Robotarmen Microsure draaien nauwkeurig door sensorkennis

In 2025 start Microsure met de klinische trials voor zijn microchirurgierobot. De encodersystemen die voor de zeer precieze bewegingen zorgen, ontwierp het Eindhovense bedrijf in samenspraak met sensorspecialist Sentech die als ontwikkelpartner met Microsure en systeembouwer MTA aan tafel zat.

Dit artikel is geschreven door Alexander Pil en verscheen in Link Magazine

Sentech raakte al in een vroeg stadium betrokken bij de ontwikkeling van de Musa-3, de derde generatie van de microchirurgierobot van Microsure. Omdat Sentech ook heel regelmatig samenwerkt met MTA die als systeem-ontwikkelaar en productiepartner bij het project betrokken is, was de driehoek snel gevormd. ‘Het was in de eerste fase best een uitdaging omdat weliswaar duidelijk was welke kant het op moest, maar hoe vertaal je dat naar daadwerkelijke specificaties?

De getallen waren soms meer onderbuikgevoel dan exacte wetenschap’, herinnert Sean Ram, Account Manager bij Sentech zich. ‘Het heeft soms best even geschuurd, in een positieve zin, door elkaar uit te dagen en door te blijven vragen. We konden open sparren.’

Als sensorspecialist zat Sentech aan tafel om Microsure en MTA te adviseren over alle mogelijke sensortechnieken. ‘Welke voor- en nadelen zitten er aan iedere keuze? Hoe groot of hoe klein is het? En welke specs kun je ermee halen?’, somt Ram op. Maar vooral hielp het in de vertaling van de specs. ‘Je kunt heel makkelijk zeggen: ik wil een nauwkeurigheid van 0,01 graden. Maar wat betekent dat in de praktijk, op systeemniveau en op sensorniveau? Want als een sensor een tiende millimeter verkeerd wordt ingebouwd – en dat is heel menselijk – is de fout al tien keer te groot. Hoe ga je daarmee om? We hebben interessante gesprekken gehad om elkaar goed te bevragen.’

Nee zeggen

Pieter van Wegberg, projectleider bij MTA, over de samenwerking met Sentech: ‘Je hebt veel bedrijven die, oneerbiedig gezegd, dozen schuiven. Sentech is echter heel goed in staat om mee te denken.’ Om de draaibewegingen in de robotarm goed te kunnen regelen, was er een encoder nodig die binnen een beperkte inbouwruimte net dat stapje extra kon bieden. ‘We zijn uiteindelijk bij een standaard component uitgekomen waar we met z’n allen het maximale uit hebben gehaald.’

Ram vult aan: ‘Er lagen ook alternatieve componenten op tafel, maar die waren exorbitant veel duurder. Dan moet je je afvragen of dat het waard is.’ Het is om dat soort overwegingen dat Van Wegberg Sentech waardeert: ‘Ze zijn heel goed om een oplossing te vinden die past bij de businesscase. En ze durven ook ‘nee’ te zeggen als iets echt niet kan. Niet iedereen doet dat. Wat dat betreft is Sentech geen leverancier maar een ontwikkelpartner.’

Apart printplaatje

De gekozen absolute encoder is in feite niet meer dan een klein chipje. Het was een optie om die direct te integreren in het pcb’tje dat alle elektronica voor zo’n gewricht bevat. ‘Maar wat nou als die encoder kapot gaat? Dan moet je de hele module vervangen’, weet Jurre van Son, Account Manager bij Sentech. ‘Met onze kennis en kunde over sensortechniek en -integratie is Microsure daarom gekomen tot een design waarbij de encoderchip op een apart printplaatje zit.’

Sentech is verantwoordelijk voor de productie van dat sensor-pcb’tje. Het heeft daarvoor ook de toeleverketen ingericht. ‘Er zitten behoorlijk wat kritieke processtappen in om die encoderchips goed te verwerken’, aldus Van Son. ‘Daarom doen we dat het liefst in eigen beheer zodat we de verantwoordelijkheid kunnen nemen als er eventueel wat misgaat.’ Hetzelfde geldt voor de liniaal met het streepjespatroon die de sensor gebruikt om zijn positie te bepalen. Samen met Sentech heeft MTA daarvoor een hubje ontworpen en geproduceerd waarop Sentech vervolgens zeer nauwkeurig de liniaal lijmt. Van Son: ‘Wij controleren of het design correct is uitgevoerd en regelen de supply chain in.’

Flexibel en star tegelijk

Gevraagd naar de grootste uitdaging benoemt Ram de flexibiliteit die nodig was tijdens de prototypeontwikkeling in combinatie met een proces dat strak ingeregeld moet zijn. ‘Het gaat immers om een medische toepassing dus je werkwijze moet voldoen aan de ISO 13485-normering. Dat vereist heel strakke processen waarin alles goed is geborgd. Tegelijk zit je middenin een ontwikkeling waar uiteraard regelmatig het een of ander verandert. Je moet dan goed je kop erbij houden, zodat je blijft voldoen aan de normen maar toch flexibel kunt meebewegen.’

Sentech werkt regelmatig aan medische systemen, maar dat zijn meestal patiënt-hulpsystemen of apparatuur voor labomgevingen. Dit project was dus een nieuwe toepassing. Van Son: ‘Voor onze klanten in de automotive hebben we de zeer strenge IATF-norm in onze organisatie geïntegreerd. Ook daar moet heel veel nauwkeurig worden geborgd. In dit traject met Microsure moesten we de zaken op een andere manier vastleggen en documenteren, maar de structuur erachter en hoe je omgaat met strak ingeregelde processen en toeleverketens was ons niet nieuw.’

Ram besluit enthousiast: ‘Het is supergaaf dat we in Nederland met dit soort ontwikkelingen bezig kunnen zijn. Iemand bedenkt iets en binnen een straal van 60 kilometer is er een complete keten die in open samenwerking antwoord kan geven op de vraag: hoe dan?’

Zo integreer jij succesvolle sensortechnologie!

Succesvolle sensortechnologie integreren brengt uitdagingen met zich mee. Want hoe bereid je jezelf voor op omgevingsfactoren waar je jezelf nu nog niet bewust van bent? En welke sensortrends kan je in de toekomst verwachten als engineer?

In ons gratis e-book vind je antwoorden hierop, inclusief praktische voorbeelden van veel voorkomende sensorvraagstukken en oplossingen.

Inspireer jezelf en neem direct de tijd voor deze gratis download.