JP2014121750A - 自動調製システム - Google Patents

Abstract

【課題】有害物質から作業者をより確実に保護することが可能な自動調製システムを提供すること。
【解決手段】実施形態に係る自動調製システムにあっては、ケースと、圧力調整部と、複数のロボットとを備える。ケースは、内部が作業空間となる。圧力調整部は、ケースの内部を外部に対して陰圧に保つ。複数のロボットは、ケースの天井面に設置され、それぞれアームを有するように構成される。また、複数のロボットは、アームを協働させて調製作業を行う。
【選択図】図１Ａ

Description

開示の実施形態は、自動調製システムに関する。

従来、薬剤などの調製作業中に有害物質から作業者を保護する安全キャビネットが知られている。かかる安全キャビネットは、内部が作業空間となるケースと、ケースの壁面に設けられる開口部を開閉可能な扉と、ケースに接続されてケース内部の空気を吸気する吸気部とを備える（例えば、特許文献１参照）。

上記した安全キャビネットにあっては、例えば作業者が手袋等を装着して開口部からケースの内部へ手を挿入して作業を行う場合に、ケース内部の有害物質が開口部から作業者側へ漏出することを防止することで、作業者を有害物質から保護することができる。

特開２００３−２６９７６３号公報

しかしながら、安全キャビネットを用いて作業を行う場合であっても、ケース内部で作業を行う作業者の手は有害物質にさらされる可能性がある。実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、有害物質から作業者をより確実に保護することが可能な自動調製システムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る自動調製システムは、内部が作業空間となるケースと、前記ケースの内部を外部に対して陰圧に保つ圧力調整部と、前記ケースの天井面に設置され、それぞれアームを有する複数のロボットとを備える。前記複数のロボットは、前記アームを協働させて調製作業を行う。

実施形態の一態様によれば、有害物質から作業者をより確実に保護することが可能な自動調製システムを提供することができる。

図１Ａは、実施形態に係る自動調製システムを示す説明図である。 図１Ｂは、実施形態に係る自動調製システムを示す説明図である。 図１Ｃは、実施形態に係る自動調製システムを示す説明図である。 図２は、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。 図３は、図１Ａに示す安全キャビネットの説明平面図である。 図４は、図１Ａに示す第１のロボットの構成を示す正面図である。 図５は、図１Ａに示す第２のロボットの構成を示す正面図である。 図６Ａは、図１Ａに示す第１のロボットの手首機構の説明図である。 図６Ｂは、図１Ａに示す第２のロボットの手首機構の説明図である。 図７は、実施形態に係る自動調製システムにおいて行われる作業の作業手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する自動調製システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、実施形態に係る自動調製システム１を示す説明図である。なお、図１Ａには、扉２ａ，２ｂによってケース３の開口部４ａ，４ｂが閉塞された状態を示しており、図１Ｂには、扉２ｂによってケース３の開口部４ｂのみが開放された状態を示している。また、図１Ｃには、扉２ａによってケース３の開口部４ａが開放された状態を示している。

また、説明を分かり易くするために、図１Ａから図１Ｃには、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸、ケース３の前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸とした３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。

図１Ａから図１Ｃに示すように、自動調製システム１は、安全キャビネット１０と、複数のロボット２０ａ，２０ｂと、コントローラ５０と、シミュレータ５１とを備える。

かかる自動調製システム１では、調製前の薬剤が封入された薬剤容器を収納するトレイＴが、後述する搬出入装置によって安全キャビネット１０内へ搬入されると、ロボット２０ａ，２０ｂは、薬剤を調製する作業を安全キャビネット１０内で行う。そして、自動調製システム１は、調製後の薬剤が収納されたトレイＴを、搬出入装置によって安全キャビネット１０から外部へ搬出する。

このように、自動調製システム１は、薬剤の調製作業を自動化したシステムである。なお、以下において、ロボット２０ａ，２０ｂに薬剤の調製作業を行わせる場合について説明するが、自動調製システム１は、ロボット２０ａ，２０ｂに薬剤の調製作業以外の作業を行わせる場合にも適用可能である。具体的には、例えば液体状、気体状や粉体状のものを調合して食品や工業製品を作る作業にも適用可能である。

以下、自動調製システム１が備える構成要素について説明する。安全キャビネット１０は、ケース３と、扉２ａ，２ｂと、吸気部（圧力調整部）１１と、搬出入装置１２とを備える。

ケース３は、金属製で略直方体形状の筐体であり、内部が作業空間となる。なお、ケース３の材質および形状は、上記に限定されるものではなく、調製作業の内容に応じて適宜に変更してもよい。

図２は、図１ＡのＡ−Ａ’線断面図である。図２に示すように、ケース３の前後左右にある４つの壁面のうちの一つの壁面側、例えば前面側（図２において右側）には、内部空間と外部空間とを連通する開口部４ａが設けられる。開口部４ａは、ケース３の前面側の全域に亘って略矩形状に形成される。ケース３には、この開口部４ａを開閉可能な扉２ａが取り付けられる。

図１Ｂおよび図２によく示すように、扉２ａには開口部４ｂが形成される。具体的には、例えば図１Ｂにおいて扉２ａの左下部が部分的に略矩形状に切り欠かれて開口部４ｂが形成される。そしてケース３には、開口部４ｂを開閉可能な扉２ｂが、扉２ａの外側に重畳するように取り付けられる。この開口部４ｂは、後述する如く、薬剤の搬出入に利用される。このように、ケース３の壁面側において薬剤の搬出入部位には、搬出入用の開口部４ｂが設けられている。なお、開口部４ｂは、ロボット２０ａの近傍に配置されるが、これについては後に説明する。

上記した２枚の扉２ａ，２ｂは、例えば、金属性のガイドレールと、ガイドレールに嵌め込まれ、扉２ａ，２ｂの外部から扉２ａ，２ｂの内部を視認可能な程度の透光性を有する強化ガラスとによって形成される。

かかる扉２ａ，２ｂは、それぞれ昇降可能に構成され、図１Ａに示すように扉２ａ，２ｂの両方が下降されることで開口部４ａ，４ｂを閉塞してケース３の内部を外部から隔離された閉塞空間とする。また、図１Ｂに示すように扉２ｂのみが上昇されることで開口部４ｂを開放し、さらに図１Ｃに示すように扉２ａが上昇されることで開口部４ａを開放する。

したがって、自動調製システム１は、扉２ａ，２ｂが図１Ａに示す状態にあるとき、ケース３の内部に配置されたロボット２０ａ，２０ｂを協働させて、薬剤の調製作業を行わせることで、有害物質から作業者をより確実に保護することが可能となるが、これについては後に詳説する。

また、自動調製システム１は、扉２ａ，２ｂが図１Ｂに示す状態にあるとき、例えば薬剤の搬出入を搬出入装置１２に行わせることが可能となる。これにより、薬剤の搬出入時において、ケース３の内部空間と外部空間とが連通する面積を小さくできるとともに、搬出入に要する時間も短くでき、よって有害物質から作業者をより一層確実に保護することができるが、これについても後述する。

さらに、扉２ａ，２ｂを図１Ｃに示す状態となるようにして、ケース３の前面側を大きく開放するようにすれば、例えばロボット２０ａ，２０ｂのメンテナンス作業などを容易に行うことができる。

ケース３の底部３ａは、作業台として機能し、そこには薬剤の調製作業に用いられる各種の器具が載置される。調製作業用の器具としては、例えば、後述するシリンジＳを一時的に保持する保持治具１３ａ、使用済みのシリンジＳなどを廃棄する廃棄瓶１３ｂなどである。なお、底部３ａには、上記した保持治具１３ａや廃棄瓶１３ｂ以外にも、薬剤が充填された薬剤容器（バイタル）Ｖを仮置きする仮置き台などが載置されるが、図示の簡略化のため、省略する。また、保持治具１３ａや廃棄瓶１３ｂは、本実施形態の要旨ではないため、模式的に示している。

図３は、安全キャビネット１０の説明平面図である。なお、図３においては、ケース３の底部３ａの形状、搬出入装置１２やロボット２０ａ，２０ｂの配置などを理解し易くするため、ケース３の天井部３ｂを透視して示している。

図３によく示すように、ケース３の底部３ａには、外方に向けて突出する突出部３ａ１が形成される。具体的に突出部３ａ１は、例えば底部３ａの図３において左下部から部分的にＸ軸の負方向に向けて突出するように形成される。突出部３ａ１には、薬剤をケース３の内部に搬出入する搬出入装置１２が設置される。

搬出入装置１２は、複数のコンベアを備える、具体的には、例えば第１のコンベア１２ａと、第２のコンベア１２ｂとを備える。第１、第２のコンベア１２ａ，１２ｂは、図示しない駆動源（例えばサーボモータ）によってベルトを駆動させるベルトコンベアである。なお、第１、第２のコンベア１２ａ，１２ｂは、ベルトコンベアに限定されるものではなく、ローラコンベアやチェーンコンベアなどの他の搬出入装置であってもよい。

第１、第２のコンベア１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸と並列に（略平行に）配置され、長手方向の一端が突出部３ａ１に位置する、すなわち、ケース３の外部に位置する一方、他端がケース３の内部に位置するように配置される。

また、第１、第２のコンベア１２ａ，１２ｂは、ベルトの駆動方向が互いに相違するように構成される。すなわち、例えば第１のコンベア１２ａのベルトは、ケース３の外部から内部へ向けて駆動する、換言すれば、Ｘ軸の正方向に駆動する。他方、第２のコンベア１２ｂのベルトは、ケース３の内部から外部へ向けて駆動する、換言すれば、Ｘ軸の負方向に駆動する。

これにより、作業者は、薬剤のケース３内部への搬出入作業を搬出入装置１２を介して行うことができる。すなわち、作業者は、例えば調製前の薬剤が封入された薬剤容器Ｖ、シリンジＳ、および輸液バッグＢなど調製作業に必要な物が収納されたトレイＴを、突出部３ａ１の第１のコンベア１２ａ上に置く。そして、ケース３の開口部４ｂが開放された状態で、第１のコンベア１２ａを駆動させると、トレイＴはケース３の内部に搬入されることとなる。なお、図３はトレイＴが搬入された状態を示している。

また、図示は省略するが、後述するように、調製後の薬剤が封入された輸液バッグＢを収納するトレイＴは、ロボット２０ａ，２０ｂによってケース３内の第２のコンベア１２ｂ上に置かれる。そして、ケース３の開口部４ｂが開放された状態で、第２のコンベア１２ｂを駆動させると、トレイＴはケース３の内部から外部、正確には、突出部３ａ１まで搬出されることとなる。

このように、自動調製システム１は搬出入装置１２を備えることから、作業者はケース３の内部に手を挿入することなく、薬剤の搬出入作業を行うことができ、よって有害物質から作業者をより確実に保護することができる。

なお、上記した各コンベア１２ａ，１２ｂの駆動方向は例示であって、逆向きであってもよい。また、搬出入装置１２が２つのコンベア１２ａ，１２ｂを備えるようにしたが、それに限られるものではなく、例えば１つのコンベアを備え、駆動源たるモータが正転または逆転して、ベルトの駆動方向を切り替えるようにしてもよい。

図１Ａなどによく示すように、吸気部１１は、例えば、ケース３の天井部３ｂに設けられ、ケース３内部の空気を吸気して圧力を調整するファンである。かかる吸気部１１は、ケース３の内部から吸気した空気を浄化するＨＥＰＡフィルタ (High Efficiency Particulate Air Filter)を備え、ＨＥＰＡフィルタによって浄化された空気を、排気ダクト１４を介して屋外等へ排気する。これにより、ケース３内部の作業空間内はケース３外部に対して陰圧に保たれ、作業中に発生する有害物質等が外部へ拡散しないように構成されている。

複数のロボット２０ａ，２０ｂは、例えば２台である。なお、ロボットの台数を２台としたが、それに限定されるものではなく、３台以上であってもよい。以下においては、図１Ａにおいて符号２０ａで示されるロボットを「第１のロボット」（一方のロボットに相当）、符号２０ｂで示されるロボットを「第２のロボット」（他方のロボットに相当）と称する。

第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂはともに、ケース３の天井面３ｂ１に設置される、天吊り型の多軸ロボットである。詳しくは、第１のロボット２０ａは、第１の基台３０ａに取り付けられ、第１の基台３０ａを介して天井面３ｂ１に設置される。同様に、第２のロボット２０ｂは、第２の基台３０ｂに取り付けられ、第２の基台３０ｂを介して天井面３ｂ１に設置される。

第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂの先端には、それぞれエンドエフェクタ２８ａ，２８ｂが接続される。エンドエフェクタ２８ａ，２８ｂは、例えば薬剤容器ＶやシリンジＳなどの把持動作が可能なロボットハンドである。なお、エンドエフェクタ２８ａ，２８ｂは、ロボットハンドに限定されるものではなく、調製作業が可能であれば、薬剤容器Ｖなどを吸着して保持するような吸着部などであってもよい。

図４は、図１Ａに示す第１のロボット２０ａの構成を示す正面図である。

図４に示すように、第１のロボット２０ａは、アーム２０ａ１を有する７軸ロボットである。具体的には、第１のロボット２０ａは、第１のアーム部２１ａ〜第６のアーム部２６ａと、第１のアーム部２１ａに接続されるエンドエフェクタ２８ａ（図４では図示省略）とを備える。

第１のアーム部２１ａ（第１の一方側アーム部に相当）は、基端部が第２のアーム部２２ａ（第２の一方側アーム部に相当）によって支持され、先端部においてエンドエフェクタ２８ａを支持する。第２のアーム部２２ａは、基端部が第３のアーム部２３ａ（第３の一方側アーム部に相当）によって支持され、先端部において第１のアーム部２１ａを支持する。第３のアーム部２３ａは、基端部が第４のアーム部２４ａによって支持され、先端部において第２のアーム部２２ａを支持する。

上記の如く、アーム２０ａ１の先端側であって、エンドエフェクタ２８ａが接続された第１のアーム部２１ａと、それに接続される第２、第３のアーム部２２ａ，２３ａとを、この明細書においては「手首機構」と称し、図４において符号２０ａ２で示す。

第４のアーム部２４ａは、基端部が第５のアーム部２５ａによって支持され、先端部において第３のアーム部２３ａを支持する。第５のアーム部２５ａは、基端部が第６のアーム部２６ａによって支持され、先端部において第４のアーム部２４ａを支持する。第６のアーム部２６ａは、基端部が第１の基台３０ａによって支持され、先端部において第５のアーム部２５ａを支持する。

また、第１のロボット２０ａは、第１のアーム部２１ａ〜第６のアーム部２６ａおよび第１の基台３０ａの各連結部分である関節部に、それぞれ第１アクチュエータ２１ａ１〜第７アクチュエータ２７ａ１を備える。

具体的には、エンドエフェクタ２８ａ（図４で図示せず）と第１のアーム部２１ａとは、第１アクチュエータ２１ａ１を介して連結されており、第１アクチュエータ２１ａ１の駆動により、エンドエフェクタ２８ａが第１アクチュエータ２１ａ１の回転軸Ａ１（第１の一方側回転軸に相当。以下、「第１の回転軸Ａ１」と記載する）を中心に回転する。

第１のアーム部２１ａと第２のアーム部２２ａとは、第２アクチュエータ２２ａ１を介して連結されており、第２アクチュエータ２２ａ１の駆動により、第１のアーム部２１ａが第２アクチュエータ２２ａ１の回転軸Ａ２（第２の一方側回転軸に相当。以下、「第２の回転軸Ａ２」と記載する）を中心に回転する。第２のアーム部２２ａと第３のアーム部２３ａとは、第３アクチュエータ２３ａ１を介して連結されており、第３アクチュエータ２３ａ１の駆動により、第２のアーム部２２ａが第３アクチュエータ２３ａ１の回転軸Ａ３（第３の一方側回転軸に相当。以下、「第３の回転軸Ａ３」と記載する）を中心に回転する。

第３のアーム部２３ａと第４のアーム部２４ａとは、第４アクチュエータ２４ａ１を介して連結されており、第４アクチュエータ２４ａ１の駆動により、第３のアーム部２３ａが第４アクチュエータ２４ａ１の回転軸Ａ４（以下、「第４の回転軸Ａ４」と記載する）を中心に回転する。第４のアーム部２４ａと第５のアーム部２５ａとは、第５アクチュエータ２５ａ１を介して連結されており、第５アクチュエータ２５ａ１の駆動により、第４のアーム部２４ａが第５アクチュエータ２５ａ１の回転軸Ａ５（以下、「第５の回転軸Ａ５」と記載する）を中心に回転する。

第５のアーム部２５ａと第６のアーム部２６ａとは、第６アクチュエータ２６ａ１を介して連結されており、第６アクチュエータ２６ａ１の駆動により、第５のアーム部２５ａが第６アクチュエータ２６ａ１の回転軸Ａ６（以下、「第６の回転軸Ａ６」と記載する）を中心に回転する。第６のアーム部２６ａと第１の基台３０ａとは、第７アクチュエータ２７ａ１を介して連結されており、第７アクチュエータ２７ａ１の駆動により、第６のアーム部２６ａが第７アクチュエータ２７ａ１の回転軸Ａ７（以下、「第７の回転軸Ａ７」と記載する）を中心に回転する。

第１のロボット２０ａの手首機構２０ａ２においては、第１の回転軸Ａ１は、第２の回転軸Ａ２に対して垂直（直角）であり、第２の回転軸Ａ２は、第１の回転軸Ａ１に対して垂直であり、かつ第３の回転軸Ａ３に対して平行である。手首機構２０ａ２において、第３の回転軸Ａ３は、第２の回転軸Ａ２および第４の回転軸Ａ４に対して平行である。

また、第４の回転軸Ａ４は、第３の回転軸Ａ３に対して平行であり、かつ第５の回転軸Ａ５に対して垂直である。第５の回転軸Ａ５は、第４の回転軸Ａ４および第６の回転軸Ａ６に対して垂直であり、第６の回転軸Ａ６は、第５の回転軸Ａ５および第７の回転軸Ａ７に対して垂直であり、第７の回転軸Ａ７は、第６の回転軸Ａ６に対して垂直である。なお、ここでいう「垂直」あるいは「平行」などの語句は、必ずしも数学的に厳密な精度を必要とするものではなく実質的な公差や誤差などについては許容されるものである。

第１のロボット２０ａにあっては、手首機構２０ａ２における各回転軸Ａ１，Ａ２，Ａ３の並びを上記の如く構成したことから、手首部分が曲げ易くなり、よって例えばトレイＴなどを持ち上げる作業などを行うのに適した構造となっている。

図１Ａなどに示すように、前述した開口部４ｂは、このような構造の第１のロボット２０ａの近傍に設けられている。これにより、第１のロボット２０ａは、薬剤の搬出入作業を容易に行うことができる。すなわち、第１のロボット２０ａと開口部４ｂとが近接しているため、第１のロボット２０ａは、開口部４ｂから搬入されたトレイＴを持ち上げるなどの作業を容易に実行することが可能となる。

図５は、第２のロボット２０ｂの構成を示す、図４と同様な正面図である。

第２のロボット２０ｂにあっては、第１のロボット２０ａと同様、アーム２０ｂ１を有する７軸ロボットである。第２のロボット２０ｂは、第１のアーム部２１ｂ〜第６のアーム部２６ｂと、第１アクチュエータ２１ｂ１〜第７アクチュエータ２７ｂ１とを備える点では、第１のロボット２０ａと同じである。ただし、第２のロボット２０ｂの手首機構２０ｂ２は、第１のロボット２０ａの手首機構２０ａ２と相違する。なお、この明細書において「第２のロボット２０ｂの手首機構２０ｂ２」は、第１のロボット２０ａの手首機構２０ａ２と同様、第１のアーム部２１ｂ〜第３のアーム部２３ｂを意味する。

具体的には、第２のロボット２０ｂの手首機構２０ｂ２においては、エンドエフェクタ２８ｂ（図５で図示せず）を駆動する第１アクチュエータ２１ｂ１の第１の回転軸Ｂ１（第１の他方側回転軸に相当）は、第１のアーム部２１ｂ（第１の他方側アーム部に相当）を駆動する第２アクチュエータ２２ｂ１の第２の回転軸Ｂ２（第２の他方側回転軸に相当）に対して垂直である。また、第２の回転軸Ｂ２は、第１の回転軸Ｂ１、および第２のアーム部２２ｂ（第２の他方側アーム部に相当）を駆動する第３アクチュエータ２３ｂ１の第３の回転軸Ｂ３（第３の他方側回転軸に相当）に対して垂直である。また、第３の回転軸Ｂ３は、第２の回転軸Ｂ２、および第３のアーム部２３ｂ（第３の他方側アーム部に相当）を駆動する第４アクチュエータ２４ａ１の第４の回転軸Ｂ４に対して垂直である。

第２のロボット２０ｂにあっては、手首機構２０ｂ２における各回転軸Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の並びを上記の如く構成したことから、手首部分を回転させ易くなり、よって例えばシリンジＳを把持し、封入された薬剤を撹拌する作業などを行うのに適した構造となっている。

図６Ａは第１のロボット２０ａの手首機構２０ａ２の説明図であり、図６Ｂは第２のロボット２０ｂの手首機構２０ｂ２の説明図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１のロボット２０ａの手首機構２０ａ２と、第２のロボット２０ｂの手首機構２０ｂ２とを、上述のように相違させるようにした。具体的には、第１のロボット２０ａの第３の回転軸Ａ３の向きを、第２のロボット２０ｂの第３の回転軸Ｂ３の向きと相違させるようにした。これにより、得意とする作業を第１のロボット２０ａと第２のロボット２０ｂとで異ならせることができるため、各ロボット２０ａ，２０ｂを効率よく協働させることができ、結果として薬剤の調製作業を速やかに実行することができる。

また、手首機構２０ａ２と手首機構２０ｂ２とが相違するため、第１のロボット２０ａが特異点となる姿勢と、第２のロボット２０ｂが特異点となる姿勢とを異ならせることができる。詳しくは、複数の関節軸を備える多関節ロボットでは、特異点と呼ばれる位置（姿勢）が存在する。具体的に特異点とは、ロボット先端部の位置および姿勢から各関節軸の角度を求める逆キネマティクス演算の解が不定となる位置である。ロボットが特異点姿勢を取った場合、各関節軸を駆動させるモータへの指令値が求まらず、ロボットを動作させることができなくなってしまう。

このような特異点姿勢を、第１のロボット２０ａと第２のロボット２０ｂとで相違させることができることから、第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂを協働させる場合に、一方のロボットが特異点姿勢となるような作業を、他方のロボットが代わりに行うことも可能となる。このようにすることで、第１のロボット２０ａおよび第２のロボット２０ｂが特異点姿勢とならないようにしつつ、調製作業を行うことができる。

ここで、上述した第１、第２の基台３０ａ，３０ｂについて説明する。図４，５によく示すように、第１のロボット２０ａが取り付けられる第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に対する角度は、第２のロボット２０ｂが取り付けられる第２の基台３０ｂの取り付け面３０ｂ１の水平面に対する角度と相違する。

具体的には、例えば第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１が水平面に対して所定角度傾斜するように形成される一方、第２の基台３０ｂの取り付け面３０ｂ１は水平面と略平行とされる。

これにより、各ロボット２０ａ，２０ｂの動作範囲を拡大できるとともに、第１のロボット２０ａおよび第２のロボット２０ｂが特異点姿勢となるのを回避しつつ、調製作業を行うことが可能となる。

すなわち、上記の如く、第１、第２の基台３０ａ，３０ｂの取り付け面３０ａ１，３０ｂ１を相違させることで、各ロボット２０ａ，２０ｂの動作範囲を異ならせることができ、よって例えば一方のロボットが特異点となるような姿勢での調製作業を、他方のロボットが代わりに行うようにすることが可能となる。このようにすることで、第１のロボット２０ａおよび第２のロボット２０ｂが特異点姿勢となるのを回避しつつ、調製作業を確実に実行することができる。

また、第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１は、図１Ａなどに示すように、薬剤の搬出入口、すなわち、ケース３の開口部４ｂと対向するように傾斜させられる。これにより、第１のロボット２０ａにおいては、取り付け面が水平である場合に比して、各連結部分である関節部を過度に屈曲させることなく、エンドエフェクタ２８ａをトレイＴの配置場所（具体的には、搬出入装置１２）付近まで駆動させることができ、調製作業を速やかに行うことができる。

また、第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１を傾斜させることで、例えば第１のロボット２０ａが搬入作業から調製作業、搬出作業を行うまでに取りうる姿勢において、特異点姿勢をとらないようにすることも可能である。

図１Ａなどに示す如く、第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂのうちの少なくとも一台、具体的には第１のロボット２０ａには、第１のロボット２０ａをケース３の天井面３ｂ１でスライドさせるスライド機構４０が接続される。

スライド機構４０は、図示は省略するが、例えばサーボモータと、ボールねじとを備える。ボールねじは、ねじ軸と、ナット（スライダ）と、ボールとを備える。ねじ軸には、ボールを介してナットが螺合され、ナットには、第１のロボット２０ａの第１の基台３０ａが取り付けられる。また、ねじ軸の一端にはサーボモータの出力軸が接続される。これにより、サーボモータでねじ軸を回転させると、その回転に伴ってナット（スライダ）および第１の基台３０ａに取り付けられた第１のロボット２０ａが、天井面３ｂ１でスライド（水平移動）される、換言すれば、例えばＹ軸方向に直動される。

このように、スライド機構４０を備えることで、第１のロボット２０ａの動作範囲を拡大することができ、調製作業をより速やかに行うことができる。なお、スライド機構４０は、上記したボールねじを用いた構成に限定されるものではなく、例えばモータでリンク機構を駆動させて、リンク機構の駆動によってスライダを移動させるような構成であってもよい。

また、前述した開口部４ｂは、このスライド機構４０を備えた第１のロボット２０ａの近傍に設けられている。これにより、第１のロボット２０ａは、薬剤の搬出入作業に要する時間を短縮することができる。すなわち、第１のロボット２０ａは、スライド機構４０によって開口部４ｂ付近に移動し、開口部４ｂから搬入されたトレイＴを持ち上げた後、スライド機構４０によって作業位置に戻るなどの動作が可能となり、よって薬剤の搬出入作業の時間を短くすることができる。

また、第１のロボット２０ａと第２のロボット２０ｂとは、Ｙ軸方向において所定の距離、離間して配置される。また、図３によく示すように、第１のロボット２０ａは、第２のロボット２０ｂに対してＸ軸方向においてずれるように配置される。具体的には、例えば第１のロボット２０ａはケース３の前面側に配置される一方、第２のロボット２０ｂはケース３の背面側に配置される。

これにより、第１のロボット２０ａのアーム２０ａ１の動作範囲と、第２のロボット２０ｂのアーム２０ｂ１の動作範囲とをずらすことができ、ケース３の内部の作業空間を有効に利用することができる。

また、天井面３ｂ１において、第１のロボット２０ａと第２のロボット２０ｂとの間には、吸気部１１が設置される。これにより、ケース３内の有害物質を屋外等へ効率よく排気することができる。すなわち、調製作業は、第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂを協働させて行われるため、薬剤は、第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂの間に配置される時間が長くなる。したがって、吸気部１１を上記した位置に設置することで、第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂの間にある薬剤から発生する有害物質を、吸気部１１から屋外等へ効率よく排気することができる。

第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂ、搬出入装置１２、スライド機構４０などは、ケース３の外部に設けられるコントローラ５０に接続され、コントローラ５０によってその動作が制御される。

コントローラ５０は、例えば第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂへ所定の動作を行わせるシミュレーションを実行するシミュレータ５１に接続される。かかるコントローラ５０は、シミュレータ５１から所定の動作を第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂへ教示するための教示データを受付け、受付けた教示データに基づいて各ロボット２０ａ，２０ｂの動作を制御する。

シミュレータ５１は、表示画面５１ａと入力装置５１ｂとを有する演算装置（例えば、パーソナルコンピュータまたはプログラミングペンダントなど）で構成されており、コントローラ５０に接続されることでデータの送受信が可能に構成されている。表示画面５１ａには、例えばケース３内部の上面視による模式的な図が表示されるようになっている。なお、上記ではシミュレータ５１を備えるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えばシミュレータ５１を除去し、コントローラ５０に予め所定の動作を記憶させる（教示しておく）ようにしてもよい。

ここで、自動調製システム１によって行われる作業の流れについて図７を参照して説明する。図７は、自動調製システム１において行われる一連の調製作業の作業手順を示すフローチャートである。なお、自動調製システム１は、作業手順が作業者によってシミュレータ５１を介してコントローラ５０に入力され、そのコントローラ５０の制御に基づき、図７に示す各作業を実行する。

図７に示すように、自動調製システム１では、調製前の薬剤が封入された薬剤容器Ｖなどが収納されたトレイＴをケース３に搬入する搬入作業が行われる（ステップＳ１）。なお、トレイＴには、薬剤容器Ｖ、シリンジＳ、および輸液バッグＢが、所定の位置にセットされているものとする。

かかる搬入作業は、トレイＴが作業者によって第１のコンベア１２ａ上にセットされると、コントローラ５０は、扉２ｂを上昇させて開口部４ｂを開放し、次いで第１のコンベア１２ａを駆動させてトレイＴをケース３の内部へ搬入する。そして、扉２ｂを下降させて開口部４ｂを閉塞する。

つづいて、自動調製システム１は、薬剤を調製する調製作業を行う（ステップＳ２）。かかる調製作業において、コントローラ５０は、例えば第１のロボット２０ａをスライド機構４０でトレイＴ近傍まで移動させ、トレイＴをエンドエフェクタ２８ａで把持して持ち上げさせる。その後、第１のロボット２０ａをスライド機構４０でケース３の中央付近まで移動させ、トレイＴをケース３の中央付近の作業位置に載置する。このように、持ち上げる作業を行うのに適した構造の第１のロボット２０ａが、トレイＴを作業位置に搬送するようにしたので、調製作業を速やかに行うことができる。

そして、コントローラ５０は、第１のロボット２０ａのアーム２０ａ１と、第２のロボット２０ｂのアーム２０ｂ１とを協働させて薬剤の調製作業を行う。例えば、第１のロボット２０ａがシリンジＳを保持治具１３ａにセットする。他方、第２のロボット２０ｂは、薬剤容器Ｖを把持し、保持治具１３ａにセットされたシリンジＳの針に薬剤容器Ｖを刺す。そして、第１のロボット２０ａがシリンジＳの内筒を引張り、薬剤容器Ｖ内の薬剤をシリンジＳ内に所定量だけ吸液する。

つづいて、第２のロボット２０ｂは、保持治具１３ａからシリンジＳを取り外して撹拌した後、保持治具１３ａに戻す。第２のロボット２０ｂは、輸液バッグＢを把持する。なお、この輸液バッグＢには、例えば生理食塩水やブドウ糖等の輸液製剤が封入されている。第２のロボット２０ｂは、輸液バッグＢの適宜位置にシリンジＳの針を刺す。他方、第１のロボット２０ａはシリンジＳの内筒を押し、シリンジＳ内の薬剤を輸液バッグＢへ注入する。そして、第１のロボット２０ａは輸液バッグＢをトレイＴへ戻す。なお、第２のロボット２０ｂは、使用済みの薬剤容器ＶやシリンジＳを廃棄瓶１３ｂに廃棄する。

次いで、自動調製システム１は、調製後の薬剤の搬出（払出）作業を行う（ステップＳ３）。かかる搬出作業においては、例えば第１のロボット２０ａはトレイＴを把持して持ち上げ、スライド機構４０によって第２のコンベア１２ｂ近傍まで移動させられる。そこで、第１のロボット２０ａは、第２のコンベア１２ｂ上にトレイＴを載置する。

コントローラ５０は、扉２ｂを上昇させて開口部４ｂを開放し、次いで第２のコンベア１２ｂを駆動させてトレイＴをケース３から外部へ搬出する。そして、扉２ｂを下降させて開口部４ｂを閉塞し、一連の作業を終了する。なお、上記した調製作業は、あくまでも一例であって、これに限定されるものではない。

このように、自動調製システム１にあっては、薬剤が搬出入される場合に、扉２ｂが開閉されて開口部４ｂのみが開放されることから、ケース３の内部空間と外部空間とが連通する面積を小さくできるとともに、搬出入に要する時間も短くでき、よって有害物質から作業者をより確実に保護することができる。

上述してきたように、本実施形態に係る自動調製システム１によれば、ケース３の内部において第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂが作業者に代わって調製作業を行うので、作業中に発生する有害物質から作業者をより一層確実に保護することができる。

また、自動調製システム１にあっては、ケース３の天井面３ｂ１に第１、第２のロボット２０ａ，２０ｂが設置されるようにしたので、底部３ａの作業領域を可能な限り広く取ることができるとともに、自動調製システム１を小型化でき、自動調製システム１の設置に必要なスペースを小さくすることができる。

なお、上述した実施形態では、第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１が水平面に対して所定角度傾斜する一方、第２の基台３０ｂの取り付け面３０ｂ１が水平面と略平行となるように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、第１の基台３０ａの取り付け面３０ａ１の角度が、第２の基台３０ｂの取り付け面３０ｂ１の角度と相違していればよく、例えば両方の取り付け面３０ａ１，３０ｂ１を水平面に対して傾斜させて、角度を異ならせるようにしてもよい。例えば、取り付け面３０ａ１，３０ｂ１を、同一の方向に傾斜させるとともに、その角度を互いに相違させてもよい。また、取り付け面３０ａ１と取り付け面３０ｂ１とを、傾斜する方向を相違させるとともに、水平面に対しては同じ傾斜角度でもよく、さらには傾斜する方向および傾斜角度の両方を互いに異ならせるようにしてもよい。

また、開口部４ｂが扉２ａを切り欠いて形成されるように構成したが、これに限られるものではない。すなわち、例えば開口部４ａおよび扉２ａを除去し、ケース３の壁面側（前面側）において薬剤の搬出入部位のみを開口して開口部４ｂを設け、そこに扉２ｂを取り付けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、それぞれアーム２０ａ１，２０ｂ１を有する７軸のロボット２０ａ，２０ｂを備えるようにしたが、７軸以外のロボット（例えば６軸ロボット）でもよく、また双腕ロボットなど他の種類のロボットであってもよい。

また、薬剤容器Ｖとしてバイアルを用いる場合の例を示したが、薬剤容器Ｖは、バイアルに限定されるものではなく、例えばアンプルや輸液バッグ、ボトルなど薬剤を封入しておくことのできる容器であればよい。

また、一連の調製作業の内容は、上述した実施形態において示した内容に限定されない。例えば、複数の液体の薬剤同士を混ぜ合わせる、または液体状の薬剤と粉体状の薬剤とを混ぜ合わせるなどの作業も可能である。また、上述した実施形態では、調製後の薬剤を輸液バッグＢに封入する場合の例を示したが、調製後の薬剤をシリンジＳに封入し、かかるシリンジＳを搬出してもよい（払い出してもよい）。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 自動調製システム
２ａ，２ｂ 扉
３ ケース
４ａ，４ｂ 開口部
１０ 安全キャビネット
１１ 吸気部（圧力調整部）
１２ 搬出入装置
２０ａ 第１のロボット
２０ａ１ アーム
２０ａ２ 手首機構
２０ｂ 第２のロボット
２０ｂ１ アーム
２０ｂ２ 手首機構
２１ａ 第１のアーム部（第１の一方側アーム部）
２１ｂ 第１のアーム部（第１の他方側アーム部）
２２ａ 第２のアーム部（第２の一方側アーム部）
２２ｂ 第２のアーム部（第２の他方側アーム部）
２３ａ 第３のアーム部（第３の一方側アーム部）
２３ｂ 第３のアーム部（第３の他方側アーム部）
３０ａ 第１の基台
３０ｂ 第２の基台
４０ スライド機構
５０ コントローラ
５１ シミュレータ
Ａ１ 第１の回転軸（第１の一方側回転軸）
Ａ２ 第２の回転軸（第２の一方側回転軸）
Ａ３ 第３の回転軸（第３の一方側回転軸）
Ｂ１ 第１の回転軸（第１の他方側回転軸）
Ｂ２ 第２の回転軸（第２の他方側回転軸）
Ｂ３ 第３の回転軸（第３の他方側回転軸）

Claims (10)

1. 内部が作業空間となるケースと、
   前記ケースの内部を外部に対して陰圧に保つ圧力調整部と、
   前記ケースの天井面に設置され、それぞれアームを有する複数のロボットと
   を備え、
   前記複数のロボットは、
   前記アームを協働させて調製作業を行うこと
   を特徴とする自動調製システム。
2. 前記複数のロボットのうちの少なくとも一台を前記ケースの天井面でスライドさせるスライド機構を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の自動調製システム。
3. 前記ケースにおける調製作業に用いる薬剤の搬出入用の開口部が、前記スライド機構を備えたロボットの近傍に設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の自動調製システム。
4. 前記複数のロボットは２台であり、
   一方のロボットの手首機構が、他方のロボットの手首機構と相違すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動調製システム。
5. 前記一方のロボットの手首機構は、
   第１の一方側回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１の一方側アーム部と、
   前記第１の一方側回転軸に対して垂直な第２の一方側回転軸を中心として前記第１の一方側アーム部を回転可能に支持する第２の一方側アーム部と、
   前記第２の一方側回転軸に対して平行な第３の一方側回転軸を中心として前記第２の一方側アーム部を回転可能に支持する第３の一方側アーム部とを備え、
   前記他方のロボットの手首機構は、
   第１の他方側回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１の他方側アーム部と、
   前記第１の他方側回転軸に対して垂直な第２の他方側回転軸を中心として前記第１の他方側アーム部を回転可能に支持する第２の他方側アーム部と、
   前記第２の他方側回転軸に対して垂直な第３の他方側回転軸を中心として前記第２の他方側アーム部を回転可能に支持する第３の他方側アーム部とを備えること
   を特徴とする請求項４に記載の自動調製システム。
6. 前記ケースにおける薬剤の搬出入用の開口部が、前記一方のロボットの近傍に設けられること
   を特徴とする請求項５に記載の自動調製システム。
7. 前記一方のロボットは、薬剤を収納するトレイを作業位置に搬送すること
   を特徴とする請求項５または６に記載の自動調製システム。
8. 前記複数のロボットは２台であり、
   一方のロボットが取り付けられる第１の基台の取り付け面の水平面に対する角度は、
   他方のロボットが取り付けられる第２の基台の取り付け面の水平面に対する角度と相違すること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の自動調製システム。
9. 前記ケースにおける薬剤の搬出入用の開口部を開閉可能な扉
   を備え、
   薬剤が搬出入される場合に、前記扉が開閉されること
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の自動調製システム。
10. 薬剤を前記ケースの内部に搬出入する搬出入装置を備えること
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の自動調製システム。

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