JP4672935B2 - 分注装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注装置、特に、分注装置内の電力及び制御信号の伝送に関する。
【0002】
【従来の技術】
臨床検査、バイオテクノロジー等の分野においては、血液等の試料の検査等を行う前段階として、分注装置を利用して試料の前処理としての分注が行われる。一般的な分注装置は、通常、搬送機構、分注部及び本体から構成されているものが多い。そのような分注装置では、その搬送機構は、X軸アーム、Y軸アーム及びZ軸アーム並びに各アームを移動させるための例えばモータ等の駆動器から構成され、分注部は、分注ポンプ、分注ノズル、分注モニタ用センサ等から構成されている。
【0003】
このような分注装置では、分注装置の本体に、搬送機構が設けられ、その搬送機構に分注部が設けられている。さらに詳述すると、分注装置の本体には、X軸アームが分注装置の本体に対してX軸方向に摺動可能に設けられ、X軸アームには、Y軸アームがX軸アームに対してY軸方向に摺動可能に設けられ、さらに、Y軸アームには、Z軸アームがY軸アームに対してZ軸方向に摺動可能に設けられ、そのZ軸アームに分注部が設けられている。駆動器が駆動し、それによって、搬送機構の各アームが各方向に摺動し、その結果、分注ノズルを含む分注部は、3次元的に自由自在に移動する。
【0004】
また、本体に設けられた電源と搬送機構に設けられた例えば駆動モータ等の駆動器との間には、電源からの電力を駆動モータに供給する電力ケーブルが配線されている。
【0005】
また、分注部が有する各センサと本体に設けられた制御部との間には、各センサから出力される信号を制御部に伝達するための信号ケーブルが配線され、さらに、制御部と駆動モータ及びセンサとの間には、駆動モータ及びセンサを制御するための信号を伝達するための制御信号ケーブルが配線されている。
【0006】
さらに、分注装置によっては、分注ノズルの吸引及び吐出のための圧力供給を行うポンプが、分注部に設けられているものもある。この場合、ポンプを駆動するための電力を本体から分注部に供給する電力ケーブル、及びポンプの駆動を制御するための信号を伝送するための制御信号ケーブルが、本体と分注部との間に配線されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、本体と、搬送機構及び分注部を含む可動部との間には、複数のケーブルが配線されており、これらのケーブルを介して電力や制御信号(センサ信号を含む)が伝送され、制御部の制御の下で可動部が3次元的に移動し、分注作業が行われる。よって、上記各ケーブルは、可動部が移動するたびに屈伸を繰り返し、ケーブルの劣化等の問題が生じる。
【0008】
さらに、分注装置の中には、一度に多量の分注を同時に行うために複数の分注ノズルが設けられているものがあり、それに応じて、分注ノズルの数だけの分注モニタ用センサ等が可動部に設けられている。以上のとおり、本体と可動部との間には多くのケーブルが配線され、ケーブルの重量やケーブルの素材の持つ弾力特性等が駆動器に負担をかけ、それを補うために、大型の駆動モータを必要とし、駆動モータ等に供給する電力を大きくしなくてはならないようになっていた。
【0009】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、本体と可動部との間で電力や制御信号などを伝送する際に、劣化等の発生を防止することが難しいケーブル等を用いることを少なくし、動作に関して信頼性の高い分注装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、本体と、それに対して移動する可動ユニットとからなり、前記本体は、電力を供給する固定給電部と、前記可動ユニットの移動を制御する制御部と、を含み、前記可動ユニットは、前記固定給電部から前記電力を受ける可動受電部と、前記可動受電部から出力される前記電力を充電し、当該可動ユニットに前記電力を供給するバッテリと、を含み、前記制御部は、前記バッテリの充電時に、前記可動受電部を前記固定給電部に接近又は接合させ、前記固定給電部からの前記電力を前記可動受電部へ給電する充電動作を実行することを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、バッテリに電力を充電する際には、分注ノズルを含む可動ユニットに設けられた可動受電部が、制御部による制御の下で、本体に設けられた固定給電部に接近若しくは接合する。これにより、固定給電部から供給される電力は、可動受電部を介してバッテリに充電される。可動ユニットが移動し分注動作を行う際には、可動ユニットは、このバッテリに充電された電力によって動作することが可能となる。したがって、従来のように、電力伝送のための電力ケーブルを用いる必要がなくなりケーブルの劣化等の問題から免れることができる。
【0012】
また、可動受電部を固定給電部に近接して固定給電部から可動受電部へ電力を伝送する方法としては、例えば、固定給電部及び可動受電部が、双方とも電磁コイルを含む構成要素とし、可動受電部が固定給電部に接近した際に、固定給電部と可動受電部とが電磁結合し、固定給電部から発生する電磁界によって、可動受電部が励起され、固定給電部から可動受電部へ電力が伝送される方法等があげられる。
【0013】
本発明における分注装置としては、例えば臨床検査、バイオテクノロジーといった生化学分野及び化学の分野等において利用されている、単に分注を目的としている、いわゆる分注装置は勿論のこと、例えば、当該分野等において利用され、分析を目的としている分析装置等に搭載されている、分注ノズルを有しこの分注ノズルを用いて分注動作を行うユニット等が含まれる。その他、分析に限らず分注ノズルを有し分注動作を行うユニットを含む装置におけるそのユニットも本発明の分注装置の範疇に入ることは言うまでもない。
【0014】
本発明の好適な態様では、前記固定給電部は、前記可動ユニットの移動原点に設けられ、前記制御部は、分注動作の空き時間に前記可動ユニットを前記移動原点に復帰させて前記充電動作を行わせる空き時間充電モードを実行することを特徴とする。
【0015】
上記構成によれば、分注装置が分注動作を行っていない空き時間において、可動ユニットは、移動原点に移動し、移動原点に設けられた固定給電部から可動受電部を介して電力の供給を受け、分注動作の際に必要とされる電力を可動ユニットに搭載されたバッテリに充電する。
【0016】
ここで、移動原点は、例えば、分注動作における可動ユニットの動作開始位置若しくはスタンバイ位置に設けられていてもよい。また、分注動作中、可動ユニットに設けられた可動受電部が通過する頻度が多い位置に移動原点を設けてもよい。
【0017】
さらに、本発明の好適な態様では、前記本体は、バッテリの充電容量を判定する充電容量判定部を有し、前記充電容量判定部がバッテリの充電容量が強制充電レベルまで減少したと判断した際には、前記制御部は、前記可動ユニットを前記移動原点に復帰させて前記充電動作を行わせる強制充電モードを実行することを特徴とする。
【0018】
上記構成によれば、バッテリの充電容量が低くなったと判定された際には、分注動作よりもバッテリへの電力の充電を優先させ、分注動作を中断させてバッテリの充電が行われるので、分注動作中における、バッテリの充電容量不足に起因する分注動作の中断を未然に防止することが可能となる。
【0019】
また、上記目的を達成するために、本発明は、分注ノズルを有する分注機構と、前記分注機構に係合し、前記分注機構の移動方向を案内する移動案内部材と、を有する装置であって、前記移動案内部材は、前記分注機構の移動方向に沿って設けられた伝送部を含み、前記分注機構は、前記伝送部からの伝送を受ける移動伝送子を含むことを特徴とする。
【0020】
上記構成では、分注機構が移動する際の案内となる移動案内部材に、電力やセンサ信号なども含まれる制御信号の伝送に用いられる伝送部が設けられているため、分注機構は、移動伝送子を介して、分注動作中であっても移動案内部材との間で、例えば制御信号の伝送を行うことが可能となる。
【0021】
ここで、電力や制御信号等の伝送は、接触することによって行われていても、非接触状態によって行われていてもよい。電力の伝送における伝送部と移動伝送子との間の伝送方法としては、例えば、伝送部と移動伝送子とが非接触状態にあって、電磁結合によって電力を伝送する方法や、伝送部と移動伝送子とが接触することで電力の伝送を行う方法などがあげられる。また、センサ信号等制御に関する制御信号の伝送方法としては、伝送部と移動伝送子とが接触することで信号の伝送を行ってもよい。光によって信号の伝送を行ってもよく、また、信号伝送部及び移動伝送子に圧電素子等を利用し、制御信号の伝送に超音波等を利用してもよい。
【0022】
本態様によれば、信号の伝送を信号伝送部及び移動伝送子によって常時行うことも場合によっては可能であるので、適切なタイミングで、互いに信号の送受を行う構成としてもよい。
【0023】
本発明の好適な態様では、前記信号伝送部はレール状の部材であり、分注機構が移動案内部材に対して移動する際に、前記移動伝送子は、前記伝送部に対して接触して移動することを特徴とする。
【0024】
上記構成によれば、伝送部と移動伝送子との間において、常時伝送を行うことが可能となる。伝送部と移動伝送子との接触方法としては、例えば、移動伝送子を板ばね状形状に形成し、板ばね状形状の移動伝送子を伝送部に当接若しくは圧接し、移動伝送子と信号伝送部とが滑り対偶によって摺動する構成とすればよい。
【0025】
本発明の好適な態様では、前記電送部から伝送されるものは分注機構を含む可動ユニットを作動する電力であり、前記分注機構は、前記伝送部及び前記移動伝送子を介して供給される前記電力によって駆動することを特徴とする。
【0026】
上記構成によれば、分注機構は、たとえ分注機構が動作しているときであっても、分注機構の駆動において必要となる電力の安定した供給を受けることが可能である。
【0027】
また、本発明の好適な態様では、前記伝送部から伝送されるものは分注機構を含む可動ユニットの制御に係る制御信号であり、前記分注機構は、前記伝送部及び前記移動伝送子を介して伝送される前記制御信号によって制御されることを特徴とする。
【0028】
本態様によれば、分注機構が動作しているときであっても、分注機構の制御において適切なタイミングで制御信号を安定して伝送することができる。
【0029】
(2)本発明は、本体と、分注ノズルを有し分注動作を行う可動ユニットとからなる分注装置であって、前記本体及び前記可動ユニットは、前記可動ユニットの制御に利用される信号を無線方式によって送受信する信号送受信器を含むことを特徴とする。
【0030】
上記構成によれば、従来のような制御信号の伝送にケーブルを用いることなく、無線方式によって制御に利用される信号を伝送する構成としているため、ケーブルを用いていたことによって生じていた劣化等を発生させることなく安定した信号の伝送を実現でき、信頼性の高い分注装置を実現することができる。
【0031】
本発明の好適な態様では、前記信号送信部と前記信号受信部との間における信号の送受には光が利用され、分注動作の際に前記可動ユニットが移動するユニット移動エリア内において、前記可動ユニットが移動しても、前記信号送信部及び前記信号受信部は信号を送受できる指向性を持つことを特徴とする。
【0032】
分注装置では、可動ユニットに設けられた信号送信部と信号受信部が、可動ユニットが移動することに伴って三次元的に移動する。したがって、制御信号を光によって伝送する場合に、信号送信部及び信号受信部の指向性を広角指向性とすることとし、少なくとも可動ユニットが分注動作を行う領域内においては、信号送信部及び信号受信部が互いに指向内に入る位置に設けられることで、安定した信号伝送を実現することが可能となる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0034】
図1は、本実施形態に係る分注装置の作動に要する電力を伝送する手段に関する要部構成図である。分注装置は、本体10、可動ユニット12から構成されている。
【0035】
本体10には、固定給電部としての第1充電用固定端子48及び第2充電用固定端子56が、本体10上の固定給電部設置面44に設けられている。
【0036】
可動ユニット12は、分注部14、Z軸アーム機構16、Y軸LMガイド18及び図示されていないX軸アーム機構から構成されている。
【0037】
Z軸アーム機構16は、ケース22、Z軸アーム24、Z軸基部26、Z軸アーム駆動用モータ28、第1バッテリ30及びY軸移動支持部32から構成されている。
【0038】
ケース22の内壁の第一面34には、鉛直方向に伸びる板状部材であるZ軸基部26が設置されており、Z軸基部26には、Z軸アーム駆動用モータ28、第1バッテリ30及びY軸移動支持部32が、Z軸基部26の上方から一列に並んで配置されている。
【0039】
Z軸アーム駆動用モータ28の回転シャフトには、ピニオンギヤ36が嵌合されている。
【0040】
ケース22の内壁であって、第一面34に接続し、第一面34に直交する第二面20には、Z軸アーム24がZ軸方向へスライド運動するのを案内する摺動案内路38及び案内側壁42が設けられている。案内側壁42は、Z軸アーム24が摺動案内路38から外れてX軸方向に移動しないように、摺動案内路38に沿って第二面20上に設けられている。Z軸アーム24は、案内側壁42に挟み込まれ、Z軸方向に摺動可能に支持されている。
【0041】
Z軸アーム24上の面であって、第二面20と接触している面に平行な面には、ピニオンギヤ36と噛合ってZ軸アーム駆動用モータ28の回転力を受けるラックピニオンギヤ40が形成されている。Z軸アーム駆動用モータ28による回転運動が、ピニオンギヤ36を介してラックピニオンギヤ40に伝達されることによって、Z軸アームがZ軸方向にスライド運動する。
【0042】
Y軸移動支持部32は、Y軸LMガイド18に対してY軸方向に摺動可能にY軸LMガイド18を握持している。Y軸移動支持部32が、Y軸LMガイド18に対してスライドすることによって、Z軸アーム機構16がY軸方向に移動する。
【0043】
Y軸移動支持部32上であって固定給電部設置面44に対向する面には、可動受電部としての第1充電用移動端子46が設置されている。
【0044】
一方、本体10側に設けられた第1充電用固定端子48には、Z軸アーム機構16の動作用電力が供給されている。第1充電用固定端子48が設けられている位置は、可動ユニット12のY軸方向の移動原点であり、可動ユニット12のZ軸アーム機構16に関するスタンバイ位置である。
【0045】
Y軸移動支持部32がY軸LMガイド18に対して摺動し、本体10に当接するとき、第1充電用移動端子46は、第1充電用固定端子48に電気的に接続する。
【0046】
本体に10に設けられた図示されていない制御部が空き時間充電モード又は、強制充電モードを実行する場合には、その制御部は、Y軸移動支持部32をY軸LMガイド18に沿ってスライド運動させる図示されていない駆動モータを動作させ、Y軸移動支持部32をY軸LMガイド18に沿ってスライドさせ、Y軸移動支持部32を本体10に当接させ、第1充電用移動端子46を第1充電用固定端子48に電気的に接続させる。第1充電用固定端子48に供給されているZ軸アーム機構16の動作用電力は、第1充電用移動端子46を介して第1バッテリ30に充電される。Z軸アーム機構16が動作する際には、この第1バッテリ30に充電された電力が利用される。
【0047】
Z軸アーム24の下端には、分注部14が設置されている。分注部14は、ここでは、一体型分注ヘッドであり、分注ノズル50及び分注ボックス52から構成されている。分注ボックス52は、分注ノズル50の上に載置されており、分注ノズル50に連通する図示されていないポンプが内蔵されている。また、分注ボックス52には、ポンプ駆動用電力を充電し、分注動作時においてポンプに電力を供給する第2バッテリが内蔵されている。
【0048】
Z軸アーム24の下端部であって固定給電部設置面44に対向する面には、圧力ポンプ駆動用電力を受ける可動受電部としての第2充電用移動端子54が設置されている。
【0049】
一方、本体10側に設けられた第2充電用固定端子56には、ポンプを駆動するのに要する電力が供給されている。第2充電用固定端子56が設けられている位置は、可動ユニット12のZ軸方向の移動原点であり、可動ユニット12の分注部14及びZ軸アーム24に関するスタンバイ位置である。
【0050】
本体10に設けられた図示されていない制御部が空き時間充電モード又は強制充電モードを実行する場合には、制御部は、Y軸移動支持部32をY軸LMガイド18に沿ってスライドさせ、Y軸移動支持部32を本体10に当接させると共に、第2充電用移動端子54と第2充電用固定端子56の高さが同じになるようにZ軸アーム駆動用モータ28を駆動させ、第2充電用移動端子54が第2充電用固定端子56に電気的に接続する(図中矢印A参照)。
【0051】
この接続により、第2充電用固定端子56に供給されている電力は、第1充電用移動端子46を介して第2バッテリに充電される。第2バッテリに充電された電力によって、ポンプが作動し、分注ノズル50は試薬等の吸引及び吐出を行う。
【0052】
上述のように、図示されていないY軸移動支持部駆動用モータが、制御部による制御の下で駆動し、これによって、Z軸アーム機構16は、Y軸LMガイド18に対してY軸方向に自在に移動し、また、Z軸アーム駆動用モータ28が、制御部による制御の下で駆動し、これによって、Z軸アーム24及び分注部14がZ軸方向に自在に移動する。その結果、分注ノズル50を含む分注部14が、Y−Z面内において自由に移動することができる。
【0053】
本実施形態における動作を図2を用いて説明する。図2は、図1の実施形態に係る装置の動作に関するフローチャートである。
【0054】
分注装置に電源が入ると、可動ユニット12は、移動原点に位置し、可動ユニット12側には、本体10側から第1充電用固定端子48及び第1充電用移動端子46を介して電力が供給され、この電力は第1バッテリ30に充電されている。
【0055】
S200では、分注装置の本体10に設けられている設定入力部に分注動作の入力を行う。S202では、分注動作を開始する前段階として、分注装置の第1バッテリ30に充電されている電力の充電量が、動作開始充電量以上あるか否かを判定する。この動作開始充電量の最小値は、可動ユニット12による分注動作を行うことができる電力量である。
【0056】
S202において、第1バッテリ30に充電されている電力の充電量が、動作開始充電量に満たない場合には、S204に進み、第1バッテリ30への充電が行われる。S206では、可動ユニット12によって分注動作が開始される。すなわち、各アーム機構及び分注部14の動作によって、分注ノズル50が試薬、試料又は希釈液等の液体が入った容器の位置に移動し、その液体を吸引し、分注先の容器のある位置に移動し、さらに分注先の容器にその液体を吐出する。一方、S202において、第1バッテリ30に充電されている電力の充電量が、動作開始充電量以上である場合には、S206に進む。
【0057】
S208では、第1バッテリ30における電力の充電量が強制充電量以上であるかを判定する。
【0058】
S208において、第1バッテリ30の充電量が強制充電量以上であると判定された場合には、S212へ進む。S212では、分注動作が引き続き連続して行われるかどうかが判定され、分注動作が連続して行われると判断されると、S206に戻り、引き続いて次の分注動作が行われる。
【0059】
一方、S208において、第1バッテリ30の充電量が、強制充電量に満たないと判断された場合、分注装置は、強制充電モードに移行する。この強制充電モードでは、S210に進み、可動ユニット12は、移動原点に強制的に復帰され、さらにS204に進み、第1バッテリ30に電力が供給される(充電動作)。分注動作中に頻繁に強制充電モードが実行されることを避けるために、S204において充電される動作開始充電量は、S208における判定基準である強制充電量よりも相当に高く充電されることが望ましい。
【0060】
S212において、分注動作が引き続き連続して行われないと判断された場合には、分注装置は、空き時間充電モードに移行する。この空き時間充電モードでは、先ず、S214に進み、可動ユニット12が移動原点に復帰し、S216において第1バッテリ30に電力が充電される(充電動作)。
【0061】
S216では、電力が充電される。S218では、分注動作が開始されるか否かが判定され、分注動作が開始されないと判定された場合には、S216に戻る。
【0062】
S218において、分注動作が開始されると判定された場合には、S202に戻る。分注動作が再開されるにあたって、S202における第1バッテリ30における電力の充電量が動作再開充電量以上であるかを判定し、上述の処理が適応的に繰り返される。
【0063】
図3は、電力の伝送手段に係る別の実施形態に関する要部構成図である。図3において、図1と同じ部材には同じ符号を用いる。
【0064】
本実施例においては、Y軸LMガイド18aには、伝送部としての第1伝送レール58が2本設けられている。これらの第1伝送レール58は、Y軸LMガイド18a上のレール設置面66側に第1伝送レール58上の被摺動面60が露出するようにY軸LMガイド18aに埋設されている。2本の第1伝送レール58には、本体10側からZ軸アーム機構16の動作用電力が供給されている。
【0065】
Y軸移動支持部32aは、Y軸方向に摺動可能にY軸LMガイド18aを握持している。また、Y軸移動支持部32aには、2つの第1移動伝送子62が設けられている。これらの第1移動伝送子62は、板ばね状形状に形成された摺動端子であり、2つの第1移動伝送子62のそれぞれに対応する第1伝送レール58に接触する状態でY軸移動支持部32aに取付けられている。第1移動伝送子62は、Y軸移動支持部32aがY軸LMガイド18aに対して移動した際においても、第1伝送レール58上を接触状態を保ちながら摺動し、安定した電力の伝送を行う。
【0066】
Z軸アーム機構16aを移動させるためのZ軸アーム駆動用モータ28には、本体10側から動作用電力が、第1伝送レール58及び第1移動伝送子62を介して供給される。分注動作中、Y軸移動支持部32aが、Y軸LMガイド18aに対して移動している際においても、第1移動伝送子62は、第1伝送レール58と接触状態を保ちながら摺動するため、Z軸アーム駆動用モータ28には、動作用電力が供給される。
【0067】
一方、摺動案内路38aには、2本の第2伝送レール64が、Z軸アーム24の摺動方向(Z軸方向)に沿って設けられている。これら2本の第2伝送レール64には、動作用電力が供給されている第1移動伝送子62と電気的に接続されている。この第2伝送レール64には、第1伝送レール58及び第1移動伝送子62を介して動作用電力が供給されている。
【0068】
Z軸アーム24a上であって、摺動案内路38aと接触している面には、2つの図示されていない第2移動伝送子が配置されている。これらの第2移動伝送子は、板ばね状形状に形成された摺動端子であり、それぞれに対応する第2伝送レール64と接触した状態でZ軸アーム24aに取付けられている。それぞれの第2移動伝送子は、Z軸アーム24aがZ軸アーム駆動用モータ28によって摺動した際においても、対応する第2伝送レール64上を接触状態を保ちながら移動し、安定した電力の伝送を行う。
【0069】
Z軸アーム24aの下端には、分注部14aが設置されている。分注部14aは、一体型分注ヘッドであり、分注ノズル50及び分注ボックス52aから構成されている。分注ボックス52aは、分注ノズル50の上に載置されており、分注ノズルに連通する図示されていないポンプが内蔵されている。
【0070】
図示されていないポンプは、第2移動伝送子と電気的に接続されており、第2伝送レール64及び第2移動伝送子を介して動作用電力が供給されている。
【0071】
分注部14aには、ポンプの他に、図示されていないが、分注ノズル50によって吸引及び吐出された試料等の液量を検出するいくつかの分注モニタセンサが適切な位置に配置されている。
【0072】
図4は、本実施形態に係る分注装置の制御信号を伝送する手段に関する要部構成図である。図4において、図1と同じ部材は同じ符号を持ち、同じ機能を有する。
【0073】
本実施例における分注装置は、本体10及び可動ユニット12から構成されており、本体には、可動ユニットを制御する図示されていない制御部が設けられている。可動ユニットは、分注部14b、Z軸アーム機構16b、Y軸アーム機構76及びX軸アーム機構から構成されている。
【0074】
分注装置は、可動ユニットの制御に利用される信号を無線方式によって送信及び受信する信号送信部及び信号受信部の双方を有する固定送受信器68及び可動送受信器70を有しており、本体10には、当該固定送受信器68が設置されており、分注部14bは、当該可動送受信器70を含んだ構成となっている。
【0075】
本実施形態における可動ユニットについて説明する。
【0076】
Z軸アーム機構16bは、Z軸アーム24b、Z軸基部26b、Z軸アーム駆動用モータ28、Z軸移動支持部72及びZ軸移動案内部材74から構成されている。Z軸アーム24bの一面には、ラックピニオンギヤ40が形成されており、Z軸アーム駆動用モータ28の回転シャフトに嵌合されているピニオンギヤ36と噛合っている。
【0077】
Z軸アーム24b上であって当該一面に隣り合う面には、Z軸移動支持部72が接合されている。Z軸基部26bには、分注部14bがZ軸方向に移動する際に移動案内部材として機能するZ軸移動案内部材74が設けられており、Z軸移動支持部72は、Z軸方向に移動可能に、Z軸移動案内部材74を握持している。このZ軸移動支持部72によって移動する方向をZ軸方向に拘束されている分注部14bは、Z軸アーム駆動用モータ28によって、Z軸方向にスライドする。
【0078】
Y軸アーム機構76は、Y軸LMガイド18b、X軸移動支持部78及び第3プーリー80から構成されている。
【0079】
X軸アーム機構としてのX軸LMガイド82は、本体10に設置されている。X軸LMガイド82には、X軸移動支持部78がX軸LMガイド82に沿ってX軸方向に移動可能に、X軸LMガイド82を握持している。X軸移動支持部78は、鉛直方向に伸張した形状となっており、X軸移動支持部78の中腹には、Y軸方向に伸張したY軸LMガイド18bが接合されている。
【0080】
本体10には、第1Y軸アーム機構駆動用モータ84が設置されており、その第1Y軸アーム機構駆動用モータ84の回転シャフトには、第1プーリー86が嵌合されている。第1プーリー86には、ワイヤ88の一端が巻き付けられている。このワイヤ88は、本体10に設置されている第2プーリー90及び第3プーリー80に掛けられて、ワイヤ88の他端は、Z軸アーム機構16bに接合されている。
【0081】
本体10に設置されている図示されていない制御部による制御に基づいて、第1Y軸アーム機構駆動用モータ84の回転シャフトが回転し、第1プーリー86がワイヤ88を巻き取ることによって、Z軸アーム機構16bがX軸LMガイド82に近づく方向に移動する。Z軸アーム機構16bは図示されていない第2Y軸アーム機構駆動用モータ、複数のプーリー及びワイヤによって反対方向に移動する。
【0082】
本実施形態では、分注部14bとして一体型分注ヘッドを用いている。分注部14bは、分注ノズル50、分注ボックス52b及び可動送受信器70から構成されいる。分注部14bは、Z軸移動支持部72に接合されており、上述のとおりZ軸アーム駆動用モータ28が駆動することによって、Z軸アーム24b及びZ軸移動支持部72と共にZ軸方向にスライドする。分注ボックス52bには、分注ノズル50に連通したポンプが含まれている。
【0083】
また、分注部14bには、図示されていないいくつかの分注モニタセンサが適切な部位に設けられている。分注部14bにおいては、これら上記のセンサから信号が出力される。これらのセンサからの信号は、後述するセンサ信号処理部92において、信号処理された後に、可動送受信器70に入力される。可動送受信器70は、例えば、入力された信号を光を利用して送信する。この送信信号は、本体10に設置されている固定送受信器68において受信される。
【0084】
可動ユニットにおけるX軸アーム機構、Y軸アーム機構76及びZ軸アーム機構16bが移動することによって、分注部14bは、分注動作を行う領域であるユニット移動エリア内を3次元的に自在に移動する。固定送受信器68及び可動送受信器70は、分注部14bが、ユニット移動エリア内を移動している状態において、安定して信号を送受信することができるように広角指向性を有し、送受信可能な位置に配置されている。
【0085】
上記では、分注部14bに関する制御信号の送受信について示しているが、これに限らず、例えば、分注部14bのZ軸方向における位置検出用エンコーダや、Z軸アーム機構16bのY軸方向における位置検出用エンコーダや、Y軸アーム機構76のX軸方向における位置検出を行うエンコーダ等が、可動ユニットの適切な部位に配置され、これらのエンコーダにおいて検出される制御信号(センサ信号)を可動送受信器70によって送信し、可動ユニット12bにおける各アーム機構の制御を行ってもよい。
【0086】
図5は、図4の実施形態における分注部に含まれる制御信号伝送系に関する部分構成を示すブロック図である。
【0087】
分注部14bには、可動送受信器70及びセンサ信号処理部92が含まれている。可動送受信器70は、信号送信部(TX)104及び信号受信部(RX)106から構成されている。センサ信号処理部92は、増幅器98a、98b、98c、98d、98e及び98f、A/D変換器(ADC)100b、100c、100d、100e及び100f、マルチプレクサ(MPX)102並びに中央処理装置(CPU)108から構成されている。
【0088】
分注部14bには、第1分注モニタセンサ96a、第2分注モニタセンサ96b、第3分注モニタセンサ96c、第4分注モニタセンサ96d、第5分注モニタセンサ96e及び第6分注モニタセンサ96fが設けられている。それぞれのセンサにおいて検出された信号は、センサ信号処理部92内のアンプ98a、98b、98c、98d、98e及び98fに入力され増幅される。それぞれのアンプ98において増幅された信号はそれぞれADC100b、100c、100d、100e及び100fに入力され、アナログ信号からディジタル信号に変換される。
【0089】
増幅器98aによって増幅された第1分注モニタセンサ96aの信号は、マルチプレクサ102に入力される。マルチプレクサ102では、CPU108から出力されるクロック信号に基づいて並列的に入力されるこれら複数のセンサ信号を時分割多重し、シリアル信号を形成して信号送信部104に出力される。信号送信部104は、マルチプレクサ102から入力されたシリアル信号を赤外線信号に変換する。
【0090】
信号受信部106は、後述する本体10側の信号送信部132から送信された赤外線信号を受信し、その信号をデジタル信号に変換し、CPU108に出力する。
【0091】
図6は、図4の実施形態における分注装置の本体に設けられている制御信号伝送系に関する部分構成を示すブロック図である。
【0092】
本体10には、制御信号系の装置として、固定送受信部68及び制御部120が設けられている。
【0093】
固定送受信部68は、信号受信部(RX)122及び信号送信部(TX)132から構成されている。制御部120は、制御信号に係る部分に関しては、デマルチプレクサ(DMPX)124、第1信号処理回路(DSP)126a、126b、126c、126d、126e及び126f、信号処理装置(CPU)128並びに第2信号処理回路(DSP)130から構成されている。
【0094】
信号受信部122は、図5にある信号送信部104が送信した赤外線信号を受信する。信号受信部122は、受信した赤外線信号をデジタル信号に変換し、このデジタル変換した信号をデマルチプレクサ124に出力する。
【0095】
デマルチプレクサ124は、いわゆる分配器であり、図5のマルチプレクサ102において時分割多重されたシリアル信号を元の複数の信号に分離する装置である。デマルチプレクサ124は、後述する第2信号処理回路130から出力されるクロック信号に基づいてシリアル信号を分離することによって、各分注モニタセンサ信号を第1信号処理回路126a、126b、126c、126d、126e及び126fに分配する。
【0096】
第1信号処理回路126a、126b、126c、126d、126e及び126fは、上記分配された各分注モニタセンサ信号を元の信号に復元する。
【0097】
CPU128は、第1信号処理回路126a、126b、126c、126d、126e及び126fから入力された各信号に基づいて、可動ユニット12の分注動作に関する制御を行う。
【0098】
また、CPU128は、第2信号処理回路130にクロック信号を出力し、第2信号処理回路130は、図5のマルチプレクサ102によるセンサ信号の時分割多重とデマルチプレクサ124によるセンサ信号の分離とが同期するようにタイミングを取って信号送信部132及びデマルチプレクサ124にクロック信号を出力する。
【0099】
信号送信部132は、第2信号処理回路130からクロック信号が入力されると、そのクロック信号を赤外線信号に変換し、送信する。図5の信号受信部106は、図6の信号送信部132から送信された赤外線信号を受信し、その赤外線信号をデジタル信号に変換し、CPU108に出力する。
【0100】
一方、第2信号処理回路130からのクロック信号がTX132に出力されると、そのクロック信号をDMPX124に出力し、上述のように各DSP126のそれぞれに各センサ信号を分配する。
【0101】
図5及び図6による構成によれば、無線方式によって複数のセンサ信号をシリアル化して伝送することが可能となり、従来行われていた制御回路と各センサとの間でケーブルを不要とすることができるので、ケーブルの使用によって生じていた劣化等の問題から免れることができる。
【0102】
【発明の効果】
本発明によれば、分注装置の本体側と可動ユニットとの間の電力や制御信号などを配線ケーブルによらない手段によって伝送することができるので、ケーブルの劣化等の問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る分注装置の作動に要する電力を伝送する手段に関する要部構成図である。
【図2】 図1の実施形態に係る動作に関する処理を示すフローチャートである。
【図3】 分注装置の作動に要する電力の伝送手段に係る別の実施形態に関する要部構成図である。
【図4】 本実施形態に係る分注装置の制御信号を伝送する手段に関する要部構成図である。
【図5】 図4の実施形態における分注部に含まれる制御信号伝送系に関する部分構成を示すブロック図である。
【図6】 図4の実施形態における分注装置の本体に設けられている制御信号伝送系に関する部分構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 本体、12 可動ユニット、14 分注部、16 Z軸アーム機構、18 Y軸LMガイド、30 第1バッテリ、32 Y軸移動支持部、50 分注ノズル。
Claims (7)
- 本体と、それに対して移動する可動ユニットとからなり、
前記本体は、
電力を供給する固定給電部と、
前記可動ユニットの移動を制御する制御部と、
を含み、
前記可動ユニットは、
前記固定給電部から前記電力を受ける可動受電部と、
前記可動受電部から出力される前記電力を充電し、当該可動ユニットに前記電力を供給 するバッテリと、
を含み、
前記制御部は、前記バッテリの充電時に、前記可動受電部を前記固定給電部に接近又は接合させ、前記固定給電部からの前記電力を前記可動受電部へ給電する充電動作を実行することを特徴とし、
前記固定給電部は、前記可動ユニットの移動原点に設けられ、
前記制御部は、分注動作の空き時間に前記可動ユニットを前記移動原点に復帰させて前記充電動作を行わせる空き時間充電モードを実行し、
前記本体は、バッテリの充電容量を判定する充電容量判定部を有し、
前記充電容量判定部がバッテリの充電容量が強制充電レベルまで減少したと判断した際には、前記制御部は、前記可動ユニットを前記移動原点に復帰させて前記充電動作を行わせる強制充電モードを実行することを特徴とする分注装置。 - 請求項1記載の分注装置において、
分注ノズルを有する分注機構と、
前記分注機構に係合し、前記分注機構の移動方向を案内する移動案内部材と、
をさらに有し、
前記移動案内部材は、前記分注機構の移動方向に沿って設けられた伝送部を含み、
前記分注機構は、前記伝送部からの伝送を受ける移動伝送子を含むことを特徴とする分注装置。 - 請求項2記載の分注装置において、
前記伝送部はレール状の部材であり、分注機構が移動案内部材に対して移動する際に、前記移動伝送子は、前記伝送部に対して接触して移動することを特徴とする分注装置。 - 請求項3記載の分注装置において、
前記伝送部から伝送されるものは分注機構を含む可動ユニットを作動する電力であり、
前記分注機構は、前記伝送部及び前記移動伝送子を介して供給される前記電力によって駆動することを特徴とする分注装置。 - 請求項3記載の分注装置において、
前記伝送部から伝送されるものは分注機構を含む可動ユニットの制御に係る制御信号であり、
前記分注機構は、前記伝送部及び前記移動伝送子を介して伝送される前記制御信号によって制御されることを特徴とする分注装置。 - 請求項1記載の分注装置において、
前記本体及び前記可動ユニットは、前記可動ユニットの制御に利用される信号を無線方式によって送受信する信号送受信器を含むことを特徴とする分注装置。 - 請求項6記載の分注装置において、
前記信号送受信器を構成する信号送信部と信号受信部との間における信号の送受には光が利用され、分注動作の際に前記可動ユニットが移動するユニット移動エリア内において、前記可動ユニットが移動しても、前記信号送信部及び前記信号受信部は信号を送受できる指向性を持つことを特徴とする分注装置。
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