JP2000237607A - 多関節ロボット付きドラフトチャンバ及びこれを用いた未分明物質入りの容器からのサンプリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】分析作業に入る前のサンプリング作業を無人化
できるようにする。 【解決手段】未分明物質入りの容器２をドラフトチャン
バ１１におけるチャンバ本体１２の作業空間１５内に設
けた作業台２５上に前面開口部１３側から導入して定置
し、作業空間１５内に配設されている多関節ロボット４
１に対し容器２の個々の密封構造との関係で定まる最適
な開封操作手順を教示する前処理工程と、容器２を開封
する際に小爆発の可能性があれば通常作業時用の透明前
面扉２１に代えて特異作業時用の耐圧前面扉２２で前面
開口部１３を遮蔽した後に多関節ロボット４１により容
器２の開封封操を遠隔操作により行う開封工程と、開封
後に容器２内から物質の一部をその存在状態の別に応じ
て所定位置へと多関節ロボット４１を用いて取り出すサ
ンプリング工程とを少なくとも経て行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小爆発を引き起こ
す可能性のある成分の未分明な薬品等の物質をドラフト
チャンバを利用して分析しようとする際に、事前に該物
質を容器内から安全裡にサンプルとして採取し、事後に
行われる分析作業を円滑に行えるようにした多関節ロボ
ット付きドラフトチャンバ及びこれを用いた未分明物質
入りの容器からのサンプリング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】成分が未分明な薬品等の各種物質につい
ては、そのまま廃棄することが法律により固く禁じられ
ている。このため、この種の物質を法律に従って廃棄し
ようとする際には、事前にサンプリング分析を行ってそ
の成分を把握しておく必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、成分が未分明
な薬品等の各種物質のなかには、空気に触れたり金属に
触れることにより小爆発を引き起こすものもある。この
ため、上記物質をサンプリング分析しようとする際に
は、作業者の身に危険が及ばないような各種の安全対策
をとる必要があり、結果的に分析作業を効率的に行えな
くなるという問題があった。

【０００４】本発明は従来技術にみられた上記課題に鑑
み、分析作業に入る前の事前のサンプリング作業を人手
で直接に行うことを止めて、ドラフトチャンバ内に設置
した多関節ロボットを介して間接的に行ってサンプリン
グ作業の無人化を図ることにより、作業時の安全性確保
と作業の効率化とを実現できるようにした多関節ロボッ
ト付きドラフトチャンバ及びこれを用いた未分明物質入
りの容器からのサンプリング方法を提供することにその
目的がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべくなされたものであり、そのうち、第１の発明の構
成上の特徴は、実験室等の外部空間とチャンバ本体内に
て給排気を自在にして確保される作業空間との間の仕切
りが自在となって設けられた前面開口部を少なくとも備
えてなるドラフトチャンバにおいて、前記前面開口部
は、通常作業時用の透明前面扉と特異作業時用の耐圧前
面扉とのいずれかを選択的に昇降させることにより仕切
りを自在にして形成するとともに、前記作業空間内に
は、該作業空間内の作業台上に定置される未分明物質入
りの容器の開封と該容器からのサンプルの採取とを行わ
せる多関節ロボットを配設したことにある。

【０００６】また、第２の発明の構成上の特徴は、未分
明物質入りの容器をドラフトチャンバにおけるチャンバ
本体の作業空間内に設けた作業台上に前面開口部側から
導入して定置し、前記作業空間内に配設されている多関
節ロボットに対し前記容器の個々の密封構造との関係で
定まる最適な開封操作手順を教示する前処理工程と、前
記容器を開封する際に小爆発の可能性があれば通常作業
時用の透明前面扉に代えて特異作業時用の耐圧前面扉で
前記前面開口部を遮蔽した後に多関節ロボットにより前
記容器の開封封操を遠隔操作により行う開封工程と、開
封後に容器内から物質の一部をその存在状態の別に応じ
て所定位置へと前記多関節ロボットを用いて取り出すサ
ンプリング工程とを少なくとも経て行うことにある。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る多関節ロボ
ット付きドラフトチャンバの一例を示す正面図であり、
図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視方向での縦断構造を
示す説明図である。

【０００８】これら図１と図２とによれば、その全体
は、実験室等の外部空間１と、チャンバ本体１２内にて
給排気を自在にして確保される作業空間１５との間の仕
切りが自在となって設けられた前面開口部１３を少なく
とも備えてなるドラフトチャンバ１１と、作業空間１５
内に設置された多関節ロボット４１とで少なくとも構成
されている。なお、図２中の符号Ｗは壁部を示す。

【０００９】このうち、ドラフトチャンバ１１は、チャ
ンバ本体１２の上半部に位置する前面開口部１３を除い
た周面をステンレススチールなどの耐圧性と耐食性とに
富む適宜の金属板からなる囲繞隔壁１３で囲繞して画成
される作業空間１５を保有している。しかも、該作業空
間１５は、一方のダクト１６を介して爆風導出ダクト１
７へと、他方のダクト１８を介して空気を浄化するため
に下流に用意されるスクラバー（図示せず）の側へと各
別に連通させることにより、ダンパー１９による通気量
の調節を自在にして給排気できるようになっている。

【００１０】さらに、チャンバ本体１２の前面開口部１
３は、該前面開口部１３の上方からの引き下ろしを自在
に配設されている通常作業時用の透明前面扉２１と、前
面開口部１３の下方から引き上げを自在に配設されてい
る特異作業時用の耐圧前面扉２４とのいずれかを選択的
に操作することにより、外部空間１との間を適宜仕切る
ことができるようになっている。この場合、透明前面扉
２１は、強化ガラス板と該強化ガラス板の外周部に覆設
されるサッシ枠とで形成されているものを、耐圧前面扉
２４は、例えば板厚が１０ｍｍ程度の鉄鋼板などの適宜
の金属板を用いて形成されているものをそれぞれ好適に
用いることができる。なお、耐圧前面扉２４の側を引き
下ろし自在とし、透明前面扉２１の側を引き上げ自在と
して配設することもできる。

【００１１】しかも、チャンバ本体１２の作業空間１５
内の下底側に位置する作業台２５上には、人間の腕の動
きとよく似た動作をさせることができる適宜の構造を備
えた多関節ロボット４１がその先端に適宜のチャック部
４２を備えて設置されている。この場合の多関節ロボッ
ト４１としては、チャンバ本体１２の作業空間１５内の
作業台２５上に容易に取り付けることができて６軸で滑
らかな動きをさせることができる例えば最大可搬重量が
５ｋｇ程度の小型な垂直多関節タイプのものなどを好適
に用いることができる。

【００１２】さらに、作業台２５上の適宜の位置には、
サンプリング対象である未分明物質入りの容器２を確実
に固定できる構造を備えた適宜の治具２７と、容器２内
から採取されたサンプルを保持させるための受け皿２８
と、各種の作業用アタッチメント２９が用意されたラッ
ク３０とが各別に配設されている。また、容器２がねじ
蓋で施蓋されているような場合には、多関節ロボット４
１のチャック部４２ともども作業用アタッチメント２９
に比較的強い回転トルクを付与して前記ねじ蓋を開蓋す
る必要がある。このため、治具２７自体を作業用アタッ
チメント２９の回転方向と逆の方向に回転できるように
して配設するならば、作業用アタッチメント２９の側の
回転トルクと治具２７の側の回転トルクとの相乗効果で
比較的容易に開蓋できるようにしておくのが望ましい。

【００１３】また、ラック３０は、各種の作業用アタッ
チメント２９を確実に保持すると同時に、多関節ロボッ
ト４１の側に比較的容易に引き渡すことができる適宜の
保持構造を備えているものを好適に用いることができ
る。また、容器２の施蓋構造には、外蓋方式やコルク栓
方式やアンプル方式や内蓋方式などがあることから、こ
れらの各方式に対応させた開封用の作業用アタッチメン
ト２９を用意する必要がある。さらに、容器２内の物質
は、その存在状態が液体や粉体や粉体が固まった固体の
いずれかになっていることから、それぞれの存在状態に
応じた採取構造を備えたサンプリング用の作業用アタッ
チメント２９を用意する必要がある。このため、作業用
アタッチメント２９は、多種多様の構造を備えたものが
用意されなければならず、したがって、ラック３０も例
えば開封用と採取用とを多関節ロボット４１の左右に各
別に配設するのが望ましい。さらにまた、多関節ロボッ
ト４１のために作成される動作プログラミングを簡素化
する観点からは、ラック３０を回転式としたり、エンド
レスで周回できる無端式とするのが好ましい。

【００１４】また、チャンバ本体１２の下半部に位置す
る架台２０内には、コンプレッサー３１と消火用の自動
消火器３２とが配設されており、該自動消火器３２から
引き出されたノズル３３を介して作業空間１５内に消火
用粉体を自動もしくは手動により噴射させることができ
るようになっている。

【００１５】さらに、ドラフトチャンバ１１との隣接位
置には、ロボット操作盤５２を備えた架台５１が配設さ
れており、該架台５１上には、監視カメラ２６の動きを
制御する監視カメラコントローラ５３と、監視カメラ２
６を介して取り込まれた映像を映し出す監視用モニタ５
４と、多関節ロボット４１の動作を制御するロボットコ
ントローラ５５とのほか、監視映像録画ビデオ５６や監
視カメラアダプタ５７などが搭載されている。なお、図
中の符号３４は、ダンパー１９の開閉角度を調節するダ
ンパーハンドルを、３５は防爆構造を備えて作業空間１
５内を照明できる照明器具をそれぞれ示す。

【００１６】一方、図３は、本発明に係るサンプリング
方法の一例についての処理手順の概要を示すフローチャ
ート図であり、本発明に係る多関節ロボット付きドラフ
トチャンバの作用とともに以下に説明する。

【００１７】すなわち、本発明に係るサンプリング方法
は、まず、ドラフトチャンバ１１の立上げ起動や照明器
具３５の点灯など、必要な準備作業を行った後、治具２
７に未分明な薬品等の物質が入った容器２を保持させて
作業台２５上に定置する。

【００１８】次いで、作業台２５上のラック３０から選
択した最適な作業用アタッチメント２９を人手を介して
取り外し、多関節ロボット４１のチャック部４２に装着
した後、該多関節ロボット４１のスイッチを入れて容器
２の開封に必要な一連の動作を多関節ロボット４１に教
示するためのティーチング処理がロボットコントローラ
５５の支援のもとで行われる。なお、ラック３０から開
封作業に最適な作業用アタッチメント２９を選別してチ
ャック部４２に装着する一連の動作は、多関節ロボット
に自動的に行わせたり、遠隔操作により半自動的に行わ
せるものであってもよい。

【００１９】該ティーチング処理を経た後は、容器２内
の物質がその開封時に小爆発を伴う可能性があるか否か
が研究者等の経験者の判断に基づいて行われる。この
際、少しでも可能性ありと判断された場合には、耐圧前
面扉２４を引き上げて前面開口部１３を遮蔽した後、監
視カメラ２６から得られる映像を監視用モニタ５４によ
り確認しながら多関節ロボット４１をロボット操作盤５
２を介して遠隔操作して容器２を開封する。この際にお
ける容器２の開封処理は、すでに述べた施蓋パターンの
別に応じてあらかじめ用意されている作業用アタッチメ
ント２９のなかから最適なものを適宜選別して行われ
る。

【００２０】開封後は、多関節ロボット４１を初期位置
に戻して停止させ、耐圧前面扉２４を引き下げることに
より、その遮蔽状態を解除して前面開口部１３を開放す
る。しかる後、ラック３０に用意されている作業用アタ
ッチメント２９のなかから容器２内の未分明物質の存在
状態の別に応じて、これを採取するに最適なものを人手
により選択して多関節ロボット４１のチャック部４２に
装着する。この場合においても、ラック３０からサンプ
リング作業に最適な作業用アタッチメント２９を選別し
てチャック部４２に装着する一連の動作は、多関節ロボ
ットに自動的に行わせたり、遠隔操作により半自動的に
行わせるものであってもよい。

【００２１】チャック部４２に容器２内の未分明物質の
存在状態の別に応じた最適な作業用アタッチメント２９
を装着した後は、多関節ロボット４１のスイッチを入れ
て容器２内から物質の一部を採取するためのサンプリン
グ作業に必要な一連の動作を多関節ロボット４１に教示
するためのティーチング処理がロボットコントローラ５
５の支援のもとで行われる。

【００２２】上記ティーチング処理を終えた後は、容器
２内からのサンプルの採取時に小爆発を伴う可能性があ
るか否かの判断が研究者等の経験者の判断に基づいて行
われる。この際、少しでも可能性ありと判断された場合
には、前面開口部１３を耐圧前面扉２４で遮蔽した後、
監視カメラ２６の監視下で多関節ロボット４１を作動さ
せて容器２内からサンプルを採取する。この際における
容器２内からのサンプル採取パターンは、物質が液体で
あるか固体であるか粉体であるかの別、つまり物質の存
在状態の別に応じて最適な適宜の採取手段が選択され
る。

【００２３】かくして、容器２内から採取されたサンプ
ルは、多関節ロボット４１により作業台２５上の受け皿
２６内へと移し替えるサンプリング作業が行われる。こ
のサンプリング作業を終えた後は、多関節ロボット４１
を初期位置に戻して停止させ、耐圧前面扉２４を引き下
げることにより遮蔽状態を解除して前面開口部１３を開
放した後、ドラフトチャンバ１１の作動を停止させたり
照明器具３５を消灯するなどの必要な後作業を行って、
実際の分析作業の待機状態へと移行させた上でその処理
を終了する。

【００２４】このため、小爆発を引き起こす可能性のあ
る成分の未分明な薬品等の物質をドラフトチャンバ１１
の作業空間１５内にて容器２から人手を介することなく
無人化した状態のもとで安全裡にサンプルとして採取す
ることができる。しかも、容器２の開封や該容器２内か
らサンプルを採取する際には、チャンバ本体１２の前面
開口部１３が耐圧前面扉２４で遮蔽されているので、仮
に作業時に小爆発を引き起こすことがあっても、爆風を
爆風導出ダクト１７を介して導出することができる。し
たがって、採取されたサンプルに対するドラフトチャン
バ１１を利用した分析作業も円滑に行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小爆
発を引き起こす可能性のある容器入りの成分の未分明な
薬品等の物質をドラフトチャンバを利用して分析する際
のサンプリング作業を、該物質を容器内から人手を介す
ることなく無人化した状態のもとで安全裡に遂行するこ
とができるので、作業時の安全性確保と作業の効率化と
を同時に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多関節ロボット付きドラフトチャ
ンバの一例を示す正面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視方向での縦断構造を
示す説明図。

【図３】本発明に係るサンプリング方法の一例について
の処理手順を示すフローチャート図。

【符号の説明】

１ 外部空間（実験室等） ２ 容器 １１ ドラフトチャンバ １２ チャンバ本体 １３ 前面開口部 １４ 囲繞隔壁 １５ 作業空間 １６ ダクト １７ 爆風導出ダクト １８ ダクト １９ ダンパー ２０ 架台 ２１ 透明前面扉 ２４ 耐圧前面扉 ２５ 作業台 ２６ 監視カメラ ２７ 治具 ２８ 受け皿 ２９ 作業用アタッチメント ３０ ラック ３１ コンプレッサー ３２ 自動消火器 ３３ ノズル ３４ ダンパーハンドル ３５ 照明器具 ４１ 多関節ロボット ４２ チャック部 ５１ 架台 ５２ ロボット操作盤 ５３ 監視カメラコントローラ ５５ ロボットコントローラ ５６ 監視映像録画ビデオ ５７ 監視カメラアダプタ Ｗ 壁部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実験室等の外部空間とチャンバ本体内にて
   給排気を自在にして確保される作業空間との間の仕切り
   が自在となって設けられた前面開口部を少なくとも備え
   てなるドラフトチャンバにおいて、 前記前面開口部は、通常作業時用の透明前面扉と特異作
   業時用の耐圧前面扉とのいずれかを選択的に昇降させる
   ことにより仕切りを自在にして形成するとともに、前記
   作業空間内には、該作業空間内の作業台上に定置される
   未分明物質入りの容器の開封と該容器からのサンプルの
   採取とを行わせる多関節ロボットを配設したことを特徴
   とする多関節ロボット付きドラフトチャンバ。
2. 【請求項２】未分明物質入りの容器をドラフトチャンバ
   におけるチャンバ本体の作業空間内に設けた作業台上に
   前面開口部側から導入して定置し、前記作業空間内に配
   設されている多関節ロボットに対し前記容器の個々の密
   封構造との関係で定まる最適な開封操作手順を教示する
   前処理工程と、前記容器を開封する際に小爆発の可能性
   があれば通常作業時用の透明前面扉に代えて特異作業時
   用の耐圧前面扉で前記前面開口部を遮蔽した後に多関節
   ロボットにより前記容器の開封封操を遠隔操作により行
   う開封工程と、開封後に容器内から物質の一部をその存
   在状態の別に応じて所定位置へと前記多関節ロボットを
   用いて取り出すサンプリング工程とを少なくとも経て行
   うことを特徴とする未分明物質入りの容器からのサンプ
   リング方法。