IVD加样臂的运动控制要这样做

众所周知,除了我们上回为大家介绍的PCS0902液位探测模块方案,加样臂模组的作为IVD设备上的关键组成部分也已经存在多年,如图:

而目前加样臂最广泛的控制模式为伺服步进组成的控制系统,上位机(单片机、PLC、电脑)发出控制指令到驱动器。驱动器放大脉冲信号驱动电机运转,实现精准定位的目的。如下图:

(传统加样臂运动控制方案)

 

这类系统由单片机,加上驱动和步进电机的方案是目前的加样臂的主流运动控制方案,目前在医学方面的应用较多,而且一般由三个轴组成,最典型应用的设备即全自动生化分析仪、微型泵、手术机器人、基因测序仪等。但是随着IVD设备的集成化,模块化程度越来越高,保证设备有序、稳定、高效地工作,如何优化运动控制系统也成为全自动医疗设备研发人员的一个工作重点与难点。

目前,IVD加样臂模组面临的问题那些呢?

体外诊断仪器的上游主要是模具、机械零部件、电子和光学器件。而仪器生产所需要的模具、机加部件和电路板等非标准化产品通过外协加工,关键零部件如微电机、柱塞泵等主要是通过进口。整体而言,仪器上游基本实现国产化。但免疫和分子诊断仪器的核心部件和高精尖技术仍是国外的专利垄断。而国内没有自研能力的IVD设备的厂商,也只能直接采购TECAN和汉密尔顿等国外厂商成熟模组。这无疑大大增加了设备的成本。

 

当然目前市场上也有很多OEM厂商完成了对国外成熟产品的逆向开发,也可以稳定的向IVD市场进行供货,但是又因为不同仪器设备的具体机构要求,设备厂商可选择的空间非常受限,因此,很多有自研能力的IVD厂商只能根据设备所需自行设计加样系统,进而核心的步进运动系统就成了很多厂商不得亲自面对的问题,

起初多轴同步控制器多以国外厂商为主,如TRINAMIC 、东芝等厂家,都有尺寸过大、价格较高的缺点,当设备可用空间较小或研发成本有限的时候,这种多轴控制器就不太适用了。而国内以雷塞的传统低成本步进驱动器厂商的又因为接线繁琐,体积过大一体化程度低,乏多轴联动等一系列运动算法,让很多工程师望而却步。

(国产传统运动控制方案)

受限于国际形势,而使用国外厂商方案多年的用户又因为TRINAMIC被美信收购这一标志性事件匆忙地走上了国产替代的道路。因此,为了响应用户, PMC005B3是一款由谱思自主研制,并集合多轴步进并行控制+两轴直流有刷控制、电磁阀控制的多功能高集成产品。

(可同时驱动4台步进电机)

 

体积小,仅为48.93mm*57.15mm可广泛适用于中小体积多轴运动控制设备。

尺寸图

其次,使用DT协议,二次开发简单,软件工程师可立即进行开发控制。最后,其可以匹配多轴2.5A及以下额定电流的电机,适配于中低力矩的设备环境。同时,相较于单轴控制器,PMC005B3在空间和使用成本上都有很大的改善。

多轴设备仅用一个PMC005B3控制

多轴控制器的高精度、高运行稳定性和高响应速度,搭配谱思液位探测模块PCS0902可广泛应用于医疗设备行业,助力中国智能制造,助力医疗器械行业“国产化”进程。

PMC005B3实物图

 

 

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