Biotieteiden, lääketieteellisten ja biolääketieteellisten laitteiden valmistajien on jatkuvasti pyrittävä parantamaan edistynyttä teknologiaa, työnkulkuja ja prosesseja kilpailupaineiden ja markkinoiden kasvun saavuttamiseksi. Mutta edistys ei voi keskittyä vain menestyksen laajentamiseen; sen on myös varmistettava tarkkuus, luotettavuus ja toimivuus käytön aikana – käytönaikaisten vikojen ehkäisy.

Parannusten ja suojatoimenpiteiden laiminlyönti prosessin sisäisten lineaaristen liikejärjestelmien yhden näennäisen vähäisen osan osassa voi aiheuttaa seurauksia, jotka vaihtelevat epämukavista katastrofaalisiin. Valmistajien ja käyttäjien on pysyttävä valppaina.

Asianmukaisella tarkennuksella seuraavan sukupolven lineaariset liikejärjestelmät voidaan määritellä, suunnitella, asentaa ja huoltaa biotieteen, lääketieteellisten ja biolääketieteellisten laitteiden edistämiseksi ja hyödyn varmistamiseksi elintärkeissä ja jopa hengenpelastussovelluksissa.

Seuraukset

Koska luotettava lineaarinen liike on toiminnallinen välttämättömyys, laitevalmistajien ja laitteiden käyttäjien on tarkkailtava jopa suhteellisen harvinaisia ​​lineaariliikkeen komponenttien tai järjestelmien vikariskejä koko prosessin ajan. Tämä huolenaihe koskee laitteita DNA-sekvensoinnista biotulostukseen ja atomivoimamikroskooppeihin (AFM).

Panokset ovat valtavat.

Yhden osan tai järjestelmän vikaantuminen voi maksaa laitteiden käyttäjille satoja tuhansia dollareita jopa suhteellisen lyhytkestoisesta seisokkitapahtumasta. Korjauksen tai vaihdon sijainnista, vakavuudesta ja vasteajasta riippuen kustannukset voivat nousta huomattavasti enemmän.

Henkilöstön turvallisuusriski on toinen tärkeä huolenaihe. Vaikka se on harvinaista, suunnitteluvirheet tai toiminnallisten suojatoimenpiteiden noudattamatta jättäminen voivat johtaa mihin tahansa puristuspisteistä karkaamisvaiheisiin ja aiheuttaa vahinkoja puristusvammoista sähköiskuihin.

Erittely ja suunnittelu

Lineaarisen liikkeen tuotantolaitoksen on oltava täysin ISO-sertifioitu varmistaakseen johdonmukaisuuden kaikissa keskeisissä prosesseissaan. Lisäksi huolelliset prototyyppirakenteet auttavat paljastamaan vaiheita, jotka ovat avainasemassa valmiin liikekomponentin tai järjestelmän suorituskyvyn ja luotettavuuden ylläpitämisessä. Jos jokin monista kokoonpanon tai testauksen pienistä, ratkaisevista vaiheista puuttuu tai sitä ei suoriteta oikein, se voi lopulta johtaa järjestelmän epäonnistumiseen kentällä.

Monet valmistajat asettavat myös tavoitteet, jotka merkitsevät monen vuoden luotettavaa palvelua ennen laitepäivitystä. Siksi on tärkeää laskea komponenttien käyttöikä oikein. Koska käyttöjaksot voivat vaihdella sovelluksesta toiseen, useiden lineaarisen liikkeen komponenttien käyttöikä on ilmoitettu kuljetuina kilometreinä. Lineaarisen liikkeen tekijän on sitten muutettava tämä laskelma erilaisiksi tuotetta koskeviksi päätöksiksi.

Esimerkiksi yksi laajalti käytetty kaapeli määrittää yli 10 miljoonaa joustojaksoa, jos 50 mm tai suurempi taivutussäde säilyy. Mutta jos taivutussäde ei ole oikein mitoitettu, kaapelista putoavat hiukkaset tai jännitys kaapelikiskoissa tai liittimissä voivat aiheuttaa prosessin varhaisen vian (erityisesti jos huoltoaikatauluja ei noudateta tarkasti).

Harkitse mukauttamista

Valmiilla osilla on tärkeä rooli monissa laitekokoonpanoissa. Yksi huolenaihe on esimerkiksi se, että lineaarista liikelavaelementtiä ei ehkä ole suunniteltu ja rakennettu toimimaan toimittajan kokoamien muiden komponenttien ja rakenteiden tarkan yhdistelmän kanssa. Odottamattomia yhteensopimattomuuksia voi syntyä.

Kysymys kuuluu: havaitseeko valmistaja ongelmia rutiininomaisen suunnittelunsa, laadunvalvonta- ja tarkastusprotokollansa aikana? Todennäköisesti. Mutta ei varmasti.

Usein vain räätälöidyt tarjoukset voivat täyttää tiettyjen suorituskyky- ja suunnitteluvaatimusten tavoitteet. Niiden avulla valmistaja voi keskittyä sovelluksen vaatimiin vaiheen suunnittelunäkökohtiin, erityisesti räätälöimään tekijöitä nopeudesta kiihtyvyyteen ja vakauteen. Ne voivat jopa alentaa kustannuksia poistamalla tarpeettomat ominaisuudet, jotka ovat vakiona valmiina. Ja ne takaavat integroidun ratkaisun ilman piilotettuja yhteensopimattomuuksia.

Toimittajien tulee etsiä todellista "spec-sheet-to-prototype-build" -ohjausta tilaukselleen lineaariliikkeen valmistajalta. Tällainen älykäs räätälöinti on elintärkeää tuotteiden puutteiden ennakoimiseksi ja poistamiseksi, integroinnin tiesulkujen välttämiseksi ja vikojen estämiseksi koko ajan.

Määritä tuotteet tarkan koon, muodon, pinnoitteen tai materiaalin mukaan, joita työ vaatii. Ja vaadi ratkaisuja, jotka täyttävät ainutlaatuiset tavoitteet tarkkuuden, nopeuden, tasaisuuden, esikuormituksen (jäykkyyden lisäämiseksi poistamalla sisäiset välykset), käyttöiän, huoltotasojen ja hinnan osalta.

Joskus innovatiivisemmat materiaalit voivat myös auttaa vähentämään riskejä tietyissä mukautetuissa malleissa. Esimerkiksi hiilikuiturakenne voi optimoida rakenteellisen lujuuden, jäykkyyden ja vakauden (pienemmästä painosta ja paksuudesta huolimatta). Samaan aikaan keraamiset laakerit voivat olla käyttökelpoinen ratkaisu tiettyihin voiteluongelmiin.

Käsittele Varovasti

Kun tiettyyn käyttötarkoitukseen tarkoitettu lineaarinen liikekomponentti saapuu laitevalmistajan lattialle, voi syntyä muita riskejä.

Lineaarisen liikkeen valmistajat voidaan kutsua ratkaisemaan monia tässä välivaiheessa ilmeneviä ongelmia. Esimerkiksi lineaarimoottori voi kärsiä sidosongelmasta, kun moottoriradan sisällä kulkeva kela hankaa kulkuaan telaa vasten. Tämä saattaa johtua käsittelyongelmista, jotka johtuvat tärinästä, joka siirtää kelaa tai raitaa hieman epätasapainossa. On mahdollista, että satula – liikkuva lavasegmentti – voi törmätä ja kärsiä vääristymistä. Isompaa työkalua rakennettaessa voidaan lisätä liian pitkiä ruuveja, jotka työntyvät lineaarisen liikelevyn läpi toiseen aiheuttaen naarmuja ja ennakoimattomien voimien riskin käytön aikana. On myös mahdollista, että kela voidaan ruuvata irti kiinnikkeestään, jotta lisäkaapelia voidaan käyttää, ja ruuvata sitten uudelleen väärin.

Tällaisiin onnettomuuksiin liittyy riskejä, jotka vaihtelevat prosessin suorituskyvyn lievästä heikkenemisestä moottorien loppuunpalamiseen ja suuriin seisokkitapahtumiin. Myös pinnan esikäsittely ansaitsee erityistä huomiota. Toleranssien on vastattava kaikissa yksityiskohdissa.

Joissakin tapauksissa valmistaja, joka rakentaa työkaluja näihin prosesseihin, voi hankkia lineaarisen liikekomponentin, joka on rakennettu liikkeen tasaisuutta varten, esimerkiksi 0,0005 tuumaa. Mutta työkaluvalmistaja pultattaa tämän komponentin sitten suurempaan kokoonpanoon, jonka tasaisuus on vain 0,005 tuumaa. Seurauksena oleva vääntyminen näyttämö voi olla lähes huomaamaton. Tämä voi esimerkiksi aiheuttaa laakereiden juuttumista, mikä johtaa laakerien ennenaikaiseen kulumiseen, kuularuuviin kohdistuviin lisävoimiin tai lineaarimoottorien korkeampiin tehovaatimuksiin, mikä johtaa liialliseen ylikuumenemiseen ja mahdolliseen vikaan.

Hanki maadoitus

Toinen varotoimenpide, jonka valmistajat voivat ryhtyä estämään tulevia ongelmia, on varmistaa, että kaikilla lineaarisen liikejärjestelmän komponenteilla on asianmukainen sähköinen maadoitus. Tällainen laiminlyönti voi aiheuttaa käyttäjille sähköiskuvaaran. Mutta se voi myös vaikuttaa järjestelmän suorituskykyyn.

Järjestelmän maasilmukka, joka syöttää takaisin maaradan kautta, voi aiheuttaa vääriä lukemia kooderissa siten, että komponentti kulkee vain 1 mm, mutta säädin rekisteröi 100 mm matkan. Jos ohitus jää esimerkiksi tekemättä, paikannustarkkuus voi johtaa virheisiin instrumenttien lukemissa, mikä johtaa epätarkkuuteen.

Kuljetus ja asennus

Lineaaristen liikejärjestelmien suhteellisen alhainen vastustuskyky iskukuormitukselle on käsitelty aiemmin. Merkittävimmät riskikohdat esiintyvät luonnollisesti kolmessa jaksossa:

• Kuljetuksen aikana lineaariliikkeen toimittajalta laitetyökalun valmistajalle;
• järjestelmän saapumisen ja liittämisen aikana laitetyökaluun;
• Valmiin laitekokoonpanon kuljetuksen aikana prosessilattialle ja asennuksen aikana.

Luotettava, kokenut lineaarisen liikkeen toimittaja voi merkittävästi vähentää iskuvaurioiden mahdollisuutta ensimmäisessä vaiheessa. Toimittajien asiantuntijat voivat todeta valmistustilan rajoitteet aikaisessa vaiheessa, joten he eivät suunnittele liian suurta tai raskasta vaihetta, joka on helppo koota puhdastila- tai tuotantolattiaan. He voivat myös suunnitella kuljetusvälineiden käytön (nosturit, dollyt jne.), jotta lava voidaan kuljettaa turvallisesti laatikosta työkaluun, mikä minimoi paikan päällä olevien henkilöiden loukkaantumisriskin sekä vaurioiden mahdollisuuden.

Lopuksi asennuksen aikana lineaarinen liikejärjestelmä tai työkalun asiaankuuluva osa voidaan varustaa tarvittavilla passiivisilla eristystoimenpiteillä (kuten elastomeerijaloilla tai pehmusteilla) tai aktiivisilla eristysvaimentimilla (anturilla säädetyt turvatyynyjärjestelmät) liiallisen liiallisen toiminnan vähentämiseksi. isku tai tärinä myöhempien toimintojen aikana.

Puhdashuoneessa

Lineaarisen liikkeen toimittajan tulee sekä ensimmäisessä että toisessa vaiheessa noudattaa parhaita käytäntöjä kuljetuskorien ja säkkijärjestelmien rakentamisessa. Esimerkiksi yksi johtava toimittaja ympäröi järjestelmän kahteen pussiin, joista toinen levitetään typpiatmosfääriin ja toinen puhdastilaan kuljetusta varten. Ne tarjoavat sitten erityisiä takiloja ja kärryjä herkkiä kuljetusta varten.

Kolmannessa vaiheessa, jos järjestelmä asetetaan työkalukokoonpanolle ylhäältä, työkaluvalmistajien nosturi saattaa riittää. Jos kuitenkin tarvitaan haastavampaa sivukuormitusta, toimittaja toimittaa erikoiskammiolaatikon, joka voidaan pultata työkalun sivuun, kunnes asennus on suoritettu.

Voitelu

Vaikka lineaariset liikejärjestelmät toimivat yleensä jakso toisensa jälkeen ilman ongelmia tai ylimääräistä huomiota, pieni määrä säännöllistä huoltoa on aina kriittinen. Tässä on kolme avainta tehokkaaseen huoltoon: voitelu, voitelu ja voitelu.

Jokainen lineaarisen liikejärjestelmän toimittaja toimittaa tuotteensa määritellyllä voitelupalvelujaksolla. Silti, koska ihmisluonto on mikä se on, monet ongelmat voidaan jäljittää yksinkertaisiin epäonnistumisiin noudattaa tätä suositeltua kiertokulkua. Ilman tarpeellista voitelua kitkajännitys kasvaa ja aiheuttaa lopulta erittäin ei-toivottuja tapahtumia, kuten sammutuksia tai moottorin palamista.

Muita voiteluongelmia ovat laakerien ennenaikainen rikkoutuminen, joka johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen, kuten suoruuteen, tasaisuuteen, nousuun, kallistukseen ja kallistukseen.

On tärkeää, että jokaisessa koneessa käytetään vain oikeaa rasvaa. Ole erittäin varovainen, ettet koskaan sekoita yhteensopimattomia öljyjä tai rasvoja. Tähän sisältyy erilaisten rasvojen käyttö, kun konetta huolletaan syklistä toiseen. Tämä muuttaa vaadittua viskositeettia, mikä johtaa usein kumimaisen, sementtimäisen materiaalin kertymiseen, mikä on viimeinen asia, jota herkissä laitteissa halutaan. Jos materiaalissa on myös hiukkasia ylitaivutetusta kaapelista, kaapelinpitimestä tai vaikka muualta, seurauksena on yleensä kiskovaurio pian.

Suorituskyvyn etenemissuunnitelma

Vastauksena laitevalmistajien vaatimuksiin lineaariliikelaitteiden valmistajat työskentelevät jatkuvasti parantaakseen suorituskykyä. Mutta ensin niiden on varmistettava, etteivät parannukset vahingossa lisää lineaarisen liikkeen epäonnistumisen riskiä.

Hyvä lineaarisen liikkeen toimittaja toimittaa "suorituskykysuunnitelman", jossa korostetaan järjestelmän elementtejä, jotka voidaan suunnitella paitsi nykyisiin vaatimuksiin myös seuraavan sukupolven käyttöön. Tämä sitoutuminen on erityisen kriittinen edistyneen biotieteen, lääketieteen ja biolääketieteen teknologian valmistuksessa.

Lineaariset liikeprosessijärjestelmät eivät välttämättä ole kaikkein edistyksellisimmissä teknologisissa laitteissa näkyvimpiä elementtejä, eivätkä ne myöskään ole tyypillisesti suurin huolenaihe useimmille käyttäjille. Mutta niiden epäonnistumisella voi olla vakavia seurauksia kaikille osapuolille. Onneksi oikea huomio suunnitteluun, asennukseen, käyttöön ja kunnossapitoon voi varmistaa, että lineaarisilla liikejärjestelmillä on keskeinen rooli edistyneimpien biotieteiden, lääketieteellisten ja biolääketieteellisten laitteiden jatkuvassa kriittisessä ja ehkä jopa hengenpelastustoiminnassa.