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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を収容する容器に装着されたキャップを取り外すキャップ取り外し装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
物質の生化学的反応などの試験を系統的に行う際に用いられる装置として、分注装置が知られている。この分注装置では、試薬や検体などの液体収容用のウェルが規則配列で設けられたマイクロタイタープレートや、小型の試験管形状のチューブを対象として、液体の分注操作が行われる。チューブを用いる場合には、使用される分注装置の分注ティップの配列に対応して製作されたチューブラックに縦姿勢で保持させ、上面の開口部から液体の注入や取り出しが行われる。
【0003】
そしてチューブを対象として分注を行った後、液体を外部雰囲気と遮断するなどの目的でチューブを閉塞する必要がある場合には、チューブの開口部にキャップが装着される(例えば特許文献1参照)。キャップとしては樹脂をチューブの開口部に嵌合する嵌合部を有する形状に成形したものが用いられ、このキャップをチューブに装着する際には、キャップの上面を保持具に保持させた状態で、キャップの嵌合部を開口部内に上方から押し込む。また新たな分注操作を行う際には、装着された状態のキャップを取り外す作業が行われる(例えば特許文献2参照)。このキャップ取り外しは、キャップを把持するなどの方法で保持して上方に引き上げることにより嵌合部を開口部内から離脱させることにより行われる。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−81441号公報
【特許文献2】
特開2003−14770号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらチューブの開口部に装着されたキャップを取り外すキャップ取り外し作業においては、次のような不具合が発生していた。キャップはチューブを閉塞して密閉する目的で装着されることから、嵌合部と開口部との嵌め合い部は接触面に面圧が作用するような嵌め合い状態に設定されている。
【0006】
このためキャップを上昇させて嵌合部を容器の開口部から離脱させる際には、チューブがキャップに連れられて持ち上げられないよう、チューブを外側からクランプするなどの方法で保持する必要があった。ところが、チューブラックに格子状配列で多数収納された状態のチューブからキャップを取り外すような場合には、チューブを簡便な方法で保持することが難しく、不具合なく確実にキャップを取り外すことが困難であった。
【0007】
そこで本発明は、容器ラックに縦横複数列並べて収納された小型試験管形状の容器に装着されたキャップを不具合なく確実に取り外すことができるキャップ取り外し装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のキャップ取り外し装置は、容器ラックに縦横複数列並べて収納された小型試験管形状の容器の開口部に装着された樹脂製のキャップを取り外すキャップ取り外し装置であって、前記キャップの上面中央に形成された凹部に嵌り込む挿入端部が先端部に設けられた複数の係合具と、容器ラックを保持する容器ラック保持部と、前記複数の係合具と前記容器ラック保持部を相対的に水平移動させる水平移動機構を有し、前記複数の係合を容器の開口部に装着された前記キャップに係合させるために前記係合具と容器とを位置合わせする位置合わせ機構と、前記複数の係合具を前記容器に対して昇降させる係合具昇降機構と、前記係合具昇降機構により昇降する昇降フレームと、前記昇降フレームに水平方向の回動軸廻りに回動自在に取り付けられ、前記複数の係合具を容器に向かって進退自在に装着するとともに各々の係合具を下方に付勢する弾性部材を備えた回動部材と、この回動部材を回動させる駆動手段とを備え、前記係合具を垂直姿勢から傾斜させる係合具傾斜機構と、前記複数の係合具を前記開口部に装着されたキャップの被係合部に係合させた状態でこの係合具を垂直姿勢から傾斜させることにより前記キャップを開口部の一方側の縁部を支点として傾斜させて他方側の縁部から前記キャップを離隔させ、その後前記複数の係合具を上昇させて前記開口部から離脱させるキャップ取り外し動作を行わせるために、前記位置合わせ機構、係合具傾斜機構、係合具昇降機構を制御する制御手段と、前記容器から取り外されて前記係合具に係合したままの前記キャップをこの係合具から除去するキャップ除去手段とを備えた。
【0012】
請求項に記載のキャップ取り外し装置は、請求項1に記載のキャップ取り外し装置であって、前記複数の係合具は前記容器ラックの1つの列に並んだ複数の容器と対応する数および位置関係で前記回動部材に取り付けられている。
【0016】
本発明によれば、容器の開口部に装着された樹脂製のキャップの被係合部に係合具を係合させ、この係合具を垂直姿勢から傾斜させることによりキャップを開口部の一方側の縁部を支点として傾斜させて他方側の縁部からキャップを離隔させた後に、キャップを上昇させて容器の開口部から離脱させることにより、容器がキャップによって持ち上げられるのを防止して、キャップを不具合なく確実に取り外すことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置が組み込まれた分注システムの平面図、図2は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置で使用されるチューブ、キャップおよび容器ラックの斜視図、図3は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置で使用されるキャップ保持シートの斜視図、図4は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置の平面図、図5は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置のキャップ供給手段の断面図、図6は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ分離動作の説明図、図7は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着機構の正面図、図8は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着ヘッドの側断面図、図9は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着ヘッドの動作説明図、図10は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外し機構の正面図、図11は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外しヘッドの側断面図、図12は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置の制御系の構成を示すブロック図、図13は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着動作の説明図、図14は本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外し動作の説明図である。
【0018】
まず図1を参照して、分注システムについて説明する。この分注システムは、創薬スクリーニング作業などで行われる各種の試験において試薬や検体などの液体の分注操作を行う分注装置12に、キャップ装着・取り外し装置1を組み合わせて構成されている。キャップ装着・取り外し装置1は、試験において液体を小分けして収容する容器として使用される小型試験管形状のチューブに樹脂製のキャップを自動的に装着するキャップ装着装置と、チューブに装着されたキャップを自動的に取り外すキャップ取り外し装置を、1つの装置に組み込んだ構成となっている。
【0019】
キャップ装着・取り外し装置1は、基台1a上に、キャップの装着・取外しをそれぞれ行うキャップ装着機構2、キャップ取り外し機構3および個片のキャップをキャップ装着機構2に供給するキャップ供給手段を配設し、これら各部を後述する搬送機構を介して連結した構成となっている。作業対象のチューブは、分注装置12との間で受け渡しが可能となっている。
【0020】
まずキャップ供給手段について説明する。キャップ供給手段は、シート収納部7、シート回収箱8、キャップ分離部9、キャップ移送テーブル10、シート移載機構11より構成されている。シート収納部7は、キャップを平面規則配列で保持するキャップ保持シート20(図4参照)を収納する。キャップ分離部9(キャップ分離機構)は、シート収納部7から取り出されたキャップ保持シート20から、個片のキャップを分離する。キャップ保持シート20からキャップが分離された後の空シートは、シート回収箱8に回収される。
【0021】
シート移載機構11はシート収納部7からキャップ保持シート20を取り出し、キャップ分離部9に移載する。キャップ移送テーブル10(キャップ移送機構)は、キャップ保持シート20から分離されたキャップを、キャップ装着機構2への受け渡し位置として設定されたキャップ吸着位置(所定位置)に移送する。
【0022】
キャップ装着機構2は、上述のキャップ吸着位置からキャップ保持専用の保持具によってキャップを保持して、容器ラック6(図3参照)に縦横複数並べて保持されたチューブの開口部に装着する。キャップ取り外し機構3は、チューブの開口部に装着されたキャップを取り外す。キャップ装着機構2およびキャップ取り外し機構3は容器ラック搬送機構4に沿って配置されており、容器ラック搬送機構4はチューブを縦横複数列並べて収納する容器ラック6を載置した容器ラック保持部5を搬送する。
【0023】
容器ラック保持部5が容器ラック搬送機構4の端部まで移動した状態では、容器ラック保持部5に保持された容器ラック6は、分注装置12内に設定された受け渡し位置12bに位置する。容器ラック搬送機構4は、容器ラック6を分注装置12との間で受け渡す容器ラック受け渡し位置12bおよびキャップ装着機構2、キャップ取り外し機構3の間で移動させる容器ラック移動手段となっている。
【0024】
容器ラック6は分注装置12に設けられた容器移載ヘッド15によって取り出され、分注装置12に付設された容器ストック部13にマイクロプレート14とともに収納される。分注装置12のベース部12a上には分注エリア12cが設けられており、分注ヘッド16によって行われる分注操作に際しては、容器ストック部13から容器ラック6やマイクロプレート14が容器移載ヘッド15によって取り出され、分注エリア12cに搬送される。この分注操作においてチューブへのキャップの装着や、チューブからのキャップの取り外しが必要となる度に、容器ラック6はキャップ装着・取り外し装置1と分注装置12との間を、受渡し位置12bを介して往復する。
【0025】
次に図2、図3を参照して、分注装置12による分注操作に使用されるチューブ27およびキャップ装着・取り外し装置1によってチューブ27に着脱されるキャップ28について説明する。図2(a)に示すように、容器ラック6にはチューブ27を縦横複数並べて保持するための凹部6aが格子状の平面規則配列で設けられており、凹部6aにはチューブ27が直立姿勢で挿入され保持される。容器ラック6におけるチューブ27の配列は、マイクロプレート14のウェル配列と一致しており、同一の分注ヘッド16を使用して容器ラック6に保持されたチューブ27,マイクロプレート14のいずれをも対象として分注操作が行えるようになっている。
【0026】
図2(b)に示すように、チューブ27は透明樹脂を上部が開口した試験管形状に成形した樹脂部品であり、開口部27aには必要に応じてキャップ28が装着される。キャップ28は上面中央に凹部28aが設けられ、上縁部に鍔部28bが張り出した形状の樹脂製の栓部材である。キャップ28の下部は鍔部28bよりも径寸法が小さい円柱状の嵌合部28cとなっている。
【0027】
キャップ28のチューブ27への装着に際しては、嵌合部28cを開口部27a内に設けられた段付部27bに圧入する。凹部28aには内径が中間部分よりも外側に拡がった底部28dが設けられており、後述するキャップ取外し動作において、係合具の先端部を凹部28a内に挿入して底部28dに嵌り込ませることにより、キャップ28を係合具に係合させることができるようになっている。すなわち、キャップ28aに設けられた凹部28aは、キャップ28を係合具によって係合するための被係合部となっている。
【0028】
図3はキャップ28を保持するキャップ保持シート20を示している。キャップ28は、屈曲自在な樹脂製のシート20aに凹部28aを上向きにした姿勢で保持されており、容器ラック6における凹部6aの配列と同一配列でシート20aに設けられた保持孔20bに、鍔部28bを係止させて挿入されている(図6(a)参照)。
【0029】
次に図4および各図を参照して、キャップ装着・取り外し装置1の各部の詳細構造を説明する。まず、キャップ28をキャップ装着機構2に供給するキャップ供給手段について、図4,図5を参照して説明する。図5は、図4におけるA−A断面を示しており、シート収納部7に設けられた保持枠7a内には、キャップ保持シート20が積層状態で収納されている。キャップ保持シート20はリフタ機構21上に載置されており、リフタ機構21を駆動することによりキャップ保持シート20は順次保持枠7a内で押し上げられる。
【0030】
保持枠7a内に積層され、上端の取り出し高さまで押し上げられた最上段のキャップ保持シート20は、シート移載ヘッド22によって取り出される。取り出されたシート移載ヘッド22は、シート収納部7、シート回収箱8、キャップ分離部9に沿ってX方向に配設されたシート移載機構11(図4参照)によって、キャップ分離部9まで移動する。
【0031】
図4に示すように、シート移載機構11は、シート移載ヘッド移動テーブル11aをブラケット11bによって水平に保持した構成となっており、シート移載ヘッド移動テーブル11aには、第1のモータ17、送りねじ17a、ナット17bより成る直動機構が配設されている。シート移載ヘッド22はこの直動機構によってシート収納部7、シート回収箱8、キャップ分離部9の上方を往復動し、シート収納部7から取り出したキャップ保持シート20をキャップ分離部9に移載する。
【0032】
図5に示すように、キャップ分離部9に移載されたキャップ保持シート20はキャップ分離プレート23上に載置され、ここでキャップ保持シート20からキャップ28を分離するキャップ分離動作が、キャップ分離機構24によって行われる。キャップ分離機構24は、昇降機構26によって昇降する押し抜きヘッド25を備えており、押し抜きヘッド25には複数の押し抜きシャフト25aが、キャップ保持シート20における保持孔20bの一列の配列ピッチに対応したピッチで下方に延出して設けられている。
【0033】
キャップ分離プレート23の下方にはキャップ移送テーブル10が配設されている。キャップ移送テーブル10は、搬送面を振動させることにより部品を搬送する振動フィーダであり、キャップ分離部9においてキャップ保持シート20から分離されたキャップ28を振動によりY方向に移動させ、キャップ装着機構2まで搬送する。
【0034】
図6を参照してキャップ分離動作について説明する。図6(a)に示すように、シート移載ヘッド22によって搬送されたキャップ保持シート20は、各キャップ28が分離孔23aに一致するようにキャップ分離プレート23に対して位置合わせされる。次いで図6(b)に示すように、シート20aをキャップ分離プレート23の上面に当接させてキャップ保持シート20を載置する。
【0035】
そして押し抜きヘッド25を下降させて、図6(c)に示すように、押し抜きシャフト25aを凹部28a内に挿入することにより、キャップ28を保持孔20bから押し抜く。これによりキャップ28は分離孔23aを介してキャップ保持シート20から下方に分離し、キャップ移送テーブル10に設けられた搬送溝10a内に移動する。そして搬送溝10a内に移動したキャップ28は、キャップ移送テーブル10によってキャップ装着機構2の保持具によるキャップ吸着位置10b(図8参照)まで搬送される。
【0036】
次にキャップ装着機構2の構造を説明する。図4において、キャップ移送テーブル10は容器ラック搬送機構4まで延出して設けられており、キャップ移送テーブル10のX方向位置に合わせてキャップ装着機構2が配設されている。キャップ装着機構2は、キャップ装着ヘッド33をフレーム2aにスライド自在に保持させ、第2のモータ30、送りねじ31a、ナット部材31bより成る直動機構によって、キャップ装着ヘッド33をY方向に移動させる構成となっている。
【0037】
次に図7,図8,図9を参照して、キャップ装着ヘッド33の構造および機能を説明する。キャップ装着ヘッド33は、キャップ28を上面側より保持する保持具43にキャップ装着動作を行わせることにより、チューブ27へのキャップ装着を自動的に行う。キャップ装着動作は、保持具43の昇降と傾斜を組み合わせた所定パターンの動作であり、このためキャップ装着ヘッド33は、以下に説明するように、保持具43を昇降させる保持具昇降機構と、保持具43を垂直姿勢および傾斜姿勢を取り得るように操作する保持具傾斜機構とを備えている。
【0038】
図7に示すように、フレーム2aの下面にY方向に固着されたガイドレール32aには、スライダ32bがスライド自在に装着されており、スライダ32bはキャップ装着ヘッド33の移動フレーム33aに結合されている。第2のモータ30を駆動することにより、キャップ装着ヘッド33はY方向に往復動する。
【0039】
図8に示すように、フレーム33aにはガイドレール36aが垂直に配設されており、ガイドレール36aにスライド自在に装着されたスライダ36bは昇降フレーム37に固着されている。昇降フレーム37には結合ブロック37bが結合されており、結合ブロック37bに内蔵されたナット部材35bには送りねじ35aが螺合している。昇降フレーム37は両側に側フレーム37aを有し下方側が開放された門型のフレームであり、図7に示すように一方側の側フレーム37aには、シリンダ39がロッド39aを下向きにし、かつピン39b(図8)によって上側をピン支持された形で配設されている。
【0040】
図8に示すように、ロッド39aの先端部にはレバー部材40がピン41によってピン結合されており、図7に示すように、レバー部材40は側フレーム37aの下端部に軸支された一方側の回動軸42に固定結合されている。側フレーム37aの内側には回動部材38が2つの回動軸42によって回動自在に保持されている。一方側の回動軸42はレバー部材40に結合されており、後述するようにシリンダ39を駆動することにより、回動部材38は回動軸42廻りに所定角度で回動する。そしてこの回動により、後述するように保持具43は、垂直姿勢および傾斜姿勢を取り得るようになっている。
【0041】
回動部材38は、図7に示すように、保持具43を容器ラック6におけるチューブ27の保持ピッチと同一のピッチで保持している。すなわち保持具43は、容器ラック6の1つの列に並んだ複数のチューブ27と対応する数および位置関係で、回動部材38に取り付けられている。
【0042】
これにより、キャップ装着ヘッド33によるキャップ装着動作において、容器ラック6の一列に並んだ複数のチューブ27を一括して対象とすることができるようになっている。そして送りねじ35aを昇降用モータ34によって回転駆動することにより、昇降フレーム37は昇降し、したがって回動部材38に取り付けられた保持具43もともに昇降する。昇降用モータ34,送りねじ35a、ナット部材35bは、昇降フレーム37とともに保持具43をチューブ27に対して昇降させる保持具昇降機構となっている。
【0043】
図8に示すように、保持具43にはキャップ28を真空吸引によって吸着保持するための吸引孔43aが設けられている。吸引孔43aは、複数のオン・オフバルブを連結した多連制御バルブより成るバルブ機構48に真空配管47を介して接続されており、バルブ機構48は更に真空吸引源(図示省略)に接続されている。後述する制御部によってバルブ機構48を制御することにより、複数の保持具43における吸引孔43aからの真空吸引を個別に制御することができる。
【0044】
すなわち、制御部に制御されるバルブ機構48は、それぞれの保持具43毎に真空吸引のオン・オフを制御する真空吸引制御手段となっている。これにより、後述するキャップ装着作業において、容器ラック6の位置列に並んだ複数のチューブ27のうち、任意のチューブ27のみを対象としてキャップ装着を行えるようになっている。
【0045】
保持具43の下端部の形状は、図13(a)に示すように、保持対象のキャップ28の鍔部28bとほぼ等しい外径のフランジ部43bと、凹部28a内に嵌入部する嵌入部43cを備えた形状となっている。吸引孔43aは嵌入部43cの端面に開口している。保持具43によってキャップ28を保持する際には、まずキャップ装着ヘッド33をY方向に移動させてキャップ移送テーブル10側へ位置させ、保持具43の列位置をキャップ移送テーブル10の端部に設定されたキャップ吸着位置10bに合わせる。これにより、キャップ28とチューブ27の開口部27aが位置合わせされる。
【0046】
そしてこの状態で昇降用モータ34を駆動してキャップ装着ヘッド33を下降させる。これにより、保持具43はキャップ28に対して下降し、嵌入部43cが凹部28a内に嵌入する。そしてフランジ部43bが鍔部28bに当接することにより、保持具43の下降が停止し、この後、吸着孔43aから真空吸引することにより、キャップ28が保持具43に保持される。このとき、前述のように、バルブ機構48によって真空吸引を保持具43毎に制御することにより、任意の保持具43のみにキャップ28を保持させることができる。
【0047】
そして、保持具43に保持したキャップ28をチューブ27に装着する際には、まず対象となる容器ラック6を保持した容器ラック保持部5をX方向に搬送してキャップ装着機構2の位置まで移動させ、次いで保持具43の列位置をY方向に移動させて容器ラック6のキャップ装着対象となる列に位置合わせする。これにより、保持具43とチューブ27の開口部27aとが位置合わせされる。
【0048】
この位置合わせは、X方向には容器ラック搬送機構4によって、Y方向には第2のモータ30、送りねじ31a、ナット部材31bより成る直動機構によって、保持具43と容器ラック保持部5を相対的に水平移動させることにより行われる。すなわち、容器ラック搬送機構4および上述の直動機構は、保持具43に保持されたキャップ28とチューブ27の開口部27aとを位置合わせする位置合わせ機構となっており、この位置合わせ機構は、保持具43と容器ラック保持部5を相対的に水平移動させる水平移動機構を備えた構成となっている。
【0049】
図8に示すように、保持具43は上方に延出した昇降軸44と結合されており、昇降軸44は回動部材38に装着されたスライドガイド45によって上下方向にスライド自在に保持されている。昇降軸44の上端部は弾性部材であるスプリング46によって下方に付勢されており、前述のキャップ装着動作において保持具43を所定の押圧荷重でキャップ28に対して押圧する。
【0050】
すなわち、上記構成において、回動部材38は、複数の保持具43をチューブ27に向かって進退自在に装着するとともに、これらの保持部43をチューブ27側に押圧する付勢力を作用させる弾性部材を備えている。この付勢力により、保持具43の下端部の高さ位置にばらつきが存在する場合にあっても、適正な圧入荷重でキャップ28を開口部27a内に圧入できるようになっている。
【0051】
保持具43を用いたキャップ装着動作においては、後述するように保持具43を垂直姿勢から傾斜させる動作を行うことにより、安定したキャップ装着状態を実現するようにしている。ここで図9を参照して、このキャップ装着動作において保持具43を垂直姿勢および傾斜姿勢を取り得るように操作する保持具傾斜機構による保持具傾斜動作について説明する。
【0052】
図9(a)は、シリンダ39のロッド39aが没入状態にあり、回動部材38が垂直姿勢に、したがって回動部材38に保持された保持具43も垂直姿勢にある状態を示している。キャップ装着動作において保持具43が垂直姿勢にある状態では、保持具43に軸方向と直交する方向で保持されたキャップ28の姿勢は、チューブ27の開口部27aに対して水平となる。
【0053】
図9(b)はこの状態から、ロッド39aを突出させることによって、回動部材38および保持具43が傾斜姿勢にある状態を示している。すなわち、ロッド39aが突出することにより、回動軸42はレバー部材40を介して、ロッド39aの突出量とレバー部材40のレバー長さで規定される角度αだけ回転する。これにより回動軸42に固着された回動部材38は同様の角度αだけ回動軸42廻りに回動して傾斜し、保持具43も同様に傾斜する。キャップ装着動作において保持具43が傾斜姿勢にある状態では、保持具43に保持されたキャップ28は、チューブ27の開口部27aに対して水平面から傾斜した姿勢となる。
【0054】
すなわちキャップ装着ヘッド33において、上述の保持具傾斜動作を行う保持具傾斜機構は、保持具昇降機構により昇降する昇降フレーム37と、昇降フレーム37に水平方向の回動軸42廻りに回動自在に取り付けられた回動部材38と、回動部材38を回動させる駆動手段としてのシリンダ39とを備え、保持具43を回動部材38に取り付けた構成となっている。
【0055】
次にキャップ取り外し機構3の構造を説明する。図4において、キャップ装着機構2の右側方には、容器ラック搬送機構4と交叉してキャップ取り外し機構3が配設されている。キャップ取り外し機構3は、キャップ取り外しヘッド53をフレーム3aにY方向にスライド自在に保持させ、第3のモータ50、送りねじ51a、ナット部材51bより成る直動機構によって、キャップ取り外しヘッド53をY方向に移動させる構成となっている。
【0056】
この直動機構によるキャップ取り外しヘッド53の移動端には、キャップ離脱板67およびキャップ回収箱68が配置されている。キャップ離脱板67は櫛歯状部材であり、容器ラック6に保持されたチューブ27からキャップ28を取外したキャップ取り外しヘッド53がキャップ離脱板67にアクセスしてキャップ離脱動作を行うことにより、後述する係合具に係合状態にあるキャップ28を櫛歯によって離脱させる。キャップ離脱板67は、チューブ27から取り外されて係合具に係合したままのキャップ27を、この係合具から除去するキャップ除去手段となっている。離脱したキャップ28は、キャップ回収箱68内に落下回収される。
【0057】
次に図10,図11を参照して、キャップ取り外しヘッド53の構造および機能を説明する。キャップ取り外しヘッド53は、キャップ28の凹部28aに係合可能な係合具63にキャップ取り外し動作を行わせることにより、チューブ27の開口部27aに装着されたキャップ28の取り外しを自動的に行う。キャップ取り外し動作は、係合具63の昇降と傾斜を組み合わせた所定パターンの動作であり、このためキャップ取り外しヘッド53は、以下に説明するように、係合具63を昇降させる保持具昇降機構と、係合具63を垂直姿勢および傾斜姿勢を取り得るように操作する係合具傾斜機構とを備えている。
【0058】
図10に示すように、フレーム3aの下面にY方向に固着されたガイドレール52aには、スライダ52bがスライド自在に装着されており、スライダ52bはキャップ装着ヘッド53の移動フレーム53aに結合されている。第3のモータ50を駆動することにより、キャップ装着ヘッド53はY方向に往復動する。
【0059】
図11に示すように、フレーム53aにはガイドレール56aが垂直に配設されており、ガイドレール56aにスライド自在に装着されたスライダ56bは昇降フレーム57に固着されている。昇降フレーム57には結合ブロック57bが結合されており、結合ブロック57bに内蔵されたナット部材55bには送りねじ55aが螺合している。昇降フレーム57は両側に側フレーム57aを有し下方側が開放された門型のフレームであり、図10に示すように一方側の側フレーム57aには、シリンダ59がロッド59aを下向きにし、かつピン59b(図11)によって上側をピン支持された形で配設されている。
【0060】
図11に示すように、ロッド59aの先端部にはレバー部材60がピン61によってピン結合されており、図10に示すように、レバー部材60は側フレーム57aの下端部に軸支された一方側の回動軸62に固定結合されている。側フレーム57aの内側には回動部材58が2つの回動軸62によって回動自在に保持されている。一方側の回動軸62はレバー部材60に結合されており、後述するようにシリンダ59を駆動することにより、回動部材58は垂直姿勢から傾斜するようになっている。
【0061】
回動部材58は、図10に示すように、キャップ28に設けられた凹部28aに係合可能な係合具63を、容器ラック6におけるチューブ27の保持ピッチと同一のピッチで保持している。すなわち係合具63は、容器ラック6の1つの列に並んだ複数のチューブ27と対応する数および位置関係で、回動部材58に取り付けられている。
【0062】
これにより、キャップ取り外しヘッド53によるキャップ取り外し動作において、容器ラック6の一列に並んだ複数のチューブ27を一括して対象とすることができるようになっている。そして送りねじ55aを昇降用モータ54によって回転駆動することにより、昇降フレーム57は昇降し、したがって回動部材58に取り付けられた係合具63もともに昇降する。昇降用モータ54,送りねじ55a、ナット部材55bは、昇降フレーム57とともに係合具63をチューブ27に対して昇降させる係合具昇降機構となっている。
【0063】
係合具63の形状について説明する。係合具63の先端部には、図14に示すように、径方向に張り出した形状の挿入端部63aが設けられている。挿入端部63aは、キャップ28の上面中央に形成された凹部28aに挿入されて底部28dに嵌り込むことにより、キャップ28を係合具63に係合する。挿入端部63aは係合具63の先端部に設けられ凹部28a内で底部28dに嵌り込む大径部となっている。
【0064】
係合具63よってキャップ28を係合保持する際には、まず対象となる容器ラック6を保持した容器ラック保持部5をX方向に搬送してキャップ取り外し機構3の位置まで移動させ、次いで係合具63の列位置をY方向に移動させて容器ラック6のキャップ取り外し対象となる列に位置合わせする。これにより、係合63とチューブ27の開口部27aに装着されたキャップ28が位置合わせされる。
【0065】
この位置合わせは、X方向には容器ラック搬送機構4によって、Y方向には第2のモータ50、送りねじ51a、ナット部材51bより成る直動機構によって、係合63と容器ラック保持部5を相対的に水平移動させることにより行われる。すなわち、容器ラック搬送機構4および上述の直動機構は、係合具63をチューブ27の開口部27aに装着されたキャップ28に係合させるために、係合具63とチューブ27とを位置合わせする位置合わせ機構となっており、この位置合わせ機構は、係合具63と容器ラック保持部5を相対的に水平移動させる水平移動機構を備えた構成となっている。
【0066】
そしてこの状態で昇降用モータ54を駆動してキャップ取り外しヘッド53を下降させる。これにより、係合具63はキャップ28に対して下降し、挿入端部63aがキャップ28の凹部28a内で底部28dに圧入されて嵌り合うことにより、キャップ28が係合具63によって係合される。
【0067】
図11に示すように、係合具63は上方に延出した昇降軸64と結合されており、昇降軸64は回動部材58に装着されたスライドガイド65によって上下方向にスライド自在に保持されている。昇降軸64の上端部は弾性部材であるスプリング66によって下方に付勢されており、前述のキャップ装着動作において係合具63を所定の押圧荷重でキャップ28に対して押圧する。
【0068】
すなわち、上記構成において、回動部材58は、複数の係合具63をチューブ27に向かって進退自在に装着するとともに、これらの係合具63をチューブ27側に押圧する付勢力を作用させる弾性部材を備えている。この付勢力により、係合具63の下端部の高さ位置にばらつきが存在する場合にあっても、係合具63によってキャップ28を良好に係合することができるようになっている。
【0069】
係合具63を用いたキャップ取外し動作においては、図9に示す動作と同様に、係合具63を垂直姿勢から傾斜させる係合具傾斜動作を係合具傾斜機構によって行うことにより、安定したキャップ取り外しを実現するようにしている。すなわち、シリンダ59を駆動して回動部材58を回動軸62廻りに回動させることによって、係合具63を垂直姿勢から傾斜させる。
【0070】
上述のキャップ取り外し機構3の構成において、係合具63を垂直姿勢から傾斜させる係合傾斜機構は、前述の係合具昇降機構により昇降する昇降フレーム57と、昇降フレーム57に水平方向の回動軸62廻りに回動自在に取り付けられた回動部材58と、回動部材58を回動させる駆動手段としてのシリンダ59とを備え、係合具63を回動部材58に取り付けた構成となっている。
【0071】
次に図12を参照して制御系の構成を説明する。図12において、破線枠で示す12は、分注装置12に含まれる構成要素を示している。制御部70は分注装置12の各部の動作を制御する。制御部70にはキャップ装着プログラム71、キャップ取り外しプログラム72、キャップ供給プログラム73が記憶されており、これらの各プログラムを制御部70が実行することにより、キャップ装着動作、キャップ取り外し動作、キャップ供給動作がキャップ装着機構2、キャップ取り外し機構3およびキャップ供給手段によりそれぞれ行われる。
【0072】
操作・入力部74はタッチパネルやキーボードなどの入力手段であり、分注装置12の各部における動作実行のためのコマンドやデータを入力する。表示部75はディスプレイ装置であり、操作・入力部74による操作・入力時の案内画面を表示する。分注部76は分注ヘッドによる分注動作を実行する。
【0073】
分注装置12から受け渡し位置12bを介してキャップ装着・取り外し装置1に渡された容器ラック6を対象としてキャップ装着、キャップ取外しを行う際には、制御部70がキャップ装着プログラム71、キャップ取り外しプログラム72を実行することにより、リフタ機構21、シート移載機構11、キャップ分離機構24、キャップ移送テーブル10、キャップ装着機構2、キャップ取り外し機構3、容器ラック搬送機構4、バルブ機構48の各機構の動作が制御される。
【0074】
次に図13を参照してキャップ装着方法について説明する。まずキャップ装着機構2において、キャップ装着ヘッド33をキャップ移送テーブル10のキャップ吸着位置の上方に移動させ、保持具43をキャップ28に位置合わせする。そして昇降フレーム37を下降させて、列状に配置された保持具43をキャップ吸着位置に列状に配列されたキャップ28に対して下降させる。そして嵌入部43cを凹部28a内に嵌入させ、吸引孔43aから真空吸引することにより、キャップ28を保持具43によってキャップ28の上面側より保持する(キャップ保持工程)。
【0075】
次いでキャップ装着ヘッド33を移動させ、容器ラック搬送機構4上に位置決めされた容器ラック6の対象となるチューブ27の列に対して保持具43の列を位置合わせする。次いで回動部材38を回動させることにより、図13(a)に示すようにキャップ28を保持した保持具43を傾斜させる。そして図13(b)に示すようにキャップ28をチューブ27の開口部27aに対して傾斜させた状態で、チューブ27の縁部27cにキャップ28を接触させる(キャップ接触工程)。
【0076】
このキャップ接触工程は、保持具43を傾斜させる傾斜ステップと、保持具43とチューブ27とを位置合わせする位置合わせステップと、キャップ28を開口部27aに接触させる接触ステップとを含んだ動作工程である。上述の実施の形態ではこのキャップ接触工程において、位置合わせステップの後に傾斜ステップを実行するようにしているが、位置合わせステップと傾斜ステップの順序はどちらが先であってもよい。例えば、予め傾斜した状態で載置されたキャップ28を既に傾斜姿勢に保たれた保持具43で保持した後に、保持具43をチューブ27に対して位置あわせするようにしてもよい。
【0077】
そしてこの後、回動部材38を回動させて保持具43を垂直姿勢にすることにより、保持具43に保持されたキャップ28を開口部27aに対して水平にするとともに、キャップ28を開口部27a内に挿入して装着する(キャップ装着工程)。そしてこの後、保持具43をスプリング46の付勢力によってチューブ27側に押し付ける(キャップ押し付け工程)。これにより、チューブ27の高さや保持具43の下面の高さにばらつきがある場合においても、キャップ28をチューブ27に正しく装着することができる。
【0078】
このキャップ装着方法におけるキャップ装着動作は、保持具43に保持されたキャップ28の姿勢をチューブ27の開口部27aに対して傾斜させた状態でこのキャップ28を開口部27aの縁部に接触させ、その後保持具43を垂直姿勢にしてキャップ28の姿勢を水平するとともに、開口部27aに挿入して装着するものである。そして本実施の形態においては、制御部70は、上述のキャップ装着動作を行うために、位置合わせ機構、保持具傾斜機構、保持具昇降機構を制御する制御手段として機能している。
【0079】
そしてこのキャップ装着動作では、チューブ27を縦横複数列並べて収納する容器ラック6に収納された複数のチューブ27のうち、1つの列に並んだ複数のチューブ27に対して、キャップ接触工程の位置合わせステップからキャップ装着工程までを同時に行うようにしている。すなわち、縦横複数列の規則配列で保持された複数のチューブ27のうち、任意の1列のみを対象としてキャップ装着を行うことが可能となっている。さらに、バルブ機構48によって保持具43による真空吸引を個別に制御することにより、任意の1列のチューブのうちの特定のチューブ27のみを対象とすることもできる。
【0080】
したがって、容器ラックに保持されたチューブの一部を対象としてキャップ装着を行おうとすれば、キャップを保持シートから分離した後に、個々にチューブに装着する作業を手作業で実行することを余儀なくされていた従来の保持シートを用いたキャップの装着作業と比較して、キャップの装着作業を効率よく行うことができる。
【0081】
また上述のキャップ装着動作においては、保持具43に保持されたキャップ28の姿勢を開口部27aに対して傾斜させた状態でこのキャップ28を開口部27aの縁部に接触させ、その後保持具43を垂直姿勢にしてキャップ28の姿勢を水平にしながらこのキャップ28を開口部27aに挿入するようにしているので、キャップ挿入時にキャップ28が接触していない縁部側から、チューブ27内部の空気を外に逃がして内圧上昇を防止することができる。したがって、キャップ28が装着後に内圧によって押し上げられてチューブ27から離脱する不具合を防止して、安定したキャップ装着状態を実現することができる。
【0082】
次に図14を参照して、チューブ27に装着されたキャップ28を取り出すキャップ取外し方法について説明する。まずキャップ取り外し対象のチューブ27を保持した容器ラック6を容器ラック搬送機構4によってキャップ取り外し機構3に移動させ、容器ラック6に保持された複数のチューブのうち対象となるチューブ27の列を係合具63の列に位置合わせする(位置合わせ工程)。
【0083】
次いで昇降フレーム57を下降させて、図14(a)に示すように、挿入端部63aを凹部28a内に押し込み、底部28dに嵌め合わせて係合させる(係合工程)。そして図13(b)に示すように係合具63を垂直姿勢から傾斜させることにより、キャップ28を開口部27aの一方側の縁部27cを支点として傾斜させて、他方側の縁部27cからキャップ28の鍔部28bを離隔させる(キャップ傾斜工程)。
【0084】
この後、係合具63を上昇させることにより、図14(c)に示すように、キャップ28を開口部27aから離脱させる(キャップ離脱工程)。そして、キャップ28を取り外した後のキャップ取り外しヘッド53を、キャップ離脱板67にアクセスさせ、係合具63に係合状態にあるキャップ28をキャップ離脱板67の櫛歯によって離脱させる。離脱したキャップ28は、キャップ回収箱68内に落下回収される。
【0085】
このキャップ取り外し動作は、係合具63をチューブ27の開口部27aに装着されたキャップ28の凹部28aに係合させた状態で、この係合具63を垂直姿勢から傾斜させることによりキャップ28を開口部27aの一方側の縁部を支点として傾斜させて他方側の縁部からキャップ28を離隔させるものである。そして本実施の形態においては、制御部70は、上述のキャップ取り外し動作を行うために、前述の位置合わせ機構、係合具傾斜機構、係合具昇降機構を制御する制御手段として機能している。
【0086】
このキャップ取り外し方法におけるキャップ取り外し動作においては、まずチューブ27に装着されたキャップ28aに係合具63を係合させ、係合具63を垂直姿勢から傾斜させてキャップ28を開口部27aの縁部から離隔させた後に、キャップ28を上昇させてチューブ27から離脱させるようにしている。このため、キャップ28を上昇させる際に、キャップ28の嵌合部28cと開口部27aとの嵌め合い部の接触面圧によって、チューブ27がキャップ28とともに持ち上げられる不具合を、チューブ27をクランプなどの方法で保持することなく防止することができる。これにより、係合具63を傾斜させるという簡単な方法で、キャップ28を不具合なく確実に取り外すことができる。
【0087】
そして上述のキャップ取り外し動作では、チューブ27を縦横複数列並べて収納する容器ラック6に収納された複数のチューブ27のうち、1つの列に並んだ複数のチューブ27に対して、位置合わせ工程からキャップ離脱工程までを同時に行うようにしている。
【0088】
このとき、上述のように、チューブ27がキャップとともに持ち上げられる不具合が発生しないことから、従来のキャップ取り外し方法においては困難であった特定列のチューブのみを対象としたキャップ取り外し作業、すなわち、縦横複数列の規則配列で容器ラック6に保持された複数のチューブ27のうち、任意の1列のみを対象としてキャップ取り外しを行うことが可能となっている。
【0089】
上記説明したように、本実施の形態に示すキャップ装着・取り外し装置は、キャップ供給手段によって供給されたキャップ28を保持具43によって保持して容器ラック6に縦横複数列並べて保持されたチューブ27に装着するキャップ装着機構2と、チューブ27に装着されたキャップ28を係合具63によって係合して取り外すキャップ取り外し機構3と、容器ラック6を分注装置12との間で受け渡す容器ラック受け渡し位置12bおよびキャップ装着機構2、キャップ取り外し機構3の間で容器ラック6を移動させる容器ラック移動手段とを、1つの装置に組み込んだ構成となっている。
【0090】
これにより、キャップの装着と取り外しとを個別の専用装置を用いて行う従来技術と比較して、分注装置との容器ラックの受け渡し作業を含めて、チューブへのキャップ装着・取り外しの作業を自動化することができ、これらの作業を効率よく行うことができる。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、容器の開口部に装着された樹脂製のキャップの被係合部に係合具を係合させ、この係合具を垂直姿勢から傾斜させることによりキャップを開口部の一方側の縁部を支点として傾斜させて他方側の縁部からキャップを離隔させた後に、キャップを上昇させて容器の開口部から離脱させるようにしたので、容器がキャップによって持ち上げられるのを防止して、キャップを不具合なく確実に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置が組み込まれた分注システムの平面図
【図2】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置で使用されるチューブ、キャップおよびチューブ保持ラックの斜視図
【図3】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置で使用されるキャップ保持シートの斜視図
【図4】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置の平面図
【図5】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置のキャップ供給手段の断面図
【図6】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ分離動作の説明図
【図7】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着機構の正面図
【図8】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着ヘッドの側断面図
【図9】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着ヘッドの動作説明図
【図10】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外し機構の正面図
【図11】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外しヘッドの側断面図
【図12】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置の制御系の構成を示すブロック図
【図13】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ装着動作の説明図
【図14】本発明の一実施の形態のキャップ装着・取り外し装置におけるキャップ取り外し動作の説明図
【符号の説明】
1 キャップ装着・取り外し装置
2 キャップ装着機構
3 キャップ取り外し機構
4 容器ラック搬送機構
5 容器ラック保持部
6 容器ラック
7 シート収納部
9 シート分離部
10 キャップ移送テーブル
11 シート移載機構
12 分注装置
20 キャップ保持機構
24 キャップ分離機構
27 チューブ
27a 開口部
28 キャップ
28a 凹部
33 キャップ装着ヘッド
37,57 昇降フレーム
38,58 回動部材
39,59 シリンダ
42,62 回動軸
43 保持具
46,66 スプリング
48 バルブ機構
53 キャップ取り外しヘッド
63 係合具
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cap removing equipment to remove the cap attached to a container containing a liquid.
[0002]
[Prior art]
Dispensing devices are known as devices used for systematically performing tests such as biochemical reactions of substances. In this dispensing apparatus, a liquid dispensing operation is performed for a microtiter plate in which wells for storing liquids such as reagents and specimens are provided in a regular arrangement, or a small test tube-shaped tube. In the case of using a tube, the tube rack manufactured according to the arrangement of the dispensing tips of the used dispensing device is held in a vertical posture, and liquid is injected or taken out from the opening on the upper surface.
[0003]
Then, after dispensing the tube, if it is necessary to close the tube for the purpose of blocking the liquid from the external atmosphere, a cap is attached to the opening of the tube (see, for example, Patent Document 1). ). As the cap, a resin molded into a shape having a fitting portion that fits into the opening of the tube is used, and when the cap is attached to the tube, the upper surface of the cap is held by a holder. Then, the fitting portion of the cap is pushed into the opening from above. Moreover, when performing new dispensing operation, the operation | work which removes the mounted cap is performed (for example, refer patent document 2). The cap removal is performed by removing the fitting portion from the opening by holding the cap by a method such as holding the cap and pulling it upward.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-81441 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-14770
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cap removing operation for removing the cap attached to the opening of the tube, the following problems have occurred. Since the cap is attached for the purpose of closing and sealing the tube, the fitting portion between the fitting portion and the opening portion is set in a fitting state in which surface pressure acts on the contact surface.
[0006]
For this reason, when the cap is raised and the fitting part is detached from the opening of the container, it is necessary to hold the tube by clamping it from the outside so that the tube is not lifted by the cap. . However, when removing caps from tubes that are housed in a grid-like arrangement in a tube rack, it is difficult to hold the tubes in a simple manner, and it is difficult to remove the caps without any problems. It was.
[0007]
Accordingly, the present invention aims at providing a cap removing equipment which can be removed cap attached to the container of a small test tube shape housed side by side vertically and horizontally a plurality of rows in a container rack without problems reliably.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The cap removing device according to claim 1 is a cap removing device for removing a resin cap attached to an opening of a small test tube-shaped container accommodated in a plurality of rows and columns in a container rack. A plurality of engagement tools provided at the tip end with an insertion end that fits into a recess formed in the center of the upper surface, a container rack holding part for holding a container rack, the plurality of engagement tools, and the container rack holding part It has a horizontal moving mechanism for relatively moving horizontally, alignment for aligning the engaging member and the container of the plurality of engagement members to engage with the cap attached to the opening of the container A mechanism, an engagement tool lifting mechanism for lifting and lowering the plurality of engagement tools relative to the container, a lifting frame that is lifted and lowered by the engagement tool lifting mechanism, and a rotating frame that rotates about a horizontal rotation axis. Movement A rotating member having an elastic member attached to the container and detachably attached to the plurality of engaging tools toward the container and urging each engaging tool downward; and rotating the rotating member An engagement tool tilting mechanism for tilting the engagement tool from a vertical posture, and a state in which the plurality of engagement tools are engaged with an engaged portion of a cap attached to the opening. in one side edge portion of the opening is inclined as a fulcrum to separate the said cap from the edge of the other side of the cap by tilting the engaging member from the vertical position, then the plurality of engaging member Control means for controlling the positioning mechanism, the engaging tool tilting mechanism, and the engaging tool lifting mechanism to perform the cap removing operation to be lifted and removed from the opening , and the engaging means removed from the container The above while still engaging the tool The cap and a cap removal means for removing from the engaging member.
[0012]
The cap removing device according to claim 2 is the cap removing device according to claim 1, wherein the plurality of engaging members correspond to a plurality of containers arranged in one row of the container rack. It is attached to the rotating member in relation.
[0016]
According to the present invention, the engagement tool is engaged with the engaged portion of the resin cap attached to the opening of the container, and the engagement tool is inclined from the vertical posture so that the cap is placed on one side of the opening. By tilting the edge on the side as a fulcrum and separating the cap from the edge on the other side, the cap is lifted and separated from the opening of the container to prevent the container from being lifted by the cap, The cap can be securely removed without any problems.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a dispensing system incorporating a cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a tube and cap used in the cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a cap holding sheet used in the cap mounting / removing device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cap mounting / removing device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of the cap supply means of the cap mounting / removal device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an explanation of the cap separating operation in the cap mounting / removal device of the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a front view of a cap mounting mechanism in the cap mounting / removal device according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cap mounting / removal of the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a side sectional view of the cap mounting head in the apparatus, FIG. 9 is a view for explaining the operation of the cap mounting head in the cap mounting / removing apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is the cap mounting / removal of the embodiment of the present invention. 11 is a front view of a cap removing mechanism in the apparatus, FIG. 11 is a side sectional view of a cap removing head in the cap attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cap attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is an explanatory diagram of a cap mounting operation in the cap mounting / removing device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a cap mounting / removing device according to the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing of the cap removal operation | movement in.
[0018]
First, a dispensing system will be described with reference to FIG. This dispensing system is configured by combining a cap attaching / detaching device 1 with a dispensing device 12 that performs dispensing operations of liquids such as reagents and specimens in various tests performed in drug discovery screening work and the like. The cap mounting / removal device 1 includes a cap mounting device that automatically mounts a resin cap on a small test tube-shaped tube used as a container for storing liquid in a test, and a cap mounted on the tube. The cap removal device that automatically removes is incorporated into one device.
[0019]
The cap mounting / removal device 1 is provided with a cap mounting mechanism 2 for performing mounting / removal of a cap, a cap removing mechanism 3 and a cap supply means for supplying individual caps to the cap mounting mechanism 2 on the base 1a. These parts are connected via a transport mechanism described later. The work target tube can be delivered to and from the dispensing device 12.
[0020]
First, the cap supply means will be described. The cap supply unit includes a sheet storage unit 7, a sheet collection box 8, a cap separation unit 9, a cap transfer table 10, and a sheet transfer mechanism 11. The sheet storage unit 7 stores a cap holding sheet 20 (see FIG. 4) that holds the caps in a regular plane arrangement. The cap separation unit 9 (cap separation mechanism) separates individual caps from the cap holding sheet 20 taken out from the sheet storage unit 7. The empty sheet after the cap is separated from the cap holding sheet 20 is collected in the sheet collection box 8.
[0021]
The sheet transfer mechanism 11 takes out the cap holding sheet 20 from the sheet storage unit 7 and transfers it to the cap separation unit 9. The cap transfer table 10 (cap transfer mechanism) transfers the cap separated from the cap holding sheet 20 to a cap suction position (predetermined position) set as a delivery position to the cap mounting mechanism 2.
[0022]
The cap mounting mechanism 2 holds the cap from the above-described cap suction position by a holder dedicated to holding the cap, and mounts the cap on the opening of the tube held in the container rack 6 (see FIG. 3). The cap removal mechanism 3 removes the cap attached to the opening of the tube. The cap mounting mechanism 2 and the cap removing mechanism 3 are disposed along the container rack transport mechanism 4, and the container rack transport mechanism 4 includes a container rack holding unit 5 on which a container rack 6 for storing tubes arranged in rows and columns is placed. Transport.
[0023]
In a state where the container rack holding unit 5 has moved to the end of the container rack transport mechanism 4, the container rack 6 held by the container rack holding unit 5 is located at the delivery position 12 b set in the dispensing device 12. The container rack transport mechanism 4 is container rack moving means for moving the container rack 6 between the container rack delivery position 12 b for delivering the container rack 6 to and from the dispensing device 12, the cap mounting mechanism 2, and the cap removing mechanism 3.
[0024]
The container rack 6 is taken out by a container transfer head 15 provided in the dispensing device 12 and stored together with the microplate 14 in a container stock unit 13 attached to the dispensing device 12. A dispensing area 12 c is provided on the base portion 12 a of the dispensing device 12, and the container rack 6 and the microplate 14 are transferred from the container stock portion 13 to the container during the dispensing operation performed by the dispensing head 16. It is taken out by the head 15 and conveyed to the dispensing area 12c. Whenever it is necessary to attach the cap to the tube or remove the cap from the tube in this dispensing operation, the container rack 6 sets the delivery position 12b between the cap attaching / detaching device 1 and the dispensing device 12. Round trip through.
[0025]
Next, the tube 27 used for the dispensing operation by the dispensing device 12 and the cap 28 attached to and detached from the tube 27 by the cap attaching / detaching device 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the container rack 6 is provided with recesses 6a for holding a plurality of tubes 27 side by side in a lattice-like planar regular array, and the tubes 27 are in an upright posture in the recesses 6a. Inserted and retained. The arrangement of the tubes 27 in the container rack 6 coincides with the well arrangement of the microplate 14, and both the tubes 27 and the microplate 14 held in the container rack 6 by using the same dispensing head 16 are targeted. As a result, dispensing operation can be performed.
[0026]
As shown in FIG. 2 (b), the tube 27 is a resin part formed of a transparent resin in a test tube shape having an upper opening, and a cap 28 is attached to the opening 27a as necessary. The cap 28 is a resin-made plug member having a shape in which a concave portion 28a is provided at the center of the upper surface, and a collar portion 28b is projected from an upper edge portion. A lower portion of the cap 28 is a cylindrical fitting portion 28c having a diameter smaller than that of the flange portion 28b.
[0027]
When the cap 28 is attached to the tube 27, the fitting portion 28c is press-fitted into a stepped portion 27b provided in the opening 27a. The concave portion 28a is provided with a bottom portion 28d having an inner diameter extending outward from the intermediate portion. In a cap removing operation, which will be described later, the distal end portion of the engagement tool is inserted into the concave portion 28a and fitted into the bottom portion 28d. Thus, the cap 28 can be engaged with the engagement tool. That is, the concave portion 28a provided in the cap 28a is an engaged portion for engaging the cap 28 with the engaging tool.
[0028]
FIG. 3 shows the cap holding sheet 20 that holds the cap 28. The cap 28 is held in a posture in which the recesses 28a face upward on a bendable resin sheet 20a. In the holding holes 20b provided in the sheet 20a in the same arrangement as the arrangement of the recesses 6a in the container rack 6, the cap 28 The portion 28b is inserted while being locked (see FIG. 6A).
[0029]
Next, with reference to FIG. 4 and each figure, the detailed structure of each part of the cap mounting / removal device 1 will be described. First, cap supply means for supplying the cap 28 to the cap mounting mechanism 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an AA cross section in FIG. 4, and a cap holding sheet 20 is stored in a stacked state in a holding frame 7 a provided in the sheet storage unit 7. The cap holding sheet 20 is placed on the lifter mechanism 21. By driving the lifter mechanism 21, the cap holding sheet 20 is sequentially pushed up within the holding frame 7a.
[0030]
The uppermost cap holding sheet 20 stacked in the holding frame 7 a and pushed up to the take-out height at the upper end is taken out by the sheet transfer head 22. The taken-out sheet transfer head 22 is transferred to the cap separation unit 9 by a sheet transfer mechanism 11 (see FIG. 4) disposed in the X direction along the sheet storage unit 7, the sheet collection box 8, and the cap separation unit 9. Move up.
[0031]
As shown in FIG. 4, the sheet transfer mechanism 11 has a configuration in which a sheet transfer head moving table 11a is horizontally held by a bracket 11b. The sheet transfer head moving table 11a includes a first motor 17. A linear motion mechanism including a feed screw 17a and a nut 17b is provided. The sheet transfer head 22 reciprocates above the sheet storage unit 7, the sheet collection box 8, and the cap separation unit 9 by this linear movement mechanism, and the cap holding sheet 20 taken out from the sheet storage unit 7 is transferred to the cap separation unit 9. Included.
[0032]
As shown in FIG. 5, the cap holding sheet 20 transferred to the cap separation unit 9 is placed on the cap separation plate 23, where the cap separation operation for separating the cap 28 from the cap holding sheet 20 is performed by cap separation. This is done by mechanism 24. The cap separation mechanism 24 includes a punching head 25 that is lifted and lowered by a lifting mechanism 26, and a plurality of punching shafts 25 a correspond to the arrangement pitch of the holding holes 20 b in the cap holding sheet 20. It is provided to extend downward at a pitch.
[0033]
A cap transfer table 10 is disposed below the cap separation plate 23. The cap transfer table 10 is a vibration feeder that conveys components by vibrating the conveyance surface, and the cap separation unit 9 moves the cap 28 separated from the cap holding sheet 20 in the Y direction by vibration, so that the cap mounting mechanism 2 is moved. Transport to.
[0034]
The cap separation operation will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, the cap holding sheet 20 conveyed by the sheet transfer head 22 is aligned with the cap separation plate 23 so that each cap 28 coincides with the separation hole 23a. Next, as shown in FIG. 6B, the cap holding sheet 20 is placed with the sheet 20 a brought into contact with the upper surface of the cap separation plate 23.
[0035]
Then, the punching head 25 is lowered, and the cap 28 is pushed out from the holding hole 20b by inserting the punching shaft 25a into the recess 28a as shown in FIG. 6C. As a result, the cap 28 is separated downward from the cap holding sheet 20 through the separation hole 23 a and moves into the conveyance groove 10 a provided in the cap transfer table 10. Then, the cap 28 that has moved into the transport groove 10a is transported by the cap transfer table 10 to the cap suction position 10b (see FIG. 8) by the holder of the cap mounting mechanism 2.
[0036]
Next, the structure of the cap mounting mechanism 2 will be described. In FIG. 4, the cap transfer table 10 is provided so as to extend to the container rack transport mechanism 4, and the cap mounting mechanism 2 is disposed in accordance with the position of the cap transfer table 10 in the X direction. The cap mounting mechanism 2 slidably holds the cap mounting head 33 on the frame 2a, and moves the cap mounting head 33 in the Y direction by a linear motion mechanism including the second motor 30, the feed screw 31a, and the nut member 31b. It has a configuration.
[0037]
Next, the structure and function of the cap mounting head 33 will be described with reference to FIGS. The cap mounting head 33 automatically performs cap mounting on the tube 27 by causing the holder 43 that holds the cap 28 from the upper surface side to perform the cap mounting operation. The cap mounting operation is an operation of a predetermined pattern that combines the raising and lowering and tilting of the holding tool 43. For this reason, the cap mounting head 33 includes a holding tool lifting mechanism for lifting and lowering the holding tool 43 and a holding mechanism, as will be described below. And a holder tilting mechanism for operating the tool 43 so that it can take a vertical posture and an inclined posture.
[0038]
As shown in FIG. 7, a slider 32b is slidably mounted on a guide rail 32a fixed to the lower surface of the frame 2a in the Y direction, and the slider 32b is coupled to the moving frame 33a of the cap mounting head 33. Yes. By driving the second motor 30, the cap mounting head 33 reciprocates in the Y direction.
[0039]
As shown in FIG. 8, a guide rail 36 a is vertically disposed on the frame 33 a, and a slider 36 b slidably mounted on the guide rail 36 a is fixed to the lifting frame 37. A connecting block 37b is connected to the elevating frame 37, and a feed screw 35a is screwed to a nut member 35b built in the connecting block 37b. The elevating frame 37 is a gate-shaped frame having side frames 37a on both sides and opened on the lower side, and as shown in FIG. 7, in one side frame 37a, a cylinder 39 has a rod 39a facing downward, and a pin 39b (FIG. 8) is disposed so that the upper side is pin-supported.
[0040]
As shown in FIG. 8, a lever member 40 is pin-coupled to the tip of the rod 39a by a pin 41. As shown in FIG. 7, the lever member 40 is pivotally supported by the lower end of the side frame 37a. It is fixedly coupled to the rotation shaft 42 on the side. A rotation member 38 is rotatably held by two rotation shafts 42 inside the side frame 37a. The rotation shaft 42 on one side is coupled to the lever member 40, and the rotation member 38 rotates at a predetermined angle around the rotation shaft 42 by driving a cylinder 39 as will be described later. By this rotation, the holder 43 can take a vertical posture and an inclined posture as will be described later.
[0041]
As shown in FIG. 7, the rotating member 38 holds the holder 43 at the same pitch as the holding pitch of the tubes 27 in the container rack 6. That is, the holders 43 are attached to the rotating member 38 with the number and positional relationship corresponding to the plurality of tubes 27 arranged in one row of the container rack 6.
[0042]
Thereby, in the cap mounting operation by the cap mounting head 33, a plurality of tubes 27 arranged in a row in the container rack 6 can be collectively targeted. Then, when the feed screw 35a is rotationally driven by the lifting / lowering motor 34, the lifting / lowering frame 37 is lifted / lowered, so that the holder 43 attached to the rotating member 38 is also lifted / lowered. The raising / lowering motor 34, the feed screw 35 a, and the nut member 35 b form a holder lifting mechanism that lifts the holder 43 with respect to the tube 27 together with the lifting frame 37.
[0043]
As shown in FIG. 8, the holding tool 43 is provided with a suction hole 43a for sucking and holding the cap 28 by vacuum suction. The suction hole 43a is connected to a valve mechanism 48 composed of a multiple control valve in which a plurality of on / off valves are connected via a vacuum pipe 47, and the valve mechanism 48 is further connected to a vacuum suction source (not shown). Yes. By controlling the valve mechanism 48 by a control unit described later, the vacuum suction from the suction holes 43a in the plurality of holders 43 can be individually controlled.
[0044]
That is, the valve mechanism 48 controlled by the control unit is a vacuum suction control unit that controls on / off of the vacuum suction for each holder 43. Thereby, in the cap mounting operation to be described later, the cap mounting can be performed only for an arbitrary tube 27 among the plurality of tubes 27 arranged in the position row of the container rack 6.
[0045]
As shown in FIG. 13A, the shape of the lower end portion of the holding tool 43 includes a flange portion 43b having an outer diameter substantially equal to the flange portion 28b of the cap 28 to be held, and a fitting portion 43c that is fitted into the concave portion 28a. It has a shape with. The suction hole 43a opens at the end face of the fitting portion 43c. When the cap 28 is held by the holder 43, the cap mounting head 33 is first moved in the Y direction to be positioned toward the cap transfer table 10, and the row position of the holder 43 is set at the end of the cap transfer table 10. Align with the cap suction position 10b. Thereby, the cap 28 and the opening 27a of the tube 27 are aligned.
[0046]
In this state, the elevating motor 34 is driven to lower the cap mounting head 33. Thereby, the holder 43 descends with respect to the cap 28, and the fitting portion 43c is fitted into the recess 28a. The lowering of the holder 43 stops when the flange portion 43b comes into contact with the flange portion 28b. Thereafter, the cap 28 is held by the holder 43 by vacuum suction from the suction hole 43a. At this time, as described above, by controlling the vacuum suction for each holder 43 by the valve mechanism 48, only the arbitrary holder 43 can hold the cap 28.
[0047]
When the cap 28 held by the holder 43 is attached to the tube 27, the container rack holding portion 5 holding the target container rack 6 is first transported in the X direction and moved to the position of the cap attachment mechanism 2. Next, the row position of the holders 43 is moved in the Y direction so as to align with the row of the container rack 6 to be cap-mounted. Thereby, the holder 43 and the opening part 27a of the tube 27 are aligned.
[0048]
In this alignment, the holder 43 and the container rack holder 5 are moved by the container rack transport mechanism 4 in the X direction and by a linear motion mechanism including the second motor 30, the feed screw 31a, and the nut member 31b in the Y direction. This is done by relatively moving horizontally. That is, the container rack transport mechanism 4 and the linear motion mechanism described above serve as an alignment mechanism that aligns the cap 28 held by the holder 43 and the opening 27a of the tube 27. The holder 43 and the container rack holder 5 are configured to include a horizontal movement mechanism that relatively moves horizontally.
[0049]
As shown in FIG. 8, the holding tool 43 is coupled to an elevating shaft 44 extending upward, and the elevating shaft 44 is held by a slide guide 45 attached to the rotating member 38 so as to be slidable in the vertical direction. Yes. The upper end portion of the elevating shaft 44 is urged downward by a spring 46 that is an elastic member, and presses the holder 43 against the cap 28 with a predetermined pressing load in the cap mounting operation described above.
[0050]
That is, in the above configuration, the rotation member 38 is an elastic member that attaches a plurality of holders 43 so as to be able to advance and retreat toward the tube 27 and applies an urging force that presses the holders 43 toward the tube 27 side. I have. With this urging force, the cap 28 can be press-fitted into the opening 27a with an appropriate press-fitting load even when there is a variation in the height position of the lower end portion of the holder 43.
[0051]
In the cap mounting operation using the holder 43, a stable cap mounting state is realized by performing an operation of inclining the holder 43 from the vertical posture as described later. Here, with reference to FIG. 9, the holder tilting operation by the holder tilting mechanism for operating the holder 43 so as to be able to take the vertical posture and the tilted posture in the cap mounting operation will be described.
[0052]
FIG. 9A shows a state in which the rod 39a of the cylinder 39 is in an immersive state and the rotating member 38 is in a vertical posture, and thus the holder 43 held by the rotating member 38 is also in a vertical posture. In a state where the holder 43 is in a vertical posture in the cap mounting operation, the posture of the cap 28 held in the direction orthogonal to the axial direction on the holder 43 is horizontal with respect to the opening 27 a of the tube 27.
[0053]
FIG. 9B shows a state in which the rotating member 38 and the holder 43 are in an inclined posture by projecting the rod 39a from this state. That is, when the rod 39 a protrudes, the rotation shaft 42 rotates through the lever member 40 by an angle α defined by the protrusion amount of the rod 39 a and the lever length of the lever member 40. As a result, the rotation member 38 fixed to the rotation shaft 42 rotates and tilts around the rotation shaft 42 by the same angle α, and the holder 43 similarly tilts. In a state where the holding tool 43 is in an inclined posture in the cap mounting operation, the cap 28 held by the holding tool 43 is inclined from the horizontal plane with respect to the opening 27 a of the tube 27.
[0054]
That is, in the cap mounting head 33, the holder tilting mechanism that performs the above-described tilting operation of the holder can be freely rotated about the lifting frame 37 that is lifted and lowered by the holder lifting mechanism and the rotation frame 42 about the horizontal rotation axis 42. The rotating member 38 attached and a cylinder 39 as a driving means for rotating the rotating member 38 are provided, and the holder 43 is attached to the rotating member 38.
[0055]
Next, the structure of the cap removal mechanism 3 will be described. In FIG. 4, a cap removing mechanism 3 is disposed on the right side of the cap mounting mechanism 2 so as to cross the container rack transport mechanism 4. The cap removing mechanism 3 holds the cap removing head 53 slidably in the Y direction on the frame 3a, and the cap removing head 53 is moved in the Y direction by a linear motion mechanism including a third motor 50, a feed screw 51a, and a nut member 51b. It is configured to move to.
[0056]
A cap removal plate 67 and a cap collection box 68 are disposed at the moving end of the cap removal head 53 by this linear movement mechanism. The cap removal plate 67 is a comb-like member, and will be described later when the cap removal head 53, which has removed the cap 28 from the tube 27 held by the container rack 6, accesses the cap removal plate 67 and performs a cap removal operation. The cap 28 engaged with the engagement tool is removed by comb teeth. The cap removal plate 67 serves as a cap removing unit that removes the cap 27 that has been removed from the tube 27 and remains engaged with the engagement tool from the engagement tool. The detached cap 28 is dropped and collected in the cap collection box 68.
[0057]
Next, the structure and function of the cap removal head 53 will be described with reference to FIGS. The cap removal head 53 automatically removes the cap 28 attached to the opening 27 a of the tube 27 by causing the engaging tool 63 that can be engaged with the recess 28 a of the cap 28 to perform the cap removal operation. The cap removing operation is an operation of a predetermined pattern that combines the raising and lowering and tilting of the engaging tool 63. For this reason, the cap removing head 53 includes a holder lifting mechanism that lifts and lowers the engaging tool 63 as described below. And an engaging tool tilting mechanism for operating the engaging tool 63 so as to be able to take a vertical posture and an inclined posture.
[0058]
As shown in FIG. 10, a slider 52 b is slidably mounted on a guide rail 52 a fixed in the Y direction on the lower surface of the frame 3 a, and the slider 52 b is coupled to the moving frame 53 a of the cap mounting head 53. Yes. By driving the third motor 50, the cap mounting head 53 reciprocates in the Y direction.
[0059]
As shown in FIG. 11, a guide rail 56 a is vertically arranged on the frame 53 a, and a slider 56 b slidably mounted on the guide rail 56 a is fixed to the lifting frame 57. A connecting block 57b is connected to the elevating frame 57, and a feed screw 55a is screwed to a nut member 55b built in the connecting block 57b. The elevating frame 57 is a gate-type frame having side frames 57a on both sides and opened on the lower side. As shown in FIG. 10, the cylinder 59 has a rod 59a facing downward and a pin 59a on one side frame 57a. 59b (FIG. 11) is arranged so that the upper side is pin-supported.
[0060]
As shown in FIG. 11, a lever member 60 is pin-coupled to the tip of the rod 59a by a pin 61. As shown in FIG. 10, the lever member 60 is pivotally supported by the lower end of the side frame 57a. It is fixedly coupled to the rotation shaft 62 on the side. A rotating member 58 is rotatably held by two rotating shafts 62 inside the side frame 57a. The rotation shaft 62 on one side is coupled to the lever member 60, and the rotation member 58 is inclined from the vertical posture by driving a cylinder 59 as will be described later.
[0061]
As shown in FIG. 10, the rotating member 58 holds the engagement tool 63 that can be engaged with the recess 28 a provided in the cap 28 at the same pitch as the holding pitch of the tubes 27 in the container rack 6. . That is, the engaging tool 63 is attached to the rotating member 58 with the number and positional relationship corresponding to the plurality of tubes 27 arranged in one row of the container rack 6.
[0062]
Thereby, in the cap removal operation by the cap removal head 53, a plurality of tubes 27 arranged in a row in the container rack 6 can be collectively targeted. Then, when the feed screw 55a is rotationally driven by the raising / lowering motor 54, the raising / lowering frame 57 is raised / lowered, and accordingly, the engaging tool 63 attached to the rotating member 58 is also raised / lowered together. The elevating motor 54, the feed screw 55 a, and the nut member 55 b constitute an engaging tool elevating mechanism that elevates and lowers the engaging tool 63 relative to the tube 27 together with the elevating frame 57.
[0063]
The shape of the engagement tool 63 will be described. As shown in FIG. 14, an insertion end 63 a having a shape projecting in the radial direction is provided at the distal end of the engagement tool 63. The insertion end 63 a is inserted into a recess 28 a formed at the center of the upper surface of the cap 28 and fits into the bottom 28 d, thereby engaging the cap 28 with the engagement tool 63. The insertion end portion 63a is a large-diameter portion that is provided at the distal end portion of the engagement tool 63 and fits into the bottom portion 28d within the recess 28a.
[0064]
The engaging member 63 Therefore cap 28 when engaging and holding causes the first moving container rack holding section 5 which holds the container rack 6 of interest is transported in the X direction to the position of the cap removal mechanism 3, then The row position of the engaging tool 63 is moved in the Y direction to align with the row of the container rack 6 from which the cap is to be removed. Thus, the engagement member 63 and a cap 28 attached to the opening 27a of the tube 27 are aligned.
[0065]
This alignment, the container rack transport mechanism 4 in the X direction, the second motor 50 in the Y direction, a feed screw 51a, the linear motion mechanism consisting of the nut member 51b, the engagement member 63 and the container rack holding section 5 Is performed by relatively horizontally moving. That is, the container rack transport mechanism 4 and the linear motion mechanism described above align the engaging tool 63 and the tube 27 in order to engage the engaging tool 63 with the cap 28 attached to the opening 27 a of the tube 27. This positioning mechanism is configured to include a horizontal movement mechanism that relatively horizontally moves the engagement tool 63 and the container rack holding portion 5.
[0066]
In this state, the elevating motor 54 is driven to lower the cap removal head 53. As a result, the engaging tool 63 descends with respect to the cap 28, and the insertion end 63 a is press-fitted into the bottom 28 d within the recess 28 a of the cap 28, so that the cap 28 is engaged by the engaging tool 63. The
[0067]
As shown in FIG. 11, the engaging tool 63 is coupled to a lifting shaft 64 extending upward, and the lifting shaft 64 is held by a slide guide 65 mounted on a rotating member 58 so as to be slidable in the vertical direction. ing. The upper end portion of the elevating shaft 64 is urged downward by a spring 66 that is an elastic member, and presses the engagement tool 63 against the cap 28 with a predetermined pressing load in the cap mounting operation described above.
[0068]
That is, in the above-described configuration, the rotating member 58 is elastically attached with a plurality of engaging tools 63 so as to be able to advance and retreat toward the tube 27 and to exert a biasing force that presses the engaging tools 63 toward the tube 27. A member is provided. With this urging force, the cap 28 can be satisfactorily engaged by the engagement tool 63 even when there is variation in the height position of the lower end portion of the engagement tool 63.
[0069]
In the cap removing operation using the engaging tool 63, as in the operation shown in FIG. 9, the engaging tool tilting mechanism for tilting the engaging tool 63 from the vertical posture is performed by the engaging tool tilting mechanism, thereby stabilizing the operation. Cap removal is realized. That is, by driving the cylinder 59 and turning the turning member 58 around the turning shaft 62, the engaging tool 63 is inclined from the vertical posture.
[0070]
In this aspect of the cap removal mechanism 3, the engagement member tilting mechanism for tilting the engaging member 63 from the vertical position, the lift frame 57 to be raised and lowered by the above-described engaging member elevating mechanism, horizontal rotating the lifting frame 57 A rotation member 58 rotatably attached around the moving shaft 62, and a cylinder 59 as a driving means for rotating the rotation member 58, and an engagement tool 63 attached to the rotation member 58; It has become.
[0071]
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 12, 12 indicated by a broken line frame indicates components included in the dispensing device 12. The control unit 70 controls the operation of each unit of the dispensing device 12. The control unit 70 stores a cap attachment program 71, a cap removal program 72, and a cap supply program 73. When the control unit 70 executes these programs, a cap attachment operation, a cap removal operation, and a cap supply operation are performed. Are performed by the cap attachment mechanism 2, the cap removal mechanism 3, and the cap supply means, respectively.
[0072]
The operation / input unit 74 is an input unit such as a touch panel or a keyboard, and inputs commands and data for executing operations in each unit of the dispensing device 12. The display unit 75 is a display device, and displays a guidance screen at the time of operation / input by the operation / input unit 74. The dispensing unit 76 performs a dispensing operation by the dispensing head.
[0073]
When performing cap attachment / detachment on the container rack 6 delivered from the dispensing device 12 to the cap attachment / removal device 1 via the delivery position 12b, the control unit 70 performs a cap attachment program 71, a cap removal program. 72, the lifter mechanism 21, the sheet transfer mechanism 11, the cap separation mechanism 24, the cap transfer table 10, the cap mounting mechanism 2, the cap removal mechanism 3, the container rack transport mechanism 4, and the valve mechanism 48. Operation is controlled.
[0074]
Next, a cap mounting method will be described with reference to FIG. First, in the cap mounting mechanism 2, the cap mounting head 33 is moved above the cap suction position of the cap transfer table 10 to align the holder 43 with the cap 28. Then, the lifting frame 37 is lowered to lower the holders 43 arranged in a row with respect to the caps 28 arranged in a row at the cap suction position. Then, the fitting portion 43c is fitted into the concave portion 28a, and vacuum suction is performed from the suction hole 43a, whereby the cap 28 is held from the upper surface side of the cap 28 by the holding tool 43 (cap holding step).
[0075]
Next, the cap mounting head 33 is moved, and the row of the holders 43 is aligned with the row of the tube 27 that is the target of the container rack 6 positioned on the container rack transport mechanism 4. Next, by rotating the rotation member 38, the holder 43 holding the cap 28 is inclined as shown in FIG. 13B, the cap 28 is brought into contact with the edge 27c of the tube 27 in a state where the cap 28 is inclined with respect to the opening 27a of the tube 27 (cap contact process).
[0076]
This cap contact process is an operation process including an inclination step for inclining the holder 43, an alignment step for aligning the holder 43 and the tube 27, and a contact step for bringing the cap 28 into contact with the opening 27a. is there. In the above-described embodiment, in the cap contact process, the inclination step is executed after the alignment step. However, the order of the alignment step and the inclination step may be first. For example, the holding tool 43 may be aligned with the tube 27 after the cap 28 placed in a tilted state is held by the holding tool 43 already maintained in an inclined posture.
[0077]
Thereafter, the rotating member 38 is rotated to bring the holding tool 43 into a vertical posture, whereby the cap 28 held by the holding tool 43 is made horizontal with respect to the opening 27a and the cap 28 is opened. 27a is inserted and mounted (cap mounting process). Thereafter, the holder 43 is pressed against the tube 27 by the urging force of the spring 46 (cap pressing step). Thereby, even when the height of the tube 27 and the height of the lower surface of the holder 43 vary, the cap 28 can be correctly attached to the tube 27.
[0078]
The cap mounting operation in this cap mounting method is to bring the cap 28 into contact with the edge of the opening 27a while the posture of the cap 28 held by the holder 43 is inclined with respect to the opening 27a of the tube 27, Thereafter, the holder 43 is placed in a vertical posture so that the posture of the cap 28 is leveled, and is inserted into the opening 27a and attached. In the present embodiment, the control unit 70 functions as a control unit that controls the positioning mechanism, the holder tilting mechanism, and the holder lifting mechanism in order to perform the cap mounting operation described above.
[0079]
In this cap mounting operation, the cap contact process is aligned with the plurality of tubes 27 arranged in one row among the plurality of tubes 27 stored in the container rack 6 in which the tubes 27 are stored in a plurality of rows and columns. From the step to the cap mounting process is performed simultaneously. That is, it is possible to attach a cap to only one arbitrary row among the plurality of tubes 27 held in a regular arrangement of a plurality of rows and columns. Furthermore, by individually controlling the vacuum suction by the holder 43 by the valve mechanism 48, only a specific tube 27 in any one row of tubes can be targeted.
[0080]
Therefore, if a cap is to be attached to a part of the tube held in the container rack, it is necessary to manually perform the operation of attaching the cap individually to the tube after the cap is separated from the holding sheet. Compared with the cap mounting operation using the conventional holding sheet, the cap mounting operation can be performed efficiently.
[0081]
In the above-described cap mounting operation, the cap 28 held by the holder 43 is brought into contact with the edge of the opening 27a in a state where the posture of the cap 28 is inclined with respect to the opening 27a. Since the cap 28 is inserted into the opening 27a while keeping the posture of the cap 28 horizontal, the air inside the tube 27 is drawn from the edge side where the cap 28 does not contact when the cap is inserted. It is possible to escape to the outside and prevent an increase in internal pressure. Accordingly, it is possible to prevent a problem that the cap 28 is pushed up by the internal pressure after being attached and detached from the tube 27, thereby realizing a stable cap attachment state.
[0082]
Next, with reference to FIG. 14, the cap removal method which takes out the cap 28 with which the tube 27 was mounted | worn is demonstrated. First, the container rack 6 holding the tubes 27 to be cap-removed is moved to the cap-removing mechanism 3 by the container rack transport mechanism 4, and the row of the target tubes 27 among the plurality of tubes held by the container rack 6 is engaged. Align to the row of tools 63 (alignment process).
[0083]
Next, the elevating frame 57 is lowered, and as shown in FIG. 14A, the insertion end 63a is pushed into the recess 28a, and is fitted into the bottom 28d to be engaged (engagement step). Then, as shown in FIG. 13B, the engaging tool 63 is inclined from the vertical posture, whereby the cap 28 is inclined with the edge 27c on one side of the opening 27a as a fulcrum, and from the edge 27c on the other side. The collar part 28b of the cap 28 is separated (cap inclination process).
[0084]
Thereafter, by raising the engagement tool 63, the cap 28 is detached from the opening 27a as shown in FIG. 14C (cap removal step). Then, the cap removal head 53 after removing the cap 28 is made to access the cap release plate 67, and the cap 28 engaged with the engagement tool 63 is released by the comb teeth of the cap release plate 67. The detached cap 28 is dropped and collected in the cap collection box 68.
[0085]
The cap removing operation is performed by tilting the engaging tool 63 from the vertical posture in a state where the engaging tool 63 is engaged with the recess 28a of the cap 28 attached to the opening 27a of the tube 27. The cap 28 is separated from the other edge by inclining the edge on one side of the opening 27a as a fulcrum. In this embodiment, the control unit 70 functions as a control unit that controls the above-described alignment mechanism, engagement tool tilting mechanism, and engagement tool lifting mechanism in order to perform the above-described cap removal operation. .
[0086]
In the cap removing operation in this cap removing method, first, the engaging tool 63 is engaged with the cap 28a attached to the tube 27, the engaging tool 63 is inclined from the vertical posture, and the cap 28 is moved to the edge of the opening 27a. After being separated from the tube 27, the cap 28 is raised and detached from the tube 27. For this reason, when raising the cap 28, the tube 27 is lifted together with the cap 28 due to the contact surface pressure of the fitting portion 28c of the cap 28 and the opening portion 27a. It can be prevented without holding in the method. Thereby, the cap 28 can be reliably removed without a malfunction by the simple method of inclining the engaging tool 63.
[0087]
In the above-described cap removal operation, the cap 27 is placed from the alignment step on the plurality of tubes 27 arranged in one row among the plurality of tubes 27 stored in the container rack 6 in which the tubes 27 are stored in a plurality of rows. The separation process is performed simultaneously.
[0088]
At this time, as described above, since the problem that the tube 27 is lifted together with the cap does not occur, the cap removing operation for only a specific row of tubes, which is difficult in the conventional cap removing method, that is, a plurality of vertical and horizontal directions. Cap removal can be performed only for one arbitrary row among the plurality of tubes 27 held in the container rack 6 in a regular row arrangement.
[0089]
As described above, the cap mounting / removal device shown in the present embodiment holds the cap 28 supplied by the cap supply means by the holder 43 and holds the tubes 27 held in the container rack 6 in a plurality of rows and columns. Cap mounting mechanism 2 for mounting, cap removing mechanism 3 for engaging and removing the cap 28 mounted on the tube 27 by the engaging tool 63, and container rack delivery for delivering the container rack 6 to and from the dispensing device 12. The container rack moving means for moving the container rack 6 between the position 12b, the cap mounting mechanism 2, and the cap removing mechanism 3 is incorporated into one apparatus.
[0090]
This automates the work of attaching and removing caps to and from tubes, including the delivery of container racks to and from dispensing devices, compared to the conventional technology in which caps are attached and removed using separate dedicated devices. These operations can be performed efficiently.
[0091]
【The invention's effect】
According to the present invention, the engagement tool is engaged with the engaged portion of the resin cap attached to the opening of the container, and the engagement tool is inclined from the vertical posture so that the cap is placed on one side of the opening. Since the cap was lifted off from the opening of the container after the cap was lifted from the other edge by tilting with the side edge as a fulcrum, the container was prevented from being lifted by the cap. Thus, the cap can be securely removed without any trouble.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a dispensing system in which a cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention is incorporated; FIG. 2 is a tube used in the cap attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention; Fig. 3 is a perspective view of a cap and a tube holding rack. Fig. 3 is a perspective view of a cap holding sheet used in the cap mounting / removal device according to the embodiment of the invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of the cap supply means of the cap mounting / removal device according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cap separation operation performed by the cap mounting / removal device according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a front view of a cap mounting mechanism in a cap mounting / removal device according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cap mounting according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a side sectional view of the cap mounting head in the detaching apparatus. FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the cap mounting head in the cap mounting / detaching apparatus according to the embodiment of the invention. FIG. 11 is a front sectional view of a cap removing mechanism in the removing device. FIG. 11 is a side sectional view of a cap removing head in the cap attaching / detaching device according to the embodiment of the invention. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the control system of the apparatus. FIG. 13 is an explanatory view of the cap mounting operation in the cap mounting / removing apparatus according to the embodiment of the invention. FIG. Explanatory drawing of cap removal operation in machine [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cap mounting / dismounting device 2 Cap mounting mechanism 3 Cap removing mechanism 4 Container rack transport mechanism 5 Container rack holding unit 6 Container rack 7 Sheet storage unit 9 Sheet separation unit 10 Cap transfer table 11 Sheet transfer mechanism 12 Dispensing device 20 Cap Holding mechanism 24 Cap separating mechanism 27 Tube 27a Opening portion 28 Cap 28a Recess 33 Cap mounting head 37, 57 Lifting frame 38, 58 Rotating member 39, 59 Cylinder 42, 62 Rotating shaft 43 Holding tool 46, 66 Spring 48 Valve mechanism 53 Cap removal head 63 Engagement tool

Claims (2)

容器ラックに縦横複数列並べて収納された小型試験管形状の容器の開口部に装着された樹脂製のキャップを取り外すキャップ取り外し装置であって、
前記キャップの上面中央に形成された凹部に嵌り込む挿入端部が先端部に設けられた複数の係合具と、
容器ラックを保持する容器ラック保持部と、
前記複数の係合具と前記容器ラック保持部を相対的に水平移動させる水平移動機構を有し、前記複数の係合を容器の開口部に装着された前記キャップに係合させるために前記係合具と容器とを位置合わせする位置合わせ機構と、
前記複数の係合具を前記容器に対して昇降させる係合具昇降機構と、
前記係合具昇降機構により昇降する昇降フレームと、前記昇降フレームに水平方向の回動軸廻りに回動自在に取り付けられ、前記複数の係合具を容器に向かって進退自在に装着するとともに各々の係合具を下方に付勢する弾性部材を備えた回動部材と、この回動部材を回動させる駆動手段とを備え、前記係合具を垂直姿勢から傾斜させる係合具傾斜機構と、
前記複数の係合具を前記開口部に装着されたキャップの被係合部に係合させた状態でこの係合具を垂直姿勢から傾斜させることにより前記キャップを開口部の一方側の縁部を支点として傾斜させて他方側の縁部から前記キャップを離隔させ、その後前記複数の係合具を上昇させて前記開口部から離脱させるキャップ取り外し動作を行わせるために、前記位置合わせ機構、係合具傾斜機構、係合具昇降機構を制御する制御手段と、
前記容器から取り外されて前記係合具に係合したままの前記キャップをこの係合具から除去するキャップ除去手段とを備えたことを特徴とするキャップ取り外し装置。
A cap removing device that removes a resin cap attached to an opening of a small test tube-shaped container stored in a plurality of rows vertically and horizontally in a container rack,
A plurality of engagement tools provided at the distal end with an insertion end that fits into a recess formed in the center of the upper surface of the cap;
A container rack holding unit for holding the container rack;
A horizontal movement mechanism configured to relatively horizontally move the plurality of engagement tools and the container rack holding portion, and the plurality of engagement tools are engaged with the cap mounted on the opening of the container. An alignment mechanism for aligning the engagement tool and the container;
An engagement tool lifting mechanism for lifting and lowering the plurality of engagement tools relative to the container;
A lifting frame that is lifted and lowered by the engaging tool lifting mechanism, and is attached to the lifting frame so as to be rotatable about a horizontal rotation shaft, and the plurality of engaging tools are mounted so as to be movable forward and backward toward the container. An engaging member tilting mechanism that includes a rotating member that includes an elastic member that biases the engaging member downward, and a drive unit that rotates the rotating member, and tilts the engaging member from a vertical posture. ,
By tilting the engaging tool from a vertical posture in a state where the plurality of engaging tools are engaged with the engaged portion of the cap attached to the opening, the edge of the cap on one side of the opening is formed. In order to perform the cap removing operation of inclining the cap as a fulcrum and separating the cap from the other side edge , and then lifting the plurality of engaging tools away from the opening. Control means for controlling the tool tilt mechanism and the engaging tool lifting mechanism;
A cap removing device comprising cap removing means for removing the cap removed from the container and still engaged with the engaging tool from the engaging tool.
前記複数の係合具は前記容器ラックの1つの列に並んだ複数の容器と対応する数および位置関係で前記回動部材に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ取り外し装置。 2. The cap removing device according to claim 1, wherein the plurality of engaging tools are attached to the rotating member in a number and positional relationship corresponding to a plurality of containers arranged in one row of the container rack. apparatus.
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