JP2012026985A - Sample conveyance apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料が収容された複数の試料容器が設置された棚から分析すべき試料の試料容器を自動的に取り出して分析装置に設置する試料搬送装置に関するものである。 The present invention relates to a sample transport device that automatically takes out a sample container of a sample to be analyzed from a shelf in which a plurality of sample containers containing samples are installed and installs the sample container in an analyzer.
複数の試料を自動で連続的に分析する自動分析装置などでは、試料を連続して自動的に搬送する試料搬送装置が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。試料搬送装置の一つとして、試料容器を載置したラックを収容しておくラック棚とラック棚からラックを取り出し分析装置の所定の位置へ搬送する搬送機構からなるものがある。ラック棚にはラックを収容するラック収容部が複数設けられており、ラックをラック棚のラック収容部に設置しておくと、搬送機構の保持部が分析すべき試料容器が載置されたラックの位置まで移動してラックを保持し、分析装置の所定の位置まで搬送する。 In an automatic analyzer that automatically and continuously analyzes a plurality of samples, a sample transport device that automatically and continuously transports samples is used (see, for example, Patent Document 1). One sample transport device includes a rack shelf that stores a rack on which a sample container is placed, and a transport mechanism that removes the rack from the rack shelf and transports the rack to a predetermined position of the analyzer. The rack shelf is provided with a plurality of rack accommodating portions for accommodating racks, and when the rack is installed in the rack accommodating portion of the rack shelf, the rack on which the sample container to be analyzed by the holding portion of the transport mechanism is placed The rack is held by moving to a predetermined position and conveyed to a predetermined position of the analyzer.
ところで、試料搬送装置を組み立てて据え付けたときは搬送機構にラック棚の各ラック収容部との位置関係を覚えこませるティーチングという作業を行なう必要がある。ティーチング作業は、保持部をマニュアル操作でラック収容部の基準位置へ移動させてその位置情報を装置に保存する作業である。ティーチング作業が正確に行なわれなかった場合は、保持部のラック収容部に対する位置決めにずれが生じ、保持部がラック本体と干渉するなどの不具合が生じる。 By the way, when the sample transport apparatus is assembled and installed, it is necessary to perform an operation of teaching that causes the transport mechanism to remember the positional relationship with each rack accommodating portion of the rack shelf. The teaching operation is an operation for moving the holding unit to the reference position of the rack housing unit by manual operation and storing the position information in the apparatus. If the teaching work is not performed correctly, the positioning of the holding part with respect to the rack housing part will be displaced, causing problems such as interference of the holding part with the rack body.
そこで本発明は、ラックの搬送の際のラック収容部に対する保持部の位置決め精度を高めることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the positioning accuracy of a holding unit with respect to a rack housing unit during rack transport.
本発明は、試料容器を保持するラックを収容するための複数のラック収容部と、ラックの保持面を保持する保持部を有し、保持部を移動させることによりラックを搬送する搬送機構と、保持部の先端面に設けられて保持面の存在を検出するセンサと、必要に応じてラック収容部に収容され、上記ラックとは異なるラックであって、その保持面の一部領域にセンサの検知部よりも広い面積の開口部又は凹部からなる被識別領域をもっている位置検出用ラックと、ラック収容部に対する保持部の位置決めの基準となる予め設定された基準位置の位置情報を保持する位置情報保持部と、位置検出用ラックをラック収容部に収容した状態で、位置情報保持部に保持されている位置情報に基づいてセンサを被識別領域内の位置に位置決めした後、センサによって被識別領域の境界位置を検出し、その境界の位置情報に基づいて基準位置の位置情報を変更する補正手段と、補正手段により求めた新たな基準位置情報を保持する補正情報保持部と、補正情報保持部に保持されている基準位置情報に基づいてラックの搬送動作を行なうための搬送手段と、補正手段及び搬送手段に従って搬送機構を制御する制御部と、を備えた試料搬送装置である。 The present invention includes a plurality of rack accommodating portions for accommodating a rack that holds a sample container, a holding portion that holds a holding surface of the rack, and a transport mechanism that transports the rack by moving the holding portion; A sensor that is provided on the front end surface of the holding unit and detects the presence of the holding surface, and is housed in the rack housing unit as necessary. Position information that holds position information of a position detection rack having an identification area consisting of an opening or a recess having a larger area than the detection unit, and a preset reference position serving as a reference for positioning the holding unit with respect to the rack housing unit After the holding unit and the position detection rack are housed in the rack housing unit, the sensor is positioned at a position in the identified area based on the position information held in the position information holding unit, and then the sensor Therefore, a correction unit that detects the boundary position of the identified region and changes the position information of the reference position based on the position information of the boundary; a correction information holding unit that holds new reference position information obtained by the correction unit; A sample transport apparatus comprising transport means for performing a rack transport operation based on reference position information held in a correction information holding section, and a control section for controlling a transport mechanism according to the correction means and the transport means. .
上記の予め設定された「位置情報」とは、装置の組立て時や据付け時に行なわれるティーチング作業で得られた位置情報である。ティーチング作業は、作業者がマニュアル作業でラック収容部に対して保持部の位置決めを行ない、そのときの位置情報を保存する作業である。本発明の試料搬送装置は、この作業者によるティーチング作業で得られた位置情報をセンサを用いた補正動作によって補正する機能を備えている。ティーチング作業で得られた位置情報はその補正動作でセンサを被識別領域内の位置へ位置決めする際に利用される。被識別領域はセンサの面識別能力よりも広く形成されているため、ティーチング作業で得られた位置情報がそれほど高精度のものでなくともセンサを被識別領域内の位置へ位置決めすることができる。 The above-mentioned “position information” set in advance is position information obtained by teaching work performed when the apparatus is assembled or installed. The teaching operation is an operation in which an operator manually positions the holding unit with respect to the rack housing unit and saves position information at that time. The sample transport device of the present invention has a function of correcting the position information obtained by the teaching work by the operator by a correction operation using a sensor. The position information obtained by the teaching work is used when the sensor is positioned at a position in the identified area by the correction operation. Since the identification area is formed wider than the surface identification ability of the sensor, the sensor can be positioned at a position in the identification area even if the position information obtained by teaching work is not so accurate.
センサとしては、先端部が検出側に向かって傾倒し、その先端部にラックの保持面が接触したときに変異してスイッチをオンにするアクチュエータを有するマイクロスイッチを挙げることができる。 An example of the sensor is a microswitch having an actuator that turns on when the tip is inclined toward the detection side and the holding surface of the rack comes into contact with the tip.
本発明の試料搬送装置では、位置検出用ラックをラック収容部に収容した状態で、位置情報保持部に保持されている位置情報に基づいてセンサの検知部を開口部又は凹部からなる被識別領域内の位置に位置決めした後、センサによって被識別領域の境界位置を検出し、その境界の位置情報に基づいて基準位置情報を変更する補正動作を行なうための補正手段を備えているので、ティーチング作業でラック収容部の高精度な基準位置情報が得られなくてもその位置情報の精度を高めることができる。さらに、補正動作で変更した基準位置情報に基づいて搬送機構を制御する搬送手段も備えているので、搬送時におけるラック収容部への保持部の位置決め精度が向上し、保持部がラックに干渉するなどの不具合を防止できる。 In the sample transport device according to the present invention, the detection unit of the sensor is configured to be an identification area including an opening or a recess based on the position information held in the position information holding unit in a state where the position detection rack is stored in the rack holding unit. Since the sensor is equipped with a correction means for detecting the boundary position of the identified area by the sensor and changing the reference position information based on the position information of the boundary Thus, even if the high-precision reference position information of the rack housing portion is not obtained, the accuracy of the position information can be improved. Furthermore, since the conveyance means for controlling the conveyance mechanism based on the reference position information changed by the correction operation is also provided, the positioning accuracy of the holding portion with respect to the rack accommodating portion during conveyance is improved, and the holding portion interferes with the rack. Etc. can be prevented.
試料搬送装置の一実施例を図1から図7を用いて説明する。
図1に示されているように、この実施例の試料搬送装置はラック棚2と搬送機構6とを備えている。図示は省略されているが、この試料搬送機構は分析装置の近傍に配置され、ラック棚2に収容されているラックを搬送機構6によって分析装置のラック設置位置へ設置し又は分析装置にて分析の終了した試料のラックを搬送機構6によってラック棚2の所定の位置へ収容するための装置である。この実施例では、分析装置のラック設置位置は、搬送機構6を挟んでラック棚2とは反対側に配置されているものとする。ラック棚2には試料容器を載置したラックを収容しておく複数のラック収容部4が設けられている。各ラック収容部4のラック取出し・収容口はラック棚2の正面側に設けられている。
An embodiment of the sample transport device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the sample transport device of this embodiment includes a
搬送機構6はラック収容部4に収容されているラックを保持するための保持部16を備え、保持部16を移動させることによってラックの搬送を行なうものである。保持部16はラックを保持するための爪部18を備えてアーム14の先端に固定されている。アーム14は垂直方向の垂直ガイド10上に配置された垂直移動部12に一定方向へ伸縮可能に保持されている。垂直移動部12は垂直ガイド10に沿って垂直方向に移動可能であるとともに垂直ガイド10を中心に回転可能である。垂直ガイド10は棒ネジであり、垂直移動部12は垂直ガイド10と螺合しており、垂直移動部12が垂直ガイド10に対して相対的に回転することにより垂直方向の上下に移動する。垂直ガイド10の下端部は水平移動部9に支持されている。水平移動部9はラック棚2と平行に配置された水平ガイド8上に配置され、水平ガイド8に沿って移動可能である。
The
この構成により、搬送機構6は水平移動部9及び垂直移動部12の位置決めによって保持部16をラック棚2の任意のラック収容部4の位置へ移動させてそこに収容されているラックを取り出すことができるともに、垂直移動部12の180°の回転と水平移動部9及び垂直移動部12の位置決めによって取り出したラックを分析装置のラック設置位置に設置することができる。分析の終了したラックを分析装置からラック収容部4へ戻す場合も搬送機構6は同様の動作をする。
With this configuration, the
図3(A)はラック収容部4に収容される通常の試料用ラックを示したものである。試料用ラック22は正面が保持部16によって保持される保持面となっており、その保持面に保持部16の爪部18を挿入して係合させるための保持用開口部24を備えている。試料用ラック22には試料容器としてのマイクロプレート26が載置されている。
FIG. 3A shows a normal sample rack accommodated in the
保持部16の前面部に保持部16がラック22を保持しているか否かを検知する保持センサとしてのマイクロスイッチ20が設けられている。マイクロスイッチ20は、図3(C)により詳しく示されているように、保持部16の前面側へ先端部が傾倒したアクチュエータ20aを備えている。アクチュエータ20aが傾倒しているときはオフの状態であり、アクチュエータ20aの先端部がラック22の保持面に接触して変異したときにオンとなる。保持部16がラック22を保持しているときはマイクロスイッチ20がオンとなるため、マイクロスイッチ20がオンになっているか否かで保持部16がラック22を保持しているか否かを確認することができる。
A
ラック棚2はラック収容部4に収容して待機させる試料の温度を一定に保つためにラック収容部4内を冷蔵する機能を備えている。試料を収容しない空きのラック収容部4ができる場合に、その空きのラック収容部4にラックを収容せずに内部を開放していると、冷蔵機能によって冷やされているラック収容部4の内壁に外気が触れて結露が発生する。そのため、試料を収容しないラック収容部4であってもラックを収容しておくことが必要である。その場合、通常の試料用ラック22を収容しておいてもよいが、そうすると試料を載置したラック22であるのか結露防止用に収容したラック22であるのかが識別できないため、空きのラック収容部4には図3(B)に示されるようなダミーラック22aが収容される。
The
ダミーラック22aが試料用ラック22と異なっている点は保持面の一部領域に被識別領域28が設けられている点である。被識別領域28はマイクロスイッチ20のアクチュエータ20a先端部よりも広く形成された開口部又はアクチュエータ20a先端部が接触しない深さの凹部からなる。被識別領域28の中心位置は、このダミーラック22aを保持するために位置決めされた保持部16のアクチュエータ20a先端部がくる位置から一定距離だけ下方の位置に設定されている。ダミーラック22aも保持面に保持部16の爪部18を係合させるための保持用開口部24を備えている。
The
ここで、以下の説明では、各ラック収容部4のダミーラック22a収容時に被識別領域28の中心がくる位置を「識別位置」と呼び、各ラック収容部4のラック22又は22aを取り出す際に位置決めされる保持部16のマイクロスイッチ20のアクチュエータ22aの先端部の位置を「基準位置」と呼ぶ。マイクロスイッチ20のアクチュエータ20aが「基準位置」にあるときも「識別位置」にあるときも、爪部18がともに保持用開口部24内にあるように保持用開口部24は上下方向に延びた長穴として形成されている。
なお、この実施例では、「基準位置」と「識別位置」との位置関係が「識別位置」が「基準位置」よりも一定距離だけ下方に位置するように設定されているが、このような上下の位置関係に限定されず、左右の位置関係などであってもよい。
Here, in the following description, the position where the center of the identified
In this embodiment, the positional relationship between the “reference position” and the “identification position” is set so that the “identification position” is positioned a certain distance below the “reference position”. It is not limited to the vertical positional relationship, and may be a horizontal positional relationship or the like.
被識別領域28が開口部又はアクチュエータ20a先端部が接触しない深さの凹部であるため、この領域28内にマイクロスイッチ20を位置決めしてもアクチュエータ20aがダミーラック22a保持面に接触して変異せず、マイクロスイッチ20はオフのままとなる。マイクロスイッチ20は、各ラック収容部4におけるラック20又は22の存在の確認に利用されるとともに、そのラックが試料用ラック22であるかダミーラック22aであるかを判別するために利用される。図6(A)に示されているように、保持部16を各ラック収容部4の基準位置に位置決めしてラック収容部4側へ接近させたときにマイクロスイッチ20がオンになればその位置にラック22又は22aのいずれかが存在する。さらに、保持部16をラック収容部4の識別位置に位置決めしてラック収容部4側へ接近させ、マイクロスイッチ20がオンになればそのラック収容部4には試料用ラック22が収容されており、マイクロスイッチ20がオフのままであればダミーラック22aが収容されている。
Since the identified
次に、搬送機構6の制御系統について図2を用いて説明する。
搬送機構6の動作は制御部31を介して演算処理部30により制御される。演算処理部30は実行する工程に応じた指令を制御部31に送り、制御部31は演算処理部30からの指令に応じたパルス数の信号を水平移動部9、垂直移動部12又はアーム14に与える。演算処理部30は、搬送手段32、補正手段34、位置情報保持部36及び補正情報保持部38を備えている。位置情報保持部36には、予め作業者によるティーチング作業で設定された各ラック収容部4に対する保持部16の位置決めの基準位置情報が保持されている。補正手段34は位置情報保持部36に保持されている位置情報の補正動作を実行するように構成されている。この補正動作により補正された基準位置情報は補正情報保持部38に保持される。搬送手段32は、補正情報保持部38に保持されている基準位置情報に基づいて保持部16をラック収容部4及び分析装置のラック設置位置を含む所定の位置に移動させてラックの取出しや収容といった搬送動作を実行するように構成されている。
Next, the control system of the
The operation of the
保持部16のラック収容部4に対する位置決め用の位置情報の設定手順について図4のフローチャートを用いて説明する。
まず、操作者がマニュアル操作で保持部16のラック収容部4に対する位置決めの基準位置を設定するためのティーチング作業を行なう(ステップS1)。ティーチング作業は全てのラック収容部4について行なうものであってもよいし、特定のラック収容部4について行なうものであってもよい。ここでは、4隅のラック収容部4の基準位置を設定する。各ラック収容部4間の位置関係は予め決まっており、4隅のラックの基準位置が決まれば残りの全ラック収容部4の基準位置を計算により求めることができる。
A procedure for setting position information for positioning the holding
First, the operator performs a teaching operation for setting a reference position for positioning the holding
ティーチング作業は4隅のラック収容部4に試料用ラック22を収容した状態で行なう。試料用ラック22の保持面の基準位置には作業者が目視で確認できる目印が記されており、ティーチング作業ではその目印にアクチュエータ20a先端部がくるように保持部16の位置を調整し、その位置情報を位置情報保持部36に保存する(ステップS2)。この操作を4隅のラック収容部4について行なう。
Teaching is performed with the sample racks 22 accommodated in the rack
ティーチング作業が終了した後は、作業者が補正動作の開始の指示を入力することにより、4隅のラック収容部4の位置情報を補正する補正動作が自動で行なわれる(ステップS3)。補正動作については後述する。この補正動作により、4隅のラック収容部4についての補正した位置情報が補正情報保持部38に保存される(ステップS4)。
After the teaching work is completed, a correction operation for correcting the position information of the rack
補正動作について図5のフローチャートと図7のダミーラック22a保持面の平面図を用いて説明する。
補正動作では、4隅のラック収容部4は試料用ラック22が収容されていない状態にしておき、ダミーラック22aを位置検出用ラックとして用いる。補正を行なうラック収容部4へのダミーラック22aの収容は搬送機構6で自動的に行なうようにしてもよいし、作業者が予め4隅のラック収容部4にダミーラック22aを収容するようにしてもよい。ダミーラック22aの被識別領域28を被識別領域としてマイクロスイッチ20で検出し、そのときの位置情報に基づいてラック収容部4の基準位置の補正を行なう。この例では、搬送機構6が所定の場所に設置されているダミーラック22aを4隅のラック収容部4に順に搬送して収容する(ステップS11)。ダミーラック22aの搬送時の各ラック収容部4に対する保持部16の位置決めは、位置情報保持部36の位置情報に基づいて行なわれる。
The correction operation will be described with reference to the flowchart in FIG. 5 and the plan view of the holding surface of the
In the correction operation, the rack
所定のラック収容部4にダミーラック22aを収容した後、位置情報保持部36の基準位置の情報からそのラック収容部4の識別位置を割り出し、その識別位置に保持部16を移動させる(ステップS12、図7(A)参照)。保持部16を識別位置に移動させると、マイクロスイッチ20のアクチュエータ20aの先端部は被識別領域28内に位置する。この位置で保持部16をダミーラック22a側へ接近させてもマイクロスイッチ20はオフのままである。
After the
アクチュエータ20aが被識別領域28内に位置する状態から一定方向へ微小距離移動させてから保持部16をダミーラック22a側へ接近させる動作を繰り返し、マイクロスイッチ20がオフのままの位置とオンになる位置との境界を探索する(図7(B)参照)。その境界の位置が被識別領域28の境界の位置である。この動作を左右方向と上下方向の4方向について行ない、被識別領域の左右端の位置と上下端の位置に基づいて被識別領域28の中心位置を求める(ステップS13、図7(C)参照)。求めた被識別領域28の中心位置から一定距離だけ上方の位置を新たな基準位置情報として補正情報保持部38に保存する(ステップS15、図7(D)参照)。4隅のラック収容部4について以上の動作を行なう(ステップS16)。
After the
この実施例ではラック収容部4内の結露を防止するためのダミーラック22aを利用して補正動作を行なうように構成しているため、新たに補正動作用のラックを作成したりすることなく従来の装置構成のままでラック収容部4に対する保持部16の位置決め精度を高めることができる。
In this embodiment, since the correction operation is performed by using the
2 ラック棚
4 ラック収容部
6 搬送機構
8 水平ガイド
9 水平移動部
10 垂直ガイド
12 垂直移動部
14 アーム
16 保持部
18 爪部
20 マイクロスイッチ
20a アクチュエータ
22 試料ラック
22a ダミーラック
24 保持用開口部
26 試料容器(マイクロプレート)
28 被識別領域
30 演算処理部
31 制御部
32 搬送手段
34 補正手段
36 位置情報保持部
38 補正情報保持部
2
28
Claims (2)
前記ラックの保持面を保持する保持部を有し、前記保持部を移動させることにより前記ラックを搬送する搬送機構と、
前記保持部の先端面に設けられて前記保持面の存在を検出するセンサと、
必要に応じて前記ラック収容部に収容され、前記ラックとは異なるラックであって、その保持面の一部領域に前記センサの検知部よりも広い面積の開口部又は凹部からなる被識別領域をもっている位置検出用ラックと、
前記ラック収容部に対する前記保持部の位置決めの基準となる予め設定された基準位置の位置情報を保持する位置情報保持部と、
前記位置検出用ラックを前記ラック収容部に収容した状態で、前記位置情報保持部に保持されている位置情報に基づいて前記センサを前記被識別領域内の位置に位置決めした後、前記センサによって前記被識別領域の境界位置を検出し、その境界の位置情報に基づいて前記基準位置の位置情報を変更する補正動作を行なうための補正手段と、
前記補正動作で求めた新たな基準位置情報を保持する補正情報保持部と、
前記補正情報保持部に保持されている基準位置情報に基づいてラックの搬送動作を行なうための搬送手段と、
前記補正手段及び搬送手段にしたがって前記搬送機構を制御する制御部と、を備えた試料搬送装置。 A plurality of rack accommodating portions for accommodating a rack for holding a sample container;
A holding mechanism for holding the holding surface of the rack, and a transport mechanism for transporting the rack by moving the holding section;
A sensor that is provided on a front end surface of the holding portion and detects the presence of the holding surface;
The rack is accommodated in the rack accommodating portion as necessary, and is a rack different from the rack, and has an identification region comprising an opening or a recess having a larger area than the detection portion of the sensor in a partial region of the holding surface. A position detection rack,
A position information holding unit that holds position information of a preset reference position serving as a reference for positioning the holding unit with respect to the rack accommodating unit;
In a state where the position detection rack is housed in the rack housing portion, the sensor is positioned at a position in the identified area based on the position information held in the position information holding portion, and then the sensor detects the position. Correction means for detecting a boundary position of the identified region and performing a correction operation for changing the position information of the reference position based on the position information of the boundary;
A correction information holding unit for holding new reference position information obtained in the correction operation;
Transport means for performing a rack transport operation based on the reference position information held in the correction information holding section;
A control unit that controls the transport mechanism according to the correction unit and the transport unit.
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