MITSUBISHI ELECTRIC Changes for the Better
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8 veces más productividad para el proveedor de IVD gracias a Horizon Instruments compatibles con Mitsubishi Electric

Mitsubishi Electric ha apoyado a Horizon Instruments en el desarrollo de una máquina de llenado de placas de pocillo altamente automatizada. La solución ha impulsado las operaciones de un proveedor líder de inmunoensayos y dispositivos de diagnóstico in vitro (IVD), aumentando el rendimiento de la producción en un 700-800% y se prevé que reduzca los residuos a la mitad. El control de la máquina se realiza mediante un PLC de la serie MELSEC-L con un módulo de movimiento incorporado conectado a servomotores y amplificadores de Mitsubishi Electric. La máquina también cuenta con otros componentes adaptados al sistema, como una HMI de la serie GOT2000 y un robot de brazo articulado MELFA opcional.

Las placas de pocillos son imprescindibles para los laboratorios clínicos en los que se utilizan bioensayos para el cribado de alto rendimiento y la IVD. En estas situaciones, la reproducibilidad, la precisión y la exactitud son fundamentales para crear un sistema estable y fiable que permita a los clínicos interpretar correctamente los resultados.

Para prosperar en un mercado tan desafiante, los fabricantes de kits de placas de pocillos deben estar a la vanguardia, implementando soluciones innovadoras y confiables para entregar grandes volúmenes de contenedores de ensayo llenos con precisión. En línea con este enfoque ganador, uno de los principales actores en el mercado de kits de ensayos de diagnóstico de enfermedades y alergias quería invertir en una solución de automatización, actualizando su sistema de llenado de placas de pocillos multicanal.

Reinventando las operaciones automatizadas de llenado de placas de pocillos

La unidad existente había estado en servicio durante 15 años y recientemente había comenzado a experimentar una serie de problemas que estaban afectando la productividad y la eficiencia. El sistema era propenso a llenar en exceso los pozos, lo que provocaba derrames de líquido y, en un momento dado, el fabricante solo pudo llenar la mitad de los 96 pozos dentro de una placa a la vez. Como resultado, el proceso se ralentizó sustancialmente y solo pudo entregar 600 placas por día.

La tecnología detrás de esto también era obsoleta y varias piezas de repuesto ya no estaban disponibles en el estante, dejando la fábrica expuesta en caso de falla del equipo. Además, el sistema ya no podía ofrecer el nivel de flexibilidad que el proveedor de ensayos basados en placas necesitaba para apoyar a sus clientes. La unidad no ofrecía apilamiento de placas, por ejemplo, que se realizaba manualmente. Dentro de una placa, solo podía llenar los 96 pocillos con el mismo líquido, sin ofrecer la posibilidad de dispensar con precisión diferentes sustancias en una placa.

Para desarrollar una nueva solución a medida, la empresa se puso en contacto con Horizon Instruments, experto en el diseño y la fabricación de instrumentación y automatización. A continuación, Horizon recurrió a su proveedor preferido de automatización de procesos, Mitsubishi Electric, para obtener componentes clave de automatización y planificar juntos una solución eficaz.

Daniel Bolton, Technical Director at Horizon Instruments, comenta: "Estábamos ansiosos por utilizar la gama de productos de automatización de Mitsubishi Electric, ya que siempre nos parecen muy fiables, robustos y competitivos en costes. La empresa también tiene un buen nivel de existencias, lo que respalda tiempos de respuesta rápidos y apreciamos su servicio al cliente receptivo y experto. En nuestra opinión, no muchas empresas, incluidas otras grandes empresas globales, son capaces de ofrecer el mismo nivel de servicio".

Control de movimiento de última generación para precisión y velocidad

La innovadora máquina de llenado de placas de pocillo gira en torno a cuatro de los servomotores MELSERVO-JE de Mitsubishi Electric y sus servoamplificadores asociados, conectados a través de una red basada en fibra SSCNET III/H de alta velocidad e inmune al ruido. Estos cargan placas de pozos vacías desde una pila (estación de entrada) a un sistema de transferencia de viga móvil, que se mueve hacia la estación de llenado. Allí, la placa se alinea con un cabezal de boquilla móvil que conecta cada uno de los 96 pocillos con una boquilla de llenado. Estos últimos reciben el volumen necesario de líquido de una botella de entrada específica.

Una vez que se completa la dispensación de líquido, las placas se transportan a la estación de salida y se apilan de forma segura una encima de la otra.

El movimiento realizado durante estas diferentes operaciones está controlado por el PLC de la serie MELSEC-L de Mitsubishi Electric para garantizar una velocidad y un posicionamiento precisos. Se trata de una solución compacta y flexible que puede controlar diferentes estaciones en red. Jeremy Shinton, Modular PLC Product Manager at Mitsubishi Electric, explica: "Elegimos el PLC de la serie L porque podía manejar de manera efectiva el alto nivel de complejidad que caracteriza la aplicación actual, así como respaldar cualquier expansión de la unidad en el futuro".

El sistema también se comunica con un HMI GOT 2000, a través del cual los operadores pueden seleccionar las prescripciones correctas y el volumen de líquido que debe dispensarse en los pocillos (este oscila entre 0 y 250 μL), así como monitorear el proceso en tiempo real. Si el sistema se detiene, la HMI también proporciona información clave para ayudar a los operadores a resolver el problema y reiniciar la máquina lo más rápido posible.

Un sistema integrado con el poder de evolucionar

La integración perfecta de PLC, servomotores y servoamplificadores garantizó una velocidad de llenado rápida, alta exactitud, repetibilidad y precisión, a pesar de los bajos volúmenes que se procesaban. Como resultado, el fabricante del kit diagnóstico para IVD pudo eliminar todos los problemas asociados con el sobrellenado, como el tiempo de inactividad del equipo para limpiar la máquina y su entorno, al tiempo que mejoró la calidad general del producto. En concreto, la fábrica prevé reducir la generación de residuos en más de un 50%.

Además, el fabricante disparó la productividad. La nueva máquina ahora puede procesar entre 4.000 y 5.000 placas por día, un volumen que es 7-8 veces mayor que el sistema existente incluso cuando estaba funcionando a plena capacidad.

Aún más, la configuración creada por Mitsubishi Electric y Horizon Instruments es lo suficientemente flexible como para escalar y respaldar implementaciones futuras. Por ejemplo, es posible instalar brazos robóticos que pueden cargar y descargar pilas de placas de pozos o recolectar muestras con fines de control de calidad.

Daniel Bolton comenta: "Estamos muy contentos con el resultado del proyecto. La solución personalizada y altamente automatizada que hemos desarrollado junto con Mitsubishi Electric es ideal para los fabricantes con visión de futuro que desean ofrecer productos de alta calidad de una manera muy eficiente y fiable. No habríamos podido tener éxito sin el apoyo de Mitsubishi Electric. Sus equipos cualificados y experimentados fueron cruciales a lo largo de todo el proyecto, desde el concepto y la planificación hasta la instalación, la puesta en marcha y la puesta en marcha".

Jeremy Shinton concluye: "Estamos orgullosos de haber participado en el desarrollo de una máquina de llenado de placas de pocillo tan innovadora. Este éxito da fe de la calidad de nuestros productos y servicios, incluso para industrias altamente reguladas, como la farmacéutica y las ciencias de la vida".