线性运动控制系统帮助生物技术实验室机器人
Baldor Electric的RoToR让Singer Instruments的创新生物技术实验室机器人能够固定细胞阵列，每小时可以处理20万个细胞样本。
据Baldor电气公司介绍，Singer Instruments创新的生物技术实验室机器人转子(RoToR)具有开创性的性能，其背后是一种先进的线性运动系统。
据称，这种台式自动化设备每小时能够处理超过20万个酵母或细菌细胞样本，从而彻底改变了基因、基因组和癌症研究。这种前所未有的速度——比以前的实验室自动化快一个数量级——据称正在改变许多生物技术实验室的工作方式。辛格的一个机器人现在通常服务于几个实验室，用户只需在机器人上预定短时间，用于复制、交配、重新排列或备份酵母或细菌库。
RoToR由Baldor的一款名为NextMove ESB-2的紧凑型实时控制器管理。该模块控制执行转子点对点固定动作的三个运动轴，以及样品处理轴，连接到机器的基于windows的图形用户界面，以及所需的所有I/O通道。
Singer Instruments之所以选择NextMove ESB-2，是因为它包含了他们所需的所有实时步进和伺服运动以及机器控制设施，并且更多-使他们能够灵活地扩展和发展转子设计。
Baldor为Singer Instruments提供了完整的机器控制包，包括带有内置I/O的NextMove控制器-加上一些扩展I/O来处理这个复杂机器人上的大量传感器和气动执行器-线性伺服电机和驱动器，以及三个集成的步进电机和驱动模块。控制器负责所有的机器和运动控制任务，在Windows用户界面的指导下，这是通过ActiveX命令的接口。
机器所做的主要运动是从源板到目标板的点对点传输，沿着跨越机器宽度的线性伺服电机轴。这个轴携带一个控制固定动作的两轴步进电机头。组合的X-Y-Z运动还可以使用复杂的螺旋运动来搅拌样品，这种运动尤其在操纵样品进出液体井时使用。还有另一个步进电机轴，用于控制销垫的加载机制。其他动作，如在作业开始和结束时的针头拾取和处理，由简单的气动夹具和旋转器控制。机器的吞吐量的关键是使用辛格的独特的高密度样品板和匹配的塑料针头阵列，允许在一个阶段操作多达6144个细胞样品。
Singer的初衷是为主横向轴使用闭环气动驱动，但这既没有定位分辨率也没有所需的速度，而且相对嘈杂，这在实验室环境中是一个显着的缺点。他们开始研究直线电机。Baldor同意生产一种特殊版本的无刷线性伺服电机，对线性轨道进行一些机械修改，使其能够在末端单独支撑，而不是沿着其长度。这使得直线电机的力成为一个x轴龙门架，携带额外的Y和Z轴。Y轴和Z轴是基于鲍德的DSMS系列超紧凑型微型步进电机与板载驱动电子设备。
在做出关键的硬件决定后，运动控制软件的开发由Baldor的Mint语言及其开发环境完成。这种语言为所需的动作提供了现成的高级命令，据报道，使机器在开发实验室中运行起来非常简单——这项任务在几天内就完成了。为Singer Instruments节省宝贵时间的命令范围从S-ramp剖面等基本运动(广泛用于线性运动轴上以优化源板和目标板之间的运动速度)到HELIX(为开发人员提供在液体井中操作样品时使用的螺旋搅拌动作)。由于这台机器有一个使用Visual c#和Windows Presentation Foundation开发的Windows用户界面，Singer Instruments还使用了Baldor的ActiveX接口库，该库是作为开发工具套件的一部分免费提供的。
“NextMove为我们提供了一个既经济又易于应用的控制机器的平台，”Singer Instruments的技术总监Trevor Clarke说。“开发的简单性对我们非常有帮助，因为RoToR是我们生产过的最复杂的仪器。”
“NextMove控制器为这些小型机器提供了一个非常经济的控制平台，”Baldor的尼尔·莫斯补充道。“它提供了主要运动轴所需的所有控制功能-在这种情况下是四个-加上处理更多轴的能力以进行系统扩展，以及内置I/O -使材料成本非常低。NextMove ESB-2可以独立操作，也可以与PC主机结合使用，为实验室和小型机器领域提供了广泛的应用。”
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- Gust Gianos编辑，CFE Media，控制工程，www.globalelove.com
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