CN104965097B - 自动化点样仪 - Google Patents

Abstract

本发明自动化点样仪涉及生物领域。其目的是为了提供一种工作效率高、点样精度高、自动化程度高的自动化点样仪。本发明自动化点样仪包括工作台，工作台上设置有点样区，点样区包括多个点样工位，多个点样工位中的一个作为备用的冗余工位，点样工位包括电动滑台，电动滑台上安装有龙门架，龙门架上设置有点样臂，点样臂下端安装有点样针和视觉识别系统，点样台位于点样臂下方，点样台安装在水平方向设置的XY轴运动平台上，XY轴运动平台活动安装在前后方向设置的Y轴滑轨上，点样工位前方设置有转运机械手，转运机械手安装在摆动杆上，控制系统包括PLC控制器、上位机和人机界面。

Description

自动化点样仪

技术领域

本发明涉及生物领域，特别是涉及一种用于执行生物芯片点样作业的自动化点样仪。

背景技术

生物芯片，又称蛋白芯片或基因芯片，它们起源于DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA或其他样品分子(例如蛋白因子或小分子)进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。目前的探针点样技术多是通过在龙门架上设置点样装置，点样装置随龙门架的移动而进行多个工位的点样工作，但由于每个生物芯片需要点样的样本数量非常大，而且一般实验过程中需要点样的生物芯片数量也很大，因此通过龙门架的移动来依次进行同一个芯片的点样，工作时效率较低，无法适应大批量的点样工作。现有的点样系统在点样工位出现故障时只能停机维修，一旦出现点样装置的故障，更是严重影响工作效率。依靠一套点样装置进行点样工作，在往复的移动过程中点样的精度也很难保证始终很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工作效率高、点样精度高、自动化程度高的自动化点样仪。

本发明自动化点样仪，包括工作台，所述工作台上设置有点样区，点样区包括左右并列设置的多个点样工位，多个点样工位中的一个作为备用的冗余工位，所述点样工位包括电动滑台，电动滑台上安装有龙门架，龙门架上沿左右方向设置有X轴滑轨，X轴滑轨上活动安装有能够沿竖直方向运动的点样臂，点样臂下端安装有点样针和视觉识别系统，视觉识别系统对工装进行定位，实时拍摄点样过程并与控制系统进行通讯，所述点样台位于点样臂下方，点样台安装在沿水平方向设置的XY轴运动平台上，XY轴运动平台活动安装在沿前后方向设置的Y轴滑轨上，点样工位前方设置有用于夹持工装的转运机械手，转运机械手安装在摆动杆上，摆动杆带动全部机械手同步摆动，控制系统包括PLC控制器、上位机和人机界面，所述PLC控制器用于控制点样针和点样台的工作状态、转运机械手的工作状态和与上位机通讯，所述上位机用于接收和处理视觉识别系统和PLC控制器的信号，并与人机界面通讯，人机界面用于显示系统状态和设定系统参数。

本发明自动化点样仪，其中所述点样工位前方设置有频闪仪，频闪仪采集的信息由上位机处理后通过人机界面显示。

本发明自动化点样仪，其中所述点样针通过管路与注射泵相连。

本发明自动化点样仪，其中所述X轴滑轨上设置有滑块，点样臂固定在滑块上。

本发明自动化点样仪，其中所述点样区左右两侧分别设置有上料台和下料台。

本发明自动化点样仪，其中所述摆动杆上连接有滑动杆，滑动杆固定在传送带上，传送带由伺服电机通过转轴带动，伺服电机的工作状态由PLC控制器控制。

本发明自动化点样仪，其中所述点样臂下端安装有点激光测距仪，所述点激光测距仪用于检测点样针与点样台之间的距离。

本发明自动化点样仪与现有技术不同之处在于本发明自动化点样仪在工作台设置有点样区，点样区内包括多个点样工位，每个点样工位均可以进行点样作业，工件的移动通过转运机械手进行，多个转运机械手同步摆动，在保证转运精度的同时大大提高了工作效率。点样工位包括能够进行左右和竖直方向运动的点样针和能够在水平方向进行运动的点样台，在视觉识别系统的定位和PLC控制器的控制下可以实现对点样针和点样台的精确调整，保证了每次点样位置的精确度。本发明自动化点样仪将多个点样工位中的一个作为备用的冗余工位，当常规点样工位中的一个出现故障时，视觉识别系统可以发现其未正常工作，则点样过程可以暂时跳过出现故障的工位，采用冗余工位进行点样，这样可以减少在设备出现故障时延误的时间，也给维修人员充足的维修时间。本发明的控制系统包括PLC控制器、上位机和人机界面，可以实现整个点样过程的无须人工参与，工人只需在人机界面设定相应的加工参数即可，自动化程度较高。

下面结合附图对本发明的自动化点样仪作进一步说明。

附图说明

图1为本发明自动化点样仪的主视图；

图2为本发明自动化点样仪的俯视图；

图3为本发明自动化点样仪的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明自动化点样仪包括工作台1，工作台1上设置有点样区，点样区包括左右并列设置的六个点样工位，六个点样工位中最右侧的一个作为备用的冗余工位13，当正常的点样工位出现损坏的情况时，使用冗余工位13进行点样工作。点样工位包括电动滑台，电动滑台上安装有龙门架4，龙门架4上沿左右方向设置有X轴滑轨8，X轴滑轨8上设置有滑块9，滑块9上活动安装有可沿竖直方向运动的点样臂10。点样臂10下端安装有点样针11、点激光测距仪12和视觉识别系统7。点样针11用于进行点样工作，点样针11通过管路与注射泵相连；点激光测距仪12用于检测点样针11与点样台6之间的距离，便于点样工作的进行；视觉识别系统7对工装进行定位，实时拍摄点样过程并与控制系统进行通讯。点样台6位于点样臂10下方，点样台6安装在沿水平方向设置的XY轴运动平台5上，XY轴运动平台5活动安装在沿前后方向设置的Y轴滑轨2上。如图2所示，点样工位前方设置有用于夹持工装的转运机械手16，每个点样工位对应的转运机械手16均安装在摆动杆15上，摆动杆15带动所有转运机械手16在竖直方向内同步摆动。摆动杆15上连接有滑动杆23，滑动杆23固定在传送带上，传送带由伺服电机19通过转轴带动，滑动杆23用于实现转运机械手16的左右往复运动。点样工位前方还设置有频闪仪18，频闪仪18用于点样质量的预判。点样区左右两侧分别设置有上料台3和下料台14，用于人工放置点样用的工装。如图3所示，控制系统包括PLC控制器22、上位机21和人机界面20。PLC控制器22用于控制点样针11所在的点样臂10的运动状态、点样台6下方XY轴运动平台5的运动状态和控制转运机械手16的伺服电机19的工作状态。PLC控制器22还可以与上位机21通讯。上位机21用于接收和处理频闪仪18、视觉识别系统7和PLC控制器22的信号，并与人机界面20通讯。人机界面20可以显示系统状态和设定系统参数。

如图3所示，本发明自动化点样仪的工作原理和步骤如下：

(1)首先在上料台3上放置工装，启动伺服电机19，控制转运机械手16夹持工件到第一个点样工位；

(2)点样工位工作，点样针11将点样液涂到工装上，同时视觉识别系统7和频闪仪18工作实时拍摄并记录点样过程，将记录数据通过上位机21处理后呈现到人机界面20；

(3)一次点样工作完成后，转运机械手16夹持工装移向下一个点样工位，同时在上料台3上放置新的工装；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)，将工装在各个点样工位上进行点样，当工装完成全部点样工位的点样工作后，转运机械手16将工装夹持到下料台14上，完成点样工作。

当视觉识别系统7和频闪仪18发现有点样工位无法正常工作时，损坏的点样工位将停止工作，通过对人机界面20的系统参数进行设置，上位机通过PLC控制器控制冗余工位13代替损坏的点样工位进行点样工作。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自动化点样仪，其特征在于：包括工作台，所述工作台上设置有点样区，点样区包括左右并列设置的多个点样工位，多个点样工位中的一个作为备用的冗余工位，所述点样工位包括电动滑台，电动滑台上安装有龙门架，龙门架上沿左右方向设置有X轴滑轨，X轴滑轨上活动安装有能够沿竖直方向运动的点样臂，点样臂下端安装有点样针和视觉识别系统，视觉识别系统对工装进行定位，实时拍摄点样过程并与控制系统进行通讯，点样台位于点样臂下方，点样台安装在沿水平方向设置的XY轴运动平台上，XY轴运动平台活动安装在沿前后方向设置的Y轴滑轨上，点样工位前方设置有用于夹持工装的转运机械手，转运机械手安装在摆动杆上，摆动杆带动全部机械手在竖直方向内同步摆动，控制系统包括PLC控制器、上位机和人机界面，所述PLC控制器用于控制点样针和点样台的工作状态、转运机械手的工作状态和与上位机通讯，所述上位机用于接收和处理视觉识别系统和PLC控制器的信号，并与人机界面通讯，人机界面用于显示系统状态和设定系统参数，所述点样工位前方设置有频闪仪，频闪仪采集的信息由上位机处理后通过人机界面显示，所述摆动杆上连接有滑动杆，滑动杆固定在传送带上，传送带由伺服电机通过转轴带动，伺服电机的工作状态由PLC控制器控制。

2.根据权利要求1所述的自动化点样仪，其特征在于：所述点样针通过管路与注射泵相连。

3.根据权利要求1所述的自动化点样仪，其特征在于：所述X轴滑轨上设置有滑块，点样臂固定在滑块上。

4.根据权利要求1所述的自动化点样仪，其特征在于：所述点样区左右两侧分别设置有上料台和下料台。

5.根据权利要求1所述的自动化点样仪，其特征在于：所述点样臂下端安装有点激光测距仪，所述点激光测距仪用于检测点样针与点样台之间的距离。