Festo DGEA-Achse: Viskose Stoffe präzise handhaben

Laborautomation vom Feinsten – dabei im Einsatz: einbaufertige Systemlösungen entwickelt vom Festo Technic and Applicationcenter in Wien.

Leopold Schagl
Leitung Technic and Application Center, Festo Österreich

„Festo hat im Technic and Applicationcenter die Kompetenzen von rund 20 Technikern aus unterschiedlichen Bereichen gebündelt.Wir bieten Mechanik, Elektrik und die zugehörige Software als einbaufertiges Teilsystem – Dokumentation inklusive. Dabei verstehen wir uns nicht nur als Produkt- sondern vor allem als Lösungsanbieter, der den Maschinenbauer bei der Implementierung neuer Technologien begleitet – von der Aufgabenstellung über die Planung bis zur Realisierung.“

Die Vorteile der Laborautomatisierung liegen auf der Hand: Sie befreit Laboranten von eintönigen, immer wiederkehrenden Tätigkeiten, aber auch vom Hantieren mit gefährlichen Stoffen. Sie ermöglicht den 24-Stunden-Betrieb an sieben Tagen der Woche und erhöht die Qualität, Reproduzierbarkeit sowie Rückverfolgbarkeit der Proben. Aber was für die meisten Labore am wichtigsten ist: Die Automatisierung spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern garantiert auch einen fehlerfreien Analyseprozess und damit korrekte Ergebnisse.

Kompakte Handhabungsportale mit elektrischen Achsen von Festo sorgen für präzise Pipettiervorgänge.

Projektleiter Dipl.-Ing. Markus Schöllauf
Unternehmensbereich Automatisierung und Robotik bei Anton Paar

„Vom ersten CAD-Konzept an haben wir die Anlage im engen Schulterschluss mit unserem Systempartner Festo erstellt.“

Kompakte Bench-Top-Plattform

Der Modulare Probenprozessor ist eine Anlage für die Probenvorbereitung beispielsweise bei der Chromatographie-Analyse im Hochdruck-Durchsatz für Proben im Bereich von wenigen bis 100 Millilitern – etwa in der Petrochemie, für Lebensmittel oder Duftstoffe. Die kompakte Ausführung als „Bench-Top-Plattform“ bereitet Proben vor, die dann beispielsweise auf Wassergehalt, Dichte, Viskosität, Schwebstoffe oder den pH-Wert geprüft werden. „Wir automatisieren damit aufwendige manuelle Arbeiten wie Pipettieren, Probenentnahme, Dosieren und Abwiegen über einen großen Volumenbereich und für viele verschiedene Probentypen“, erklärt Projektleiter Markus Schöllauf aus dem Unternehmensbereich Automatisierung und Robotik von Anton Paar. Damit sind korrekte Volumina, Konzentrationen und Mischungen sichergestellt. Der Modulare Probenprozessor kann für Flüssigkeiten und Feststoffe als Tischgerät, oder integriert in komplette Automatisierungslösungen eingesetzt werden.

Kompakte Bench-Top-Plattform: Der Modulare Probenprozessor von Anton Paar kann für Flüssigkeiten und Feststoffe als Tischgerät oder integriert in komplette Automatisierungslösungen eingesetzt werden.

Präzise Pipettiervorgänge

Kompakte Handhabungsportale mit elektrischen Achsen von Festo – die DGEA-Achse in X-Richtung und die EGSK-Achse in Y-Richtung, ausgestattet mit Motoren vom Typ EMMS-ST – sorgen für präzise Pipettiervorgänge. Nach Abschluss eines Pipettiervorgangs sorgt ein pneumatischer Zylinder AEN für den Abwurf der gebrauchten Pipette in einen Abfallschacht. Ein weiteres Handlingsystem, ausgestattet mit den gleichen Achsen, greift die Probenbehälter von den Ausgangstrays und platziert sie auf der Wiegeeinheit. Dort erhalten die Probenbehälter von den Pipetten volumengenau die gewünschte Menge der zu testenden Substanz. Daraufhin wird der Probenbehälter vom Handhabungsportal über einen Scanner gehalten, um die Probe per Datamatrix-Code zuordnen zu können. Mit diesem integrierten Barcodeleser sind die Proben über die gesamte Probenvorbereitung rückverfolgbar. Am Ende dieses Prozesses wird die Probe aufs Ausgangstray gesetzt.

Geprüfte Komplettlösung

Entwickelt und gebaut wurde die Handling-Lösung vom Festo Technic and Application Center in Wien. „Von Festo haben wir nicht nur die Achsen geliefert bekommen, sondern eine komplette Systemlösung inklusive CODESYS-Steuerung CECC“, so Anton Paar Projektleiter Markus Schöllauf und ergänzt: „Das hat es uns erst möglich gemacht, die überaus kurze Entwicklungszeit von vier Monaten überhaupt einhalten zu können.“ Damit gelang es auch, die beiden Handhabungsportale so zu programmieren, dass sie niemals kollidieren, obwohl sie sich im selben Arbeitsraum bewegen. Das haben die Spezialisten von Festo vor der Auslieferung geprüft und getestet. Auch die Entwicklung des Dosierkopfs war keine triviale Aufgabe. Dafür kommen VODA-Ventile zum Zuge. Die Medienventile sind direkt gesteuerte Membranventile. Je nachdem, wie der Druck definiert ist, fällt die Dosierung der zu transportierenden Flüssigkeit größer oder kleiner aus. Der Öffnungsdruck des Ventils ist dabei durch Vorspannung und Flexibilität der Membran definiert. Dies lässt eine äußerst exakte Dosierung des zugeführten Mediums zu.

Sicherheit weltweit

Schließlich müssen die Proben auf Milliliter genau den Probenbehältern zugeteilt werden. „Bei diesem Teilprojekt haben die Ingenieure des Unternehmensbereichs Medizintechnik und Laborautomatisierung von Festo bewiesen, über welche Expertise, gepaart mit hohem Engagement, sie verfügen“, fährt Schöllauf fort. Das schafft Sicherheit für Folgeprojekte, ergänzt der Projektleiter – genauso wie die Tatsache, dass Produkte, Lösungen und Services von Festo nahezu überall auf der Welt schnell verfügbar sind. Das ist Unternehmen wie Anton Paar wichtig, um den Modularen Probenprozessor global vermarkten zu können.

www.festo.at/laborautomatisierung