-
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Handhabung mindestens eines Objektträgers, bei dem zwei Komponenten des Gerätes zur sicheren Funktion in einer korrekten Position relativ zueinander angeordnet sein müssen.
-
Insbesondere bei Geräten zur Handhabung von Objektträgern, die Arbeitsschritte beim Umgang mit einem Objektträger automatisch durchführen, ist es oft erforderlich, dass Komponenten des jeweiligen Gerätes korrekt zueinander ausgerichtet sind. Solche Komponenten kontaktieren den Objektträger direkt und/oder die mit dem Objektträger in Kontakt zu bringenden Proben oder weitere mit dem Objektträger in Kontakt zu bringende Elemente. Die Komponenten des Gerätes müssen für eine korrekte Positionierung des Objektträgers und/oder der Probe bzw. der weiteren Elemente korrekt zueinander ausgerichtet sein. Solche Geräte zur Handhabung von Objektträgern umfassen insbesondere eine Einheit zum automatischen Aufbringen einer biologischen Probe auf einen Objektträger, eine Einheit zum automatischen Reinigen einer biologischen Probe, eine Einheit zum automatischen Einfärben einer auf dem Objektträger angeordneten biologischen Probe und/oder eine Einheit zum automatischen Eindecken einer auf dem Objektträger angeordneten biologischen Probe mit einem Eindeckmittel und/oder einem Deckglas.
-
Aus dem Dokument
DE 101 44 048 A1 ist eine Vorrichtung zum Handhaben von Objektträgern und Deckgläsern bekannt. Dabei wird ein Deckglas mit Hilfe einer über einen Betätigungsarm geführte Aufnahmeeinheit aufgenommen und an eine gewünschte Position auf den Objektträger gesetzt. Solche automatischen Vorrichtungen zum Aufbringen von Deckgläsern auf Objektträger werden auch als Coverslipper bezeichnet. Die Deckgläser dienen dabei zum Abdecken eines auf einem Objektträger befindlichen Präparats. Ein solches Präparat ist vorzugsweise eine biologische Probe, wie ein histologischer Schnitt. Die Deckgläser haben eine geringe Dicke, vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,17 mm und werden in einem Stapel bereitgestellt. Zur Aufnahme eines Deckglases vom Stapel muss somit die Aufnahmeeinheit zur Aufnahme des obersten Deckglases des Stapels exakt zum Stapel positioniert sein. In gleicher Weise muss beim Absetzen des Deckglases auf dem Objektträger das Eindeckglas bzw. die Aufnahmeeinheit mit dem Eindeckglas exakt zum Objektträger positioniert sein. Treten Abweichungen beim Positionieren des Deckglases und der Aufnahmeeinheit auf, besteht die Gefahr des Glasbruchs des Deckglases und/oder des Objektträgers.
-
Aus dem Dokument
DE 10 2005 020 426 A1 ist ein Eindeckautomat zum Aufbringen von Eindeckmittel und eines Deckglases auf einen Objektträger bekannt. Dabei müssen insbesondere die Mittel zum Aufnehmen und zum Positionieren des Deckglases auf dem Objektträger exakt zu einem Halter des Objektträgers ausgerichtet sein, um eine exakte Positionierung des Deckglases durchführen zu können und weiterhin eine Beschädigung oder Zerstörung des Deckglases zu vermeiden.
-
Bei Eindeckautomaten ist es üblich, das Grundgerät selbst im Raum mit Hilfe von Hilfsmitteln zum Nivellieren eines Grundrahmens des Grundgerätes auszurichten und zusätzlich ein zum Grundrahmen positionierbares Betätigungselement oder ein Halteelement für das Betätigungselement relativ zum Grundrahmen auszurichten, sodass diese Elemente im Raum ebenfalls exakt zu einer waagerechten Ebene ausgerichtet sind. Der Betatigungsarm oder eine Halterung für den Betätigungsarm ist dabei üblicherweise mit dem Grundrahmen verbunden, wobei Justagehilfsmittel vorgesehen sein können, um den Betätigungsarm relativ zum Grundrahmen des Eindeckautomaten auszurichten.
-
Ähnliche Probleme, wie bei dem Eindeckautomat, treten auch bei anderen Geräten zur Handhabung von Objektträgern auf, mit deren Hilfe eine vorzugsweise automatische Aufbereitung einer Probe für eine mikroskopische Untersuchung durchgeführt wird.
-
Aus dem Dokument
US 2005/0237604 A1 ist eine Vorrichtung zur In-Vivo-Untersuchung bekannt, bei der der Beobachtungswinkel in einer Untersuchungsvorrichtung um einen Untersuchungsplatz herum geändert werden kann.
-
Aus dem Dokument
US 2008/0187464 A1 ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Objektträgern von einer Speichereinheit in einen Objektträgerbereich eines automatischen Mikroskops bekannt.
-
Aus dem Dokument
DE 100 41 229 A1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Objekten bekannt, die eine Transporteinrichtung zum Verbringen von den die Objekte tragenden Objektträgern in die zur Behandlung von Objekten vorgesehenen Bearbeitungsstationen hinein und aus diesen heraus, umfasst.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zur Handhabung mindestens eines Objektträgers anzugeben, bei dem eine korrekte Positionierung von zwei Komponenten des Geräts relativ zueinander einfach möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Gerät zur Handhabung mindestens eines Objektträgers mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Durch die Sensoreinheiten wird jeweils mindestens eine Drehung einer Komponente des Gerätes um eine erste Achse des Koordinatensystems ermittelt. Aufgrund der so ermittelten Drehung um eine Achse eines von der Lage der Komponenten des Gerätes unabhängigen Koordinatensystems kann auch eine Differenz der Drehung der Komponenten um diese Achse ermittelt und aus dieser Differenz ein Korrekturwert bestimmt werden, der dann von der Positioniereinheit zum Positionieren der zweiten Komponente berücksichtigt oder als Ausgangsgröße zum Positionieren der zweiten Komponente relativ zur ersten Komponente genutzt wird. Alternativ kann die Positioniereinheit manuell betätigt werden, wobei die ermittelte Abweichung bzw. der ermittelte Korrekturwert als Maß für die durch das manuelle Positionieren zu bewirkende Korrektur dient. Dabei kann wiederholt ein Korrekturwert bestimmt und ausgegeben werden, um eine schrittweise Positionierung der zweiten Komponente zur ersten Komponente in eine gewünschte relative Ruhelage der zweiten Komponente relativ zur ersten Komponente durchzuführen. Das von der Lage der Komponenten des Gerätes unabhängige Koordinatensystem wird auch als raumbezogenes Koordinatensystem bezeichnet und kann beispielsweise ein Weltkoordinatensystem oder ein Basiskoordinatensystem sein.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Positioniereinheit mindestens eine Antriebseinheit und mindestens eine Steuereinheit. Die Steuereinheit steuert die Antriebseinheit derart an, dass die Antriebseinheit die zweite Komponente abhängig von der mit Hilfe der ersten Sensoreinheit erfassten Drehung der ersten Komponente um die erste Achse und abhängig von der mit Hilfe der zweiten Sensoreinheit erfassten zweiten Drehung der zweiten Komponente um die erste Achse derart positioniert, dass die erste Komponente im Betrieb des Gerätes wahlweise eine erste Solllage oder eine zweite Solllage relativ zur zweiten Komponente hat. Die Solllage bezieht sich zumindest auf die Differenz der Drehung der ersten Komponente um die erste Achse und die Drehung der zweiten Komponente um die erste Achse. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit mindestens einen Schrittmotor und/oder mindestens einen Linearmotor umfasst.
-
Insbesondere kann die erste Komponente ein Grundmodul des Gerätes umfassen. Das Grundmodul hat eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahmeeinheit mindestens eines Objektträges und/oder mindestens einer Kassette mit mehreren Objektträgern. Der Objektträger und/oder die Objektträger der Kassette haben durch die Aufnahme eine durch das Grundmodul vorgegebene relative Lage zum Grundmodul. Die zweite Komponente umfasst ein relativ zum Grundmodul bewegbares Betätigungselement des Gerätes. Das Betätigungselement ist mit Hilfe einer Antriebseinheit relativ zum Grundmodul bewegbar. Mit Hilfe einer solchen Anordnung kann das Betätigungselement korrekt zum Grundmodul ausgerichtet und positioniert werden, so dass es eine gewünschte Bewegung in Bezug auf den Objektträger ausüben kann. Insbesondere kann das Betätigungselement zur Aufnahme des Objektträgers oder zum Aufbringen von Proben, Stoffen und/oder Elementen auf den Objektträger dienen.
-
Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Gerät eine dritte Sensoreinheit hat, die eine Drehung eines zweiten relativ zum Grundmodul bewegbaren Betätigungselements des Gerätes um die mindestens eine erste Achse des Koordinatensystems erfasst. Dadurch kann auch die relative Drehung des ersten Betätigungselements und des zweiten Betätigungselements zueinander ermittelt und erforderlichenfalls korrigiert werden. Insbesondere kann ein Korrekturwert bestimmt werden, der bei einer Bewegung des ersten und/oder zweiten Betätigungselements berücksichtigt wird.
-
Alternativ kann die erste Komponente des Gerätes ein erstes relativ zu einem Grundmodul des Gerätes bewegbares Betätigungselement sein, das mit Hilfe einer Antriebseinheit relativ zum Grundmodul bewegbar ist. Die zweite Komponente kann dann ein zweites relativ zum Grundmodul des Gerätes bewegbares Betätigungselement sein, das mit Hilfe einer weiteren Antriebseinheit relativ zum Grundmodul und/oder relativ zur ersten Komponente des Gerätes bewegbar ist. Alternativ kann die zweite Komponente unbeweglich mit dem Grundmodul verbunden sein. Dadurch wird erreicht, dass das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement in eine Solllage zueinander positioniert werden können. Dies kann auch unabhängig von der Lage der Komponenten zum Grundmodul des Gerätes erfolgen.
-
Zusätzlich oder alternativ zur Antriebseinheit kann die Positioniereinheit mindestens ein Justagemittel zumindest zum Verändern der Ruhelage der ersten Komponente im Raum und/oder zum Verändern der Ruhelage der zweiten Komponente im Raum haben. Ferner kann zusätzlich oder alternativ ein Justagemittel zum Verändern der Ruhelage der ersten Komponente relativ zur zweiten Komponente vorgesehen sein. Ein solches Justagemittel kann insbesondere manuell betätigt werden, um die Komponenten in eine gewünschte Solllage zueinander zu bringen und dadurch eine reibungslose und korrekte Funktion der Komponenten im nachfolgenden Betrieb zu gewährleisten. Ein solches Justagemittel kann beispielsweise eine Stellschraube sein, mit deren Hilfe die Lage der Komponenten zueinander oder im Raum verändert werden kann.
-
Ferner ist es vorteilhaft, als Maß für die erste Drehung den Winkel zwischen einer Bezugsachse der ersten Komponente und einer zweiten Achse des Koordinatensystems zu ermitteln. Ferner kann als Maß für die zweite Drehung der Winkel zwischen einer Bezugsachse der zweiten Komponente und der zweiten Achse des Koordinatensystems ermittelt werden. Durch die Winkel zur zweiten Achse des Koordinatensystems kann auf einfache Art und Weise der Differenzwinkel zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente in Bezug auf die Bezugsachse der jeweiligen Komponente bestimmt und mit einem Solldifferenzwinkel verglichen werden. Abhängig von der Abweichung des ermittelten Differenzwinkels von dem Solldifferenzwinkel kann ein Korrekturwert gebildet werden oder eine Positionierung mindestens einer Komponente veranlasst werden, die dazu führt, dass die zwischen den Bezugsachsen der Komponenten vorhandene Winkeldifferenz der Sollwinkeldifferenz entspricht.
-
Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Bezugsachse der Komponente in eine Ebene zu projizieren, in der die zweite und eine dritte Achse des Koordinatensystems verlaufen und zu der die erste Achse des Koordinatensystems orthogonal verläuft. Alternativ kann die Bezugsachse bereits in der Ebene verlaufen. Dies kann in gleicher Weise für die zweite Komponente ermittelt werden. Dadurch sind die Winkelabweichungen der Bezugsachsen der Komponenten zur zweiten Achse des Koordinatensystems einfach bestimmbar. Mit Hilfe der so ermittelten Winkel kann auch auf einfache Art und Weise eine Winkeldifferenz zwischen den Winkeln ermittelt und mit einer Sollwinkeldifferenz verglichen werden. Ausgehend von der Abweichung der ermittelten Winkeldifferenz von der Sollwinkeldifferenz können entsprechende Korrekturwerte zum Positionieren mindestens einer der Komponenten durchgeführt werden, durch die die Komponenten dann in dem gewünschten Sollwinkel zueinander angeordnet sind.
-
Die Sensoreinheiten umfassen vorzugsweise jeweils mindestens ein mikroelektromechanisches System (MEMS). Ein solches mikroelektromechanisches System umfasst vorzugsweise ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor. Insbesondere kommen Inklinometer zum Einsatz. Mit Hilfe eines Gyroskops können auf einfache Art und Weise Lageabweichungen gegenüber zwei Achsen eines raumbezogenen Koordinatensystems, wie einem Weltkoordinatensystem oder einem Basiskoordinatensystem, einfach ermittelt werden. Dabei können mit Hilfe des Gyroskops insbesondere Drehungen um die in einer horizontalen Ebene des Koordinatensystems liegenden Achsen des Koordinatensystems ermittelt werden. Durch eine geeignete Anordnung der Sensoreinheiten an den Komponenten können Abweichungen von einer Solllage der Komponenten durch eine Drehung um diese Achsen erkannt und beseitigt werden. Alternativ kann ein Korrekturwert gebildet werden, der dann bei der Ansteuerung und Bewegung mindestens einer Komponente berücksichtigt wird.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Sensoreinheit eine erste Drehung der ersten Komponente um die erste Achse des Koordinatensystems und eine dritte Drehung der ersten Komponente um eine zweite Achse des Koordinatensystems erfasst, und wenn die zweite Sensoreinheit die zweite Drehung der zweiten Komponente um die erste Achse des Koordinatensystems und eine vierte Drehung der zweiten Komponente um die zweite Achse des Koordinatensystems erfasst.
-
Bei vorteilhaften Ausführungsformen wird die Drehung der Komponente um die X-Achse und um die Y-Achse, die in einer horizontalen Ebene liegen, ermittelt.
-
Zusätzlich kann die erste Sensoreinheit eine fünfte Drehung der ersten Komponente um eine dritte Achse, vorzugsweise um die Z-Achse, des Koordinatensystems erfassen. Die zweite Sensoreinheit kann dann vorzugsweise zusätzlich eine sechste Drehung der zweiten Komponente um eine dritte Achse des Koordinatensystems erfassen. Dadurch kann die jeweilige Lage der Komponente im Raum bestimmt werden, so dass Lageabweichungen der relativen Lage der Komponenten zueinander auf einfache Art und Weise durch entsprechende Differenzbildungen und geometrische Beziehungen ermittelt werden können.
-
Dazu kann jede Sensoreinheit jeweils mindestens zwei Sensormodule umfassen, die dann jeweils die Drehungen der Komponente um zwei Achsen des Koordinatensystems erfassen.
-
Vorzugsweise ist die erste Sensoreinheit Bestandteil der ersten Komponente oder ist mit dieser verbunden. Die zweite Sensoreinheit ist dann vorzugsweise Bestandteil der zweiten Komponente oder ist mit dieser verbunden. Die jeweilige Komponente des Gerätes umfasst mindestens eine Baueinheit des Gerätes. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die Lage von Baueinheiten des Gerätes zueinander ermittelt und erforderlichenfalls korrigiert werden. Zur Korrektur wird vorzugsweise ein Korrekturwert gebildet, der dann bei der Ansteuerung mindestens einer Antriebseinheit zum Positionieren einer Baueinheit des Gerätes berücksichtigt wird.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer Anordnung von Komponenten eines Gerätes zum Eindecken von Objektträgern mit einem Deckglas gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ruheposition;
-
2 die Seitenansicht der Anordnung nach 1 in einer ersten Betriebsposition;
-
3 die Seitenansicht der Anordnung nach 1 und 2 in einer zweiten Betriebsposition,
-
4 die Seitenansicht der Anordnung nach den 1 bis 3 in einer dritten Betriebsposition;
-
5 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung eines Grundmoduls und eines Betätigungsarms eines Gerätes zur Handhabung von Objektträgern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
6 eine dreidimensionale schematische Ansicht eines Eindeckautomaten mit einer Anordnung nach 5 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
In 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Handhaben mindestens eines Objektträgers 12 und von in einem Stapel 14 angeordneten Deckgläsern gezeigt. Das obere Deckglas des Stapels 14 ist mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet. Der Stapel 14 ist in einem Magazin 18 angeordnet. Das Magazin 18 ist über Stellschrauben 20 bis 24 mit einem Grundrahmen 26 der Vorrichtung 10 verbunden. Über die Stellschrauben 20 bis 24 kann die Position des Magazins 18 und somit des Stapels 14 relativ zum Grundrahmen 26 geändert werden.
-
Der Grundrahmen 26 hat einen Aufnahmebereich 28 zur Aufnahme mindestens eines Objektträgers 12. Vorzugsweise wird der Objektträger 12 mit Hilfe einer nicht dargestellten weiteren Vorrichtung automatisch aus einem Objektträgermagazin entnommen und im Objektaufnahmebereich 28 des Grundrahmens 26 zur weiteren Handhabung angeordnet. Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Aufnahmeeinheit 30, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Aufnahmeelemente 32, 34 umfasst. Die Aufnahmeelemente 32, 34 können jeweils in Richtung ihrer Längsachse relativ zur Aufnahmeeinheit 30 bewegt werden, wobei die Aufnahmeelemente 32, 34 derart angeordnet sind, dass deren Längsachsen nicht parallel verlaufen und vorzugsweise zwischen den Aufnahmeelementen 32, 34 ein spitzen Winkel aufspannen.
-
Die Aufnahmeelemente 32, 34 sind spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse 36 der Aufnahmeeinheit 30 angeordnet. Die Aufnahmeelemente 32, 34 haben an ihrem dem Stapel 14 zugewandten Ende jeweils mindestens ein Saugelement 38, 40, das sich bei einem Kontakt mit dem oberen Deckglas 16 des Stapels 14 durch einen dann am Saugelement 38, 40 anliegenden Unterdruck festsaugt. Nach dem Festsaugen mindestens eines Saugelements 38, 40 an dem Deckglas 16 wird das dieses Saugelement 38, 40 aufweisende Aufnahmeelement 32, 34 durch den anliegenden Unterdruck zusätzlich entlang ihrer jeweiligen Längsachse bewegt, so dass die Saugelemente 38, 40, in die Aufnahmeeinheit 30 eingefahren, d. h. in der 1 nach oben bewegt werden, so dass diese dann nicht mehr oder nur noch unwesentlich aus der gekrümmte Stirnseite 42 der Aufnahmeeinheit 30 hervorstehen. Durch die Anordnung der Aufnahmeelemente 32, 34 und der gekrümmten Stirnseite 42 der Aufnahmeeinheit 30 werden vom Stapel 14 entnommene Deckgläser 16 gebogen. Zwischen den Aufnahmeelementen 32, 34 und einem Grundrahmen der Aufnahmeeinheit 30 ist ein Faltenbalg angeordnet, der nach dem Festsaugen des jeweiligen Saugelements 38, 40 am oberen Deckglas 16 durch den am Faltenbalg anliegenden Unterdruck zusammengezogen wird. Durch das Zusammenziehen des Faltenbalgs wird die jeweilige Aufnahmeeinheit 32, 34 in Richtung ihrer Längsachse verschoben. Die Aufnahmeeinheit 30 ist über ein Hubelement 44 mit einem an einem Transportarm 46 verschiebbar angeordneten Winkelelement 48 verbunden. In 1 ist die Aufnahmeeinheit 30 in einer Ausgangsstellung dargestellt.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Grundrahmen 26 eine Sensoreinheit 50, das Magazin 18 eine Sensoreinheit 52, die Aufnahmeeinheit 30 eine Sensoreinheit 54, das Hubelement 44 eine Sensoreinheit 56, das Winkelelement 48 eine Sensoreinheit 58 und der Transportarm 46 eine Sensoreinheit 60. Die Sensoreinheiten 50 bis 60 sind jeweils als mikroelektromechanische Systeme zur Erfassung der Drehung des jeweiligen Bauteils, mit dem sie verbunden sind, um jeweils zwei Achsen eines von der Lage der Bauteile unabhängigen raumbezogenen Koordinatensystems, vorzugsweise um die in einer horizontalen Ebene liegenden Achsen des Koordinatensystems. Dadurch lassen sich Winkelabweichungen zwischen zwei mit jeweils einem Sensor 50 bis 60 verbundenen Baueinheiten ermitteln. Weicht dieser ermittelte Winkelversatz von einem Sollversatz ab, kann über eine geeignete Anzeigeeinheit eine Information über diese Abweichung ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Korrekturwert gebildet werden, der bei der Ansteuerung einer Antriebseinheit zum Positionieren der jeweiligen Baueinheit berücksichtigt werden kann.
-
Insbesondere kann dieser Korrekturwert als Offsetwert genutzt werden, um eine Sollposition zum Positionieren durch die Antriebseinheit festzulegen.
-
Abhängig von den mit Hilfe der Sensoreinheiten 50, 52 ermittelten Winkelabweichungen zwischen dem Magazin 18 und dem Grundrahmen 26 können die Stellschrauben 20 bis 24 zur Positionskorrektur, d. h. zur Justage, genutzt werden, indem die relative Lage des Magazins 18 zum Grundrahmen 26 mit Hilfe dieser Stellschrauben 20 bis 24 geändert wird.
-
Das Magazin 18 ist gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt angeordnet, so dass die Seitenwand 18a des Magazins 18 einen seitlichen Anschlag für den Stapel 14 bildet, so dass die Lage des oberen Deckglases 16 bei dessen Entnahme mit Hilfe der Aufnahmeeinheit 30 eine gewünschte vorgegebene Position hat.
-
In 2 ist die Vorrichtung 10 nach 1 in einer Betriebsposition dargestellt. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen. Das Hubelement 44 ist über eine nicht dargestellte Antriebseinheit am Winkelelement 48 um die Strecke A nach unten verfahren worden, so dass die Saugelemente 38, 40 der Aufnahmeelemente 32, 34 das obere Deckglas 16 kontaktiert haben, wobei durch einen an die Aufnahmeelemente 32, 34 angelegten Unterdruck das obere Deckglas 16 den Saugelementen 38, 40 anhaftet. Durch die Verschiebung der Aufnahmeelemente 32, 34 entlang Ihrer Längsachse liegt das aufgenommene Deckglas 16 an der Stirnseite 42 der Aufnahmeeinheit 30 an, so dass das Deckglas 16 sowohl durch die Anordnung der Aufnahmeelemente 32, 34 als auch durch die Form der Stirnseite 42 das Deckglas 16 gekrümmt ist.
-
In 3 ist die Vorrichtung 10 nach den 1 und 2 in einer zweiten Betriebsposition gezeigt. Gegenüber der in 2 gezeigten ersten Arbeitsposition ist das Hubelement 44 wieder in die in 1 gezeigte Position verfahren worden. Anschließend ist das Winkelelement 48 entlang des Transportarms 46 um die Strecke D verfahren worden, so dass die Aufnahmeeinheit 30 mit dem Deckglas 16 über dem Objektträger 12 angeordnet ist. Nachdem das Deckglas 16 in eine korrekte Position oberhalb des Objektträgers 12 gebracht worden ist, wird das Hubelement 44 um die Strecke B nach unten bewegt, so dass das Deckglas 16 die abzudeckende Oberfläche des Objektträgers 12 zuerst in einem Bereich nahe eines Seitenrandes 17 des Deckglases 16 kontaktiert. Zuvor ist mit Hilfe einer nicht dargestellten Aufbringeinheit ein Eindeckmittel, beispielsweise ein transparenter Klebstoff, auf eine nicht dargestellte auf der dem Grundrahmen 26 abgewandten Seite des Objektträgers 12 aufgebrachte Probe aufgebracht worden, der dann für einen sicheren Halt des Deckglases 16 auf dem Objektträger 12 dient und die auf dem Objektträger 12 vorhandene Probe umgibt. Durch das weitere Absenken des Hubelements 44 rollt die Stirnseite 42 der Aufnahmeeinheit 30 zusammen mit dem Deckglas 16 auf der Oberfläche des Objektträgers 12 ab, wobei sich die Aufnahmeeinheit 30 bei einer Bewegung des Hubelements 44 von der Hubstrecke B nach 3 zur Hubstrecke C nach 4 um eine Drehachse 64 dreht. Über einen geeigneten Anschlag wird verhindert, dass die Aufnahmeeinheit 30 weiter als bis zu der in den 1 bis 3 dargestellte Position vom Hubelement 44 weggeschwenkt wird. Bei der Bewegung des Hubelements 44 von der Strecke B zur Strecke C wird der am Aufnahmeelement 34 anliegende Unterdruck ausgeglichen oder es wird alternativ ein Überdruck angelegt, so dass sich das Deckglas 16 vom Saugelement 40 löst, und das Objektglas im Bereich nahe der Stirnseite 16 auf dem Objektträger 12 verbleibt.
-
In 5 sind Komponenten 72, 74 einer Vorrichtung 70 zum Handhaben von Objektträgern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Komponente 74 der Vorrichtung 70 ist ein Grundrahmen mit einer mit dem Grundrahmen 74 verbundenen Kassettenaufnahmeeinheit 76 für Kassetten mit mehreren in Aufnahmebereiche der Kassetten eingesteckte Objektträger, die mit Hilfe der Vorrichtung 70 zur weiteren Handhabung einzeln aus der Kassette entnommen werden. Die Komponente 72 ist ein Betätigungselement mit in Richtung der Doppelpfeile P1 bis P3 bewegbaren Elementen. Ein Greifelement 78 der Betätigungsvorrichtung 72 kann zur Entnahme von Objektträgern positioniert werden, die in einer der in der Kassettenaufnahmeeinheit 76 angeordneten Kassetten enthalten sind.
-
Die Objektträger sind auf einem Seitenrand stehend in der Kassette angeordnet, wobei das Greifelement 78 derart zur Entnahme der Objektträger positioniert wird, dass es an den an die Seite, auf der der Objektträger der Kassette steht, angrenzenden Seiten mit Hilfe von Andruckelementen 80, 82 angreift und den jeweiligen Objektträger nach oben aus der Kassette zieht. Durch eine weitere Verfahrbewegung der Betätigungseinheit 72 und durch ein Drehen des Greifelements um 90° um die Drehachse 84 wird der Objektträger aus einer senkrechten Position in eine waagerechte Position gebracht, in der dann ein Eindeckmittel und ein Deckglas auf eine auf der Oberseite des Objektträgers angeordnete Probe aufgebracht wird.
-
Dazu ist ein weiterer nicht dargestellter Betätigungsarm vorgesehen, der den mit Hilfe des Greifelements 78 waagerecht positionierten Objektträger an der Unterseite kontaktiert und bei der weiteren Handhabung von unten stützt, so dass der Objektträger, insbesondere bei einem Andruck eines Deckglases auf den Objektträger, eine konstante Lage hat. Durch das korrekte Positionieren der Betätigungsarme werden weder der Objektträger noch das Deckglas beschädigt oder zerstört. Die über ein weiteres Betätigungselement bereitgestellte Andruckunterstützung muss exakt zum Greifelement 78 bzw. zum im Greifelement 78 eingespannten Objektträger positioniert werden. Dazu sind erfindungsgemäß mindestens zwei Sensorelemente vorgesehen, die die Drehung einzelner Komponenten 72, 74 sowie weiterer Bauelemente oder Teile der Komponenten 72, 74 ermitteln. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die Drehung um eine Achse eines Koordinatensystems ermittelt wird. In vorliegendem Ausführungsbeispiel sind eine Sensoreinheit 86 an dem Grundrahmen 74 der Vorrichtung 70, eine Sensoreinheit 88 an einer in Richtung des Pfeils P1 verfahrbaren Stütze 94, eine Sensoreinheit 90 an einer in Richtung des Pfeils P2 verfahrbaren Positioniereinheit 96 und eine Sensoreinheit 92 an dem verschwenkbaren Greifelement 78 angeordnet. Dadurch lässt sich die Lage von Elementen der Betätigungseinheit 72 zueinander und zum Grundrahmen 74 bzw. zu der in die Kassettenaufnahmeeinheit 76 des Grundrahmens 72 angeordneten Kassette mit Objektträgern bestimmen und kann bei den Verfahrbewegungen der Elemente 74, 94, 96, 78 berücksichtigt werden, um diese Elemente 74, 94, 96, 78 exakt im Raum an einer Sollposition anzuordnen und/oder die Elemente sowie weitere Elemente in einer Sollposition zueinander anzuordnen. Dadurch sind aufwändige Justagearbeiten zur exakten Justage der Komponenten zueinander nicht mehr erforderlich oder die Justagearbeiten können durch die von den Sensoreinheiten 86 bis 92 ausgegebenen Sensorsignale unterstützt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt die Sensoreinheit 86 des Grundrahmens 74 eine Drehung um die X-Achse und eine Drehung um die Y-Achse eines Koordinatensystems, wobei die Drehung mit Hilfe der Pfeile P4 und P5 angegeben sind. Auch die weiteren Sensoreinheiten 88 bis 92 erfassen die Drehung der jeweiligen Komponente um die X-Achse und um die Y-Achse, so dass auf einfache Art und Weise die Position bzw. Ausrichtung der einzelnen Baueinheiten in Bezug auf ihre Drehung um die X-Achse und um die Y-Achse ermittelt und miteinander verglichen werden kann. Bei Abweichungen von einer Sollposition relativ zu einem anderen Bauelement oder zum Koordinatensystem können Korrekturwerte ermittelt werden, die dann bei der Positionierung mit Hilfe von Antriebseinheiten berücksichtigt werden können oder alternativ zur korrekten Justage der Baueinheiten zueinander mit Hilfe geeigneter Justagemittel genutzt werden können.
-
In 6 ist eine äußere Ansicht eines Eindeckautomaten 100 mit einer Anordnung 70 nach 5 dargestellt. Der Eindeckautomat hat eine Hohlnadel 102, die ein Eindeckmittel aus einem Vorratsbehälter 104 auf einen nicht dargestellten Objektträger aufbringt. Die Hohlnadel 102 ist an einer Führung 106 angeordnet und entlang dieser Führung 106 in Doppelpfeilrichtung bewegbar. Ferner umfasst der Eindeckautomat 100 eine Reinigungseinrichtung 108, die einen Behälter 110 mit einer Reinigungsflüssigkeit hat. Der Eindeckautomat 100 umfasst die in 5 dargestellten Komponenten der Vorrichtung 70, wobei einzelne Elemente durch das Gehäuse des Eindeckautomaten 100 verdeckt sind. In einem Arbeitsbereich ist das Greifelement 78 mit den Andruckelementen 80, 82 sowie die mit dem Greifelement 78 verbundene Sensoreinheit 92 gezeigt. Ferner umfasst der Eindeckautomat 100 eine Baueinheit 112 zum Handhaben der Deckgläser und eine Baueinheit 114 zur Unterstützung eines Objektträgers beim Aufbringen des Deckglases. Diese beiden Baueinheiten umfassen jeweils an relevanten Bauelementen angeordnete weitere Sensoreinheiten, durch die jeweils die Positionen der Bauelemente zur weiteren Bauelementen des Eindeckautomaten 100 ermittelt werden kann, die eine korrekte Ausrichtung zueinander erfordern.
-
Durch die Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, passive Ausrichthilfen, wie Wasserwaagen, automatische Nivellierungseinrichtungen, insbesondere motorbetriebene Standfüße für Grundplatten von Gehäusen, und ähnliche Ausrichtmittel zum Ausrichten einzelner Komponenten im Raum zu verwenden. Durch die Erfindung ist ein exaktes automatisches Ausrichten von beweglichen Baugruppen zueinander unabhängig von der Lotrechten zur Vermeidung von Fehljustagen einfach möglich. Der Einrichtungsaufwand bei der Inbetriebnahme von Vorrichtungen zur Handhabung von Objektträgern kann dadurch erheblich reduziert werden. Die Grundplatte bzw. Grundmodul eines Gerätes muss durch die Erfindung nicht mehr exakt in einer waagerechten Ebene ausgerichtet werden, da bewegliche Baugruppen relativ zu den Grundmodulen einen definierten Winkel zumindest in einer Arbeitsposition haben müssen, die bei Kenntnis der Lageabweichung des Grundrahmens 74 durch Kenntnis der Drehung des Grundrahmens 74 um mindestens einer Achse des Koordinatensystems ermittelt wird und bei der Positionierung der beweglichen Baugruppen relativ zum Grundrahmen 74 berücksichtigt wird. Eine aufwendige manuelle Justage der einzelnen Bauelemente und Baugruppen ist somit nicht erforderlich. Zusätzlich können auf diese Art und Weise auch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Mit Hilfe der Sensoreinheiten wird die Lage einzelner Komponenten bestimmt und basierend auf geometrischen Gesetzmäßigkeiten Korrekturwerte für die Ausrichtung der Komponenten im Raum bzw. für eine korrekte Positionierung der Komponenten zueinander berechnet. Mit Hilfe der durch die Sensoreinheit 86 des Grundrahmens 74 ermittelte Lage kann aufgrund einer gewünschten Sollposition einer beweglichen Baugruppe relativ zum Grundrahmen 74 ein durch die Sensoreinheit 92 einer beweglichen Baueinheit 78 in der korrekten Lage auszugebende Wert als Sollwert ermittelt und die Baueinheit 78 mit Hilfe einer Antriebseinheit so lange bewegt, bis die Sensoreinheit 92 der Baueinheit 78 diesen Wert ausgibt.
-
Alle Sensoreinheiten der Ausführungsbeispiele umfassen vorzugsweise jeweils mindestens ein mikroelektromechanisches System (MEMS). Ein solches mikroelektromechanisches System umfasst vorzugsweise ein Gyroskop und/oder einen Beschleunigungssensor Insbesondere kommen Inklinometer zum Einsatz.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10, 70
- Vorrichtung
- 12
- Objektträger
- 14
- Stapel
- 16
- Deckglas
- 17
- Seite Deckglas
- 18
- Magazin
- 18a
- Seitenwand Magazin
- 20 bis 24
- Stellschraube
- 26
- Grundrahmen
- 28
- Objektträgeraufnahmebereich
- 30
- Aufnahmeeinheit
- 32, 34
- Aufnahmeelement
- 36
- Mittelachse
- 38, 40
- Saugelemente
- 42
- Stirnseite
- 44
- Hubelement
- 46
- Transportarm
- 48
- Winkelelement
- 50 bis 60
- Sensorelement
- 64
- Drehachse
- 72, 74
- Komponente
- 76
- Kassettenaufnahmeeinheit
- 78
- Greifelement
- 80, 82
- Andruckelement
- 84
- Drehachse
- 86 bis 92
- Sensoreinheit
- 94
- verfahrbare Stütze
- 96
- verfahrbares Positioniereinheit
- 100
- Eindeckautomat
- 102
- Hohlnadel
- 104
- Vorratsbehälter
- 106
- Führung
- 108
- Reinigungseinheit
- 110
- Behälter
- 112, 114
- Baueinheiten
- P1 bis P5
- Richtungspfeile Bewegung
- A bis D
- Positionierabstände
