试管需要放入离心机，部件需要安装到位，包装件需要置于输送带上：抓取物件并将它们放置到其它地方，是大多数加工过程的基本操作。现代化设备的“抓取和摆放”操作均由自动化夹具完成。它们不仅需要具备强大的功率和轻柔的操作力度，同时还必须保证高度的精确性与可靠性。越来越多的应用设备采用电气驱动，比如FAULHABER BX4电机。该型号电机得到Zimmer Group的广泛应用，比如用于实验室自动化设备的GEP2000系列新型夹具。
检测和疫苗已被证实为抵抗新冠病毒的有效方法。它们帮助我们在一定程度上结束了封锁隔离，重获正常生活。但在残酷的疫情之下，抗疫措施的局限性也显露无疑。从实验室核酸检测物资，到快速检测试剂盒，再到疫苗，随着病毒的指数级传播，抗疫物资的需求也随之猛增。有限的生产能力从未得到完全解决。对于很多人来说，等待检测试剂盒和疫苗的过程度日如年。
实验室自动化技术应对新冠病毒肺炎
实际上，制药业、医疗技术行业和医疗实验室都已做出了极快的反应。这集中体现在产量的扩大和检测能力的提高上。自动化是取得成功的主要因素。在实验室领域，全球性疫情为自动化进程提供了强有力的推进。自动化实验室设备和灵活通用的
机器人可以大幅度减轻专业人员的工作量，同时提高检测能力和效率。
样本、吸管或试剂的自动抓取和处理都是需要不断重复的主要过程。为了实现此目的，就需要采用轻巧的小型工业夹具。夹具技术通常有两种，位于德国西南部的Zimmer Group产品经理Maik Decker为我们解释道：“到目前为止，大多数工业夹具都采用气动方式，也就是压缩空气。但该技术无法满足实验室、医疗以及制药和医疗技术行业的卫生标准。因此应用于这些领域的夹具需要采用电气驱动。”
电机确保夹具的灵活性
除了卫生以外，这类夹具还有另一个优势，那就是它们省除了压缩空气系统和管路。虽然在一些工业领域内压缩空气设备属于生产车间的标准设备，但是电源却无处不在。此外，安装夹具的设备采用电力驱动。电气连接要比额外安装压缩空气简便。除此之外，电气部件的控制比气动系统更加简单、灵活。“电气驱动是大势所在，汽车行业的发展就很明显的告诉我们。”Maik Decker解释道。
Zimmer Group的新产品，如GEP2000系列新型夹具正应运了该发展趋势。这种小型夹具有不同版本型号可供选择，既可以抓取重达五公斤的部件，也能安全的处理易碎的小件物体，如试管。“电气驱动的优势还体现在夹紧力的可调整性方面，”Zimmer Group软件开发团队主管Volker Kimmig解释道。“采用合适的控制器，夹具可以同时处理各种不同的部件。”
完成1000万次循环免维护
这些工作步骤所需的动力由一台FAULHABER BX4系列直流无刷
伺服电机提供。除了高转矩以外，这种四磁极驱动装置还有振动小、噪音低、结构紧凑和使用寿命长的优势。“我们为该产品提供1000万次循环免维护的保证，”Volker Kimmig说道。“当然，这离不开高质量的电机。”这样的电机还必须具有其它特性，才能满足“抓取摆放”持续循环操作的高要求。
开发工程人员用汽车钥匙的生产为例：“数量大、产量高是关键。夹具机器人的运行速度快，工作周期短，强度大。因此电机的启动和停止周期非常短。在这个过程当中电机的加速度很关键，每节省十分之一秒都至关重要。此外，电机还需要具有良好的散热性，以避免高速运行导致过热。”
丰硕的合作成果
Zimmer Group的夹具专家们不仅仅是通过产品参数表，知道FAULHABER的BX4电机能够满足这些要求。他们之前就已经在GEH6000系列夹具中安装了该系列电机。从本质上看，这种所谓的大行程夹具与小型夹具的工作原理相同。它的行程，也就是夹具张开和关闭位置之间的距离要大得多，可以达到80毫米。
“这样夹具就能够在同一个加工过程中处理尺寸不同的物件，”Maik Decker解释道。“相比之下，体积小一些的GEP2000夹具能够在非常有限的空间内工作。当然这就离不开体积小，功率大的电机。”
机械自动锁
Zimmer Group不同夹具系列产品拥有一个共同之处：电机功率通过一个大螺距蜗杆传动装置传输到夹钳。即使碰上断电，夹紧力和对应的位置仍然得到保持。一旦被夹紧，机械自锁功能就能确保工件稳定安全，无需额外安装制动器。
电机驱动器在两个夹具型号上的工作原理稍有区别。在GEH6000夹具上，电机的编码器信号用于定位夹钳；而在GEP2000夹具上，该任务则通过一台定位
传感器完成。两种方案都具有非常高的可重复性，夹钳运行轨迹的重复精确度高达五百分之一。
“在很多应用当中，夹具降至工件高度时的预定位非常重要，”Volker Kimmig解释道。“在空间有限的情况下，张开位置通常只比关闭位置大一点点。要在一个复杂的环境内控制机器人夹具，就有必要完成非常精确的预设置。除了非常精确的机电装置以外，在这里电机又起到了非常关键的作用，我们还应用灵活的数据连接方式。我们的夹具既可以装配IO-Link接口，也可以采用数字IO接口。这样可以最大程度减少夹具在运行过程中受到的阻碍。”