Welches Know-how und welches Co-Creation-Unternehmen hat SANYO DENKI CO., LTD. zu dem Projekt beigetragen?

Aufbau eines Unterstützungssystems als Servomotorenhersteller für die Entwicklung von Remote-Pipettenrobotern

Taisei Corporation, ein großer Generalunternehmer, hat ein neues Technologieentwicklungsprojekt gestartet und mit der Entwicklung eines neuen Konzepts eines „Fernsteuerungssystems“ begonnen, das auf „Arbeitsersparnis in Produktionsanlagen (Pharma- und Lebensmittelfabriken usw.)“ abzielt.

Im Rahmen dieser Bemühungen hat die Taisei Corporation in Zusammenarbeit mit SoftBank mit der Entwicklung und dem Demonstrationsexperiment eines Systems begonnen, das Zellkultur-Pipettenroboter mithilfe von 5G fernsteuert.

Bei der Pipettierarbeit werden kleinste Flüssigkeitsmengen angesaugt, abgegeben und abgemessen, wobei eine Schädigung der Zellen vermieden werden muss. Daher erfordert die Fernsteuerung präzise Bewegungen ohne Verzögerung vom Roboterarm. Da es sich jedoch um einen beispiellosen Versuch handelte, gab es viele technische Hürden.

Um die Aktionen des Bedieners an den Fernroboter zu übertragen, ist es zunächst erforderlich, die Positionsinformationen des Bedieners genau zu erhalten. Da außerdem zunächst ein rotierender Servomotor für die ferngesteuerte Roboterhand in Betracht gezogen wurde, war es notwendig, einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus einzubauen, um die Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Allerdings wäre hierfür ein größeres Gerät erforderlich, sodass Verbesserungen erforderlich seien. Da es außerdem keine Verzögerung zwischen der Bedienung des Bedieners und der Fernbedienung geben darf, war es notwendig, die Verzögerung in einem Bereich (innerhalb von 0,2 Sekunden) zu halten, den eine Person nicht bemerken würde.

[Operationsseite (Tokio)]

[Installationsseite der Zellkulturausrüstung (Osaka)]

Foto bereitgestellt von: Taisei Corporation

Als Reaktion auf diese Herausforderungen hat SANYO DENKI CO., LTD. als Hersteller von Servomotoren ein Unterstützungssystem aufgebaut und auf der Grundlage des im Bereich FA-Systeme gesammelten Know-hows eine Reihe von Lösungen vorgeschlagen.

Verschlankung des Gerätes mit Zylinder-Linearmotor und Realisierung einer verzögerungsfreien Fernsteuerung über EtherCAT

Erfolgreiche Remote-Pipettiervorgänge mit 5G – Um diese beispiellose Initiative zu verwirklichen, arbeitet Softbank, das mit der Taisei Corporation ein 5G-Netzwerk aufbaut, mit SANYO DENKI CO., LTD., dem Hersteller medizinischer Wissenschaftsgeräte Nichiryo und dem Elektrosteuerungsunternehmen Matsuura zusammen. Wir haben Denkosha kontaktiert haben unsere jeweiligen Technologien zusammengebracht, um den Roboter weiterzuentwickeln.

SANYO DENKI CO., LTD. stellte zunächst Nichiryo, einem Pipettenhersteller, den Encoder und das Know-how für die Installation des Encoders zur Verfügung, um das Problem der Positionsinformationen auf der Bedienerseite zu lösen.

Als nächstes schlugen wir vor, den Rotationsservomotor, der für den Antrieb des Arms auf der entfernten Seite in Betracht gezogen wurde, durch einen kleinen Zylinder-Linearservomotor zu ersetzen. Obwohl dieser lineare Servomotor eine Breite von 12 mm hat, erzeugt er einen großen Schub mit einem Nennschub von 5,1 N, der ausreichte, um das erforderliche Drehmoment (Kraft zum Drücken der Pipettenfeder) zu erfüllen. Darüber hinaus verfügt es über einen eingebauten Linearencoder (optischer Inkrementalgeber) und eine Linearführung, wodurch der Zahnstangenmechanismus vollständig entfallen kann. Dieser Vorschlag hat den Remote-Side-Mechanismus einfach und schlank gemacht.

[Entfernte Seite]

Wir haben außerdem eine Hochgeschwindigkeitskommunikation über EtherCAT vorgeschlagen, um Verzögerungen zwischen der Betriebs- und der Remote-Seite zu minimieren. Dadurch ist es uns gelungen, die Arbeit des Bedieners über den DC48 EtherCAT R-Verstärker präzise und ohne spürbare Verzögerung (0,03 Sekunden) auf den abgesetzten Zylinderlinearmotor zu übertragen.
Darüber hinaus ist es uns gelungen, den manuellen Aufwand bei der Überprüfung der Pipettenfunktion zu quantifizieren. Dies hat die Möglichkeit weiterer Innovationen wie KI-Lernen eröffnet.

Experiment erfolgreich! Ko-kreative Beziehungen, die unsere Stärken nutzen, sind der Schlüssel zum Erfolg

Auf diese Weise schlossen sich mehrere Unternehmen im Rahmen des Taisei Corporation- und Softbank-Projekts zusammen und lösten ein technisches Problem nach dem anderen.
Im März 2021 führten Taisei Corporation und Softbank eine Demonstration der Fernsteuerung mithilfe von 5G- und 4K-Monitoren zwischen Tokio und Osaka durch. Ich habe die Remote-Pipettierarbeit erfolgreich abgeschlossen. Man kann sagen, dass die Fähigkeit jedes Unternehmens, eine ko-kreative Beziehung aufzubauen, zum Erfolg dieser fortschrittlichen Experimente führte.
SANYO DENKI CO., LTD. wird weiterhin zur Gründung neuer Unternehmen beitragen, indem es das durch den FA-Systembau erworbene Know-how nutzt.

Artikel veröffentlicht in Taisei Corporation What's New
Erfolgreiche Fernsteuerung der Zellkultur-Pipettenarbeit mit 5G und Roboterarm |.

In unseren Unternehmensinformationen veröffentlichte Artikel
Unser linearer Servomotor mit kleinem Zylinder wurde vom „Pipettenbedienungs-Fernsteuerungssystem für Zellkulturen“ der Taisei Corporation übernommen.

Veröffentlichungsdatum: 15.10.2021 00:00