máquina. Tenga mucho cuidado de nunca mezclar aceites o grasas incompatibles. Esto incluye el uso de diferentes grasas al servir una máquina de un ciclo a otro. Esto cambiará la viscosidad requerida, lo que a menudo resulta en la acumulación de un material gomoso y similar al cemento que es lo último que desear en equipos delicados. Si el material también incluye partículas de un cable demasiado flexionado, un portador de cable o incluso en otro lugar, generalmente se producirá una falla ferroviaria pronto.

Hoja de ruta de rendimiento

En respuesta a las demandas de los fabricantes de equipos, los fabricantes de equipos de movimiento lineal están trabajando continuamente para impulsar el sobre en el rendimiento. Pero primero, deben asegurarse de que las mejoras no aumenten inadvertidamente el riesgo de fallas en el movimiento lineal.

Un buen proveedor de movimiento lineal proporcionará una "hoja de ruta de rendimiento" destacando elementos del sistema que pueden diseñarse no solo para los requisitos actuales sino con la capacidad de rendimiento para el uso de próxima generación. Este compromiso es especialmente crítico en la fabricación de ciencias de la vida avanzadas, tecnología médica y biomédica.

Los sistemas de procesos de movimiento lineal pueden no ser los elementos más destacados en los equipos de tecnología más avanzados, y tampoco son tampoco una preocupación por la mente para la mayoría de los usuarios. Pero su fracaso puede tener graves consecuencias para todos los involucrados. Afortunadamente, la atención adecuada al diseño, la instalación, la operación y el mantenimiento puede garantizar que los sistemas de movimiento lineal jueguen un papel vital en los continuos críticos, y tal vez incluso el funcionamiento exitoso de los equipos más avanzados de la ciencia de la vida, la ciencia médica y biomédica.