Andrew Alliance a choisi des moteurs du fabricant suisse maxon pour équiper son robot d'automatisation de laboratoire Andrew+. Le modèle EC45 offre des vitesses, des couples et une précision adaptés à une grande variété d'opérations pour lesquelles le robot a été conçu, et répond aux critères de fiabilité et de longévité propres à ce type d'application.

Le marché de l'automatisation des laboratoires ne cesse de croître avec l'arrivée de nouveaux systèmes de table, mais il est parfois difficile de proposer des fonctions autres que le pipetage de base. Après des années d'analyse du marché, Andrew Alliance a relevé ce défi, en donnant naissance à son robot de manipulation de liquides Andrew+, qui offre un large éventail de fonctionnalités grâce à une gamme étendue d'accessoires.

La base de ce robot de manipulation de liquides ne pèse que 15 kg pour une utilisation aisée sur une paillasse et un possible redéploiement dans différentes parties d'un laboratoire. Le robot travaille à partir d'un porte-outil intégré. Il saisit et fixe l'outil approprié pour l'opération, puis exécute la fonction qui lui est attribuée.

Andrew+ est un système modulaire qui peut être adapté à de nombreuses tâches et applications, notamment la préparation d'échantillons pour le contrôle-qualité, la chimie analytique, la dilution en série, la préparation du plasma, l'extraction d'ADN, la normalisation de la concentration, et bien plus encore. Avec des pipettes électroniques monocanal et multicanaux, le système garantit la performance de la manipulation des liquides tout en offrant une flexibilité maximale à l'utilisateur. En outre, le robot peut réaliser un large éventail d'étapes expérimentales complexes, telles que la saisie de colonnes, en fonction de l'application.

Les pipettes offrent une vitesse et une gamme dynamique de volumes de distribution allant de 0,2 µL à 10 ml. Comme le robot a été conçu pour s'adapter à la plupart des paillasses de laboratoire et des armoires de sécurité biologique, il intègre différents paramètres qui garantissent sa flexibilité. Ainsi, il peut fonctionner avec deux rangées complètes de Dominos (permettant de distribuer 7 microplaques ou 56 tubes de Falcon ou 168 micro-tubes) et occupe une profondeur de 60cm - ce qui convient même aux hottes les plus petites. Sa taille compacte lui permet d'être placé dans un réfrigérateur et de fonctionner à des températures aussi basses que 4o°C.

Des moteurs pour actionner trois articulations avec précision

Andrew Alliance a choisi trois moteurs plats EC45 conçus et fabriqués par maxon pour l'actionnement du bras du robot - un pour l'épaule, un pour le coude et un pour le poignet. Selon Antoine Jordan, directeur des opérations mondiales, limiter la taille et l'encombrement de ces moteurs constituait un aspect vraiment important pour que le robot soit à la fois compact et léger.

Les équipes techniques avaient déjà utilisé des produits maxon dans le passé et connaissaient bien la technologie de ces moteurs, ce qui explique leur choix. Grâce à la large gamme de produits maxon et à leur compatibilité avec un grand nombre d'applications, Andrew Alliance a pu bénéficier d'une flexibilité de conception totale pour le projet. Il a également pu constater qu'il pouvait utiliser une version personnalisée de ces moteurs si nécessaire.

Une fois les modèles choisis, les paramètres de conception ont été revus afin de garantir un niveau élevé de qualité du produit final. La précision étant très importante dans un robot de laboratoire, les moteurs incluent un encodeur absolu qui permet le fonctionnement en boucle fermée du système. Le robot avait besoin de ce fonctionnement extrêmement précis autant pour effectuer les mouvements de prise des différents instruments ou outils, que pour l'opération requise une fois l'outil dans la main du robot.

Trouver les bons moteurs

Intégrer les moteurs DC plats EC45 a été l'une des décisions les plus critiques prises pour l'application. Outre la précision requise, les moteurs devaient être très réactifs tout au long de la séquence de déplacement. Selon l'endroit où se trouve le bras robotique à un moment donné, des couples plus importants étaient nécessaires, en particulier pour les opérations en porte-à-faux. A noter que des capteurs ont été intégrés aux commandes du système pour garantir que le guidage du bras soit effectué sans toucher aucun autre composant du système.

Moteur EC45 (source maxon).

Les moteurs EC45 sont des modèles sans balais à 4 pôles à commutation électronique, qui offrent une durée de vie particulièrement longue et un fonctionnement silencieux. Grâce à des aimants en néodyme à haute énergie, ils sont très nerveux et leur taille est réduite. La puissance de sortie continue est de 200 W, tandis que la vitesse maximale est de 12 000 tr/min et que le couple continu maximal peut atteindre 265 mNm selon le bobinage.

Les moteurs utilisés dans l'Andrew+ sont des modèles standards légèrement customisés. Comme maxon dispose de plusieurs variantes de ce moteur, il a été facile pour les deux équipes de travailler ensemble et de trouver un produit qui avait déjà été utilisé dans le passé puis de le reconfigurer pour cette application spécifique. Une fois ces premiers moteurs sélectionnés et conçus, les quantités à produire étaient disponibles et le projet s'est déroulé sans problème.

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