行业应用
医疗-诊断实验室仪器-光盘上的实验室

应用程序的细节
TTP是一家设计咨询公司，在工业、商业、航空航天、通信、医疗和生命科学等多个市场从事产品研究和开发。TTP早在科学发现时就开始了，通常生产beta单元，开始向选定的制造商进行生产转移。TTP已经开始开发一种新的诊断仪器，并接受了在加速时间表上提出概念的挑战。

挑战
所需仪器包括下列各项:
•根据指定的速度和加速度曲线旋转样品桶
•在加载、卸载和读取循环期间，将滚筒旋转索引12度
•可靠，安静，小到可以放在实验室的桌子上

为什么是海顿·科克·皮特曼?
•性能和价值相比，新的驱动发展
•对客户概念验证需求的快速技术响应
•原型零件的快速周转
•为任何应用程序定制的组件
•电机和驱动包设计为一个单独的系统工作
•单一供应商提供广泛的运动产品

解决方案
TTP签约开发一个芯片风格的桌面实验室需要精确速度和分度曲线的医疗仪器。HKP与TTP接洽了一款新的皮特曼产品，IDEA®电机，一个42毫米，无刷直流电机，集成伺服驱动器，似乎可以满足当前的所有要求。在接收和测试一个样本单元和软件后，TTP受到了紧凑包的伺服功能的鼓励。

随着开发的进展，TTP提供了IDEA电机在仪器中旋转的鼓的实体模型，以及所需的速度和加速度曲线。几天之内，HKP 3d打印出了滚筒，制作了一个联轴器，并将运动轨迹输入驱动器。组装好这些部件后，HKP录制了一段系统按照指定的运动顺序跟踪的视频。视频和原型被送到TTP进行测试。索引功能在之前进行了测试，认为已经足够了。IDEA电机提供了很高的灵活性，允许TTP通过对软件进行小的更改和利用机载输入和输出来测试几个概念。

TTP对其性能非常满意，并在数周内(而不是数月)为最终客户组装了一个概念验证。概念证明工作得很好，但IDEA马达太高了……

行业应用
食品和饮料-液体调配

应用程序的细节
精密线性执行器控制流体处理注射泵。

挑战
“牵牛星”工程，总部位于密歇根的一家大型设计公司，其任务是将现有饮料机械上过时的气动技术现代化。为了实现这一目标，他们需要一个精确、快速和高度定制的线性运动组件，同时降低成本和提高吞吐量。在食品工业中，卫生仍然是最重要的，由于偶然接触食品的风险，需要一个“食品友好型”执行器。此外，部分设计在最终电机选择之前就被冻结了，这就要求一个强大的执行器必须适应狭窄的空间。随着应用测试从干液测试进展到满液测试，由于螺杆相对于柱塞旋转，来自流体的摩擦力的变化造成了不可预测的线性移动。此外，该应用程序需要集成反馈传感、高力和高速运行。

为什么是海顿·科克·皮特曼?
•高度定制的执行机构具有积极的速度/力量/足迹规格
•集成指导元件/反馈装置的设计，考虑到装配/服务
•“食品友好型”高级聚合物和润滑剂

解决方案
面对无数的挑战，牵牛星与海顿·科克·皮特曼合作。第一步是确保执行器产生足够的力，因此选择了定制的34尺寸(87mm)混合非俘获执行器。然后建立了一个综合线性导向系统，以防止螺杆旋转，同时保持目标成本和允许的占地面积。“我们的Kerk工具工程师为执行机构的丝杠几何结构设计并成型了一个滑动衬套，以及一个用于衬套移动的挤压导向管。考虑到制造的设计，我们修改了执行器的后端钟，以适应导管。这个小调整使客户能够在组装过程中附加和拆卸导向元件组件，克服了紧凑的占地限制，同时消除了对机器外壳进行昂贵重新设计的需要。HKP的Altair销售工程师Dan Kish说。

丝杠还经过加工，包括客户装配扳手的特定功能，以进一步简化构建。为了保持“食物友好”，食品级润滑脂被用于偶然的食物接触和碳纤维转子插入被创建和成型，以满足高速和力的规格。为了简化客户的供应链，HKP解决方案包括两种所需的定制引脚线束。反馈装置和定制安装是作为套件提供的，以简化Altair的组装，并将组装时间保持在最低限度。

定位于回答战斗诊断方面的需要
新发布的* Novodiag COVID-19检测使用“采样-输入-结果-输出”的Novodiag系统，可在约1小时内快速检测出导致冠状病毒感染的SARS-CoV-2病毒。这是一个完全自动化的机器和封闭系统，可以保护实验室工作人员免受潜在污染。它非常友好，设计用于高风险和难以到达的地区，不需要高度训练的人员。

您是如何想到在诺瓦迪亚格仪器中实现线性执行器的?
Novodiag集成了许多生物功能，需要在仪器中运动特定的元素。这些任务通常由操作员执行，我们的目标是以自动化的方式再现各种动作。由于谈论运动通常意味着谈论执行机构，当需要特定的冲程，特定速度下的特定力时，就指向了步进电机为基础的解决方案的方向，以及它在Novodiag中的集成。这样做，我们并没有重新发明诊断过程本身(样品准备，PCR，杂交)。我们打算让任何操作员都能访问它，并加快速度，以便他/她可以专注于其他操作。此外，与手动操作相比，Novodiag允许使用更小的液体体积，并且样品制备是在仪器内完成的，因此它显著减少了处理时间和固有成本。

为什么是海顿·科克·皮特曼?
自2006年以来，我一直在使用海顿的lc15，你们最小的Ø15mm线性执行器，并熟悉你们在设计阶段的积极响应。海顿很早就提供了正确的信息，不需要我去搜索。所以，当我在设想技术问题时，海顿已经给出了相应的答案。

在Novodiag使用的3个不同的海顿执行器中，有2个在设计阶段需要特别注意。你能多告诉我一些吗?
第一个驱动器，19000俘虏，用于注射泵。这种应用要求执行机构执行高精度微流体加药的高分辨率运动，并在不同的速度下以足够的力量推动，从低到高的速度，以帮助优化工艺时间。让我从Haydon选择19000俘虏的是它满足前面提到的规格的能力，以及它只有Ø20mm的小占地面积。进一步的定制，比如自定义行程，以及为了节省空间而拆除执行器后盖，进一步让我相信了这款注射泵执行器选择的准确性。尽管搜索过，我还是找不到一个能够满足全部标准的市场替代品。

我们大多数人都熟悉决定钻石质量的四个“C”:净度、克拉、颜色和切割。这些标准被普遍接受为确定优质钻石的决定因素。

问题是，传统的4C信息实际上并不能帮助区分优质钻石和劣质钻石。使钻石美丽和引人注目的是它处理光线的方式，也被称为光性能。GemEx Systems, Inc.是一家致力于将最新的数字光学技术应用到全球钻石行业的公司，它理解这一概念。在该公司的网站上有如下解释:

该网站解释说:“4c中的三个——颜色、净度和克拉重量对钻石的外观影响很小。”“这些3C决定了钻石的稀有程度。第四个C, Cut，确实影响外观，但它没有明确定义，它忽略了金刚石材料的光特性。即使是所谓的“理想切割”钻石也不能保证你有良好的光性能……对于专家和消费者来说，光性能是决定钻石美丽的决定性因素。”

GemEx的工程师们不满足于简单地向公众介绍钻石化妆过程中光线的重要性，他们发明了一种名为BrillianceScope™分析仪的精密仪器。BrillianceScope分析仪是一种成像分光光度计，可以测量钻石的折射和聚焦能力，并在1998年获得了大量风险投资和天使投资的专利。该装置使用复杂的光学技术，测量三种通过其顶部返回的光:白光(有时被称为“光辉”)、彩色光(有时被称为“火焰”)和闪烁(通常被称为“闪光”)。在这些轻的类别中的任何一个方面表现出色都可以获得一颗美丽的钻石;这四个C的选择是在钻石专业人士和消费者之间做出的……

GemEx联合创始人、机械工程师库尔特·肖克特(Kurt Schoeckert)解释说:“我们必须非常准确地确定轨道的终点。”他在BrillianceScope的设计中发挥了重要作用。“由于它的相对规模，每次我们进行分析时，钻石都必须位于完全相同的五个位置。如果没有这种精确度，该设备的准确性肯定会受到质疑。”

Kerk motion Products的丝杠组件在运动系统细致的性能中发挥了不可或缺的作用，Kerk motion Products是位于新罕布什尔州霍利斯的世界领先的非滚珠丝杠制造商之一。丝杠在环形灯的五个动作中都是不可或缺的;事实上，它帮助BrillianceScope实现了+/- 5%的可重复性因子，这足以确保测试结果的有效性。

Kerk®丝杠不是机器最初设计的一部分。为了制造出必要的运动，肖克特设计了他自己的“自制”系统——一个由u形金属片、一个直径3/16英寸的驱动螺丝和一个末端有两个轴承的动力螺母组成的组件。不幸的是，第一次迭代没有达到GemEx标准。更重要的是，Kerk的专有Kerkote®TFE涂层是专门为其丝杠和螺母材料开发的，以实现最大的自润滑。

价格压力、激烈的竞争和严格的监管要求正挑战着快速增长、高度监管的制药、生命科学、生物化学、工业和环境行业的科学家和研究人员，如何更快、更有效地实现重要突破。

提高科学实验室的生产力已成为企业成功的关键。作为高性能液相色谱仪、质谱仪、热分析仪和流变仪的领先制造商，沃特斯公司对这种压力有着第一手的了解。作为全球分析实验室的主要供应商，沃特斯一直致力于提供创新的解决方案，帮助客户更好地理解化学和生命本身的秘密。

设计挑战:用小空间实现高性能
虽然ACQUITY系统的性能对于开发该产品的Waters工程师来说是最重要的，但这并不是他们唯一的设计标准。管理层设想的系统将比传统的HPLC系统占地面积小得多，确保它将减少实验室宝贵的工作台空间的消耗。这种紧凑的空间也保证了用户可以更容易地堆叠和排列各种模块。设计工程师希望完成的基本系统将包括一个样品管理器、几个UPLC检测器中的一个和一个高压泵。几个升级也将可用，包括一个高容量的样品组织者。

实现这一目标需要在主单元和可选模块中使用更小的内部组件，可选模块可容纳额外的21个样板。据沃特斯ULPC项目的首席工程师肯·普兰特(Ken Plant)说，最初创建所需部件的努力没有产生预期的结果。

解决方案:从Kerk定制运动控制
普兰特的一位同事在从事自动化行业时曾与一家名为Kerk Motion Products的公司合作过，他认为Kerk可能能够为这种机构提供可靠性和小型化的最佳组合。

在咨询了沃特斯的工程师之后，Kerk向沃特斯展示了一些组件，这些组件可以让工程师们生产一个样品管理器——UPLC系统的核心——它可以满足公司缩小的尺寸要求，并提高对UPLC概念至关重要的速度和性能。

“我们考虑了几家供应商，但Kerk拥有最好的性能数据集，”普兰特说。“当其他供应商出售货架上的商品时，科克的产品允许定制和灵活地响应客户的需求。Kerk愿意与我们的工程师合作，定制他们的组件，并确保它们与我们的系统相匹配，这给我们留下了深刻的印象。”

科克很快就看出了沃特斯的工程师们展现出的创造力。Kerk的应用工程师Bob Hawkins说:“在Kerk，我们以成为创新解决方案的提供商为荣。“Waters有效地利用了我们的产品和资源，并实现了一个真正了不起的解决方案，以解决一个困难的设计挑战。”

欧米茄设计公司是30多年来公认的行业领导者，生产各种高质量的集装箱装卸和包装设备系统。由埃克斯顿，宾夕法尼亚州的公司生产的设备清单是令人印象深刻的:塑料瓶解压器，冰球解压器与容器放置，收缩捆扎器，拉伸带，托盘收缩包装系统，环绕的案例打包器，二次定向器，罐干燥剂喂料器，和专业设备。

欧米茄设备所服务的广泛市场同样值得注意，在制药、个人保健、化妆品、食品、饮料、乳制品和化工等行业均有安装。

该公司的旗舰产品之一，“经典”系列收缩捆扎机，已经获得了特别出色的声誉。数百台已经售出，并在世界各地运行。这种气动驱动，plc控制的机器是为自动收缩或拉伸包装的玻璃，塑料或金属容器，盒子或纸箱预先确定的束配置。“经典”系列的设计有助于消除纸板箱的高成本，并创建一个更高效、安全的包装，这有助于进一步自动化生产线，如箱子包装……

使用Kerk的RGS 10000，欧米茄设计成功地生产了一种新的机器，为欧米茄和他们的客户都带来了好处。新的捆扎机需要更少的维护，需要更少的劳动力来维护。欧米茄还实现了显著的成本节约，因为组装机器所需的劳动力更少，并减少了组件的数量。欧米茄或其客户将不再需要储存各种传感器和气动部件，现在已被智能执行器所取代。

Shendge说:“之前它只是一个持续的运动，每秒0-50英寸。”“现在我们可以加速或减速机器。这是至关重要的，因为当你处理一些不寻常的形状和质量较重的产品时，你不能以最快的速度把它们塞进机器。你不仅会损坏产品，还会损坏机器。”此外，产品之间的转换时间减少了，因为机器可以通过特定于每个产品的处理需求的配方驱动设置来调整各种产品，从而适应不同的包装形状。“另外，”Shendge说，“我们可以从这个智能运动中获得反馈，并用它来改善机器的整体运行。”