Motorer för puckhantering och sorteringsarmar i automatiserat i labb
Motorer i automatiserade labb används som drivlösning i processer som puckhantering, sorteringsarmar, pipettering och många fler. Rörelserna som behövs kan åstadkommas med olika typer av motorer som lämpar sig mer eller mindre bra i applikationerna. En typ av motor som passar särskilt bra i en applikation kan i en annan automationsdel, där större noggrannhet krävs, innebära sämre säkerhet och onödigt hög ljudnivå. Där kan en helt annan motor bidra med smidigare format, högre precision och bättre arbetsmiljö.
I det här blogginlägget berättar vi om några olika teknologier och kommer även med mer handfasta förslag på motorserier som gör jobbet när det krävs mer effekt under intermittent drift till minimala ljud- och vibrationsförhållanden när det dessutom är ont om plats!
Motorer av stegmotortyp
Stegmotorer återfinns i mängder med tillämpningar där främst pris och moment är viktigt men tack vare motorns unika egenskaper kan den vara lämplig även i precisionskrävande tillämpningar inom medicin, robotik och automation. Modeller med diskformad rotor möjliggör extremt snabb acceleration och retardation.
För dig som vill åstadkomma en linjär rörelse, går vissa stegmotorer går att få med en mutter fäst i rotorn (istället för en axel som på en vanlig stegmotor). När man stoppar in en skruv (ledarskruv eller kulskruv) i muttern kan man få motorn att traversera skruven genom att rotationsförhindra skruven.
Positionering med stegmotorer
Då stegmotorn levererar ett relativt högt moment och hanterbara hastigheter behövs sällan någon växel, men i vissa tillämpningar kan det vara motiverat. Stegmotorer är utmärkta att använda till positionering då konstruktionen gör att man i normala förhållanden kan hålla koll på var man är, men under vissa omständigheter kan man ”tappa steg” och därmed befinna sig på en annan position än där man borde. För att avhjälpa detta kombineras ibland stegmotorer med en pulsgivare, för att hjälpa styrelektroniken att korrigera positionen då det är nödvändigt.
Stegmotorer följer ofta en allmänt accepterad standard avseende monteringshål, styrkant, skruvhål m.m., men lindingarna varierar en hel del mellan olika tillverkare.
Styra och kontrollera en stegmotor
För att kunna styra och kontrollera en stegmotor behövs någon typ av motorstyrning. Vi har ett brett sortiment av motorstyrningar, både för stegmotorer och för andra motorer på vår sida för motorstyrningar.
Användningsområden för stegmotorer inom automation är brett:
Stegmotor med linjärskruv
- Puckhantering
- Lyftarmar
- Beredning av prov
- Scanningprocess för registrering av vilken typ av analys som krävs
- Förflyttning av provrör
- Transport till faktiska analysstationer
- Avlägsning av propp från provrör
- Överföring av prov till reaktionskärl för faktiska analysen
- Arkivering av provrör för eventuell provning vid ett senare tillfälle
För- och nackdelar hos stegmotorer
Fördelar hos stegmotorn är mycket hög driftsäkerhet, lång livslängd och det relativt låga priset. Den lämnar jämfört med exempelvis DC-motorer ett högt moment. En annan fördel är att de kan användas för positionering, även utan pulsgivare. I utbyte är de relativt klumpiga och har låg verkningsgrad i jämförelse med t.ex. en DC-motor, vilket kan innebära höga temperaturer.
DC-motorer
En DC-motor är en relativt enkelt konstruerad elmotor med god driftsäkerhet och hög dynamik som möjliggör bra verkningsgrad. Kommuteringen sker mekaniskt genom borstar av grafit eller ädelmetaller. DC-motorer återfinns i mängder av olika tillämpningar där högpresterande modeller för användning som servomotorer eller kompakta drivenheter för tillämpningar inom medicinteknik, optik, hanteringsrobotar, elektriska handverktyg eller mät- och analysutrustning.
DC-motor kan kombineras med växel och återkoppling
En DC-motor kombineras ofta med en växel för att reducera varvtalet och öka momentet. För servotillämpningar brukar motorerna kombineras med någon typ av positionsåterkoppling, vanligtvis pulsgivare (eng. encoder).
En luftlindad motor (även kallad järnlös, kärnlös eller burlindad) har en betydligt lättare rotor som även generellt sett har lägre totalvikt, högre verkningsgrad och högre effekttäthet. Denna typ av motorer lämpar sig utmärkt då man har begränsat utrymme eller då batteritid och vikt är kritiska faktorer.
Styra och kontrollera en DC-motor
För att kunna styra och kontrollera en DC-motor behövs någon typ av motorstyrning. Om det handlar om att hålla en kontrollerad hastighet (varvtal) finns det speciella varvtalsstyrningar. Behövs mer kontroll, t.ex. för positionering, behövs en mer avancerad typ av motorstyrning. Vi har ett brett sortiment av motorstyrningar, både för DC-motorer och för andra motorer på vår sida för motorstyrningar.
Borstlösa DC-motorer – en vidareutveckling
En borstlös motor (även kallad borstlös DC-motor, EC-motor eller BLDC-motor) är en vidareutveckling av den traditionella DC-motorn. Mycket förenklat kan man se det som en DC-motor som man har vänt ut och in, där man snurrar på magneten och låter kopparlindningen stå still. Fördelen är att man inte behöver borstar av grafit eller ädelmetall för att överföra ström till lindningarna. I och med detta har man plockat bort den faktor som är mest begränsande för motorns livslängd. I många fall är livslängden på en borstlös motor många gånger längre än för motsvarande DC-motor.
Istället behöver man lägga till någon typ av återkoppling för att få motorn att snurra. Ofta handlar detta om halleffektsensorer, som känner av övergångar mellan magnetpoler, och som därmed kan användas för att tala om rotorns (magnetens) position i förhållande till lindningarna.
Utmärkande egenskaper för borstlösa motorer eller EC-motorer (elektronisk kommuterade) är lång livslängd och hög verkningsgrad.
Högpresterande modeller används där prestanda, precision och framför allt ett jämnt moment är viktigt, exempelvis inom robotik eller medicinteknik som i puckhantering exempelvis.
I många fall kombineras borstlösa motorer med hallsensorer och/eller pulsgivare samt någon typ av växel för att reducera varvtalet och höja momentet. Beroende på tillämpning används kuggväxlar, snäckväxlar eller planetväxlar. Den borstlösa motorn kräver dessutom en motorstyrning eller ett drivsteg för att fungera.
Linjärrörelse kan förstås även utföras genom remdrift, kulskruvar, ledarskruvar med fler. För dig som vill utforska mer om hur man åstadkommer linjärrörelse finns en separat guide som du kan ladda ned här.
Hur gör andra?
Läs om Gyros Protein Technologies AB och hur vi hjälpte dem med drivlösning till deras plattform för immunanalys. Många stora läkemedelsbolag som utvecklar och tillverkar biologiska läkemedel använder plattformen idag.
Vill du rådgöra kring rörelserna din automationsapplikation med en specialist? Hör av dig direkt – vi lyssnar gärna på dina funderingar!
