FESTO ET QM SYSTEMS COLLABORENT POUR DÉVELOPPER UN NOUVEAU SYSTÈME AUTOMATISÉ DE TESTS DE MASSE

Festo et l'intégrateur de systèmes QM Systems ont collaboré à l'évolution d'un nouveau système de laboratoire automatisé qui remplit, bouche et étiquette les flacons de test à des cadences montant jusqu'à 3 000 flacons par heure.

La nécessité de produire en masse, et rapidement, des tests précis était un impératif clé pendant la pandémie de COVID. La capacité d’automatiser le processus de dosage offre de nombreuses opportunités, même dans le monde post-pandémique. Les applications possibles vont de la détection de maladies et du diagnostic médical en passant par les cosmétiques et la biotechnologie.

Festo et QM Systems entretiennent un partenariat commercial de longue date, mais la demande croissante d'automatisation dans les sciences de la vie et les technologies de la vie au cours des dernières années les a incité à une collaboration encore plus étroite. Russell Lotinga, responsable du développement commercial de Festo, nous explique : « Nous avons été approchés par un client qui avait un besoin clair et immédiat d'un système de remplissage à haut débit, mais Festo n'est pas un constructeur de machines. Alors, nous avons pensé à QM Systems pour relever ce défi car ils sont spécialisés dans le développement de systèmes automatisés, adaptés aux exigences des clients. En combinaison avec notre expertise concernant les composants d'automatisation requis pour répondre aux exigences complexes de remplissage et de manipulation, nous avons pu développer ensemble une solution optimale pour ce client. »

Répétabilité à grande vitesse
Le challenge initial consistait à développer une machine d'analyse respiratoire capable de remplir automatiquement des flacons à différents niveaux, avec précision, de manière répétée et rapidement. Le tout en garantissant également leur traçabilité jusqu'à chaque patient.

QM Systems a conçu une ligne à grande vitesse de remplissage, de bouchage et d'étiquetage de flacons basée sur le système de contrôle de Siemens. Ce système utilise deux vasques d'alimentation – une pour les flacons et une pour les bouchons – pour faire entrer les pièces dans la machine. Le système de manupilation Festo soulève chaque flacon et l'aligne verticalement avant de le présenter à la tête doseuse pour que le liquide soit ajouté. Un capuchon est ensuite appliqué, en utilisant un contrôle de couple pour garantir que le bouchon est correctement en place. Le flacon rempli et bouché est ensuite orienté horizontalement et présenté via un convoyeur à bande pour étiquetage. Une étiquette codée en série garantit que chaque flacon peut être lié à un patient spécifique.

Kristian Richardson, directeur commercial de QM Systems, déclare : « Le défi de ce projet résidait dans les tolérances fines, les précisions strictes, les volumes de distribution variables et les débits élevés. Pour parvenir à une solution robuste, la phase de mise en service était critique, mais la conception en termes d'adaptabilité était la clé pour nous permettre d'ajuster les positions lors de l'installation. La gamme complète de composants d'automatisation de Festo, combinée à son expertise considérable dans la spécification de systèmes de manipulations complexes, nous a permis de développer une solution optimale. »




Automatisation de précision
Pour une précision optimale, la ligne de remplissage automatisée intègre la tête de distribution VTOE de Festo et le module de commande de vanne VAEM. Avec huit aiguilles d’injection, le VTOE permet une distribution précise quels que soient les liquides et les volumes de remplissage. Des quantités de dosage très spécifiques peuvent être obtenues grâce aux temps d'ouverture et aux pressions flexibles et reproductibles. Le module de commande de vanne VAEM simplifie la commutation précise des électrovannes et permet de paramétrer individuellement jusqu'à huit canaux. Une résolution temporelle de seulement 0,2 ms et le contrôle des vannes via le courant (et non la tension) garantissent une précision maximale.

Les tolérances de bouchage sont contrôlées par le module de préhension rotatif EHMD de Festo. Son module de compensation Z unique en son genre s'ajuste automatiquement aux pas de vis des flacons. Divers autres servomoteurs et contrôleurs Festo, couplés à des actionneurs pneumatiques, facilitent l'orientation correcte des flacons pendant le dosage, puis les font pivoter horizontalement pour permettre l'application des étiquettes individuelles.

Un grand pas en avant
Le nouveau système de dosage automatisé peut fournir des volumes de remplissage variables allant de moins de 10 microlitres à la distribution en vrac de volumes beaucoup plus élevés. Il traite un nombre impressionnant de flacons, 3000 par heure, et atteint une répétabilité de +/- 0,5 % avec un volume de remplissage de 50 µl à 1 500 µl.

En conclusion, Kristian Richardson déclare : « Ce système automatisé particulier a été conçu pour manipuler un flacon et un bouchon, avec des niveaux de dosage variables. Cependant, les principes d'automatisation impliqués peuvent être facilement étendus et adaptés pour répondre à d'autres exigences des clients. Il offre de grands avantages en termes de vitesse et de précision par rapport aux systèmes de manipulation précédents et peut être également appliqué au sang et à d’autres fluides corporels, ainsi qu’au dosage et aux tests de liquides non médicaux. »

www.festo.com

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