Виробники обладнання для наук про життя, медичного та біомедичного обладнання повинні постійно вдосконалювати передові технології, робочі процеси та процеси, щоб подолати конкурентний тиск та зростати на ринку. Але прогрес не може зосереджуватися лише на збільшенні успіху; він також повинен забезпечувати точність, надійність, функціональність під час експлуатації – запобігання збоям у використанні.

Нехтування вдосконаленнями та запобіжними заходами в одному, здавалося б, незначному компоненті систем лінійного руху, що використовуються в процесі виробництва, може призвести до наслідків, починаючи від незручностей і закінчуючи катастрофічними. Виробники, а також користувачі повинні залишатися пильними.

За належного фокусування можна специфікувати, проектувати, встановлювати та обслуговувати системи лінійного руху наступного покоління, щоб розвивати та забезпечувати переваги біологічного, медичного та біомедичного обладнання у життєво важливих і навіть життєрятівних застосуваннях.

Наслідки

Оскільки надійний лінійний рух є експлуатаційною необхідністю, виробники та користувачі обладнання повинні контролювати навіть відносно рідкісні ризики відмов у компонентах або системах лінійного руху протягом усього процесу. Це стосується обладнання, починаючи від секвенування ДНК і біодруку та закінчуючи атомно-силовими мікроскопами (АСМ).

Ставки величезні.

Вихід з ладу однієї деталі або системи може коштувати користувачам обладнання сотень тисяч доларів навіть за відносно короткий простой. Залежно від місця розташування, серйозності проблеми та часу реагування на ремонт або заміну, витрати можуть зрости набагато більше.

Ризик для безпеки персоналу є ще однією першочерговою проблемою. Хоча й рідко, конструктивні недоліки або недотримання запобіжних заходів експлуатації можуть призвести до будь-чого: від защемлення до неконтрольованого спрацьовування та спричинити пошкодження, від травм, спричинених розчавленням, до ураження електричним струмом.

Специфікація та дизайн

Виробничий об'єкт лінійного руху має бути повністю сертифікований за стандартом ISO, щоб забезпечити узгодженість усіх ключових процесів. Крім того, ретельне складання прототипів допомагає виявити кроки, які є ключовими для підтримки продуктивності та надійності готового компонента або системи руху. Пропуск або неправильне виконання будь-якого з багатьох дрібних, вирішальних кроків під час складання чи тестування може зрештою призвести до відмови системи в польових умовах.

Багато виробників також встановлюють цільові показники, які передбачають багато років надійної роботи перед модернізацією обладнання. Тому важливо правильно розрахувати термін служби компонентів. Оскільки робочі цикли можуть відрізнятися залежно від застосування, термін служби для багатьох компонентів лінійного руху визначається в пройдених кілометрах. Виробник лінійного руху повинен потім перетворити цей розрахунок на різні рішення щодо продукту.

Наприклад, один широко використовуваний кабель має понад 10 мільйонів циклів згинання, якщо дотримується радіуса вигину 50 мм або більше. Але якщо радіус вигину неправильно розрахований, частинки, що падають з кабелю, або навантаження на кабельні траси чи з'єднувачі можуть призвести до передчасного виходу з ладу в процесі (особливо якщо не суворо дотримуються графіків технічного обслуговування).

Розгляньте можливість налаштування

Готові деталі відіграють вирішальну роль у багатьох вузлах обладнання. Одним із занепокоєнь, наприклад, є те, що стандартний елемент лінійного руху може бути не спроектований та не виготовлений для точної комбінації інших компонентів та конструкцій, які збирає постачальник. Можуть виникнути непередбачені несумісності.

Питання полягає в наступному: чи виявить виробник проблеми під час свого рутинного проектування, контролю якості та протоколів інспекції? Ймовірно. Але ні точно.

Часто лише індивідуальні пропозиції можуть задовольнити цілі щодо конкретних вимог до продуктивності та дизайну. Вони дозволяють виробнику зосередитися на конструктивних аспектах платформи, яких вимагає застосування, зокрема, адаптуючи фактори від швидкості до прискорення та стабільності. Вони навіть можуть знизити вартість, виключивши непотрібні функції, які стандартно входять до готової платформи. І вони забезпечують інтегроване рішення без прихованих несумісностей.

Постачальникам слід очікувати від виробника лінійного руху справжнього контролю над своїм замовленням «від специфікації до створення прототипу». Така інтелектуальна кастомізація є життєво важливою для передбачення та усунення недоліків продукту, уникнення перешкод в інтеграції та запобігання збоям на всьому шляху.

Визначте продукцію з точним розміром, формою, покриттям або матеріалом, необхідним для роботи. І наполягайте на рішеннях, які відповідають унікальним цілям щодо точності, швидкості, площинності, попереднього натягу (для збільшення жорсткості шляхом 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 міцність, жорсткість та стійкість конструкції (незважаючи на зменшену вагу та товщину). Водночас керамічні підшипники можуть бути життєздатним рішенням для конкретних проблем зі змащуванням.

Поводьтеся обережно

Як тільки компонент лінійного руху, призначений для конкретного застосування, потрапляє на виробничий майданчик виробника обладнання, можуть виникнути інші ризики.

Виробники лінійних рухомих пристроїв можуть бути залучені до вирішення низки проблем, що виникають на цьому проміжному етапі. Наприклад, лінійний двигун може мати проблеми із заклинюванням, коли котушка, що рухається всередині доріжки двигуна, треться об доріжку під час свого руху. Це може бути спричинено проблемою керування через струси, які трохи зміщують котушку або доріжку з вирівнювання. Можливо, сідло — сегмент рухомої платформи — може забиватися та деформуватися. Під час виготовлення більшого інструменту можуть бути додані занадто довгі гвинти, які проштовхують одну лінійну пластину руху в іншу, спричиняючи подряпини та ризик непередбачуваних сил під час роботи. Також можливо, що котушку можна відкрутити з кріплення, щоб забезпечити доступ для прокладання додаткового кабелю, а потім неправильно закрутити.

Такі нещасні випадки пов'язані з ризиками, починаючи від незначного погіршення продуктивності в процесі роботи і закінчуючи перегоранням двигунів та серйозними простоями. Підготовка поверхні також заслуговує на пильну увагу. Допуски повинні збігатися в усіх деталях.

У деяких випадках виробник інструментів для цих процесів може використовувати компонент лінійного руху, сконструйований для забезпечення площинності ходу, скажімо, 0,0005 дюйма. Але потім виробник інструментів з'єднує цей компонент болтами з більшим вузлом з площинністю лише 0,005 дюйма. Подальше скручування столу може бути майже непомітним. Наприклад, це може призвести до заклинювання підшипників, що призведе до їх передчасного зносу, додаткових зусиль на кулькову гвинтову передачу або підвищених вимог до потужності лінійних двигунів, що призведе до надмірного перегріву та потенційного виходу з ладу.

Отримати наземний транспорт

Забезпечення належного електричного заземлення всіх компонентів системи лінійного руху – це ще один запобіжний захід, який виробники можуть вжити для запобігання проблемам у майбутньому. Такий недогляд може призвести до ризику ураження електричним струмом операторів. Але він також може вплинути на продуктивність системи.

Заземлювальний контур у системі, що підключається до заземлювального шляху, може призвести до помилкових показань кодера, через що компонент переміщується лише на 1 мм, але контролер реєструє переміщення 100 мм. Якщо, наприклад, цей недолік буде пропущено, точність позиціонування може призвести до помилок у показаннях приладів, що призведе до неточного аналізу.

Транспортування та встановлення

Відносно низький опір систем лінійного руху ударним навантаженням обговорювався раніше. Точки найбільшого ризику природно виникають у три періоди:

• Під час транспортування від постачальника лінійного руху до виробника інструментального обладнання;
• Під час прибуття та інтеграції системи в інструмент обладнання;
• Під час транспортування готового обладнання до виробничого цеху та його монтажу.

Надійний та досвідчений постачальник лінійних переміщень може значно зменшити ймовірність пошкодження від ударів на першому етапі. Експерти постачальника можуть заздалегідь визначити обмеження виробничого простору, щоб уникнути проектування занадто великої або занадто важкої платформи для легкого складання в чистому приміщенні або виробничому цеху. Вони також можуть планувати використання транспортного обладнання (кранів, візків тощо), щоб платформа могла бути безпечно транспортована з ящика до інструменту, мінімізуючи ризик травмування персоналу на місці, а також ймовірність пошкодження від ударів.

Нарешті, під час встановлення, система лінійного руху або відповідна частина інструменту може бути оснащена необхідними пасивними ізоляційними заходами (такими як еластомерні ніжки або прокладки) або активними ізоляційними демпферами (системи подушок безпеки з сенсорним регулюванням), щоб зменшити ймовірність надмірних ударів або вібрації під час наступних операцій.

У чистій кімнаті

Як для першого, так і для другого етапів постачальник лінійного руху повинен дотримуватися найкращих практик у виготовленні транспортних ящиків та систем пакування. Наприклад, один провідний постачальник пакує систему у два мішки, один з яких використовується в азотній атмосфері, а другий – у чистому приміщенні, для транспортування. Потім вони надають спеціальне оснащення та візки для делікатного транспортування.

На третьому етапі, якщо система буде розміщена на інструментальному вузлі зверху, може бути достатньо інструментального крана. Однак, якщо потрібен складніший маневр бічного навантаження, постачальник надає спеціалізовану камеру-обшивку, яку можна прикрутити болтами до бокової частини інструменту до завершення монтажу.

Змащення

Хоча системи лінійного руху зазвичай працюють цикл за циклом без проблем або додаткової уваги, невеликий обсяг регулярного технічного обслуговування завжди є критично важливим. Тут є три ключі до ефективного технічного обслуговування: змащування, змащування і ще раз змащування.

Кожен постачальник лінійних систем руху постачає свою продукцію зі спеціалізованим циклом повторного змащування. Однак, враховуючи людську природу, багато проблем можна пояснити простими порушеннями дотримання рекомендованого циклу. Без необхідного змащування тертя зростає і зрештою призводить до вкрай небажаних подій, таких як зупинки або перегорання двигуна.

Інші проблеми зі змащенням включають передчасний вихід з ладу підшипників, що призводить до зниження продуктивності, таких як прямолінійність, площинність, тангаж, крен та риськування.

Важливо використовувати лише правильне мастило на кожній машині. Будьте дуже обережні, щоб ніколи не змішувати несумісні олії чи мастила. Це включає використання різних мастил під час обслуговування машини від одного циклу до наступного. Це змінить необхідну в'язкість, що часто призводить до утворення клейкого, цементоподібного матеріалу, який є останньою бажаною річчю для делікатного обладнання. Якщо матеріал також містить частинки від надмірно гнучкого троса, тросового кріплення або навіть з іншого місця, зазвичай це незабаром призведе до поломки рейки.

Дорожня карта продуктивності

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

Гарний постачальник лінійних переміщень надасть «дорожню карту продуктивності», в якій висвітлюються елементи системи, які можна розробити не лише з урахуванням поточних вимог, але й з урахуванням продуктивності для використання наступного покоління. Це зобов'язання особливо важливе у виробництві передових технологій для наук про життя, медицини та біомедичних технологій.

Системи лінійного руху можуть бути не найважливішими елементами в більшості передового технологічного обладнання, і вони зазвичай не є першочерговою проблемою для більшості користувачів. Але їхня несправність може мати серйозні наслідки для всіх учасників. На щастя, належна увага до проектування, встановлення, експлуатації та технічного обслуговування може забезпечити життєво важливу роль систем лінійного руху в продовженні критично важливої ​​— і, можливо, навіть рятівної — успішної роботи найсучаснішого обладнання в галузі наук про життя, медицини та біомедичного обладнання.