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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen automatischen Dispenser
und im Speziellen auf einen automatischen Dispenser mit einem einstellbaren
Dispenserkopf, wobei der automatische Dispenser die Form und den
Montagezustand von Spitzen im Dispenserkopf feststellen kann.
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Das
Verteilen von Flüssigkeitsproben,
Reagenzien oder ähnlichem
auf Probengefäße in kleinen Mengen
ist ein Vorgang, der sehr häufig
während
Untersuchungen und Analysen im Bereich der Biochemie durchgeführt wird.
Das Dispensieren wird durchgeführt,
indem die Flüssigkeit
in die Verteilerspitzen, die auf dem Dispenserkopf angeordnet sind,
eingezogen und aus diesen ausgestoßen wird. Die Verteilerspitzen
sind normalerweise Einwegartikel, die nach dem Gebrauch mit neuen
Verteilerspitzen ersetzt werden können.
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In
der letzten Zeit hat die Anzahl der Dispensierungsvorgänge im Bereich
der biochemischen Untersuchungen und Analysen dramatisch zugenommen.
Bei der manuellen Ausführung
sind jedoch die Vorgänge
uneffizient und können
zu Problemen führen,
wie dem, dass der Anwender die Verteilerspitze zu montieren vergisst
oder unsachgemäß montiert. Als
eine Konsequenz davon befinden wir uns in einem Wechsel von den manuellen
Dispensierungsvorgängen
zur automatischen Dispensierung.
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Ein
herkömmlicher
automatischer Dispenser umfasst eine Spitzenschiene, in der eine
Mehrzahl von Verteilerspitzen angeordnet sind, einen Dispenserkopf,
zur Aufnahme der Verteilerspitzen und zum Dispensieren der darin
enthaltenen Flüssigkeit, und
Sensoren zur Bestimmung der Existenz von Verteilerspitzen in der
Spitzenschiene. Durch die Anzeige der Existenz von Verteilerspitzen
in der Spitzenschiene kann der Sensor bestimmen, ob eine Verteilerspitze
in einem Verteilerstutzen montiert wurde. Beispielsweise erkennt
der Sensor, dass ein Montagefehler aufgetreten ist, wenn eine Verteilerspitze, die
in einem Verteilerstutzen hätte
montiert werden sollen, in der Spitzenschiene verbleibt. Folglich
kann der automatische Dispenser Montagefehler bei der Montage der
Verteilerspitzen im Dispenserkopf erkennen, wie dies beispielsweise
in der japanischen ungeprüften
Patentanmeldung HEI-11-295323 beschrieben ist.
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Wenn
jedoch entweder die Spitzenschiene oder die Sensoreinheit von ihrer
festgesetzten Position innerhalb des automatischen Dispensers der
ungeprüften
japanischen Patentanmeldung HEI-11-295323 abweichen, führen die
Sensoreinheit die Detektion nicht an der korrekten Position durch. Wenn
beispielsweise die Sensoreinheit von ihrer festen Position so abweichen,
dass sie einen Spalt zwischen den Verteilerspitzen überwachen,
stellen die Sensoreinheit fest, dass dort keine Verteilerspitzen übrig sind,
das bedeutet, dass alle Spitzen montiert wurden.
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Des
weiteren kann der automatische Dispenser der japanischen ungeprüften Patentanmeldung HEI-11-295323
nur detektieren, ob alle Verteilerspitzen ordnungsgemäß im Dispenserkopf
montiert wurden. Folglich kann dieser automatische Dispenser keine
Abnormität
feststellen, wenn die Verteilerspitzen nicht korrekt im Dispenserkopf
montiert wurden oder die montierten Verteilerspitzen eine unterschiedliche
Form aufweisen. Folglich wird, beispielsweise wenn der Anwender
aus Versehen eine unterschiedliche Verteilerspitze in der Verteilerschiene
anordnet, die gewünschte
Menge eines Reagenz nicht aufgenommen.
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Infolge
dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatischen
Dispenser darzureichen, bei dem die Position des Dispenserkopfes
eingestellt werden, und der die Form und die Montagezustände der
Verteilerspitzen erkennen kann.
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Diese
und andere Ziele können
durch einen automatischen Dispenser mit einem Dispenserkopf, einer
Transporteinheit, einer Steuereinheit, einem Sensor und einer Anpassungseinheit
erreicht werden. Der Dispenserkopf ist innerhalb eines XYZ-Raums bewegbar, der
durch eine X-Achse, Y-Achse und eine Z-Achse, die aufeinander senkrecht stehen,
definiert ist und eine Referenzposition aufweist. Eine Mehrzahl
von Verteilerspitzen sind auf dem Dispenserkopf montierbar. Eine
Flüssigkeit
wird in wenigstens eine auf dem Dispenserkopf montierte Verteilerspitze
eingesogen und aus dieser ausgestoßen. Die Transporteinheit bewegt
den Dispenserkopf innerhalb des XYZ-Raums durch die Bestimmung von
Koordinaten der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse. Die Steuereinheit
steuert das Anziehen und Ausstoßen
der Flüssigkeit
durch den Dispenserkopf und die Bewegung des Dispenserkopfes durch
die Transporteinheit. Die Sensoreinheit ist in einer Position innerhalb
des XYZ-Raums angeordnet, detektiert einen Montagezustand einer
oder mehrerer auf dem Dispenserkopf montierter Verteilerspitzen,
wenn sich der Dispenserkopf hinter eine Detektionsposition bewegt,
und gibt ein Montagezustandssignal aus, das den Montagezustand einer
oder mehrerer Verteilerspitzen anzeigt. Die Anpassungseinheit adaptiert, basierend
auf dem Montagezustandssignal, wenigstens einen der X-Achsen-, Y-Achsen-
oder Z-Achsenkoordinatenwerte
der Referenzposition.
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Die
Referenzposition ist beispielsweise ein Ursprung des XYZ-Raums, wobei eine
Zielposition, zu der der Dispenserkopf durch die Transporteinheit bewegt
wird, geändert
wird, wenn wenigstens einer der X-Achsen-, Y-Achsen- oder Z-Achsenkoordinatenwerte
der Referenzposition durch die Anpassungseinheit adaptiert wird.
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Mit
diesem Aufbau können
Einstellungen vorgenommen werden, um die Referenzposition des Dispenserkopfes
und der Sensoreinheit in Übereinstimmung
zu bringen, wenn die Referenzposition im XYZ-Raum in Übereinstimmung
gebracht ist. Infolgedessen können
die im Dispenserkopf montierten Verteilerspitzen mit den korrekten
Positionen detektiert werden.
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Die
Steuereinheit kann eine Wellenmusteranzeige aufweisen, die ein Wellenmuster
des Montagezustandssignalausgangs der Sensoreinheit darstellt. Bei
dieser Ausführungsform
wird ein Wellenmuster auf der Wellenmusteranzeige dargestellt, die die
Positionen der Verteilerspitzen zeigt.
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Die
Steuereinheit kann zudem eine Sensoranpassungsanzeige aufweisen,
die einen Anwender darauf hinweist, die Position des Sensors, basierend auf
dem Montagezustandssignalausgang der Sensoreinheit anzupassen. Bei
dieser Ausführungsform kann
die Steuereinheit eine Nachricht auf der Sensoranpassungsanzeige
anzeigen, die darauf hinweist, dass der Sensor nicht ausgerichtet
ist, falls der Sensor von einer bestimmten Position abweicht.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein automatischer Dispenser
vorgesehen, mit einem Dispenserkopf, einer Transporteinheit, einer
Steuereinheit und einer Sensoreinheit. Eine Mehrzahl von Verteilerspitzen
sind auf dem Dispenserkopf montierbar, und eine Flüssigkeit
wird in wenigstens eine auf dem Dispenserkopf montierte Verteilerspitze
eingezogen und aus dieser ausgestoßen. Die Transporteinheit bewegt
den Dispenserkopf innerhalb eines XYZ-Raums, der durch aufeinander senkrecht
stehende X-Achsen, Y-Achsen und Z-Achsen definiert ist durch die
Angabe der Koordinatenwerte der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse. Die
Steuereinheit steuert das Einziehen und Ausstoßen der Flüssigkeit durch den Dispenserkopf,
und die Bewegung des Dispenserkopfes durch die Transporteinheit.
Die Sensoreinheit detektiert die Verteilerspitzen, die sich mit
dem Dispenserkopf bewegen und erstellt ein Detektionssignal, das
die detektierten Verteilerspitzen anzeigt. Die Steuereinheit umfasst
eine Speichereinheit, die eine Wellenmustervorlage speichert, und
bestimmt eine Form und einen Montagezustand der Verteilerspitzen
durch den Vergleich des detektierten Signals mit der Wellenmustervorlage.
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Die
Steuereinheit kann zudem eine Verteilerspitzenanpassungsanzeige
aufweisen, die einen Anwender auffordert, eine Verteilerspitze erneut
zu montieren, wenn die Form der Verteilerspitze nicht einer beschriebenen
Form entspricht, oder wenn die Verteilerspitze nicht richtig montiert
ist.
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Die
Sensoreinheit kann eine Mehrzahl der Sensorelemente beinhalten,
die die Verteilerspitze an einer Mehrzahl von Positionen detektieren.
In diesem Fall bestimmt die Steuereinheit die Form und die Montagezustände der
Verteilerspitzen, basierend auf einer Mehrzahl von Signalen der
Verteilerspitzen, die durch die Mehrzahl von Sensorelementen detektiert wurden.
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Die
Transporteinheit kann den Dispenserkopf so bewegen, dass die Sensoreinheit
die Verteilerspitzen in einer Mehrzahl von Positionen detektieren
kann. In diesem Fall bestimmt die Steuereinheit die Form und die
Montagezustände
der Verteilerspitzen, basierend auf Signalen für eine Mehrzahl von Positionen
der Verteilerspitzen, die durch den Sensor detektiert wurden.
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Die
Transporteinheit kann eine Kopfausrichtungs-Änderungseinrichtung
aufweisen, die eine Ausrichtung des Dispenserkopfes derart ändert, dass die
Sensoreinheit eine Mehrzahl von unterschiedlichen Oberflächen auf
den Verteilerspitzen detektieren kann. In diesem Fall bestimmt die
Steuereinheit die Form und die Montagezustände der Verteilerspitzen, basierend
auf Signalen für
die Mehrzahl von Oberflächen
der Verteilerspitze, die durch den Sensor detektiert wurden.
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Die
Steuereinheit kann zudem eine detektierte Wellenmusteranzeige aufweisen,
die ein Wellenmuster, basierend auf dem vom Sensor gelieferten,
detektierten Signal generiert und dieses Wellenmuster anzeigt. Die
Wellenmustervorlage bezeichnet einen vorgegebenen idealen Detektionszeitraum,
in dem die Steuereinheit einen durch das Wellenmuster vorgegebenen
Detektionszeitraum mit dem idealen Detektionszeitraum vergleicht
und die Form und die Montagezustände
der Verteilerspitzen bestimmt.
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Die
einzelnen Merkmale und Vorteile der Erfindung als auch andere Ziele
werden durch die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen deutlich. Dabei zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines automatischen Dispensers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Abgabegefäßes, das mit Verteilerspitzensensoren versehen
ist, gemäß der bevorzugten
Ausführungsform;
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3 ein
erläuterndes
Diagramm eines Anpassungs-Detektionsfensters
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform;
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4(a) ein erläuterndes
Diagramm des Detektionsstartposition, wenn der Dispenserkopf längsorientiert
ist;
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4(b) ein erläuterndes
Diagramm der Detektionsendposition, wenn der Dispenserkopf längsorientiert
ist;
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5(a) ein erläuterndes
Diagramm der Detektionsstartposition, wenn der Dispenserkopf der Breite
nach orientiert ist;
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5(b) ein erläuterndes
Diagramm der Detektionsendposition, wenn der Dispenserkopf der Breite
nach orientiert ist;
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6(a) ein erläuterndes
Diagramm eines Signalwellenmusters, das in einem Wellenmusterfenster
angezeigt wird.
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6(b) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines in dem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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6(c) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines in dem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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6(d) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines in dem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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7(a) ein erläuterndes
Diagramm eines Beispiels eines in einem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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7(b) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines in dem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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7(c) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines in dem Wellenmusterfenster angezeigten
Signalwellenmusters;
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8(a) ein erläuterndes
Diagramm eines Beispiels eines Wellenmusterfensters, in dem ein
Signalwellenmuster angezeigt ist;
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8(b) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines Wellenmusterfensters, in dem
ein Signalwellenmuster angezeigt ist;
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8(c) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines Wellenmusterfensters, in dem
ein Signalwellenmuster angezeigt ist;
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8(d) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines Wellenmusterfensters, in dem
ein Signalwellenmuster angezeigt ist;
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8(e) ein erläuterndes
Diagramm eines weiteren Beispiels eines Wellenmusterfensters, in dem
ein Signalwellenmuster angezeigt ist;
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9 ein
Flussdiagramm mit den Schritten eines automatischen Dispensierungsvorgangs,
der einen Detektionsvorgang beinhaltet;
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10 ein
erläuterndes
Diagramm eines Beispiels eines automatischen Dispensers, der die Verteilerspitzen
durch eine Detektionsposition entlang einer Z-Achse bewegt und die
Verteilerspitzen aus einer Mehrzahl von Positionen mit einem Satz Verteilerspitzensensoren
detektiert;
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11 ein
erläuterndes
Diagramm eines Beispiels eines automatischen Dispensers, der eine Verteilerspitze
aus einer Mehrzahl von Richtungen detektiert;
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12 ein
erläuterndes
Diagramm eines Beispiels eines automatischen Dispensers, der die Länge der
Verteilerspitzen detektiert;
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13 ein
Flussdiagramm eines Wellenmusteranzeigevorgangs zum Anzeigen von
Ausgangssignalen der Verteilerspitzensensoren;
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14 ein
Flussdiagramm eines Referenzpositions-Anpassungsvorgangs entlang der Y-Achse, wenn
der Dispenserkopf in der Längsrichtung
angeordnet ist; und
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15 ein
Flussdiagramm eines Referenzpositions-Anpassungsvorgangs entlang der X-Achse,
wenn der Dispenserkopf in Richtung der Breite angeordnet ist.
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Ein
automatischer Dispenser gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische
Ansicht eines automatischen Dispensers 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform.
Der automatische Dispenser 1 umfasst ein Außengehäuse 2,
eine Steuereinheit 3 und ein Kommunikationskabel 4.
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Das
Außengehäuse 2 enthält eine
Transporteinheit 5, einen Dispenserkopf 6, einen
Schaltungsbereich 7, Verteilerspitzengefäße 8 und 9,
Reagenzgefäße 10 und 11,
eine Mikroplatte 12 und ein Entsorgungsgefäß 13.
Der Abstand zwischen dem Entsorgungsgefäß 13 und der Mikroplatte 12 ist
größer als
der zwischen dem Entsorgungsgefäß 13 und dem
Reagenzgefäß 11.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird auf die Richtung, in der das Verteilerspitzengefäß 8,
das Reagenzgefäß 10 und
die Mikroplatte 12 in dieser Reihenfolge angeordnet sind
als die positive Richtung entlang der X-Achse verwiesen. Die Richtung
vom Entsorgungsgefäß 13 zur
Mikroplatte 12, die orthogonal zur X-Achse verläuft, wird als
die positive Richtung entlang der Y-Achse bezeichnet. Mit Bezug
auf die Bewegung des Dispenserkopfes 6 wird die Richtung,
in der sich der Dispenserkopf 6 nach oben bewegt, als die
negative Richtung, und die Richtung, in der sich der Dispenserkopf 6 nach
unten bewegt, als die positive Richtung entlang der Z-Achse orthogonal
zu der X-Achse und der Y-Achse bezeichnet.
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Schrittmotoren
(nicht dargestellt) sind zum Antrieb der Transporteinheit 5 entlang
der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse vorgesehen. Der Dispenserkopf 6 ist
am unteren Ende der Transporteinheit 5 angeordnet und umfasst
zwölf Spritzen 1a bis 12a (siehe
beispielsweise 4(a)), die in einer Reihe angeordnet
sind. Jede Spritze kann eine Verteilerspitze 14 aufnehmen,
wobei der Abstand zwischen den benachbarten Spritzen 9 mm beträgt. Da zudem
der Dispenserkopf 6 um 90 Grad zwischen der X-Achse und
der Y-Achse drehbar ist, kann ein Dispensierungsvorgang entweder
entlang der X-Achse oder der Y-Achse durchgeführt werden. Der Schaltungsbereich 7 ist
mit einer Antriebsschaltung zum Antrieb der Transporteinheit 5 in
X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung, basierend auf Bedingungen,
die über
die Steuereinheit 3 eingegeben wurden, einer Ausgangsschaltung
zum Ausgeben von Signalen der Sensoren an die Steuereinheit 3 und
einem Mikroprozessor (CPU) versehen.
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Die
Verteilerspitzengefäße 8 und 9 sind
in einer Folge von 9 mm mit Schächten
zur Aufnahme der Verteilerspitzen 14 versehen. Die Verteilerspitzen 14 werden
im Dispenserkopf 6 montiert und dienen als Gefäße zur temporären Aufnahme
des Reagenz. Die Reagenzgefäße 10 und 11 beinhalten
das Reagenz, das der Dispenserkopf 6 in die Verteilerspitzen 14 zieht.
Sechsundneunzig Schächte
sind in der Mikroplatte 12 in einem Gittermuster mit acht
Schächten
in der Länge
(entlang der Y-Achse)
und zwölf
Schächten
in der Breite (entlang der X-Achse)
in einer Folge von 9 mm ausgebildet. Das in den Verteilerspitzen 14 enthaltene
Reagenz wird in die Schächte
der Mikroplatte 12 ausgestoßen.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Entsorgungsgefäßes 13, das mit den
Verteilerspitzensensoren 19a und 19b gemäß der bevorzugten Ausführungsform
versehen ist. Das Entsorgungsgefäß 13 ist
zur Entsorgung gebrauchter Verteilerspitzen 14 vorgesehen.
Das Entsorgungsgefäß 13 weist Verteilerspitzensensoren 19a und 19b auf.
Die Verteilerspitzensensoren 19a und 19b können die
Existenz und die Montagezustände
einer Verteilerspitze 14 in dem Dispenserkopf 6 detektieren.
Das Entsorgungsgefäß 13 ist
ein Quader, hergestellt aus Wänden,
die jeweils entlang der X-, Y- und Z-Achse parallel zueinander sind.
Die Verteilerspitzensensoren 19a und 19b sind
am oberen Ende des Entsorgungsgefäßes 13 angeordnet.
Die Verteilerspitzensensoren 19a, 19b sind im
Speziellen auf Trägerelementen 15a bzw. 15b montiert,
die an einer Basis 16 befestigt sind, wobei die Basis 16 ihrerseits
am Außengehäuse 2 befestigt
ist.
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Der
Verteilerspitzensensor 19a beinhaltet lichtemittierende/empfangende
Elemente 191a, 192a und 193a, und der
Verteilerspitzensensor 19b beinhaltet Reflektorplatten 191b, 192b und 193b.
Die lichtemittierenden/empfangenden Elemente 191a, 192a und 193a sind
von der Oberseite zur Unterseite entlang der Z-Achse über einer
Ecke des Entsorgungsgefäßes 13 angeordnet.
Die Reflektorplatten 191b, 192b und 193b sind ähnlich über einer
anderen Ecke des Entsorgungsgefäßes 13 diagonal
gegenüber
der ersten Ecke angeordnet, so dass das lichtemittierende/empfangende
Element 191a der Reflektorplatte 191b gegenüber Licht,
das lichtemittierende/empfangende Element 192a der Reflektorplatte 192b gegenüberliegt,
und das lichtemittierende/empfangende Element 193a der
Reflektorplatte 193 gegenüberliegt. Folglich wird das
von dem lichtemittierenden/empfangenden Element 191a abgestrahlte
Licht von der Reflektorplatte 191b reflektiert und zum
lichtemittierenden/empfangenden Element 191a zurückgeworfen.
Dieser Vorgang gilt auch für das
lichtemittierende/empfangende Element 192a und die Reflektorplatte 192b und
für das
lichtemittierende/empfangende Element 193 und die Reflektorplatte 193b.
Daten, die von den Verteilerspitzensensoren 19a und 19b detektiert
werden, werden an die Steuereinheit 3 übermittelt. Im Folgenden werden
die lichtemittierenden/empfangenden Elemente 191a, 192a, 193a und
die Reflektorplatten 191b, 192b, 193b zusammen
als "Verteilerspitzensensoren 19" bezeichnet.
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Die
Steuereinheit 3 ist ein universaler Personal-Computer,
der mit dem Außengehäuse 2 durch das
Kommunikationskabel 4, beispielsweise für ein Local Area Network (LAN)
verbunden ist. Die Steuereinheit 3 zeigt ein Anpassungs-/Detektionsfenster 30 an
(siehe 3) zur Anpassung der Referenzposition des Dispenserkopfes 6 in
der Y-Ebene und zur Ausgabe des Ergebnisses der Detektion der Montagezustände der
Verteilerspitzen 14. Wie in 3 gezeigt,
beinhaltet das Anpassungs-/Detektionsfenster 30 Eingabefelder 31 zur
Eingabe der X-, Y- und Z-Koordinaten, eine Längenwahlschaltfläche 32a,
eine Breitenwahlschaltfläche 32b,
eine Detektionsstartschaltfläche 33a,
eine Detektionsstoppschaltfläche 33b und
ein Wellenmusterfenster 34.
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Die
Detektionsstartposition zum Beginn der Detektionen der Verteilerspitzen 14 wird
in Eingabefeldern 31 festgelegt. Die Längenwahlschalschaltfläche 32a setzt
die Orientierung des Dispenserkopfes 6 in Längsrichtung
fest, was äquivalent
zur Y-Richtung ist. Die Breitenwahlschaltfläche 32b setzt die Orientierung
des Dispenserkopfes 6 in Breitenrichtung fest, welche äquivalent
zur X-Richtung ist. Die Detektionsstartschaltfläche 33a wird zu Beginn
der Bewegung des Dispenserkopfes 6 gewählt, während die Detektionsstoppschaltfläche 33b zum
Stoppen der Bewegung des Dispenserkopfes gewählt wird. Die Ergebnisse der
Detektion durch die Verteilerspitzensensoren 19 werden
im Wellenmusterfenster 34 als Wellenmuster ausgegeben.
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Die
Steuereinheit 3 ist zudem mit unterschiedlichen Funktionen
versehen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, unter anderem
einer Wellenmusterkonvertierungseinheit, einer Kalibrierungseinheit,
einer Verteilerspitzensensor-Anpassungsanzeigeeinheit,
einer Verteilerspitzen-Anpassungsanzeigeeinheit,
einer Speichereinheit, einer Dispensierungsvorgangs-Eingabeeinheit
und einem Detektionstimer. Die Wellenmusterkonvertierungseinheit
wandelt die von den Verteilerspitzensensoren 19 übermittelten
Daten in ein Signalwellenmuster um, das in dem Wellenmusterfenster 34 angezeigt werden
kann. Die Kalibrierungseinheit überschreibt automatisch
die Koordinatendaten, die in den Eingabefeldern 31 festgelegt
wurden, durch die angepassten Daten, die über einen Anpassungsvorgang
erhalten wurden, der im Folgenden beschrieben werden wird. Die Verteilerspitzensensor-Anpassungsanzeigeeinheit
zeigt eine Nachricht an, die den Anwender darauf hinweist, die Verteilerspitzensensoren 19 anzupassen.
Die Speichereinheit kann im Voraus ein gewünschtes Wellenmuster speichern,
das erreicht wurde als eine ordnungsgemäße Verteilerspitze 14 korrekt
im Dispenserkopf 6 montiert wurde. Die Verteilerspitzen-Anpassungsanzeigeeinheit
zeigt eine Nachricht, die den Anwender darauf hinweist, die Verteilerspitze
erneut zu montieren, wenn die Spitze nicht korrekt montiert wurde
oder wenn die montierte Spitze vom falschen Typ ist. Die Dispensierungsvorgangseingabeeinheit
ermöglicht
es dem Anwender, einen gewünschten
Dispensierungsvorgang einzugeben, woraufhin der automatische Dispenser
automatisch den eingegebenen Dispensierungsvorgang ausführt. Der
Detektionstimer misst die Zeit, die beim Wellenmusterkonvertierungsvorgang
verstrichen ist, der im Folgenden näher beschrieben wird.
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Die
X-, Y- und Z-Koordinaten für
den Startpunkt und den Endpunkt der Bewegung müssen in der Steuereinheit 3 im
Voraus gespeichert werden, um die Transporteinheit 5 so
zu steuern, dass sie den Dispenserkopf 6 an die gewünschte,
durch den Endpunkt bezeichnete Position bewegt. Folglich ermöglichen
die Eingabefelder 31 dem Anwender die Detektionsstartposition
zur Detektion der Verteilerspitze 14 für jede Orientierung des Dispenserkopfes 6 einzugeben.
Die Werte in den Eingabefeldern 31 werden als absolute
Koordinaten zu den Ursprungspunkten auf jeder X-, Y und Z-Achse
angezeigt und in 0,1 mm Schritten festgelegt. Beispielsweise bezeichnet
der als X-Koordinate für
die Längsrichtung
in 3 eingetragene Wert "2980",
dass die Detektionsstartposition 298,0 mm vom Ursprungspunkt auf
der X-Achse entfernt liegt. Da die theoretischen Werte, die in die Eingabefelder 31 bereits
basierend auf den Abmessungen der Transporteinheit 5, des
Dispenserkopfes 6, des Verteilerspitzensensors 19 und
dergleichen bekannt sind, können
diese theoretischen Werte als Anfangswerte in der Steuereinheit 3 festgelegt
sein.
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Im
Folgenden werden die Vorgänge
zur Detektion der Form und der Montagezustände der Verteilerspitzen 14 beschrieben.
Nachdem die Verteilerspitzen 14 in den Spritzen des Dispenserkopfes 6 montiert
wurden, wählt
der Anwender die Ausrichtung des Dispenserkopfes 6 im Anpassungs-/Detektionsfenster 30.
Danach werden die theoretischen Werte der X-, Y- und Z-Koordinaten
der Detektionsstartposition, die im Voraus in der Steuereinheit 3 gespeichert
wurden, in den Eingabefeldern 31 angezeigt.
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4(a) zeigt die Detektionsstartposition, und 4(b) die Detektionsendposition des Dispenserkopfes 6,
wenn dieser längsausgerichtet
ist. Bei diesem Beispiel ist die Position der in der Spritze 1a des
Dispenserkopfes 6 montierten Verteilerspitze 14,
die einen optischen Pfad 19c der Verteilerspitzensensoren 19 blockiert,
ein Detektionsstartpunkt 40 für den längsorientierten Dispenserkopf 6.
Folglich wird der theoretische Wert der X-, Y- und Z-Koordinaten
der Detektionsstartposition 40, der im Voraus in der Steuereinheit 3 gespeichert
wurde, in den Eingabefeldern 31 angezeigt.
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5(a) zeigt die Detektionsstartposition und 5(b) die Detektionsendposition wenn der Dispenserkopf 6 der
Breite nach orientiert ist. In diesem Fall ist die Position, in
der die in der Spritze 1a des Dispenserkopfes 6 montierte
Verteilerspitze 14 den optischen Pfad 19c der
Verteilerspitzensensoren 19 blockiert, eine Detektionsstartposition
für den
der Breite nach orientierten Dispenserkopf 6. Folglich wird
der theoretische Wert der X-, Y- und Z-Koordinaten der Detektionsstartposition 50,
der im Voraus in der Steuereinheit gespeichert wird, in den Eingabefeldern 31 angezeigt.
Darüber
hinaus kann der theoretische Wert der X-, Y- und Z-Koordinaten für jede Detektionsstartposition
in die Eingabefelder 31 manuell eingegeben werden.
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Anschließend wählt der
Anwender die Detektionsstartschaltfläche 33a, um die Detektion
zu starten. Wenn der Anwender zu irgendeinem Zeitpunkt des Detektionsvorganges
abbrechen will, kann er die Detektionsstoppschaltfläche 33b drücken. Nach
der Wahl der Detektionsstartschaltfläche 33a beginnt die
Transporteinheit 5, den Dispenserkopf 6 in Richtung
der entweder für
die Längsrichtung
oder die Breitenrichtung an die Eingabefelder 31 eingegebenen
Koordinaten zu bewegen. Das bedeutet, dass die Transporteinheit 5 den
Dispenserkopf 6 für
die in 4(a) gezeigte Längsorientierung
zur Detektionsstartposition 40 oder für die in 5(a) gezeigte Breitenorientierung in die Detektionsstartposition 50 bewegt.
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Zu
diesem Zeitpunkt werden die im Dispenserkopf 6 montierten
Verteilerspitzen 14 zusammen mit dem Dispenserkopf 6 bewegt.
Verwendet man das Detektionsbeispiel mit dem lichtemittierenden/empfangenden
Element 191a und der Reflektorplatte 191b, erreicht
das von dem lichtemittierenden/empfangenden Element 191a emittierte
Licht die Reflektorplatte 191b nicht, wenn die Verteilerspitze 14 im
optischen Pfad 19c, der das lichtemittierende/empfangende
Element 191a und die Reflektorplatte 191b verbindet,
positioniert ist, da das Licht durch die Verteilerspitze 14 blockiert
wird. Folglich wird das Licht nicht durch die Reflektorplatte 191b reflektiert,
wobei das lichtemittierende/empfangende Element 191a das
reflektierte Licht nicht empfängt. Wenn
jedoch der Dispenserkopf 6 so positioniert ist, dass ein
Spalt zwischen anliegenden Verteilerspitzen 14 auf dem
optischen Pfad 19c liegt, erreicht das von dem lichtemittierenden/empfangenden
Element 191a emittierte Licht die Reflektorplatte 191b und
wird von dieser reflektiert. Folglich kann das lichtemittierende/empfangende
Element 191a das reflektierte Licht empfangen. Derselbe
Detektionsvorgang gilt für
das lichtemittierende/empfangende Element 192a und die
Reflektorplatte 192b und für das lichtemittierende/empfangende
Element 193a und die Reflektorplatte 193b.
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Da
das lichtemittierende/empfangende Element 191a und die
Reflektorplatte 191b, das lichtemittierende/empfangende
Element 192a und die Reflektorplatte 192b und
das lichtemittierende/empfangende Element 193a und die
Reflektorplatte 193b nahe gegenüberliegender Ecken des Entsorgungsgefäßes 13 vorgesehen
sind, bildet der optische Pfad 19c, der sich zwischen diesen
Elementpaaren erstreckt, einen Winkel mit dem Dispenserkopf 6,
unabhängig
davon, ob der Dispenserkopf 6 der Länge nach oder der Breite nach
orientiert ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel
45 Grad. Auf diese Weise kann, unabhängig von der Ausrichtung des
Dispenserkopfes 6, jede Verteilerspitze 14, eine
nach der anderen, dazu gebracht werden, den optischen Pfad zu schneiden,
indem der Dispenserkopf schrittweise bewegt wird. Nachdem der Dispenserkopf 6 bei
der Längsausrichtung
in die Detektionsstartposition 40 bewegt wurde, detektieren
die Verteilerspitzensensoren 19 zuerst die Verteilerspitze 14,
die in der Spritze 1a montiert ist, und übermitteln die
Daten bezüglich
des Lichts, das durch das lichtemittierende/empfangende Element 191a,
das lichtemittierende/empfangende Element 192a und das lichtemittierende/empfangende
Element 193a empfangen wurde, an die Steuereinheit 3.
Nachdem die Daten für
die in der Spritze 1a montierte Verteilerspitze 14 an
die Steuereinheit 13 übertragen
wurden, wird der Dispenserkopf 6 in eine Position bewegt,
die es den Verteilerspitzensensoren 19 erlaubt, die Verteilerspitze 14 zu
detektieren, die in der Spritze 2a montiert ist. Auf diese
Weise bewegt die Transporteinheit 5 den Dispenserkopf 6 wiederholt
schrittweise, bis die auf der Spritze 12a montierte Verteilerspitze 14,
den optischen Pfad 19c blockiert, das bedeutet, solange,
bis der Dispenserkopf 6 in Längsrichtung zu einer Detektionsendposition 41 bewegt wurde.
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Für den der
Breite nach orientierten Dispenserkopf 6 ist der Vorgang ähnlich.
Das bedeutet, dass jede Verteilerspitze 14 abschnittsweise
detektiert wird, da der Dispenserkopf 6 von der Detektionsstartposition 50 zu
einer Detektionsendposition 51 bewegt wird. Wie oben beschrieben,
ist jedoch der Spalt zwischen dem Entsorgungsgefäß 13 und dem Reagenzgefäß 11 enger
als der Spalt zwischen dem Entsorgungsgefäß 13 und der Mikroplatte 12.
Folglich werden, wenn der Dispenserkopf 6 linear bewegt wird
und der Breite nach orientiert ist, die im Dispenserkopf 6 montierten
Verteilerspitzen 14 mit dem Reagenzgefäß 11 zusammenstoßen. Aus
diesem Grund wird der Dispenserkopf 6 sowohl in die X-Richtung
als auch in die Y-Richtung
bewegt, wenn er der Breite nach angeordnet ist. Genauer gesagt,
wird der Dispenserkopf 6 bezüglich der X- und der Y-Koordinate
um 49,5 mm bewegt. Es ist jedoch auch möglich, den Dispenserkopf 6 sowohl
in der Breitenrichtung als auch in der Längsrichtung linear zu bewegen,
wenn im Außengehäuse 2 bezüglich der
Bewegungsrichtung keine Hindernisse vorliegen.
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Das
zur Steuereinheit 3 übertragene
Signal wird durch die Wellenmusterumwandlungseinrichtung in ein
Wellenmuster umgewandelt. Genauer gesagt, wandelt die Wellenmusterumwandlungseinrichtung
das an die Steuereinheit 3 übertragene Signal in ein Wellenmuster
mit einer Breite entsprechend einer Dauer eines ON-Signals um. Das
Wellenmusterfenster 34 zeigt dieses Wellenmustersignal.
In 3 entsprechen die Positionen, die durch die Ziffern
1 bis 12 im Wellenmusterfenster 34 bezeichnet sind, den
Mitten-Detektionspositionen 67 (siehe 6), bei denen die korrekt montierten Verteilerspitzen 14 angezeigt werden
sollten. Genauer gesagt, entspricht die in der Spritze 1a in 4(a) montierte Verteilerspitze 14 der
Ziffer 1 im Wellenmusterfenster 34, während die in der Spritze 12a in 4(b) montierte Verteilerspitze 14 der
Ziffer 12 entspricht. Das im Wellenmusterfenster 34 gezeigte
Signal ist ON, wenn die Verteilerspitze 14 den optischen
Pfad 19c blockiert und OFF, wenn der optische Pfad 19c nicht
blockiert ist.
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Der
Wellenmusterumwandlungsvorgang wird unter Bezug auf ein in 13 gezeigtes
Flussdiagramm beschrieben.
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Wenn
entweder die Längenwahlschaltfläche 32a oder
die Breitenwahlschaltfläche 32b und
die Detektionsstartschaltfläche 33a gedrückt werden, beginnt
sich der Dispenserkopf 6 zu einer festgelegten Detektionsstartposition 40 oder 50 zu
bewegen (Schritt 1). Wenn der Dispenserkopf 6 die Detektionsstartposition 40 (oder 50)
erreicht, beginnt der Dispenserkopf 6 sich mit einer konstanten
Geschwindigkeit zu einer Detektionsendposition 41 (oder 51)
zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Detektionstimer, die
verstrichene Zeit zu messen (Schritt 2). Wenn der Dispenserkopf 6 beginnt,
sich in Schritt 2 zur Detektionsendposition 41 (oder 51)
zu bewegen, beginnt die Steuereinheit 3 zu überwachen,
ob die Detektionsstoppschaltfläche 33b gedrückt wurde oder
nicht (Schritt 3). Wenn die Steuereinheit 3 detektiert,
dass die Detektionsstoppschaltfläche 33b in Schritt
3 nicht gedrückt
wurde (Schritt 3: NEIN), überwacht
die Steuereinheit 3, ob der Dispenserkopf 6 die Detektionsendposition 41 (oder 51)
erreicht hat (Schritt 4). Wenn die Steuereinheit 3 detektiert,
dass der Dispenserkopf 6 die Detektionsendposition 41 (oder 51)
noch nicht erreicht hat (Schritt 4: NEIN), speichert die Speichereinheit
die verstrichene Zeit, die durch den Detektionstimer gemessen wurde
und den ON/OFF-Zustand des Verteilerspitzensensors 19 (Schritt
5). Anschließend
kehrt die Steuereinheit 3 zu Schritt 3 zurück und wiederholt
den Vorgang, der in Schritt 3 bis Schritt 5 durchgeführt wurde.
Wenn die Steuereinheit 3 feststellt, dass der Dispenserkopf 6 die
Detektionsendposition 51 erreicht hat (Schritt 4: JA),
stoppt der Dispenserkopf 6 seine Bewegung (Schritt 6).
Die Wellenmusterumwandlungseinrichtung der Steuereinheit 3 produziert
ein Wellenmuster, dessen horizontale Achse die verstrichene Zeit
und dessen vertikale Achse den ON/OFF-Zustand des Verteilerspitzensensors 19 zeigt,
und zeigt das Wellenmuster im Wellenmusterfenster 34 an
(Schritt 7). Wenn die Steuereinheit 3 feststellt, dass
die Detektionsstoppschaltfläche 33b in
Schritt 3 gedrückt
wurde (Schritt 3: JA), stoppt der Dispenserkopf 6 seine
Bewegung (Schritt 8).
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Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Referenzposition des Dispenserkopfes 6 in
der XY-Ebene von der Referenz der Verteilerspitzensensoren 19 in
der XY-Ebene abweicht, vollzieht die Kalibrierungseinrichtung der
Steuereinheit 3 automatisch den Anpassungsvorgang, um die
Referenzposition des Dispenserkopfes 6 anzupassen, indem
sie die in den Eingabefeldern 31 festgesetzten Koordinatendaten eingibt.
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Die 6(a) bis 6(d) zeigen
ein Beispiel eines Wellenmustersignals, das im Wellenmusterfenster 34 angezeigt
wird. Der Einfachheit halber zeigen diese Zeichnungen lediglich
die Detektion durch einen Satz Verteilerspitzensensoren 19,
wie beispielsweise die lichtemittierenden/empfangenden Elemente 191a und
die Reflektorplatten 191b.
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Unter
der Annahme eines längsorientierten Dispenserkopfes 6 kennzeichnet
der in 6(a) dargestellte Zustand 60,
in dem die Position der zwölf ON-Signale 66 rechts
von der Mittendetektion zur Position 67 verschoben sind,
dass die Detektionsstartposition 40 in Richtung der negativen
Richtung der Y-Achse verschoben ist. Folglich muss die Detektionsstartposition 40 in
Richtung der positiven Seite der Y-Achse verschoben werden. Da der
Spalt zwischen den Mittendetektionspositionen 67 9 mm beträgt, können die
Größenordnungen,
in der die ON-Signale 66 von den Mittendetektionspositionen 67 verschoben
sind, leicht berechnet werden. Die Steuereinheit 3 vervollständigt dann
die Anpassung der Verteilerspitzendetektionsposition durch die Addition
dieser Verschiebungsgröße zur Y-Koordinate
in den Eingabefeldern 31.
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Im
Gegensatz dazu zeigt 6(b) einen
Zustand 61, in dem die Positionen der zwölf ON-Signale 66 nach
links in Bezug auf die Mittendetektionspositionen 67 verschoben
sind, was darauf hinweist, dass die Detektionsstartposition 40 in
Richtung der positiven Seite der X-Achse verschoben ist. In diesem
Fall passt die Steuereinheit 3 die Verteilerspitzendetektionsposition
durch die Subtraktion dieser Verschiebungsgröße von der Y-Koordinate in
den Eingabefeldern 31 an. In diesem Fall können die
Verschiebungsgrößen zwischen
den Verteilerspitzen 14 und den Mittendetektionspositionen 67 infolge
der Genauigkeit, mit der die Verteilerspitzen 14 hergestellt wurden,
voneinander abweichen. In einem solchen Fall kann die Steuereinheit 30 Anpassungen
unter Verwendung eines durchschnittlichen Verschiebungswertes zwischen
jeder Verteilerspitze 14 und der korrespondierenden Mittendetektionsposition 67 durchführen.
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Infolge
dessen wird der Dispenserkopf 6 durch das Abgleichen der
Referenzpositionen des Dispenserkopfes 6 und des Verteilerspitzensensors 19 genau
positioniert. Dadurch kann der automatische Dispenser 1 die
Verteilerspitzen 14 genau detektieren. Wellenmuster, die
die Position der Verteilerspitzen bezeichnen, werden im Wellenmusterfenster 34 angezeigt.
Der Anwender kann folglich einfach erkennen, wie weit der Dispenserkopf 6 von
einer festgelegten Position abweicht und dadurch diese Abweichung
einfach korrigieren. Die Steuereinheit 3 bestimmt die Form
und die Montagezustände
der Verteilerspitzen 14 durch den Vergleich eines detektierten
Wellenmusters mit der Wellenmustervorlage, wodurch Fehler bei der
Montage der Verteilerspitze 14 sehr viel leichter und verlässlicher
vermieden werden. Da des weiteren die Steuereinheit 3 automatisch die
Referenzposition des Dispenserkopfes 6 in der XY-Ebene
in Bezug auf die Referenzposition der Verteilerspitzensensoren 19 in
der XY-Ebene anpasst, ist
für die
Anpassung des Dispenserkopfes 6 weniger Zeit und Aufwand
erforderlich als bei er manuellen Anpassung. Die Referenzposition
des Dispenserkopfes 6 kann man auch durch die Eingabe von
Werten in die Eingabefelder 31 anpassen, basierend auf
dem im Wellenmusterfenster 34 angezeigten Wellenmuster,
das die Positionen der Verteilerspitzen 14 zeigt.
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Der
Referenzpositionen-Anpassungsvorgang wird unter Verweis auf ein
in 14 dargestelltes Flussdiagramm beschrieben. In
der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Dispenserkopf 6 längsorientiert
ist. Nachdem der oben beschriebene Wellenmusterumwandlungsvorgang
durchgeführt
wurde (Schritt 1), berechnet die Steuereinheit 3 die Verschiebung
zwischen der Mitte eines jeden Wellenmusters einer jeden Verteilerspitze
und die Mittendetektionsposition 67 (Schritt 2). Die Steuereinheit 3 berechnet
den Durchschnitt der in Schritt 2 ermittelten Verschiebung (Schritt
3). Die Steuereinheit 3 bestimmt dann, ob der Durchschnitt dieser
Verschiebung in Bezug auf die Mittendetektionsposition 67 positiv
ist (d.h. der Dispenserkopf 6 ist in positiver Richtung
auf der Y-Achse oder die Seite der Spritze 12a verschoben)
oder negativ ist (d.h. der Dispenserkopf 6 ist in negativer
Richtung auf der Y-Achse oder die Seite der Spritze 1a verschoben) (Schritt
4). Wenn die Steuereinheit 3 erkennt, dass der Mittelwert
der Verschiebung in Schritt 4 positiv (+) ist, subtrahiert die Anpassungseinrichtung
die Verschiebung vom festgelegten Y-Koordinatenwert und speichert den resultierenden
Wert in der Speichereinheit (Schritt 5). Wenn die Steuereinrichtung 3 erkennt,
dass der Durchschnittswert der Verschiebung in Schritt 4 negativ
(–) ist,
addiert die Anpassungseinrichtung die Verschiebung zum festgelegten
Y-Koordinatenwert und speichert den resultierenden Wert in der Speichereinheit
(Schritt 6).
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Wie
jedoch in den 5(a) und 5(b) ersichtlich,
bleibt, bei der Detektion der Verteilerspitze 14 für den längsorientierten
Dispenserkopf 6, die Position, in der die Verteilerspitze 14 den
optischen Pfad 19c blockiert, nicht unverändert sondern
entfernt sich eher vom lichtemittierenden/empfangenden Element 191a,
während
sie sich von der Detektionsstartposition 50 zur Detektionsendposition 51 bewegt.
Der Winkel, der durch den optischen Pfad 19c und die X-Achse
gebildet wird, beträgt
45 Grad. Folglich bewegen sich die Positionen des ON-Signals 66 in
Bezug auf die Mittendetektionsposition 67, im Fortgang
von Ziffer 1 zu Ziffer 12, in einem in 6(c) gezeigten
Zustand 62 weiter nach rechts oder in einem in 6(d) gezeigten Zustand 63 weiter nach
links, wenn der zwischen dem optischen Pfad 19c und der
X-Achse gebildete Winkel nicht exakt 45 Grad beträgt. In einem
solchen Fall ist es nötig,
die Montagezustände des
lichtemittierenden/empfangenden Elements 191a und der Reflektorplatte 191b anzupassen.
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Bei
dem in 6(c) gezeigten Zustand 62 kann
die allmählich
nach rechts wandernde Verschiebung durch die Bewegung des lichtemittierenden/empfangenden
Elements 191a in die entgegengesetzte Richtung aus den 5(a) und 5(b) korrigiert
werden. Bei dem in 6(d) gezeigten
Zustand 63 kann die allmählich nach links verlaufende Verschiebung
durch die Bewegung des lichtemittierenden/empfangenden Elements 191a in
die entgegengesetzte Richtung aus den 5(a) und 5(b) korrigiert werden.
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Der
Referenzpositionsanpassungsvorgang wird unter Verweis auf das in 15 gezeigte
Flussdiagramm beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird davon
ausgegangen, dass der Dispenserkopf 6 längsorientiert ist. Nachdem
der oben beschriebene Wellenmusterumwandlungsvorgang durchgeführt wurde
(Schritt 1), berechnet die Steuereinheit die Verschiebung zwischen
der Mitte des Wellenmusters einer jeden Verteilerspitze und der
Mittendetektionsposition 67 (Schritt 2). Die Steuereinheit 3 berechnet
den Durchschnitt der im Schritt 2 berechneten Verschiebung (Schritt
3). Die Steuereinheit 3 bestimmt dann, ob der Durchschnitt
der Verschiebung für
die Mittendetektionsposition 67 positiv ist (d.h. dass
der Dispenserkopf 6 in Richtung der positiven Richtung
der X-Achse oder der Seite der Spritze 12a verschoben ist)
oder negativ ist (d.h. dass der Dispenserkopf 6 in der
negativen Richtung der X-Achse oder der Seite der Spritze 1a verschoben ist)
(Schritt 4). Wenn die Steuereinheit 3 in Schritt 4 feststellt,
dass die durchschnittliche Verschiebung positiv (+) ist, subtrahiert
die Kalibrierungseinrichtung die Verschiebung √2 (Wurzel
2) mal von dem festgelegten X-Koordinatenwert und speichert den
resultierenden Wert in der Speichereinheit (Schritt 5). Wenn die
Speichereinheit 3 in Schritt 4 feststellt, dass die durchschnittliche
Verschiebung negativ (–)
ist, fährt der
Ablauf mit Schritt S6 fort, wo die Kalibrierungseinrichtung √2 mal die Verschiebung zum
festgelegten X-Koordinatenwert addiert und den resultierenden Wert
in der Speichereinheit speichert.
-
Wenn
darüber
hinaus die Basis 16 nicht genau auf dem Außengehäuse 2 fixiert
ist, weichen die Verteilerspitzensensoren 19 von einer
festgelegten Position ab. In einem solchen Fall zeigt die Verteilerspitzensensor-Anpassungsanzeigeeinrichtung
eine Nachricht an, die darauf hinweist, dass die Verteilerspitzensensoren 19 depositioniert
sind, und fordert den Anwender zur Anpassung der Verteilerspitzensensoren 19 auf.
Man beachte, dass, wenn die Verteilerspitzensensoren auf dem an
der Basis 16 befestigten Träger befestigt sind, der Winkel
zwischen den lichtemittierenden/empfangenden Elementen 191a, 192a, 193a und
den Reflektorplatten 191b, 192b, 193b nicht
abweicht. Durch die Durchführung
der Anpassung gemäß der Beschreibung
in der Anpassungsanzeigeeinrichtung, kann der Anwender Detektionsprobleme
verhindern, die durch die Depositionierung der Verteilerspitzensensoren 19 selbst
verursacht werden. Weiter kann durch das genaue Positionieren der
Verteilerspitzensensoren 19 die Position des Dispenserkopfes 6 genauer
angepasst werden. Man beachte, dass, wenn die Verteilerspitzensensoren 19 von
der festgelegten Position abweichen, der Referenzpositions-Anpassungsvorgang
in bevorzugter Weise nach dem Anpassen der Verteilerspitzensensoren 19 wiederholt
durchgeführt wird.
Infolge dessen führt
der automatische Dispenser 1 Referenzpositions-Anpassungsvorgänge für den Dispenserkopf 6 gemäß dem oben
beschriebenen Vorgang durch.
-
Indem
die Steuereinheit 3 mit der Dispensierungsvorgangs-Eingabeeinrichtung
versehen wird, kann der Anwender einen gewünschten Vorgang in diese Eingabeeinrichtung
eingeben, was den automatischen Dispenser 1 veranlasst,
automatisch eine Serie von Dispensierungsvorgängen gemäß der in die Steuereinheit 3 eingegebenen
Details durchzuführen.
Eine gewöhnliche
Serie von Dispensierungsvorgängen
beinhaltet eine Sequenz des Montierens der Verteilerspitzen 14,
Einziehen eines Reagenz in die Verteilerspitzen 14 aus
den Reagenzgefäßen 10 und 11,
Ausstoßen
des Reagenz in die Mikroplatte 12 und Entsorgen der Verteilerspitzen 14 in
das Entsorgungsgefäß 13.
Durch die Einbindung der oben beschriebenen Anpassungsvorgänge in diese
Serie der Dispensierungsvorgänge
kann die Steuereinheit 3 den Anpassungsvorgang während des
Dispensierungsvorgangs durchführen,
wodurch automatisch die Koordinaten der Detektionsstartposition 40 und der
Detektionsstartposition 50 korrigiert werden, wenn festgestellt
wird, dass die Positionen nicht genau sind.
-
Beim
automatischen Dispenser gemäß dieser
Ausführungsform
wird der Dispenserkopf 6 durch das Ausrichten der Detektionsstartposition
zur Detektion der Verteilerspitzen 14, das sind die Referenzpositionen
des Dispenserkopfes 6, genau positioniert, wodurch die
Verteilerspitzen 14 genau detektiert werden.
-
Nachdem
der Anpassungsvorgang abgeschlossen ist, kehrt der Prozess zum Detektionsvorgang
zurück.
Dort werden die in den
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6(a) bis 6(d) gezeigten
Wellenmuster eigentlich im Wellenmusterfenster 34 als eine Kombination
der Wellenmuster gezeigt, die durch die drei Verteilerspitzensensoren 191a bis 193a und 191b bis 193b detektiert
wurden, wie dies in den 7(a) bis (c) gezeigt ist. 7(a) zeigt
ein Wellenmustersignal 700 für einen Zustand 70,
in dem eine korrekte Verteilerspitze 14 richtig montiert
ist. Das Wellenmustersignal 700 beinhaltet ein durch das
lichtemittierende/empfangende Element 191a detektiertes
Wellenmustersignal 700a, ein durch das lichtemittierende/empfangende
Element 192a detektiertes Wellenmustersignal 700b und
ein durch das lichtemittierende/empfangende Element 193a detektiertes Wellenmustersignal 700c,
die alle gleichzeitig dargestellt sind. Das Wellenmustersignal 700 wird
in der Speichereinheit der Steuereinheit 3 vorgespeichert. Wellenmuster,
die darauf hinweisen, dass eine Verteilerspitze 14 nicht
montiert wurde, werden auch in der Speichereinheit gespeichert,
wenn eine Verteilerspitze 14 absichtlich nicht in einer
Spritze montiert wurde. Wenn bei einem Vergleich festgestellt wird, dass
eines oder mehrere der drei Wellenmustersignale der montierten Verteilerspitze
vom Wellenmustersignal abweicht, das in der Speichereinheit gespeichert
wurde, wird in der Verteilerspitzen-Anpassungsanzeigeeinrichtung
der Steuereinheit 3 eine Fehlermeldung angezeigt. Die angezeigte
Fehlermeldung beinhaltet Informationen, die die Spritze kennzeichnen,
in der die abnormale Verteilerspitze montiert ist, und die Wellenmuster
dieser Spitze.
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7(b) zeigt ein Wellenmustersignal 710 in einem
Zustand 71, in dem eine Verteilerspitze 140 mit
einer abnormalen Form montiert ist. Das Wellenmustersignal 710 beinhaltet
ein durch das lichtemittierende/empfangende Element 191a detektiertes Wellenmustersignal 710a,
ein durch das lichtemittierende/empfangende Element 192a detektiertes
Wellenmustersignal 710b und ein durch das lichtemittierende/empfangende
Element 193a detektiertes Wellenmustersignal 710c,
die alle gleichzeitig dargestellt sind.
-
Wenn
das Wellenmustersignal 710 mit dem Wellenmustersignal 700 verglichen
wird, wird die Breite des Wellenmustersignals 710 für den Bereich nahe
dem Ende der Verteilerspitze nahezu identisch zu dem Wellenmustersignal 710 befunden.
Aus diesem Grund ist es schwierig, auf Basis lediglich dieses Vergleichs,
einen Formunterschied festzustellen. Jedoch ist die Breite des Wellenmustersignals 710 nahe
der Basis eindeutig unterschiedlich von dem Wellenmustersignal 700a.
In diesem Fall erkennt die Steuereinheit 3, dass die im
Dispenserkopf 6 montierte Verteilerspitze 14 eine
unterschiedliche Form aufweist, und zeigt eine Fehlermeldung an,
die auf diesen Unterschied hinweist.
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7(c) zeigt ein Wellenmustersignal 720 für einen
Zustand 72, in dem die montierte Verteilerspitze 14 eine
korrekte Form aufweist, allerdings fehlerhaft montiert ist (die
Verteilerspitze wurde nicht fest in den Dispenserkopf 6 eingesetzt).
Wenn das Wellenmustersignal 720 mit dem Wellenmustersignal 700 verglichen
wird, sind die Breiten der Wellenmustersignale 720a nahe
der Basis, 720b nahe der Mitte und 720c nahe dem
Ende der Verteilerspitze größer als
die entsprechenden Wellenmustersignale 700a, 700b und 700c einer
jeden Position. In diesem Fall erkennt die Steuereinheit 3,
dass die Verteilerspitze 14 nicht fest in den Dispenserkopf 6 eingesetzt
ist, und zeigt eine Fehlermeldung an, die auf dieses Problem hinweist.
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Der
Detektionsvorgang wird in bevorzugter Weise nicht nur nach der Montage
der Verteilerspitzen im Dispenserkopf 6 durchgeführt, sondern
auch nach dem Entsorgen der Verteilerspitzen in dem Entsorgungsgefäß nach dem
Dispensierungsvorgang. Beim Durchführen des zweiten Vorgangs ist
es möglich
festzustellen, ob die Verteilerspitzen zuverlässig im Entsorgungsgefäß 13 entsorgt
wurden, was einen nahtlosen Übergang
zum nächsten
Dispensierungsvorgang erleichtert.
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Obwohl
lediglich ein Wellenmustersignal für eine Verteilerspitze in den 7(a) bis 7(c) beschrieben
wurde, werden im Wellenmusterfenster 34 alle Wellenmuster
für alle
Verteilerspitzen angezeigt.
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Die 8(a) bis 8(d) sind
erläuternde Diagramme,
die Beispiele eines Wellenmusterfensters 34 zeigen, in
dem Wellenmustersignale angezeigt werden.
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8(a) ist ein erläuterndes Diagramm, das ein
Beispiel eines normalen Wellenmusters zeigt, das im Voraus in einer
Speichereinheit gespeichert wurde. Die Ziffern 1 bis 12 entsprechen
den jeweiligen Spritzen 1a bis 12a. In der folgenden
Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Verteilerspitzen 14 lediglich,
wie in 8(a) dargestellt, in den Spritzen 2a–7a montiert
sind. Die Steuereinheit 3 vergleicht ein detektiertes Wellenmustersignal
eigentlich mit einem in 8(a) gezeigten
normalen Wellenmustersignal in Bezug auf die Anwesenheit einer Verteilerspitze
in der Mittendetektionsposition 67 und in Bezug auf die
Form des oberen Bereichs, mittleren Bereichs und unteren Bereichs
einer Verteilerspitze.
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In 8(b) wird unter Ziffer 7 nichts angezeigt. In
diesem Fall zeigt die Steuereinheit 3 eine Nachricht an,
die darauf hinweist, dass keine Verteilerspitze in Spritze 7a montiert
ist. In 8(c) wird kein Wellenmustersignal
in den Mittendetektionspositionen 67 der Spritze 7a angezeigt,
während
es im unteren Bereich der Spritze 7a angezeigt wird. In
diesem Fall zeigt die Steuereinheit 3 eine Nachricht, die darauf
hinweist, dass eine von einer normalen Verteilerspitze 14 unterschiedliche
Spitze auf der Spritze 7a montiert ist, oder eine Verteilerspitze 14 nicht
normal auf der Spritze 7a montiert ist. In 8(d) wird im unteren Bereich der Spritze 7a kein
Wellenmustersignal angezeigt. In diesem Fall zeigt die Steuereinheit 3 ebenfalls
eine Meldung an, die darauf hinweist, dass eine von einer normalen
Verteilerspitze 14 verschiedene Verteilerspitze auf der
Spritze 7a montiert ist, oder dass eine Verteilerspitze
auf der Spritze 7a nicht normal montiert ist. In 8(e) unterscheidet sich ein Wellenmuster eines
mittleren und eines unteren Bereichs von einem Wellenmuster eines
mittleren und unteren Bereichs gemäß 8(a),
wobei in jedem Bereich der Spritze 7a ein entsprechendes Wellenmuster
angezeigt wird. In diesem Fall zeigt die Steuereinheit 3 ebenfalls
ein Signal an, das darauf hinweist, dass eine von einer normalen
Verteilerspitze 14 verschiedene Spitze auf der Spritze 7a montiert ist,
oder dass eine Verteilerspitze nicht normal auf der Spritze 7a montiert
ist.
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Indem
die detektierten Wellenmustersignale mit den Wellenmustern einer
korrekten Verteilerspitze, die in der Steuereinheit 3 gespeichert
wurden, verglichen wird, kann der automatische Dispenser sowohl
die Form als auch die Montagezustände der Verteilerspitzen bestimmen.
Infolge dessen kann der automatische Dispenser einfach und verlässlich Fehler
in den Montagezuständen
der Verteilerspitzen 14 im Dispenserkopf 6 detektieren
und wird vor dem Betrieb mit einer fehlerhaft montierten Verteilerspitze bewahrt.
Wenn ein Montagefehler auftritt, zeigt die Steuereinheit 3 eine
Fehlermeldung, die auf den Montagefehler hinweist und es dem Anwender
ermöglicht,
fehlerhaft montierte Verteilerspitzen einfach durch das erneute
Montieren der Verteilerspitzen gemäß dem Inhalt der Fehlermeldung
zu vermeiden. Das Wellenmusterfenster 34 zeigt das Wellenmuster, wodurch
die Form und die Montagezustände
der Verteilerspitzen visuell bestimmt werden. Folglich kann der
automatische Dispenser 1 wirksam Fehler bei der Montage der Verteilerspitze 14 verhindern.
Weiter kann durch die Detektion der Verteilerspitze an einer Mehrzahl
von Positionen die Form und die Montagezustände der Verteilerspitzen, basierend
auf Signalen für
eine Mehrzahl von Positionen bestimmt werden, was eine verlässlichere
Detektion von Montagefehlern erlaubt.
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Durch
das Einbinden dieser Detektionsvorgänge in eine Serie von Dispensierungsvorgängen, die
in der Dispensierungsvorgangs-Eingabeeinrichtung eingegeben wurden,
vollzieht die Steuereinheit 3 den Detektionsvorgang während des
Dispensierungsvorgangs und zeigt eine Fehlermeldung an, wenn die
Verteilerspitze nicht perfekt montiert ist oder wenn die montierte
Verteilerspitze eine unterschiedliche Form aufweist.
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Im
Folgenden wird ein automatischer Dispensierungsvorgang mit eingegliederten
Anpassungs-Detektionsvorgängen
unter Bezug auf das Ablaufdiagramm aus 9 beschrieben.
In Schritt 1 werden die Verteilerspitzen im Dispenserkopf montiert.
In Schritt 2 beginnt der automatische Dispenser 1 einen
Vorgang zur Detektion der Verteilerspitzen. Daten, die in Schritt
2 detektiert wurden, werden zur Steuereinheit 3 übertragen
und durch die Wellenmusterumwandlungseinrichtung in Wellenmustersignale
umgewandelt. In Schritt 3 bestimmt die Steuereinheit 3 ob
die Referenzposition des Dispenserkopfes 6 in der XY-Ebene
von der Referenzposition der Verteilerspitzensensoren 19 in
der XY-Ebene abweicht.
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Wenn
zwischen den Referenzpositionen eine Abweichung besteht (Schritt
3: NG), passt die Steuereinheit 3 in Schritt 7 automatisch
die Referenzposition des Dispenserkopfes in der XY-Ebene an und
kehrt zu Schritt 3 zurück,
um auf Abweichungen zwischen der Referenzposition zu überprüfen. Wenn zwischen
der Referenzposition keine Abweichung besteht (Schritt 3: OK), bestimmt
die Steuereinheit 3 in Schritt 4 basierend auf den übertragenen
Wellenmustersignalen, ob im Dispenserkopf 6 eine Verteilerspitze
montiert ist.
-
Wenn
die Steuereinheit 3 erkennt, dass eine Verteilerspitze
im Dispenserkopf 6 montiert ist (Schritt 4: OK), bestimmt
die Steuereinheit 3 in Schritt 5, ob die Form der Verteilerspitze
mit der Form einer ordnungsgemäßen Verteilerspitze 14 übereinstimmt. Wenn
die Steuereinheit 3 feststellt, dass die Form der Verteilerspitze
mit der ordnungsgemäßen Form übereinstimmt
(Schritt 5: OK), beginnt dann in Schritt 6 der automatische Dispenser 1 den
Dispensierungsvorgang mit dem Einziehen und Ausstoßen der
Reagenz oder ähnlichem.
-
Wenn
jedoch die Steuereinheit 3 in Schritt 4 erkennt, dass keine
Verteilerspitze im Dispenserkopf 6 montiert ist (Schritt
4: NG) oder wenn die Steuereinheit 3 in Schritt 5 erkennt,
dass die Form der Verteilerspitze nicht mit der ordnungsgemäßen Form übereinstimmt
(Schritt 5: NG), zeigt dann die Steuereinheit 3 das detektierte
Wellenmuster im Wellenmusterfenster 34 an. In Schritt 9
zeigt die Steuereinheit 3 eine Fehlermeldung in der Verteilerspitzen-Anpassungsanzeigeeinrichtung,
die die Ursache des Fehlers kennzeichnet. In Schritt 10 montiert
der Anwender die Verteilerspitze 14 infolge der in der
Verteilerspitzen-Anpassungsanzeigeeinrichtung
angezeigten Fehlermeldung erneut. Anschließend wird der Vorgang zur Detektion
der Verteilerspitze in Schritt 2 wiederholt.
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Durch
die Einbindung dieses Detektionsvorgangs in die Dispensierungsvorgangs-Eingabeeinrichtung,
kann der Anwender einfach und verlässlich Montagefehler detektieren
und dadurch den Betrieb des automatischen Dispensers mit einer fehlerhaft montierten
Verteilerspitze verhindern.
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Während die
Erfindung detailliert unter Bezug auf deren spezielle Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es für
den Fachmann naheliegend, dass Abwandlungen und Veränderungen
daran vorgenommen werden, ohne dass man sich vom Kerngedanken der
Erfindung entfernt, wobei der Schutzumfang durch die beiliegenden
Ansprüche
definiert wird. Beispielsweise kann die Genauigkeit der Detektion
durch eine Erhöhung
der Anzahl an Verteilerspitzensensoren 19 weiter erhöht werden.
Alternativ ist es möglich,
eine Verteilerspitze in einer Mehrzahl von Positionen zu detektieren,
wobei lediglich ein Satz Verteilerspitzensensoren 19 verwendet
wird, der aus dem lichtemittierenden/empfangenden Element 191a und
der Reflektorplatte 191b besteht, indem die Verteilerspitze
durch die Detektionsposition in der Z-Richtung bewegt wird, wie
dies in 10 dargestellt ist. Bei dieser
Ausführung
kann der Anwender einfach und verlässlich Montagefehler detektieren
und den Betrieb des automatischen Dispensers mit einer fehlerhaft
montierten Verteilerspitze vermeiden. Hierbei kann die Verteilerspitze
die Detektionsposition in der XY-Richtung passieren. Folglich kann
der Anwender leichter und verlässlicher Montagefehler
detektieren und dadurch den Betrieb des automatischen Dispensers
mit einer fehlerhaft montierten Verteilerspitze verhindern.
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Es
ist ebenfalls möglich,
eine Verteilerspitze zu detektieren, wenn der Dispenserkopf 6 sowohl längs- als
auch breitenorientiert ist. 11 zeigt
ein erläuterndes
Diagramm einer Verteilerspitze, die in Bezug auf den Dispenserkopf 6 schräg montiert
ist. In einem in 11 gezeigten Zustand 100 könnte die Verteilerspitze
als eine korrekt montierte ordnungsgemäße Verteilerspitze 14 erscheinen,
wenn die Spitze lediglich in einer Richtung detektiert wird, wie dies
in einem Wellenmustersignal 101 dargestellt ist. Ein Unterschied
kann jedoch detektiert werden, wenn die Detektion von einer anderen
Richtung durchgeführt
wird, wie dies in einem Wellenmustersignal 102 dargestellt
ist. Durch die Detektion der Verteilerspitzen aus einer Mehrzahl
von Perspektiven kann auf diese Art und Weise eine dreidimensionale
Form der Verteilerspitze erlangt und Montagefehler, die von einer
Richtung unerkennbar sind, sichtbar gemacht werden. Folglich kann
der Anwender einfacher und verlässlicher
Montagefehler detektieren und dadurch den Betrieb des automatischen
Dispensers mit einer fehlerhaft montierten Verteilerspitze verhindern.
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Zusätzlich könnte der
Verteilerspitzensensor 19, anstelle der Detektion spezieller
Punkte der Verteilerspitzen, die Länge der Verteilerspitzen in
der Z-Richtung detektieren, d.h. den Zeitraum, in dem sich die Verteilerspitze 14 auf
dem optischen Pfad 19c befindet. In diesem Fall ist die
Detektionsstartposition auf eine in 12 gezeigte
Position 110 festgelegt, in welcher ein Teil der Verteilerspitze
nahe der Basis den optischen Pfad 19c blockiert, wenn die Verteilerspitzen
im Dispenserkopf 6 montiert sind. Anschließend wird
der Dispenserkopf 6 ohne eine Positionsveränderung
des Dispenserkopfes 6 in der XY-Ebene entlang der Z-Achse
in negativer Richtung zu einer Detektionsendposition bewegt. Die
Detektionsendposition ist als eine Position 111 festgelegt,
in der das Ende der Verteilerspitze 14 weiter in negativer
Z-Richtung liegt als der optische Pfad 19c. Hierbei können vorbestimmte
Koordinaten für
die Positionen 110 und 111 im Voraus in die Eingabefelder 31 eingegeben
werden. In diesem Fall können
eine Mehrzahl der Verteilerspitzensensoren 19 montiert werden,
beispielsweise eine Anzahl von Verteilerspitzensensoren, die der
Anzahl der auf dem Dispenserkopf 6 montierten Verteilerspitzen 14 entspricht.
Auf diese Weise kann der automatische Dispenser 1 eine für die Detektion
der Verteilerspitzen notwendige Zeitdauer reduzieren und Verteilerspitzen
effizient detektieren. Zusätzlich
kann die Detektion der Länge der
Verteilerspitzen nicht nur in Z-Richtung, sondern auch in X-Richtung
oder Y-Richtung
durchgeführt werden.
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Die
Verteilerspitzen 19 fahren mit der Detektion der Verteilerspitzen
fort, während
die Transporteinheit 5 den Dispenserkopf 6 von
der Position 110 zur Position 111 bewegt. Ein
in 12 gezeigtes Diagramm 112 zeigt das Detektionssignal
während dieses
Zeitraums. Wie im Diagramm 112 gezeigt, wird das Ende der
Verteilerspitze im Zeitraum T an eine Position weiter entlang der
Z-Achse bewegt als der optische Pfad 19c. Die detektierte
Zeit T wird mit einer Zeit T0 verglichen, die in der Steuereinheit 3 für den Zeitraum,
in dem das Wellenmustersignal ON ist, wenn eine ordnungsgemäße Verteilerspitze 14 korrekt
im Dispenserkopf 6 montiert ist, vorgespeichert wurde.
Da die Zeit T proportional zur Länge
der Verteilerspitze ist, ist, wenn T0 und T voneinander abweichen,
die Detektion einer nicht korrekt montierten Verteilerspitze möglich. Infolge
dessen kann der automatische Dispenser Fehler bei der Montage der Verteilerspitzen
verlässlich
verhindern.
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Des
weiteren können
die Verteilerspitzensensoren so ausgebildet sein, dass einer Licht emittiert
und ein anderer Licht empfängt.
Im Anpassungsvorgang können
die Verteilerspitzensensoren so ausgebildet sein, dass sie eine
Detektion mittels Ultraschall durchführen. Im Detektionsvorgang
kann die Detektion auch unter Verwendung eines Flächensensors
durchgeführt
werden. In diesem Fall kann das Ergebnis dieser Detektion nach der
Durchführung
einer Bildverarbeitung angezeigt werden. Die Verteilerspitzen können nicht
nur nahe gegenüberliegender
Ecken des Entsorgungsgefäßes angeordnet sein.
Die Verteilerspitzensensoren müssen
nicht über dem
Entsorgungsgefäß angeordnet
sein, sondern können überall da
zur Verfügung
gestellt werden, wo eine Montage möglich ist. Die Fehlermeldung
kann durch das Blinken einer LED-Leuchte oder ähnlichem dargestellt werden,
um den Anwender auf eine Abnormität hinzuweisen. Auf dem Dispenserkopf können bei
der Detektion nicht eine Mehrzahl von Verteilerspitzen, sondern
eine einzelne Verteilerspitze montiert sein.