Виробники біологічного, медичного та біомедичного обладнання повинні постійно вдосконалювати передові технології, робочі процеси та процеси для боротьби з конкурентним тиском і зростання ринку. Але прогрес не може зосереджуватися лише на зростанні успіху; він також повинен забезпечувати точність, надійність, функціональність під час роботи — запобігання збоїв під час використання.

Нехтування вдосконаленнями та запобіжними заходами в одному, здавалося б, незначному компоненті внутрішньотехнологічних систем лінійного руху може призвести до наслідків, від незручних до катастрофічних. Виробники, як і користувачі, повинні залишатися пильними.

При належному фокусі системи лінійного руху наступного покоління можна специфікувати, проектувати, встановлювати та підтримувати для вдосконалення та забезпечення переваг медико-біологічного, медичного та біомедичного обладнання в життєво важливих і навіть рятувальних додатках.

Наслідки

Оскільки надійний лінійний рух є операційною необхідністю, виробники обладнання та користувачі обладнання повинні контролювати навіть відносно рідкісні ризики відмови в компонентах або системах лінійного руху протягом усього процесу. Це стосується різноманітного обладнання від секвенування ДНК до біодруку та атомно-силових мікроскопів (АСМ).

Ставки величезні.

Відмова окремої частини або системи може коштувати користувачам обладнання сотні тисяч доларів навіть за відносно короткочасний простой. Залежно від розташування, серйозності та часу реагування на ремонт або заміну витрати можуть зрости значно більше.

Ризик для безпеки персоналу є ще однією головною проблемою. Хоча це рідко трапляється, недоліки в конструкції або недотримання заходів безпеки можуть призвести до будь-чого, починаючи від защемлень і закінчуючи стадіями розгону, і спричинити пошкодження від розчавлення до ураження електричним струмом.

Специфікація та дизайн

Підприємство з виробництва лінійних рухів має бути повністю сертифіковане за стандартом ISO, щоб забезпечити узгодженість усіх ключових процесів. Крім того, ретельне створення прототипу допомагає виявити кроки, які є ключовими для підтримки продуктивності та надійності готового компонента руху або системи. Пропуск або неправильне виконання будь-якого з багатьох дрібних, важливих кроків у складанні чи тестуванні може призвести до збою системи в польових умовах.

Багато виробників також встановлюють цілі, які передбачають багаторічну надійну службу перед модернізацією обладнання. Тому важливо правильно розрахувати термін служби компонентів. Оскільки робочі цикли можуть відрізнятися від застосування до застосування, термін служби вказується в кілометрах для багатьох компонентів лінійного руху. Розробник лінійного руху повинен потім перевести цей розрахунок у різні рішення щодо продукту.

Наприклад, один широко використовуваний кабель передбачає понад 10 мільйонів циклів згинання, якщо радіус вигину становить 50 мм або більше. Але, якщо радіус вигину встановлено неправильного розміру, частки, що падають з кабелю, або навантаження на кабельні доріжки чи з’єднувачі можуть призвести до передчасного збою в процесі (особливо, якщо не суворо дотримуються графіки технічного обслуговування).

Розглянемо налаштування

Готові деталі відіграють вирішальну роль у багатьох вузлах обладнання. Наприклад, одне занепокоєння полягає в тому, що типовий елемент сцени лінійного руху може бути не розроблений і виготовлений для роботи з точною комбінацією інших компонентів і конструкцій, які збирає постачальник. Можуть виникнути несподівані несумісності.

Питання: чи буде виробник виявляти проблеми під час планового проектування, контролю якості та протоколів перевірки? напевно. Але не напевно.

Часто лише індивідуальні пропозиції можуть відповідати конкретним вимогам до продуктивності та дизайну. Вони дозволяють виробнику зосередитися на конструктивних аспектах сцени, які потрібні для програми, зокрема підбираючи фактори від швидкості до прискорення та стабільності. Вони можуть навіть знизити вартість, усунувши непотрібні функції, які є стандартними для готових сцен. І вони забезпечують комплексне рішення без прихованих несумісностей.

Постачальники повинні шукати справжнього контролю за своїм замовленням від виробника лінійного руху «від технічних даних до створення прототипу». Така інтелектуальна настройка життєво важлива для передбачення та усунення недоліків продукту, уникнення перешкод на шляху інтеграції та запобігання збоїв у всьому.

Укажіть продукти з точним розміром, формою, покриттям або матеріалом, який вимагає робота. І наполягайте на рішеннях, які відповідають унікальним цілям щодо точності, швидкості, площинності, попереднього натягу (щоб збільшити жорсткість за рахунок усунення внутрішніх зазорів), терміну служби, рівня обслуговування та ціни.

Іноді більш інноваційні матеріали також можуть допомогти зменшити ризики в конкретних індивідуальних конструкціях. Наприклад, конструкція з вуглецевого волокна може оптимізувати структурну міцність, жорсткість і стабільність (незважаючи на зменшену вагу та товщину). У той же час керамічні підшипники можуть бути життєздатним рішенням для конкретних проблем із змащенням.

Поводьтеся з обережністю

Коли компонент лінійного руху, призначений для конкретного застосування, надходить до виробника обладнання, можуть виникнути інші ризики.

Виробники лінійного руху можуть бути викликані для вирішення безлічі проблем, що виникають на цьому проміжному етапі. Наприклад, у лінійного двигуна може виникнути проблема зв’язування, коли котушка, що рухається всередині гусениці двигуна, треться об гусеницю під час свого руху. Це може бути спричинено проблемою керування через тріск, який трохи зміщує котушку або доріжку з вирівнювання. Цілком можливо, що сідло — рухомий сегмент сцени — може зіткнутися та зазнати спотворення. Під час створення більшого інструменту можуть бути додані надто довгі гвинти, які проштовхують одну пластину лінійного руху в іншу, спричиняючи подряпини та ризик виникнення непередбачуваних сил під час роботи. Також можливо, що котушку можна відкрутити від кріплення, щоб забезпечити доступ для прокладки додаткового кабелю, а потім знову неправильно загвинтити.

Такі несправності містять ризики, починаючи від незначного погіршення продуктивності в процесі до згоряння двигунів і серйозних простоїв. Пильної уваги заслуговує і підготовка поверхні. Допуски повинні збігатися в усіх деталях.

У деяких випадках виробник, який створює інструменти для цих процесів, може створити компонент лінійного руху, сконструйований для рівності ходу, скажімо, 0,0005 дюйма. Але інструментарій потім прикручує цей компонент до більшої збірки з площинністю лише 0,005 дюйма. Наступне скручування стадії може бути майже непомітним. Наприклад, це може призвести до заклинювання підшипників, що призведе до передчасного зносу підшипників, додаткових зусиль на кульковому гвинті або підвищених вимог до потужності від лінійних двигунів, що призведе до надмірного перегріву та потенційної несправності.

Приземліться

Забезпечення того, щоб усі компоненти системи лінійного руху мали належне електричне заземлення, є ще одним запобіжним заходом, який виробники можуть вжити, щоб запобігти майбутнім проблемам. Такий недогляд може призвести до ризику ураження електричним струмом для операторів. Але це також може вплинути на продуктивність системи.

Контур заземлення в системі, який повертається через шлях заземлення, може спричинити помилкові зчитування в енкодері, так що компонент переміщається лише на 1 мм, але контролер реєструє переміщення 100 мм. Наприклад, якщо недогляд пропущено, точність позиціонування може призвести до помилок у показаннях приладів, що призведе до неточного аналізу.

Транспортування та монтаж

Відносно низький опір систем лінійного руху ударному навантаженню обговорювався раніше. Точки найбільшого ризику, природно, відбуваються в три періоди:

• Під час транспортування від постачальника лінійного руху до виробника обладнання;
• Під час прибуття та включення системи в інструмент обладнання;
• Під час транспортування готового обладнання монтаж на технологічний цех і монтаж.

Надійний, досвідчений постачальник лінійного руху може значно зменшити ймовірність пошкодження ударом під час першої фази. Експерти-постачальники можуть завчасно визначити обмеження виробничого простору, тому вони не проектують сцену, яка є занадто великою або надто важкою, щоб її можна було легко зібрати в чистій кімнаті чи виробничому цеху. Вони також можуть спланувати використання транспортного обладнання (крани, візки тощо), щоб сцену можна було безпечно транспортувати з ящика до інструменту, зводячи до мінімуму ризик травмування персоналу на місці, а також ймовірність руйнівних ударів.

Нарешті, під час монтажу систему лінійного руху або відповідну частину інструменту можна оснастити необхідними засобами пасивної ізоляції (такими як еластомерні ніжки або накладки) або активними ізоляційними амортизаторами (системи подушок безпеки з регулюванням датчиків), щоб зменшити ймовірність надмірного ударів або вібрації під час наступних операцій.

У чистій кімнаті

Як для першої, так і для другої фази постачальник лінійного руху повинен дотримуватися найкращих практик у будівництві транспортних ящиків і систем упаковки. Наприклад, один провідний постачальник упаковує систему в два пакети, один з яких кладеться в атмосферу азоту, а другий – у чисту кімнату для транспортування. Потім вони надають спеціальне оснащення та візки для делікатних транспортних перевезень.

На третьому етапі, якщо система буде розміщена на інструментальному вузлі зверху, крана інструментальника може бути достатньо. Однак, якщо потрібен складніший маневр із боковим навантаженням, постачальник надає спеціальну коробку з камерою, яку можна прикрутити збоку до інструменту, доки монтаж не буде завершено.

Змащення

Хоча системи лінійного руху зазвичай працюють цикл за циклом без проблем або додаткової уваги, невелике регулярне обслуговування завжди є критичним. Тут є три ключі до ефективного технічного обслуговування: змащення, змащення і ще раз змащення.

Кожен постачальник систем лінійного руху постачає свою продукцію з визначеним циклом повторного змащування. Проте, оскільки людська природа така, багато проблем можна простежити через звичайне недотримання рекомендованого циклу. Без необхідного змащення зростають напруги тертя, що зрештою спричиняє вкрай небажані події, такі як зупинка або перегорання двигуна.

Інші проблеми зі змащенням включають передчасний вихід з ладу підшипників, що призводить до зниження продуктивності, наприклад прямолінійності, площинності, кута, крену та повороту.

Важливо використовувати лише відповідне мастило на кожній машині. Будьте дуже обережні, щоб ніколи не змішувати несумісні масла або мастила. Це включає використання різних мастил під час обслуговування машини від одного циклу до наступного. Це змінить необхідну в’язкість, часто призводячи до накопичення липкого, схожого на цемент матеріалу, чого не варто бажати в делікатному обладнанні. Якщо матеріал також містить частки від надмірно зігнутого кабелю, кабелетримача чи навіть деінде, зазвичай незабаром виходить з ладу рейка.

Дорожня карта ефективності

Відповідаючи на вимоги виробників обладнання, виробники обладнання для лінійного руху постійно працюють над розширенням продуктивності. Але спочатку вони повинні переконатися, що будь-які вдосконалення випадково не збільшують ризик збоїв лінійного руху.

Хороший постачальник лінійного руху надасть «дорожню карту продуктивності», яка виділить елементи системи, які можуть бути розроблені не лише для поточних вимог, але й з продуктивністю для використання наступного покоління. Це зобов’язання є особливо важливим у виробництві передових наук про життя, медичних і біомедичних технологій.

Системи лінійного руху можуть не бути найважливішими елементами в найсучаснішому технологічному обладнанні, і вони зазвичай не є головною проблемою для більшості користувачів. Але їх невдача може мати тяжкі наслідки для всіх учасників. На щастя, належна увага до проектування, монтажу, експлуатації та технічного обслуговування може гарантувати, що системи лінійного руху відіграють життєво важливу роль у безперервній критичній — і, можливо, навіть рятувальній — успішній роботі найсучаснішого наукового, медичного та біомедичного обладнання.