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Pausenlos präzise

Text: Marion Annutsch, Yaskawa
Bei Labortätigkeiten haben Sicherheit, Qualität und vor allem Reproduzierbarkeit oberste Priorität. Doch gerade bei Arbeiten, die höchste Wiederholgenauigkeit erfordern, können sich infolge nachlassender Konzentration Fehler einschleichen. Nicht so bei Robotern: Sie erfüllen ihre Aufgaben mit äußerster Präzision, 24 Stunden am Tag. Laborautomation gewinnt daher in der Life-Science-Branche zunehmend an Bedeutung.

Aus der Industrie sind Roboter schon seit Langem nicht mehr wegzudenken. Doch auch in Laborumgebungen hält die Automation jetzt Einzug. In Japan setzt man in der Pharmaforschung und -entwicklung schon seit einigen Jahren auf speziell für den Einsatz im Labor konzipierte Roboter. Mit Erfolg: Vergleichende Studien aus der japanischen Biomedizin beweisen, dass die Qualität und Reproduzierbarkeit der Arbeitsergebnisse eines Roboters im Vergleich mit Laborassistenten nicht nur deutlich besser sind, sondern sogar ganz neue Voraussetzungen für die Forschung an Ausgangssubstanzen schafft, deren Erzeugung bisher nicht ausreichend prozesssicher oder reproduzierbar möglich war.

Zwei Arme für die Forschung

Welches Potenzial in der Laborautomatisierung steckt, zeigt der Roboter-Hersteller Yaskawa mit dem Dual-Arm-Roboter CSDA10F. In einer Live-Demozelle übernimmt er komplexe Probenvorbereitungen und bedient Analysegeräte.

Der zweiarmige Roboter ist dank multifunktionaler Werkzeuge und Greifer vielseitig einsetzbar. Er arbeitet mit nahezu jeder vorhandenen Standard-Laborausrüstung und ist in der Lage mit herkömmlichen Analysegeräten umzugehen, wie sie von Handarbeitsplätzen her bekannt sind. Automatische Analytikgeräte mit spezialisierten Liquid-Handling-Systemen und teurem Verbrauchsmaterial sind dabei nicht notwendig. Im Labor kann der Roboter eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, die bisher dem Menschen vorbehalten schienen, wie die Bedienung von Zentrifugen oder Rütteleinheiten, das Öffnen und Schließen von Türen an Inkubatoren, Kühlschränken oder Öfen, das Einstellen und Herausnehmen von Proben sowie das Öffnen, Befüllen und Schließen von ­Safe-Lock- und Bechergläsern oder das Verteilen und Streichen von Flüssigkeiten mit Spateln. Der CSDA10F eignet sich für standardisierte Testabläufe. Auch in der Verfahrensentwicklung, zur Definition, Absicherung und Optimierung von Prozessschritten vor dem Upscaling des Durchsatzes einer automatisierten Produktion, ist der Dual-Arm-Roboter CSDA10F eine Lösung. In ersten Installationen ist er in Japan bereits in der Biomedizin-Synthese und in der chemischen Analytik im Einsatz.

Guter Fortschritt

Der CSDA10F basiert auf einem Roboter, der sich in der Industrieautomation bereits bewährt hat. In dieser neuen Variante wurde er speziell für die Hygieneanforderungen im Laborbereich ausgelegt. Er ist im abwaschbaren Hygienic Design konstruiert – auch eine H2O2-Sterilisation ist möglich – und verfügt über eine integrierte Installation innerhalb der Roboterarme. Entsprechend ist er reinraumzertifiziert nach ISO 14644-1.

Das Einsatzspektrum des Roboters ist breit gefächert – er kann schnell und einfach völlig neue Arbeitsabläufe hinzulernen. Viele typische Bewegungen wie Pipettieren, „Eppi“ öffnen/schließen, Mikrotiterplatte handhaben, Inkubator öffnen/schließen, Schraubverschlüsse von Flaschen öffnen/schließen, wurden typisiert und als Module in einer Bewegungs-Bibliothek hinterlegt. Die Schnittstelle Mensch/Roboter ist über ein Touchpanel realisiert und visualisiert. Der Bediener komponiert und parametriert mit Hilfe einer übergeordneten Scheduling-Software lediglich die einzelnen Prozessschritte seiner gewünschten Arbeitsfolge.

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