close

這也是老闆在嘉X大學當教授同學的委託,不過老闆在轉述委託內容時沒說清楚,我還以為要做的是檢測病毒的儀器。和教授開討論會時才知道,要做的是檢測前的樣本處理機器


到學校實驗室了解處理過程:以人工用刀片將當作樣本的蝴蝶蘭葉片切下,將葉片裝到塑膠封口袋內

蝴蝶蘭病毒葉片樣本  

 

使用軟軸雕刻機加上有鋼珠的旋轉粉碎頭,在桌面隔著塑膠袋將葉片磨碎成液體

軟軸雕刻機  


接著使用微量吸管從吸管尖盒裝上微量吸管尖,從塑膠袋內吸取樣本汁液

微量吸管  

 

微量吸管尖盒  

 

微量吸管尖  


將吸取的樣本汁液注入96孔培養盤內,每個樣本要注入培養盤的2個孔內。注入完畢後,將用過的微量吸管尖退到空的吸管尖盒內拋棄

96孔培養盤  

 


委託的內容就是將葉片裝到塑膠封口袋後的步驟機械自動化處理


由於沒有幾個步驟,老闆認為很容易就答應承製,實際試做時才發現問題不少


原本老闆的構想是全部氣壓動作機構,但裝微量吸管尖、退微量吸管尖、吸取樣本汁液、注入樣本汁液有很多中途停頓的動作點,一般的氣壓缸很難做到。最後控制微量吸管動作用到3支滑台電動缸,構成XYZ方向的立體移動。想當然開發成本大幅上升,整個電控系統就佔了開發經費的3成


研磨的動作老闆則是想的太簡單;做個夾治具將旋轉粉碎頭固定,以氣壓缸施加壓力壓住夾治具,在想辦法讓整組夾治具移動碾磨葉片。實際做個測試機構就發現不可行,旋轉粉碎頭力量相當強,整個塑膠袋都會扭曲跟著旋轉,若減低施加的壓力使塑膠袋不跟著轉,壓力又不足以粉碎葉片


最後是從廚房用的大蒜剝皮器得到靈感,以2支氣壓缸相對施加壓力夾住塑膠袋,接觸面有貼花紋皮帶,將2支氣壓缸左右移動搓磨磨碎葉片

大蒜剝皮器  


看起來簡單的構想實際做時不簡單,最後用到5支氣壓缸才克服所有問題

蝴蝶蘭葉片研磨機構示意圖1  

 

蝴蝶蘭葉片研磨機構示意圖2  


最後的問題是微量吸管,為了提升效率同時避免多次移動造成交叉感染,教授是希望能一次用雙尖吸取注入樣本。但是現成的微量吸管的管頭不是單尖就是8尖,要雙尖只能自己設計製造。微量吸管的管頭外表簡單,裡面小零件可不少,最後只做成功可用的2支

改造雙尖微量吸管  


氣壓和電控系統實際配線也很複雜,電控箱佔了整台機器將近一半的面積

蝴蝶蘭病毒檢測樣本研磨與取樣自動化作業機氣壓迴路圖  

 

蝴蝶蘭病毒檢測樣本研磨與取樣自動化作業機電路圖1  

 

蝴蝶蘭病毒檢測樣本研磨與取樣自動化作業機電路圖2  


最後還是完成了僅此一台的機器

蝴蝶蘭病毒檢測樣本研磨與取樣自動化作業機  

 


微量吸管裝在2支滑台電動缸上做X軸Z軸左右上下移動

微量吸管移動及控制機構  

 

吸管尖盒和96孔培養盤裝在平台上,由1支滑台電動缸做Y軸前後移動

微量吸管尖盒及培養盤移動控制機構  


廢棄吸管尖盒和放樣本的培養盤隔著一個空培養盤為緩衝區

微量吸管尖盒及培養盤  


全部動作機構近照,右下為葉片研磨機構

蝴蝶蘭病毒檢測樣本研磨與取樣自動化作業機近照  


磨碎的葉片樣本

研磨完成的葉片樣本1  

 

研磨完成的葉片樣本2  

 

 蝴蝶蘭機動作流程圖  

 

 


後來辛苦開發成功的機器老闆居然大做人情,整個送給同學教授去請專利拿績效,造成差點又要搞技術轉移買自己開發的技術

arrow
arrow

    未出師的小工程師 發表在 痞客邦 留言(1) 人氣()