La scienza della vita, i produttori di attrezzature mediche e biomediche devono costantemente perseguire miglioramenti nella tecnologia avanzata, nei flussi di lavoro e nei processi per perseguire pressioni competitive e crescita del mercato. Ma i progressi non possono solo concentrarsi sull'ampliamento del successo; Deve inoltre garantire precisione, affidabilità, funzionalità durante il funzionamento, la prevenzione di guasti in uso.

Trascurare miglioramenti e salvaguardie in un componente apparentemente minore dei sistemi di movimento lineare in corso può generare conseguenze che vanno da scomodi a catastrofici. I produttori, così come gli utenti, devono rimanere vigili.

Con la messa a fuoco corretta, i sistemi di movimento lineare di prossima generazione possono essere specificati, progettati, installati e mantenuti per avanzare e garantire i benefici delle scienze della vita, delle attrezzature mediche e biomediche in applicazioni vitali e persino salvavita.

Conseguenze

Poiché il movimento lineare affidabile è una necessità operativa, i produttori di apparecchiature e gli utenti delle apparecchiature devono monitorare anche i rischi di guasti relativamente rari nei componenti o nei sistemi di movimento lineari durante il processo. Questa preoccupazione include apparecchiature che vanno dal sequenziamento del DNA alla bioprinting ai microscopi di forza atomica (AFM).

La posta in gioco è enorme.

Il fallimento di un'unica parte o di un sistema può costare gli utenti dell'attrezzatura centinaia di migliaia di dollari anche per un evento di tempo di inattività relativamente di breve durata. A seconda della posizione, della gravità e dei tempi di risposta per la riparazione o la sostituzione, i costi potrebbero aumentare di più.

Il rischio per la sicurezza del personale è un'altra preoccupazione fondamentale. Sebbene rari, i difetti di progettazione o la mancata seguito di garanzie operative possono portare a qualsiasi cosa, dai punti di pizzico alle fasi in fuga e causano danni dalle lesioni da schiacciamento alle scosse elettriche.

Specifiche e progettazione

L'impianto di produzione di movimento lineare deve essere completamente certificato ISO per garantire coerenza in tutti i suoi processi chiave. Inoltre, le build meticolose del prototipo aiutano a scoprire passaggi che sono la chiave per mantenere le prestazioni e l'affidabilità del componente o del sistema di movimento finito. Mancare o non correggere correttamente uno dei tanti piccoli passi cruciali nell'assemblaggio o nei test potrebbe in definitiva portare a un sistema fallito sul campo.

Molti produttori stabiliscono anche obiettivi che si traducono in molti anni di servizio affidabile prima di un aggiornamento delle attrezzature. È quindi importante calcolare correttamente la durata della servizio dei componenti. Poiché i cicli di lavoro possono variare da applicazione a applicazione, la durata di servizio è indicata in chilometri viaggiati per molti componenti di movimento lineare. Il produttore di movimento lineare deve quindi tradurre quel calcolo in varie decisioni sul prodotto.

Ad esempio, un cavo ampiamente utilizzato specifica più di 10 milioni di cicli flessibili se viene mantenuto un raggio di curvatura di 50 mm o maggiore. Ma, se il raggio di piega non è di dimensioni corrette, i particolati che cadono dal cavo o lo stress sui binari del cavo o sui connettori potrebbero concepibilmente causare guasti precoci nel processo (specialmente laddove i programmi di manutenzione non sono rigorosamente osservati).

Considera la personalizzazione

Le parti standard svolgono un ruolo fondamentale in molti gruppi di attrezzature. Una preoccupazione, ad esempio, è che un elemento stadio di movimento lineare di serie potrebbe non essere stato progettato e costruito per funzionare con la precisa combinazione di altri componenti e strutture che il fornitore sta assemblando. Possono sorgere incompatibilità impreviste.

La domanda è: un produttore catturerà problemi durante la progettazione di routine, il controllo di qualità e i protocolli di ispezione? Probabilmente. Ma non certamente.

Spesso, solo le offerte personalizzate possono soddisfare gli obiettivi di requisiti specifici per prestazioni e progettazione. Consentono al produttore di concentrarsi sugli aspetti di progettazione dello stadio richiesto dall'applicazione, in particolare per adattamento dei fattori dalla velocità all'accelerazione alla stabilità. Possono persino ridurre i costi eliminando le caratteristiche non necessarie che sono standard con una fase fuori dallo scaffale. E assicurano una soluzione integrata senza incompatibilità nascoste.

I fornitori dovrebbero cercare il vero controllo "Spec-to-Prototype-Build" del loro ordine dal produttore di movimento lineare. Tale personalizzazione intelligente è fondamentale per anticipare ed eliminare le carenze di prodotti, evitando blocchi stradali nell'integrazione e prevenzione di guasti.

Specificare i prodotti con dimensioni precise, forma, rivestimento o materiale richiesto dal lavoro. E insistono su soluzioni che soddisfano gli obiettivi unici per accuratezza, velocità, planarità, precarico (per aumentare la rigidità eliminando le autorizzazioni interne), la vita di servizio, i livelli di manutenzione e il prezzo.

A volte, materiali più innovativi possono anche aiutare a ridurre i rischi in specifici progetti personalizzati. Ad esempio, la costruzione in fibra di carbonio può ottimizzare la resistenza strutturale, la rigidità e la stabilità (nonostante il suo peso e lo spessore ridotti). Allo stesso tempo, i cuscinetti in ceramica possono essere una soluzione praticabile per problemi di lubrificazione specifici.

Maneggiare con cura

Una volta che un componente di movimento lineare destinato a una specifica applicazione arriva sul pavimento del produttore di attrezzature, possono sorgere altri rischi.

I produttori di movimenti lineari possono essere chiamati per risolvere una serie di problemi che sorgono in questa fase intermedia. Ad esempio, un motore lineare può soffrire di un problema di vincolo, in cui la bobina che viaggia all'interno della pista si sta sfregando contro la pista nel suo viaggio. Ciò potrebbe essere causato da un problema di gestione a causa di uno stonante che sposta leggermente la bobina o la pista dall'allineamento. È possibile che la sella, il segmento del palco in movimento, può essere urtata e soffrire di distorsione. Nel costruire lo strumento più grande, si possono aggiungere viti troppo lunghe, spingendo attraverso una piastra di movimento lineare in un'altra, causando graffi e il rischio di forze imprevedibili durante il funzionamento. È inoltre possibile che una bobina possa essere svitata dal suo montaggio per consentire l'accesso all'esecuzione di un cavo aggiuntivo, quindi riemerato in modo errato.

Tali incidenti corrono rischi che vanno da un leggero degrado delle prestazioni nel processo a motori bruciati e importanti eventi di inattività. La preparazione della superficie merita anche molta attenzione. Le tolleranze devono corrispondere in tutti i dettagli.

In alcuni casi, un produttore di strumenti di costruzione per questi processi può procurarsi un componente di movimento lineare costruito per la planarità di viaggio, diciamo 0,0005 pollici. Ma il produttore di attrezzi quindi fa il componente fino a un gruppo più grande con una piattalità di soli 0,005 pollici. del palcoscenico può essere quasi impercettibile. Ad esempio, ciò può causare il legame dei cuscinetti con conseguente indossamento prematuro dei cuscinetti, forze aggiuntive sulla vite a sfera o requisiti di potenza più elevati da motori lineari con conseguente surriscaldamento eccessivo e potenziale guasto.

Essere messo a terra

Garantire che tutti i componenti nel sistema di movimento lineare abbiano una corretta messa a terra elettrica è un'altra precauzione che i produttori possono intraprendere per prevenire un problema futuro. Tale supervisione potrebbe comportare rischi di scosse elettriche per gli operatori. Ma può anche avere un impatto sulle prestazioni del sistema.

Un anello di terra nel sistema che si alimenta attraverso il percorso di terra potrebbe indurre false letture nell'encoder in modo che un componente viaggi solo 1 mm, ma il controller registra un viaggio di 100 mm. Se la supervisione viene persa, ad esempio, l'accuratezza del posizionale può comportare errori nelle letture degli strumenti che portano ad un'analisi imprecisa.

Trasporto e installazione

La resistenza relativamente bassa dei sistemi di movimento lineari al carico di impatto è stata discussa in precedenza. I punti del rischio più significativo si verificano naturalmente in tre periodi:

• Durante il trasporto dal fornitore di movimenti lineari al produttore di attrezzature;
• Durante l'arrivo e l'incorporazione del sistema nello strumento dell'attrezzatura;
• Durante il trasporto del gruppo attrezzature finite sul pavimento e l'installazione del processo.

Un fornitore di movimento lineare affidabile ed esperto può ridurre significativamente la possibilità di danni da shock durante la prima fase. Gli esperti dei fornitori possono accertare in anticipo i vincoli di spazio di produzione, quindi non progettano un palcoscenico troppo grande o troppo pesante per essere facilmente assemblato in una camera pulita o di produzione. Possono anche pianificare l'utilizzo delle attrezzature di trasporto (gru, dols, ecc.) In modo che la fase possa essere trasportata in modo sicuro da una cassa all'altra, minimizzando il rischio di lesioni al personale in loco, nonché la possibilità di danneggiare gli impatti.

Infine, durante l'installazione, il sistema di movimento lineare o la parte rilevante dello strumento possono essere dotati delle necessarie misure di isolamento passivo (come i piedi o elastomero o i cuscinetti) o gli smorzatori di isolamento attivo (sistemi airbag adjusted sensorti) per ridurre la possibilità di eccessivo Shock o vibrazione durante le operazioni successive.

Nella stanza pulita

Sia per la prima che per la seconda fasi, il fornitore di movimento lineare dovrebbe seguire le migliori pratiche nella costruzione di casse di trasporto e sistemi di insaccamento. Ad esempio, un fornitore leader avvolge il sistema in due sacchetti, uno applicato all'interno dell'atmosfera di azoto e il secondo in una camera pulita, per il trasporto. Forniscono quindi rigging e carrelli speciali per trasferimenti di trasporto delicati.

Nella terza fase, se il sistema verrà posizionato sul gruppo degli strumenti dall'alto, la gru dei produttori di utensili potrebbe essere sufficiente. Tuttavia, se è necessaria una manovra più impegnativa di laterale, il fornitore fornisce una cassa da camera specializzata, che può essere imbullonata sul lato dello strumento fino a quando non viene realizzato il montaggio.

Lubrificazione

Sebbene i sistemi di movimento lineari di solito eseguono un ciclo dopo ciclo senza problemi o maggiore attenzione, una piccola quantità di manutenzione regolare è sempre critica. Qui ci sono tre chiavi per una manutenzione efficace: lubrificazione, lubrificazione e lubrificazione.

Ogni fornitore di sistemi di movimento lineare spedisce il proprio prodotto con un ciclo di servizio di reinclazionamento specificato. Tuttavia, essendo la natura umana ciò che è, molti problemi possono essere ricondotti a semplici fallimenti da seguire quel ciclo raccomandato. Senza la lubrificazione necessaria, gli stress di attrito si muovono e infine causano eventi estremamente indesiderati, come chiusura o burnout del motore.

Altri problemi di lubrificazione includono il fallimento prematuro dei cuscinetti con conseguenti riduzioni delle prestazioni come rettilinei, planarità, pitch, roll e imbardata.

È importante utilizzare solo il grasso corretto su ciascuna macchina. Fai molta attenzione a non mescolare mai oli o grassi incompatibili. Ciò include l'utilizzo di grassi diversi quando si serve una macchina da un ciclo all'altro. Ciò cambierà la viscosità richiesta, spesso risultando nell'accumulo di un materiale gommoso simile a un cemento che è l'ultima cosa da desiderare in attrezzature delicate. Se il materiale include anche particelle da un cavo troppo pescato, un trasportatore di cavo o anche altrove, in genere si verificherà presto un guasto della rotaia.

Roadmap performance

In risposta alle richieste dei produttori di attrezzature, i produttori di attrezzature di movimento lineari lavorano continuamente per spingere la busta nelle prestazioni. Ma in primo luogo, devono garantire che eventuali miglioramenti non aumentino inavvertitamente il rischio di guasti di movimento lineari.

Un buon fornitore di movimento lineare fornirà una "roadmap performance" che evidenzia elementi del sistema che possono essere progettati non solo per i requisiti attuali ma con la capacità di prestazione per l'uso di prossima generazione. Questo impegno è particolarmente fondamentale nella produzione di scienze della vita avanzata, tecnologia medica e biomedica.

I sistemi di processo di movimento lineari potrebbero non essere gli elementi più importanti nelle apparecchiature tecnologiche più avanzate, e in genere sono una preoccupazione di alto livello per la maggior parte degli utenti. Ma il loro fallimento può avere gravi conseguenze per tutti i soggetti coinvolti. Fortunatamente, un'adeguata attenzione alla progettazione, all'installazione, al funzionamento e alla manutenzione può garantire che i sistemi di movimento lineari svolgano un ruolo vitale nelle continue funzionalità critiche - e forse anche salvavitanti delle più avanzate attrezzature per la vita, medica e biomedica.