Производители оборудования для биологии, медицины и биомедицины должны постоянно стремиться к улучшению передовых технологий, рабочих процессов и процессов, чтобы преследовать конкурентное давление и рост рынка. Но прогресс не может быть сосредоточен только на расширении успеха; он также должен обеспечивать точность, надежность, функциональность во время работы — предотвращение сбоев в использовании.

Пренебрежение улучшениями и мерами безопасности в одном, казалось бы, незначительном компоненте систем линейного перемещения в процессе производства может привести к последствиям от неудобных до катастрофических. Производители, как и пользователи, должны сохранять бдительность.

При правильном подходе можно определить, спроектировать, установить и обслуживать системы линейного перемещения следующего поколения, чтобы развивать и обеспечивать преимущества медико-биологического, медицинского и биомедицинского оборудования в жизненно важных и даже спасающих жизни приложениях.

Последствия

Поскольку надежное линейное движение является эксплуатационной необходимостью, производители и пользователи оборудования должны отслеживать даже относительно редкие риски сбоев в компонентах или системах линейного движения на протяжении всего процесса. Эта проблема касается оборудования, начиная от секвенирования ДНК и заканчивая биопечатью и атомно-силовыми микроскопами (АСМ).

Ставки огромны.

Выход из строя одной детали или системы может обойтись пользователям оборудования в сотни тысяч долларов даже за относительно кратковременный простой. В зависимости от местоположения, серьезности и времени реагирования на ремонт или замену, расходы могут вырасти до гораздо больших размеров.

Риск безопасности персонала — еще одна первостепенная проблема. Хотя это случается редко, недостатки проектирования или несоблюдение эксплуатационных мер безопасности могут привести к чему угодно: от точек защемления до неконтролируемых стадий и вызвать повреждения от раздавливания до поражения электрическим током.

Спецификация и дизайн

Линейное производственное предприятие должно быть полностью сертифицировано по стандарту ISO, чтобы гарантировать согласованность всех его ключевых процессов. Кроме того, тщательная сборка прототипов помогает выявить шаги, которые являются ключевыми для поддержания производительности и надежности готового компонента или системы движения. Отсутствие или неправильное выполнение любого из многих небольших, важных шагов при сборке или тестировании может в конечном итоге привести к отказу системы в полевых условиях.

Многие производители также устанавливают цели, которые транслируются в многолетнюю надежную работу перед обновлением оборудования. Поэтому важно правильно рассчитать срок службы компонента. Поскольку рабочие циклы могут различаться в зависимости от области применения, срок службы многих компонентов линейного перемещения указывается в километрах пробега. Затем производитель линейного перемещения должен перевести этот расчет в различные решения относительно продукта.

Например, один широко используемый кабель указывает более 10 миллионов циклов изгиба, если радиус изгиба составляет 50 мм или больше. Но если радиус изгиба не рассчитан правильно, частицы, падающие с кабеля, или напряжение на кабельных дорожках или разъемах могут, вероятно, вызвать ранний отказ в процессе (особенно там, где графики технического обслуживания не соблюдаются строго).

Рассмотрите возможность настройки

Готовые детали играют важную роль во многих сборках оборудования. Например, одна из проблем заключается в том, что элемент линейного перемещения может быть спроектирован и изготовлен не для работы с точной комбинацией других компонентов и структур, которые собирает поставщик. Могут возникнуть непредвиденные несовместимости.

Вопрос в следующем: выявит ли производитель проблемы в ходе своего обычного проектирования, контроля качества и протоколов проверки? Вероятно. Но не обязательно.

Часто только индивидуальные предложения могут соответствовать целям конкретных требований к производительности и дизайну. Они позволяют производителю сосредоточиться на аспектах дизайна сцены, которые требуются для приложения, в частности, на адаптационных факторах от скорости до ускорения и стабильности. Они даже могут снизить стоимость, исключив ненужные функции, которые входят в стандартную комплектацию готовой сцены. И они обеспечивают комплексное решение без скрытых несовместимостей.

Поставщикам следует искать настоящий контроль «от спецификации до сборки прототипа» своего заказа у производителя линейного движения. Такая интеллектуальная настройка жизненно важна для прогнозирования и устранения недостатков продукта, избегания препятствий в интеграции и предотвращения сбоев на всем протяжении.

Укажите продукты с точным размером, формой, покрытием или материалом, которые требуются для работы. И настаивайте на решениях, которые соответствуют уникальным целям точности, скорости, плоскостности, предварительной нагрузки (для повышения жесткости путем устранения внутренних зазоров), срока службы, уровня обслуживания и цены.

Иногда более инновационные материалы также могут помочь снизить риски в конкретных индивидуальных конструкциях. Например, конструкция из углеродного волокна может оптимизировать прочность конструкции, жесткость и устойчивость (несмотря на ее уменьшенный вес и толщину). В то же время керамические подшипники могут быть жизнеспособным решением для определенных проблем со смазкой.

Обращаться с осторожностью

После того, как компонент линейного перемещения, предназначенный для определенного применения, поступает на завод-изготовитель оборудования, могут возникнуть другие риски.

Производители линейного перемещения могут быть вызваны для решения множества проблем, возникающих на этом промежуточном этапе. Например, линейный двигатель может столкнуться с проблемой заедания, когда катушка, движущаяся внутри дорожки двигателя, трется о дорожку во время своего перемещения. Это может быть вызвано проблемой обращения из-за сотрясения, которое слегка смещает катушку или дорожку из выравнивания. Возможно, седло — подвижный сегмент ступени — может удариться и пострадать от деформации. При сборке более крупного инструмента могут быть добавлены слишком длинные винты, которые проталкиваются через одну пластину линейного перемещения в другую, вызывая царапины и риск непредсказуемых сил во время работы. Также возможно, что катушка может быть откручена от своего крепления, чтобы обеспечить доступ для прокладки дополнительного кабеля, а затем неправильно прикручена.

Такие неудачи несут в себе риски, начиная от небольшого ухудшения производительности в процессе до перегорания двигателей и крупных простоев. Подготовка поверхности также заслуживает пристального внимания. Допуски должны совпадать во всех деталях.

В некоторых случаях производитель, изготавливающий инструменты для этих процессов, может закупить компонент линейного перемещения, сконструированный для плоскостности хода, скажем, 0,0005 дюйма. Но затем изготовитель инструментов прикручивает этот компонент к более крупной сборке с плоскостностью всего 0,005 дюйма. Последующее скручивание ступени может быть почти незаметным. Например, это может вызвать заедание подшипников, что приведет к преждевременному износу подшипников, дополнительным усилиям на шарико-винтовой передаче или более высоким требованиям к мощности от линейных двигателей, что приведет к чрезмерному перегреву и потенциальному отказу.

Приземлитесь

Обеспечение надлежащего электрического заземления всех компонентов в системе линейного перемещения — еще одна мера предосторожности, которую производители могут предпринять для предотвращения будущих проблем. Такая оплошность может привести к риску поражения электрическим током для операторов. Но она также может повлиять на производительность системы.

Контур заземления в системе, который дает обратную связь через контур заземления, может вызвать ложные показания в энкодере, так что компонент перемещается только на 1 мм, но контроллер регистрирует перемещение в 100 мм. Если, например, упущена эта оплошность, точность позиционирования может привести к ошибкам в показаниях приборов, что приведет к неточному анализу.

Транспортировка и установка

Относительно низкая устойчивость систем линейного движения к ударной нагрузке обсуждалась ранее. Точки наибольшего риска естественным образом возникают в три периода:

• Во время транспортировки от поставщика линейного перемещения к производителю оборудования и инструментов;
• Во время прибытия и установки системы на оборудование;
• При транспортировке готового оборудования на производственный участок и монтаже.

Надежный, опытный поставщик линейного перемещения может значительно снизить вероятность ударного повреждения на первом этапе. Эксперты поставщика могут заранее определить ограничения производственного пространства, поэтому они не проектируют сцену, которая слишком велика или тяжела для легкой сборки в чистом помещении или производственном цехе. Они также могут планировать использование транспортного оборудования (краны, тележки и т. д.), чтобы сцену можно было безопасно транспортировать из ящика к инструменту, сводя к минимуму риск травмирования персонала на месте, а также вероятность разрушительных ударов.

Наконец, во время установки система линейного перемещения или соответствующая часть инструмента могут быть оснащены необходимыми средствами пассивной изоляции (например, эластомерными опорами или накладками) или активными изолирующими амортизаторами (системами подушек безопасности с датчиками), чтобы снизить вероятность чрезмерных ударов или вибрации во время последующих операций.

В чистой комнате

Для первой и второй фаз поставщик линейного перемещения должен следовать передовым практикам в создании транспортных ящиков и систем упаковки в мешки. Например, один ведущий поставщик упаковывает систему в два мешка, один из которых применяется в атмосфере азота, а второй — в чистой комнате, для транспортировки. Затем они предоставляют специальную оснастку и тележки для деликатных транспортных перемещений.

На третьем этапе, если система будет установлена ​​на сборку инструмента сверху, крана изготовителя инструмента может быть достаточно. Однако, если необходим более сложный маневр боковой загрузки, поставщик предоставляет специализированный ящик камеры, который можно прикрутить к боковой стороне инструмента до завершения монтажа.

Смазка

Хотя системы линейного движения обычно работают цикл за циклом без проблем или дополнительного внимания, небольшое количество регулярного обслуживания всегда имеет решающее значение. Здесь есть три ключа к эффективному обслуживанию: смазка, смазка и смазка.

Каждый поставщик систем линейного перемещения поставляет свою продукцию с указанным циклом повторной смазки. Однако, поскольку человеческая природа такова, многие проблемы можно отнести к простым несоблюдениям этого рекомендуемого цикла. Без необходимой смазки фрикционные напряжения растут и в конечном итоге вызывают крайне нежелательные события, такие как отключения или перегорание двигателя.

К другим проблемам со смазкой относится преждевременный выход из строя подшипников, что приводит к снижению таких характеристик, как прямолинейность, плоскостность, тангаж, крен и рыскание.

Важно использовать только правильную смазку на каждой машине. Будьте особенно осторожны, чтобы никогда не смешивать несовместимые масла или смазки. Это включает использование разных смазок при обслуживании машины от одного цикла к другому. Это изменит требуемую вязкость, часто приводя к накоплению липкого, похожего на цемент материала, который является последним, что нужно для чувствительного оборудования. Если материал также включает частицы из перегнутого кабеля, держателя кабеля или даже из другого места, обычно вскоре произойдет отказ рельса.

Дорожная карта производительности

В ответ на требования производителей оборудования производители оборудования для линейного перемещения постоянно работают над расширением возможностей производительности. Но сначала они должны убедиться, что любые улучшения непреднамеренно не увеличивают риск отказов линейного перемещения.

Хороший поставщик линейного движения предоставит «дорожную карту производительности», в которой будут выделены элементы системы, которые могут быть разработаны не только для текущих требований, но и с производительностью для использования в следующем поколении. Это обязательство особенно важно в производстве передовых технологий в области биологии, медицины и биомедицины.

Системы линейного перемещения, возможно, не являются наиболее заметными элементами в большинстве передовых технологических оборудований, и они, как правило, не являются первостепенной заботой для большинства пользователей. Но их отказ может иметь серьезные последствия для всех участников. К счастью, надлежащее внимание к проектированию, установке, эксплуатации и обслуживанию может гарантировать, что системы линейного перемещения будут играть жизненно важную роль в постоянной критической — и, возможно, даже спасающей жизни — успешной работе самого передового оборудования в области биологии, медицины и биомедицины.