JPH0833638A - 縫合針位置揃え装置および縫合針位置揃え方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手術用縫合針を選別して処理部へ移送する為
の第１のコンベア上に無作意に幸する供給装置を含む縫
合針位置揃え装置を得る。 【構成】 移動時には１台又はそれ以上のカメラで載置
した縫合針の画像を得てその画像をデジタル化し、デジ
タル信号を制御システムのコンピュータへ転送し、ここ
で無作意に配置された縫合針の位置及び方向のデータを
評価し、その情報を処理して把持部を有する１台又はそ
れ以上のロボット・アセンブリーに通信するためのデー
タを得る。位置及び方向のデータを用いて、ロボット・
アセンブリーの把持部は前記第１のコンベアから選択し
た縫合針を取り除き各々の縫合針を第２の精密コンベア
上に配置してある嵌合装置へ移動する。この第２の精密
コンベアにはここに移動した縫合針の方向を更に揃える
為のさらなる装置を設ける。方向を揃えた各縫合針は第
２のコンベアで自動スエージング装置へ搬送され、自動
的に縫合糸が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に縫合糸をすでに装
着してある外科用縫合針などの縫合糸付き縫合針を自動
的に作成するための装置に関し、より特定すれば縫合針
の方向を自動的に揃えてこれをさらなる処理例えば自動
スエージング装置のために供給する針供給装置および縫
合針位置揃え方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大半の縫合糸付き縫合針、すなわち今日
外科医や医療関係者が使用しているような一端に縫合糸
を装着してある縫合針は、米国特許第３，６１１，５５
１号、第３，９８０，１７７号、第４，９２２，９０４
号などに説明されているように、用手的および半自動的
な方法を用いて製造されている。例えば、米国特許第
３，６１１，５５１号で解説しているように、スエージ
下降するため縫合針内に縫合糸を正確に配置し、異なる
太さ（ゲージ）の撚糸をスエージ加工する際にスエージ
・ダイを調節してスエージ加工圧を増加または減少させ
るにはオペレータによる手作業が必要となる。この処理
工程はスエージ加工を行うために用手的な位置合わせが
必要なことから人時間工賃と効率の面で高価である。

【０００３】今日、縫合糸の素材は糸巻きまたは芯や被
駆動スプールに巻いた状態で供給され、これを切断しス
エージ加工しようとする縫合針の端部に配置する。米国
特許第３，９８０，１７７号では、縫合針の材料はスプ
ールから供給され回転式のテンションラックを通り、こ
こで一様な長さに撚糸が切断される。つまり、縫合糸の
長さはラックの大きさで決まり、ラックに巻き取られた
撚糸材料を切断するためにはラックの調整を手作業で行
う必要がある。更に、異なる長さの撚糸を所望する場合
には毎回ラックを手作業で変更する必要がある。

【０００４】米国特許第４，９２２，９０４号では、撚
糸材料はボビンに巻いた状態で供給され、様々なガイド
手段とヒーターを通って素材を延伸させ、その後縫合針
の圧着溝に挿入される。本明細書に図示した１つの実施
例では、スエージ加工する前に縫合針の圧着溝内に垂ら
した縫合糸を位置合わせするために高精細テレビジョン
・モニター手段が必要である。同実施例では、回転エン
コーダ装置を用いてボビンから引き出した縫合糸素材の
長さを決定してから切断している。別の実施例では、不
定長の縫合糸材料を縫合針にスエージ加工した後、縫合
針−縫合糸アセンブリーを所定の距離だけ送り出してか
ら切断し、所定の長さの縫合糸を得ている。つまり、一
定の長さの縫合糸材料を得るには、注意深い操作と精密
な制御が毎回必要であり、これらの作業に用いる工程は
人時間工賃と効率の面でも高価である。

【０００５】完全に自動化されかつ縫合針に縫合糸を圧
着するために自動スエージ装置へ手術用縫合針を自動的
に供給するための手段を含む縫合糸付き縫合針製造・包
装システムを提供するのが非常に望ましい。

【０００６】縫合糸付き縫合針製造装置において、自動
スエージ部へ次々と送り出す縫合針の向きを効率的かつ
正確に揃えることが出来る縫合針位置揃え装置を提供す
ることも非常に望ましい。

【０００７】縫合針位置揃え兼搬送機能の効率ならびに
完全性を維持するための制御システムを提供することが
更に望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はここの縫合針を縫合針処理位置へ搬送するための自動
縫合針位置揃え装置を提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は頻繁な手作業からオペ
レータを事実上解放する経済的な縫合針の位置揃え装置
を提供することである。

【００１０】本発明の別の目的は正確かつ所定の方向で
縫合針を位置揃えして自動スエージング装置へ移動しこ
こに縫合糸付き手術用縫合針を装着するための自動縫合
針位置揃え装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明のこれ
らのおよびその他の目的は、縫合針を自動的に位置揃え
して自動的にスエージングし小型の外箱へ包装する準備
を行うための装置で実現される。縫合針位置揃え装置は
複数の縫合針を保持するための受け入れ手段を含み、前
記受け入れ手段には所定量の縫合針を一本づつに分けて
これを搬送するための第１のコンベア手段に無作意に載
置するための手段を設けてある。第１の組の遠隔的に配
置してあるビデオカメラ手段が前記第１のコンベア手段
の上の縫合針の画像を取得し、前記画像をデジタル化し
て制御システムのコンピュータで処理できるようにす
る。デジタル化した信号を処理し選択した無作意に配置
された縫合針の位置および方向に関するデータを生成す
る。

【００１２】第１のコンベア手段から第２の精密コンベ
ア手段へ選択され無作意に配置した縫合針の各々を移動
して前記縫合針を自動スエージング装置へ搬送するため
にロボット・アセンブリーを設ける。制御システムのコ
ンピュータは前記選択した方向の揃っていない縫合針の
位置および方向についてのデータに基づいて前記ロボッ
ト・アセンブリーが使用する命令を更に生成する。前記
ロボット・アセンブリーは前記制御システムから前記命
令を受信し、ロボットのアームで選択した縫合針の各々
をつかみ、前記第２のコンベア手段の上に配置した嵌合
装置へ配置する。前記縫合針が前記第２のコンベア手段
上で指定した位置から０．００１インチ以内で全て一様
に同じ方向に揃うように１台またはそれ以上の方向揃え
装置を設け、更にスエージングするための移動が効率的
に行えるようにする。

【００１３】縫合針位置揃えシステムには前述のような
方法で作動する第２の組のビデオカメラ手段と第２のロ
ボット・アセンブリー手段を設けてある。冗長性はシス
テムが毎分６０本で連続的に絶え間なく流れる縫合針を
自動スエージング装置へ供給できるように設計してあ
る。

【００１４】本発明のさらなる利点および特徴は、以下
の詳細な説明と本発明の好適実施例を特定しまた図示す
る添付の図面とを合わせて玩味熟読することにより明ら
かとなろう。

【００１５】

【実施例】本発明は、各種寸法の手術用縫合針を自動的
に仕分選別し自動スエージング装置へ搬送しここで各々
の縫合針に縫合糸を装着させるように設計した縫合針供
給装置に関する。一般的な手術用縫合針１９は軸部分
７、湾曲した針先部分８、縫合糸を受け入れる端部また
は縫合糸をスエージ加工するための開口部５を有し、こ
れを図２に図示してある。

【００１６】図１は縫合針を揃えてこれに縫合糸を自動
スエージ加工し小型の外箱に包装するために使用する工
程１０を一般的に図示したブロック図である。縫合針の
自動縫合糸取り付け兼スエージ加工システムおよび自動
パッケージシステムはそれぞれ本発明と同一の譲受人に
譲受される同時出願中の米国特許出願第１８１，５９８
号（事件番号第８９２２号）および第１８１，６２６号
（事件番号第８９２５号）に更に詳細な説明が成されて
いる。前述のように、本発明は各種の寸法の手術用縫合
針を仕分け選別し自動スエージング装置へ搬送するため
に使用する縫合針位置揃え装置を説明する。一般的な手
術用縫合針１９は軸部分８３、湾曲した針先部分８７、
縫合糸受け入れ端部または縫合糸をスエージ加工するた
めの開口部８５を有し、これを図２に図示してある。

【００１７】一般に、図１に図示した自動縫合針仕分工
程１０において、段階１１で縫合針は第１に振動するボ
ールに載せられ、段階１２で自動的に向きを揃え、段階
１３で直線的に半透明の前進するコンベアへ供給され、
段階１４でコンピュータ制御システムの一部を成す画像
追跡システムにより縫合針の方向ならびに位置について
の評価を行い、段階１５でロボット装置により拾い上げ
られ、段階１６でロボット装置により精密コンベアへ運
ばれ、最終的に段階１７でスエージング装置へ搬送され
てここから縫合針は多軸移動手段へ搬送され後続のスエ
ージング加工装置へ送り出される。各々の段階を実行す
るのに使用する装置について以下でさらに詳細に説明す
る。コンピュータ制御システムについてのさらに詳細な
説明は、本発明の譲受人と同じ譲受人に譲受される同時
出願中の特許出願第１８１，６２４号（事件番号第８９
２１号）に見ることが出来る。

【００１８】縫合針位置揃え供給装置２０の好適実施例
は、図３（ａ）にシステムの上面図、図３（ｂ）に側面
図が図示してある。本明細書に図示したように、縫合針
１９は２台の振動するボールまたはホッパ２１ａ、２１
ｂの各々にまとめて供給され、ここでそれぞれの仕分選
別アセンブリー２２ａ、２２ｂを使って１本づつ分けら
れ、２台の半透明コンベア２５ａ、２５ｂの各々に無作
意に配置される。２台の半透明コンベア２５ａ、２５ｂ
は方向の不揃いな縫合針１９を図３（ａ）の矢印で示し
た方向に搬送し、その位置と方向を遠隔的に配置した視
覚的追跡システムにより評価する。追跡システムについ
ては図３（ｂ）に関連して以下で説明する。本追跡シス
テムは（透過光式）照明台３０ａ、３０ｂの上を縫合針
が前進する際に半透明コンベア２５ａの上に載せられた
縫合針各々の方向と位置を評価し、さらに（透過光式）
照明台３３ａ、３３ｂの上を縫合針が前進する際に半透
明コンベア２５ｂの上の各々の縫合針の方向と位置も評
価する。画像追跡システムから得られた方向と位置に関
する情報を処理し２台のロボット・アセンブリー５０
ａ、５０ｂが利用できる情報に変換して、各々のロボッ
トの把持部５５ａ、５５ｂに指令し、半透明コンベアの
一方から識別した縫合針を拾い上げて図３（ａ）に図示
した半透明コンベアと同じ方向に前進している精密コン
ベア上に配置してある各々の嵌合舟４０へ移動させる。
本発明の制御システムコンピュータはロボットの把持
部、たとえばロボット・アセンブリー５０ａの把持部５
５ａ等に命令してシステムのドエル周期すなわちそれぞ
れのコンベアが一時停止している間に追跡した縫合針を
２台のコンベア２５ａ、２５ｂの一方からつまみ出す。
無作意に配置した縫合針１９の方向が把持部５５ａ、５
５ｂのいずれかで取り出せないような方向にあるときま
たは移動範囲外にあるため精密コンベア上へ縫合針を載
置できない場合、回復手順を実行して、毎分６０本の速
度でスエージ加工する自動高速スエージング装置（図示
していない）へ精密コンベアが供給する縫合針に欠品が
出ないようにする。好適実施例において、各々のコンベ
ア２５ａ、２５ｂのタイミングは同一だが、ドエル周期
は相互に違っている。タイミングがずらしてあるため、
画像追跡システムは一方の前進するコンベアたとえば２
５ａの上の縫合針を識別し、両方のロボットが他方の前
進コンベア２５ｂから縫合針を取り出して精密コンベア
の各々の嵌合舟に各々の縫合針を載置する。同様に、両
方のロボットが前進するコンベア２５ａから縫合針を取
り出している間、画像追跡システム方向を揃えた後、ア
ーム・ストップ９３はコンベアの舟４０の上部の位置へ
復動してこれまでに説明したような方法で縫合針の方向
を更に揃えるように待機する。

【００１９】自動スエージ／巻き付け処理１０の第１の
段階は供給装置例えばボールまたはホッパから縫合針分
別アセンブリーへ所定の量の縫合針１９を供給すること
である。図４の側面図および図４（ｂ）の正面断面図に
図示した好適実施例では、振動式ホッパまたはボール２
１に適当な光学式または機械式計数装置たとえばセンサ
ープレート２４を設けて、６本までの縫合針がいちどに
選別アセンブリーへ供給されるようにしている。縫合針
１９は振動式ホッパ２１からゲート１８へ供給され、重
力によって縫合針選別アセンブリー内を落下するが、こ
れには一連の偏向扉２３ａ、２３ｂとトラップ扉２３
ｃ、２３ｄが含まれており、交互に２つの位置に移動し
て落下してくる縫合針の半分を仕切られた２つのシュー
トの各々に落下させ、可動式の半透明コンベア２５ａ、
２５ｂへ最終的に載置する。図４に図示した位置に偏向
扉２３ａがあるとき、縫合針選別アセンブリー２２に投
入された縫合針１９はすべて落下の方向が曲げられて外
側の受け皿へ落とされ、ここから縫合針は更にホッパ２
１へ戻される。偏向扉２２ａが図４（ａ）の破線で示し
た偏向扉２３ａ’の第２の位置にある場合、仕分アセン
ブリーを落下中に縫合針１９が６本までセンサー４４で
計数され、偏向扉２３ｂとトラップ扉２３ｃ、２３ｄの
適当な切り換えにより一本づつに分けられる。偏向扉２
３ａ、２３ｂとトラップ扉２３ｃ、２３ｄの往復運動は
６本づつの縫合針が各々のコンベア２５ａ、２５ｂに１
度に配置されるようにタイミングを合わせてある。好適
実施例では、この本数の縫合針が載置されると前進する
コンベア上で約８インチの長さを占有し、これによって
縫合針同志が載置されたときに十分に離れるようにして
ある。望ましくは、偏向扉２３ａ、２３ｂが自動制御シ
ステムの制御下に作動し、２つの位置の間で交互に位置
が変わるようにタイミングをとり、３本づつの縫合針が
各々の落下シュート２６、２８を通って半透明送りコン
ベア２５ａ、２５ｂ上へ落下できるようにする。両方の
偏向扉２３ａ、２３ｂは各々円柱状ののピストン２７
ａ、２７ｂおよび適切な電磁石または油圧モーター（図
示していない）で駆動される。半透明の送りコンベア２
５ａ、２５ｂに載置される縫合針１９はどれも位置がバ
ラバラで、方向が揃っていないことを理解するべきであ
る。好適実施例において、各々の半透明前進コンベア２
５ａ、２５ｂは毎秒４インチ（４インチ／秒）の一定し
た速度で駆動され図３（ａ）および図４（ｂ）に図示し
たように精密コンベアと平行に走る無限軌道式のコンベ
アである。

【００２０】前述のように、また図３（ａ）に示すよう
に、ロボット・アセンブリーは各々の縫合針分別アセン
ブリー２２ａ、２２ｂの後方で精密コンベアと半透明の
前進コンベアの両方に近い位置に配置した２台のロボッ
ト５０ａ、５０ｂを含む。本明細書で説明する好適実施
例では、各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂ
はアデプト社６０４Ｓ型ロボットで、各々のロボットに
対応するアデプトＣＣ制御装置で制御すると毎分４０回
程度の速度で縫合針の移動を実行する能力を有してい
る。各々のロボットは４軸ＳＣＡＲＡ（選択的コンプラ
イアンス・アセンブリー・ロボット・アーム）型ロボッ
トで、４つの関節を含む。関節１は±１００°の回転運
動範囲を有する肩関節、関節２は±１４０°の回転運動
範囲を有する肘関節、関節３は上下運動の方向に１５０
ミリメートルまでロボットの指先を運動させる移動運動
を提供し、関節４は手首関節で指先の±３６０°の回転
運動を提供する。ロボットの把持部５５ａ、５５ｂは各
々のロボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂの指先に装
着してあり、空気シリンダ（図示していない）から供給
する圧力によって把持動作を提供することが出来る。

【００２１】図３（ｂ）を参照すると、一方向に向いた
手術用縫合針を毎秒１本（１縫合針／毎秒）自動スエー
ジ装置へ転送するのに十分な速度で駆動モータ・アセン
ブリー４２により駆動される精密コンベア３５が図示し
てある。前進コンベア２５ａ、２５ｂを駆動するために
同様な駆動モータ・アセンブリーを設けてある。詳細に
ついては後述するように、各々の駆動モータ・アセンブ
リー４２、４３は制御システム６９とインタフェースし
これの制御下に作動して、前進運動を一時停止させ、前
進コンベアから精密コンベアへの縫合針の取り出しと移
動を行えるようにしてある。図５（ａ）と図５（ｂ）で
は各々が個々の手術用縫合針１９に嵌合するための精密
コンベア３５とこれの上に装置した複数の嵌合舟を図示
してある。精密コンベア３５の作動もロボット５０ａ、
５０ｂからこれの上へ縫合針１９を移動することができ
るように所望の周期速度で定期的に一旦停止する。好適
実施例において、制御システム６９はアデプト・ロボッ
ト制御装置および視覚的追跡システムの部材とデジタル
的に通信して供給システムを制御するためのプログラマ
ブル論理制御装置（ＰＬＣ）を含む。

【００２２】図３（ｂ）に図示してあるように、視覚的
追跡システムは前進コンベア２５ａの各々の照明載物台
部分３０ａ、３０ｂの上部に１台づつ配置した２台のビ
デオカメラ６２、６４を含む。詳細については後述する
が、各々のカメラ６２、６４から得られた縫合針のビデ
オ画像はビットマップ処理または適切なデジタル化処理
が施され、適当な転送媒体例えば図３（ｂ）に示す通信
線６７ａ、６７ｂを経由して遠隔的に配置した制御シス
テムのコンピュータ６９へ転送し、ここで画像制御タス
ク１６０がビデオ画像を処理し、通信線１９７経由で各
々のロボット５０ａ、５０ｂへデータを入力する。コン
ベア２５ａ、２５ｂを半透明にしまた各々の部分３０
ａ、３０ｂと３３ａ、３３ｂで透過光照明を当てるよう
にして、上部にあるカメラ・アセンブリーにより処理用
の鮮鋭なビデオ画像が得られるようにするのが望まし
い。説明の目的で、図３（ｂ）には２本の照明載物台に
対応するビデオカメラが２台６２、６４だけ図示してあ
ることが理解されよう。しかし、本発明はコンベア２５
ｂの照明部分３３ａ、３３ｂに対応する第２のビデオカ
メラの組（図示していない）を含み、前述の通り、ロボ
ットがコンベア２５ａから縫合針を取り出して配置し直
している間にコンベア２５ｂの上の縫合針の２進化画像
が得られるように成してある。本システムに組み込んで
ある冗長性によって、スエージング装置へ供給する縫合
針が一時的に不足することは無く、またスエージング装
置へ供給するための向きを揃えた縫合針の最大供給量が
達成されるように成してある。ロボット技術が進歩した
場合、またロボット・アセンブリーが更に速い速度で更
に多くの動きを行えるようになれば、第２の組のカメラ
と第２のロボット・アセンブリーはもはや必要ではなく
なる。更に、十分高速で正確なロボット・アセンブリー
は移動するコンベアから無作意に置かれた縫合針を拾い
上げ直接スエージング装置へ向きを揃えて配置すること
も出来るようになる。

【００２３】好適実施例において、各々のカメラ６２、
６４は透過光照明式コンベア２５ａ、２５ｂの各々の約
１メートル上方に装置してあり、適当なアダプタを使え
ば交換自在な焦点距離が１０ミリメートルから１４０ミ
リメートルの電子制御式望遠レンズを使用している。適
切なレンズ制御装置を用いて光量・絞り、焦点、および
画角を各々のカメラのレンズについて設定し、ＲＳ−２
３２Ｃリンクを経由してアデプト製制御装置とインタフ
ェースさせてある。

【００２４】縫合針選別供給装置のための制御システム
のさらなる部材には供給システムを監視し指令するため
に使用するＳＣＡＤＡノードが含まれる。このノードは
アデプト製制御装置の各々と独立したＲＳ−２３２Ｃリ
ンクでインタフェースし、これを用いてデータ情報例え
ば縫合針のパラメータやエラー・メッセージ、および状
態メッセージなどを運転中にアデプト制御装置へダウン
ロードする。ＳＣＡＤＡノードは商業的に利用可能なＦ
ＩＸ／ＤＭＡＣＳソフトウェアを走らせるパーソナル・
コンピュータまたはこれに類似の適当な装置を含む。シ
リアル通信を用いて後述する縫合針交換手順の間に処理
しようとする縫合針の大きさと種類を供給システムに教
えるために使用するＦＩＸ／ＤＭＡＣＳの「アデプト設
定」画面へ入力した縫合針のパラメータを変更する。オ
ペレータが縫合針のパラメータを入力してから交換を開
始すると、ＦＩＸ／ＤＭＡＣＳノードはこれらのパラメ
ータをロボット制御装置へ転送する。

【００２５】本発明のロボット／視覚制御システム６９
は縫合針並べ替え供給システム１０により実行する特定
のタスクに各々が関係し、ＰＬＣ１２０の制御下に実行
される独立したコンピュータ・ソフトウェアプログラム
を含む。図８に図示したように、本発明の縫合針位置揃
え装置を制御するためののソフトウェアの構造は８つの
主要なタスクを実行する。ロボット制御タスク１５０、
画像制御タスク１６０、コンベア運転制御タスク１８
０、ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５、
制御パネルタスク２６０、タスク・マネージャ２４０、
コンベア初期化タスク１９０、およびレンズ制御タスク
２７０である。上述のこれら８つのタスクのうち、初め
の６つのタスクは後述するように縫合針供給安定状態運
転中は作動状態にある。図８には更にタスク間のデータ
の流れとタスクを起動する信号を図示してある。好適実
施例において使用しているソフトウェアの言語はアデプ
ト社のＶ／Ｖ＋言語で、これはマルチタスク環境におけ
る画像とロボット両方の制御を支援するものである。図
８を参照してタスクの各々について一般的に説明する。
以下のタスクについてのより詳細な説明は前述の同時出
願中の米国特許出願第１８１，６２４号（事件番号第８
９２１号）に見ることができる。

【００２６】各々のロボット・アセンブリー、制御装
置、およびカメラの視覚的追跡システムは供給システム
が正しく機能するように注意深い較正と設定の手順が必
要である。例えば、各ロボット・アセンブリーは関節位
置を設定し関節の運動限界を規定してロボットが作動し
たときに構造上の損傷を受けないようにする必要があ
る。更に、カメラ対ロボットの較正を行い、視覚系シス
テムが縫合針の位置座標を正確に計算してロボットが取
り出し位置へ動けるようにしなければならない。この手
順はカメラの画角と各々のロボットの据付位置の間の変
換行列を提供する。

【００２７】ＰＬＣ１２０はロボット制御装置とロボッ
トの電源投入を行う。ロボット較正手順は電源投入後に
起動されロボットの関節を既知の「ホーム」ポジション
へ移動させてデジタル・エンコーダ（図示していない）
を同期させる。

【００２８】［ロボット制御タスク］ＰＬＣ１２０、ロ
ボット制御装置、およびコンベア２５ａ、２５ｂの起動
処理は時間的関係が重要である。ロボット制御装置の側
から見ると、ＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号２１９をＰ
ＬＣ１２０が有効にすると、ロボット制御タスク１５
０、画像制御タスク１６０、コンベア移動制御タスク１
８０、コンベア初期化タスク１９０を実行して通常のサ
イクルを開始する。これによってコンベア２５ａの移動
が開始され、２秒間だけ待って詳細を後述するように第
２のコンベア２５ｂを起動する。ＰＬＣは同時にもう一
方のアデプト・ロボットにもＲＯＢＯＴＥＮＡＢＬＥ信
号を有効にする。この方法だと、ＰＬＣは大量供給装置
システムと送りコンベアとスエージング装置の起動をＲ
ＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号の起ち上げで行うことが出
来る。詳細については後述するように、ＲＯＢＯＴ Ｅ
ＮＡＢＬＥ信号を引き下げると、アデプト・ロボットは
通常処理を停止してＳＣＡＤＡノードからの要求に応答
するようになる。

【００２９】各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５
０ｂに対するそれぞれのアデプト制御装置に関連して単
一のロボット制御タスクが存在するが、図７では１つだ
けを要素１５０として図示してある。ロボット制御タス
ク１５０の制御システム・ソフトウェアは各々のロボッ
ト・アセンブリー５０ａ、５０ｂを資源として管理し、
画像制御タスク１６０で生成されここから入力される識
別した縫合針の位置をＦＩＦＯバッファから読み取り、
縫合針配置のハンドシェークを行うため制御システム６
９のプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）１２０とイ
ンタフェースして、コンベア・ベルト２５ａ、２５ｂの
移動を開始させる。

【００３０】各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５
０ｂに対して安定状態にあるロボット制御タスク１５０
の運転は次のようになる：

【００３１】第１に、各々のロボット制御装置はデータ
線１９３経由で入力ＦＩＦＯ１５５を連続的に読み出し
て各々の半透明コンベア２５ａ、２５ｂの上の識別した
縫合針の位置についての位置座標データを取得する。縫
合針位置についてのデータは、詳細について後述するよ
うに各々のデータ線１９７を経由して画像制御タスク１
６０へ供給する。受け入れ可能な（認識可能な）縫合針
位置がＦＩＦＯバッファ１５５に入力されると、ロボッ
ト制御装置はバッファから縫合針位置を除去してロボッ
トの把持腕５５ａ（５５ｂ）に指令を出し、コンベアベ
ルト上のその位置へ移動させる。次に、各々の認識した
縫合針について、ロボット制御タスク１５０はロボット
の把持腕５５ａ（５５ｂ）に命令を送って、縫合針の円
柱状部分７で閉咬させてからコンベアから離昇させ、精
密コンベア３５に近い到達位置へ移動させる。ロボット
制御タスクは次にＮＥＥＤＬＥ ＩＮ ＧＲＩＰＰＥＲ
信号２０７をＰＬＣ宛てに生成し、ＰＬＣ１２０からの
応答を待つ。ＰＬＣがロボットタスクの生成したＮＥＥ
ＤＬＥ ＩＮ ＧＲＩＰＰＥＲ信号２０７を受信する
と、ＰＬＣ１２０はロボット５０ａ、５０ｂの各々が受
信するＳＡＦＥ ＴＯＰＬＡＣＥ信号１９１を生成す
る。 ＳＡＦＥ ＴＯ ＰＬＡＣＥ信号１９１の目的は
各々のロボット・アセンブリーに対して縫合針がコンベ
ア３５の精密コンベア舟４０に配置できることを通知す
ることである。ＳＡＦＥ ＴＯ ＰＬＡＣＥ信号１９１
の受信に応答して、縫合針を精密コンベア３５上に配置
する直前に、ロボット制御タスク１５０はＰＬＣ１２０
が受信するＤＯＮ’Ｔ ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯ
Ｎ ＣＯＮＶＥＹＯＲ信号２０４を生成する。この信号
が高電位例えば論理値「１」の状態にある間、アデプト
・ロボット５０ａまたは５０ｂは精密コンベア３５の舟
４０に縫合針を載置しようとする。これにより後述する
ように精密コンベアの嵌合舟４０の嵌合あご４７、４９
の後退を開始させこれらの間に縫合針を配置できるよう
にする。ロボットの動きが止まり縫合針が載置される
と、ロボットタスク１５０はＰＬＣ１２０の受信するＮ
ＥＥＤＬＥ ＰＬＡＣＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ信号２０６
を生成し、ＰＬＣは適切な制御信号２０９を生成して精
密コンベアの嵌合舟の嵌合あご４０が縫合針に嵌合でき
るようにする。好適実施例において、ＮＥＥＤＬＥ Ｐ
ＬＡＣＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ信号２０６のドエル時間は
およそ４８〜６４ミリ秒である。この信号を有効にした
後、ロボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂは同じ時間
間隔に渡り縫合針をその位置で保持し続ける（４８〜６
４ミリ秒）その直後、ロボットは把持部を開咬し、嵌合
舟４０から離れた準備位置へ戻る。最後に、ＤＯＮ’Ｔ
ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＣＯＮＶＥＹＯＲ
信号２０４を排除し、進めようとする精密コンベア３５
の移動を開始できる状態になったことを示し、ＰＬＣ１
２０の命令によりこれが実行される。

【００３２】コンベア移動開始の安全ロックとして、ロ
ボット制御タスク１５０はコンベア移動制御タスク１８
０にそれぞれの内部制御ＬＡＳＴ ＰＩＣＫ信号１９
２、１９６を送り、図８に示すようにロボット・アセン
ブリー５０ａ、５０ｂが現在のコンベアから最後の縫合
針を摘み上げたことを示す。カメラの現時点の画角（Ｆ
ＯＶ）あたりで想定される縫合針の最大本数が各々の現
在の供給コンベアベルト２５ａ（２５ｂ）から摘み上げ
られていない場合、ロボット制御タスク１５０はコンベ
ア制御タスク１８０に対してコンベアベルトを「早く」
移動させるように、図８に図示してあるように、ＩＮＤ
ＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬＹまたはＩＮＤ
ＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２１１、
２１２で指示する。

【００３３】コンベアの動きに影響を与える全ての信号
はコンベア制御タスク１８０を経由するので、コンベア
制御タスクはもう一方のアデプト・ロボットが受信する
ように対応するＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ Ｅ
ＡＲＬＹ信号２１１’またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２１２’通常の動作中にロボ
ット制御タスクがＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １
ＥＡＲＬＹ信号またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ
２ ＥＡＲＬＹ信号のどちらかを受信すると、ＦＩＦＯ
バッファ１５５の内容を消去しコンベアから最後の縫合
針を摘み上げたように動作を継続する。

【００３４】制御ソフトウェアはＶ／Ｖ＋のタイムスラ
イスに基づくデジタル出力の１６ミリ秒から３２ミリ秒
まで変動する持続時間を考慮する必要がある。これはＤ
ＯＮ’Ｔ ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＣＯＮＶ
ＥＹＯＲ信号２０４の設定および再設定に連動して縫合
針の配置に必要な最小時間の計算に影響を与える。

【００３５】ロボット制御タスク１５０は２種類のエラ
ーに対してエラー回復を実行する。これらのエラーは送
りエラーと総数エラーに大別される。他の全てのタスク
と同様、総数エラーはタスク・マネージャ２４０のエラ
ー回復に応答してロボット制御タスクを即時停止させ
る。ロボットがこれのＦＩＦＯに書き込まれた縫合針を
待ち続け両方のコンベア・ベルトが適当な時間の間に送
られなかった場合には送りエラーが発生する。ロボット
制御タスク１５０は他のロボットに対してそれぞれＩＮ
ＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬＹ信号および
ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２
１１、２１２を経由してコンベアを送るように要求する
ことで、この種のエラーから復旧する。これによって画
像制御／ロボット制御両方のシステムに現在のＦＩＦＯ
の内容を破棄してコンベアベルトを前進させる。

【００３６】［コンベア送り制御タスク］コンベア送り
制御タスク１８０は各々の半透明送りコンベア２３ａ、
２５ｂの送りを開始させ、このタスクはコンベア始動タ
スク１９０により起動される。コンベアの動きに影響を
与える全ての信号はコンベア制御タスク１８０を経由す
る。

【００３７】図８に図示したように、コンベア送り制御
タスク１８０の第１の段階は、ロボット制御タスク１５
０で内部的に生成され各々の供給半透明コンベア２５
ａ、２５ｂからの最後の縫合針の取り出しがアデプト・
ロボット５０ａ、５０ｂの一方で完了したことを表わす
ＬＡＳＴ ＰＩＣＫ信号１９２、１９６を検査すること
である。これ以外にも、コンベア移動制御タスク１８０
は現在のカメラの画角内で認識される縫合針がない場合
には画像制御タスク１６０からの内部的に生成されたＩ
ＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ＥＡＲＬＹ（１および
２）信号２３１、２３２を待機する。ＬＡＳＴ ＰＩＣ
Ｋ信号１９２、１９６をロボット・タスクから受信する
結果、コンベア制御タスクはＰＬＣ１２０で受信するよ
うにそれに対応するＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １
信号１９８またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２信
号１９９を生成する。最後の縫合針を各々のコンベアか
ら摘み上げた後でそれぞれのアデプト・ロボット制御装
置がＰＬＣ１２０に対して半透明送りコンベア２５ａを
前進させるように要求することが分る。これによって、
もう一方のアデプト・ロボットは、現在の半透明コンベ
ア２５ａ（２５ｂ）を前進させるよう指令する前に、Ｐ
ＬＣが受信するようにこれに対応するＩＮＤＥＸＣＯＮ
ＶＥＹＯＲ １（またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ
２）信号を生成しなければならない。最大個数の縫合
針を取り出していないかまたは各々のカメラの画角内に
不十分な縫合針しかないまたは縫合針が全くないことを
表わすＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬＹ
信号２１１’またはＩＮＤＥＸＣＯＮＶＥＹＯＲ ２
ＥＡＲＬＹ信号２１３’をコンベア制御タスク１８０か
ら受信する結果、他方のアデプト・ロボットはこれに対
応するＣＯＮＶＥＹＯＲ１ ＩＮＤＥＸＥＤ ＥＡＲＬ
Ｙ信号１９８’またはＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ＩＮＤＥＸ
ＥＤ ＥＡＲＬＹ信号１９９’を生成しこれを図８に図
示したようにコンベア制御タスク１８０が受信する。こ
れらの信号は対応するコンベア２５ａ（２５ｂ）に処理
を中止させ、ベルト送りを開始させる。

【００３８】ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １（また
はＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ２）信号１９８、１９
９両方を各々のロボット’アセンブリーから受信した
後、ＰＬＣ１２０は半透明送りコンベア２５ａに前進す
るように指令し、コンベア制御タスク１８０で受信する
ように、対応するＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＳＥＴＴＬＥ
Ｄ信号２４１またはＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬ
ＥＤ信号２４２を生成する。ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ Ｓ
ＥＴＴＬＥＤ信号２４１とＣＯＮＶＥＹＯＲ２ ＳＥＴ
ＴＬＥＤはロボット制御タスク１５０によりＰＬＣがコ
ンベア２５ａを（２５ｂ）を前進させるように要求され
てから約２秒後に起ち上がる。コンベア制御タスク１８
０は、各々ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＳＥＴＴＬＥＤとＣ
ＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１、２４
２に対応する内部制御信号２４１’、２４２’を受信す
ると、画像制御タスク１６０に縫合針の画像化を開始す
るように通知する。送りコンベア２５ａ（２５ｂ）が送
られてこれに対応するＣＯＮＶＥＹＯＲ ＳＥＴＴＬＥ
Ｄ信号２４１、２４２を受信すると、画像制御タスク１
６０は対応するカメラの画角内で縫合針の認識を開始で
きる。より特定すれば、後述するように、コンベア２５
ａ（２５ｂ）のカメラ６２、６４が半透明コンベアの各
々の照明された部分３０ａ、３０ｂで各々の視野を撮影
し、画像制御タスクは画像を処理して、各々のカメラの
視野内に認識可能な縫合針が存在しているか否かの決定
を行う。

【００３９】この時点で、視野内での縫合針の単なる存
在または検出と「認識可能な」縫合針の存在との弁別を
行う必要がある。縫合針は存在するかもしれないが、様
々な理由から、各々のカメラの絞りおよび撮影システム
の照明パラメータを自動調節する自動が増加アルゴリズ
ムの実行によりカメラの撮影パラメータが画像制御タス
ク１６０を変更して処理することの出来る拡張画像をカ
メラが実質的にとれるようにならなければ画像制御タス
ク１６０はこれの位置座標を決定することが出来ない。
定常運転中には、画像制御タスク１６０がすでに各々の
視野内で縫合針を「認識」しているとき、自動画像化ア
ルゴリズムは反復実行されない。自動画像化アルゴリズ
ムの詳細については後述する。

【００４０】［画像制御タスク］画像制御タスク１６０
は２台のカメラ・アセンブリー６２、６４の各々が撮影
した画像を制御・処理する。２台の半透明コンベアのタ
イミングはずらしてあるので、一度に１台のカメラだけ
が作動する。

【００４１】より特定すれば、図３（ｂ）に図示してあ
るように、画像制御タスク１６０は各々のカメラ６２、
６４とインタフェースして各々の照明部分３０ａ、３０
ｂに位置する領域を含むそのカメラのレンズの各々の視
野内にある認識可能な縫合針の位置を識別する。さらに
画像制御タスク１６０は識別した縫合針の場所の位置と
方向についての情報を処理して、これらの位置をデータ
線１９７経由でロボット制御タスクのＦＩＦＯ１５５に
書き込む。前述のように、画像制御タスクはカメラの視
野内において縫合針が画像化されない場合にコンベア先
送りを起動することが出来る。

【００４２】すでに簡単に説明したように、画像制御タ
スクはコンベア２５ａ、２５ｂのいずれかが送りを完了
する度に実行される。これが起動されるとＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ１ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１’またはアデプト・
ロボットが命令するとおりに各々の半透明送りコンベア
２５ａ、２５ｂが送りを中止する度にＰＬＣ１２０で生
成されてコンベア制御タスク１８０を通って転送されて
くるＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４
２’のいずれかを受信すると縫合針の認識を開始する。
ＰＬＣが半透明送りコンベアを送るようにアデプト・ロ
ボットから要求されてから約２秒後にＣＯＮＶＥＹＯＲ
ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１、２４２の各々が高電位に
なる（論理値「１」）。ＣＯＮＶＥＹＯＲ ＳＥＴＴＬ
ＥＤ信号１と２（２４１、２４２）はアデプト・ロボッ
トから各々のＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ１または２
信号１９８、１９９を次にＰＬＣ１２０が受信するまで
高電位のままである。

【００４３】画像制御タスク１６０はそのＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ ＳＥＴＴＬＥＤ信号の関係するカメラを起動す
る。起動時に、カメラ６２、６４はコンベア・ベルト２
５ａ（２５ｂ）の透過光領域３０ａ、３０ｂの画像を撮
影する。得られた全ての画像は２進画像データへ変換
し、次のデジタル処理を施すのが望ましい。画像制御タ
スク１６０は「撮影ツール」を使って受け入れ可能な縫
合針を検出し、受け入れ可能な縫合針の取り出しポイン
トの座標をロボットタスク用のＦＩＦＯバッファ１５５
に書き込む。透過光照明領域内の「受け入れ可能な」縫
合針は縫合針交換手順の間にすでに受け入れられた縫合
針パラメータの許容範囲内にある縫合針である。縫合針
交換手順は供給システムのソフトウェアに現在処理しよ
うとしてるバッチ内の縫合針の種類と寸法について知ら
せる手順で、後述するような縫合針バッチの変更を行う
前に実行する必要がある。縫合針の半径、軸の幅、ロボ
ットに対する縫合針の角度的な特徴、および縫合針パラ
メータから計算したとおりの計算領域を縫合針の指定許
容範囲とする。

【００４４】［自動画像化アルゴリズム］前述したよう
に、検出した縫合針が認識不可能な場合、自動画像化ア
ルゴリズムを起動してカメラの撮影パラメータを変更す
る。つまり、２進化画像データを処理した後、縫合針の
画像が指定した半径か、縫合針の画像が指定した軸の幅
か、縫合針の画像が指定した角度特性を有するか、また
縫合針の画像が指定した許容範囲内に収まっているかに
ついての決定を行う。これらの基準のいずれかが仕様か
ら外れている場合、自動画像化アルゴリズムが実行さ
れ、各々のカメラの視野にある同じ縫合針画像の一連の
撮影を行うことで、画像間の撮影パラメータを改善する
ことによって縫合針の認識が良好に行えるように縫合針
画像を強調する。つまり、一連の画像の各々を撮影した
後、自動画像化アルゴリズムはカメラの絞りと撮影シス
テムの照明パラメータを自動調節し、撮影システムがカ
メラの視野内で正しく縫合針を画像化できるようにす
る。例えば、視野の照明を調節する際に、カメラの幾つ
かの撮影パラメータ、例えば利得、オフセット、２進化
閾値などを変更することが出来る。自動画像化アルゴリ
ズムは各々のカメラの視野で縫合針が認識されるまで実
行され、縫合針交換を行うまで反復実行されることはな
い。

【００４５】画像制御タスク１６０でカメラが調節され
ても縫合針の画像がまだ正しく撮影されないことがあ
る。これは各々のカメラの撮影範囲が透過光光源を使用
しており相互に重なり合っている縫合針、各々が接触し
ている縫合針、または視野の辺縁からはみ出してクリッ
プされた縫合針などが認識対象として考慮されないため
である。つまり、画像制御タスクは縫合針の重なり合い
または相互の接触があるかどうか決定し、視野の辺縁に
縫合針が接近しすぎていないかを調べる。

【００４６】考えられる全ての縫合針を認識した後、画
像制御タスクは受け入れ可能な縫合針の拾いだし座標を
計算してこれをロボット制御タスクのＦＩＦＯバッファ
１５５内に配置し、ロボットが受け入れ可能な縫合針を
摘み上げ精密コンベア上へ載置できるようにする。好適
実施例において、各々の半透明送りコンベアの各々のド
エル周期の間に認識することの出来る縫合針の最大本数
は３である。この最大値より少ない本数しか認識されな
いか、または全く縫合針が認識されない場合、ロボット
は対応するコンベアを早送りするように信号を生成して
前述のように撮影システムに処理を中断させることが出
来る。

【００４７】撮影タスク１６０はＦＩＦＯへ書き込む縫
合針座標の個数を３に制限するが、これはロボット制御
タスクがＦＩＦＯ１５５へ渡した全ての縫合針の座標で
縫合針を取り出し置き直すためである。好適実施例で
は、撮影タスクは送りコンベアの周期毎に５秒間だけ作
動するように制限されている。

【００４８】画像制御タスク１６０は３種類のエラーに
ついてエラー回復を実行する。これらの３ラーは画像化
エラー、処理エラー、総数エラーに大別される。総数エ
ラーではタスク・マネージャのエラー回復が応答し画像
制御タスク１６０をすぐに停止させる。画像化エラーが
発生すると、画像制御タスク１６０は現在の視野での実
行を全て保留し、ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １
ＥＡＲＬＹまたはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２
ＥＡＲＬＹ信号２３１、２３３のどちらかを生成するこ
とによって、前述のようにコンベアベルトの早送りを要
求する。これらの信号を受信するとこの部分のＦＩＦＯ
には縫合針の座標を配置せずに撮影／ロボット制御シス
テム両方に縫合針の現在の視野を渡す。処理エラーが発
生すると、画像制御タスクは現在の縫合針についての全
ての処理を保留して更に別の縫合針が利用可能なら新し
い縫合針の処理を同じ視野内で開始する。その結果、撮
影タスクはＦＩＦＯ内に縫合針座標を挿入しない。

【００４９】［コンベア起動タスク］コンベア初期化タ
スク１９０の機能はコンベア送り制御タスク１８０を起
動することで、ＰＬＣ１２０からＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢ
ＬＥ信号２１９が入ってくると起動する。一旦起動する
と、図７に図示したように、このタスクはＩＮＤＥＸＩ
ＮＦＥＥＤ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １（２５ａ）信号２３
７を要求した後、約２秒間待ってから、ＩＮＤＥＸ Ｉ
ＮＦＥＥＤ ＣＯＮＶＥＹＯＲ２（２５ｂ）信号２３９
を要求する。タスク１９０はここで終了し、ＲＯＢＯＴ
ＥＮＡＢＬＥ信号が下がってまた立ち上げられるまで
再起動することはない。

【００５０】［タスク・マネージャ］タスク・マネージ
ャ２４０はソフトウェアおよびハードウェアのＩ／Ｏ信
号、グローバル変数、撮影／ロボットシステムタスクを
初期化する。撮影／ロボットシステムタスクが走ると、
タスク・マネージャは現在走っている各々のタスクの完
全性と状態、ならびにこれらのタスクが制御している資
源を監視する。状態問合せ信号２４７ａ〜２４７ｆは図
８に図示してある。ここで言う資源とは、ロボット、通
信ポート、Ｉ／Ｏ信号線である。タスク・マネージャは
ＳＹＳＴＥＭＦＡＩＬ信号２２２によってＰＬＣに、ま
たＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５を経
由してＳＣＡＤＡノードへあらゆるエラーを報告する。
ＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号２２２はロボット（タスク
・マネージャが検出した）が動作を継続できないような
総数エラーを認識した場合に必ず生成される。この信号
は低位が有効で、アデプト・ロボットがリセットされる
まで低電位のままである。つまり、ＰＬＣはこの信号を
受信するとすぐにＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号２１９
を低電位にしなければならない。

【００５１】撮影／ロボット制御ソフトウェアで総数エ
ラーが発生した場合には、タスク・マネージャ２４０を
使ってプログラム実行中に全ての運転状態にあるタスク
と資源の状態ならびに完全性を連続的に問い合せること
によりこれらのエラーを検出し復元しようとする。発生
したエラーが総数エラーだと分ると、ＰＬＣ１２０に対
してＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号２２２を上げ、ＳＣＡ
ＤＡノード・インタフェースタスク、制御パネルタス
ク、タスク・マネージャ以外の全てのタスクを停止す
る。最後の復旧不可能なエラーの理由を表わす符号はＳ
ＣＡＤＡノード・インタフェースタスク経由でＳＣＡＤ
Ａノードへ供給する。場合によっては、アデプト・ロボ
ット制御装置のモニター・ウインドウにエラー・メッセ
ージを表示する。ＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号を立ち上
げた後、タスク・マネージャはロボットで検出された全
ての問題を補正しようと試みモニター・ウインドウを通
してオペレータに通知する。たいていの場合、オペレー
タはもう一回ＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号を起ち上げ
て撮影／ロボット制御ソフトウェアをリセットするだけ
で良い。

【００５２】［制御パネルタスク］制御パネルタスク２
６０は、オペレータが各種ソフトウェアの「デバッグ」
ユティリティへアクセスしたり診断ユティリティへアク
セスしたり、ロボットのスピードを制御したり、縫合針
を取り出して配置するためにロボットを移動させようと
する新しい位置を選択したり出来るようにするマウスで
操作する形の制御パネルを表示する。また、制御パネル
タスクではオペレータが撮影／ロボットシステムタスク
の実行を停止させることが出来る。

【００５３】［ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタス
ク］ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５は
ＳＣＡＤＡノードからのメッセージをＳＣＡＤＡノード
ＲＳ−２３２Ｃインタフェースへ問い合せる。このタス
クは製品の交換時に必要とされるアデプト・ロボットと
カメラの設定手順を要求するＳＣＡＤＡノードのスレー
ブとして機能する。これらの要求はＲＯＢＯＴ ＥＮＡ
ＢＬＥ信号２１９が無効化された場合にのみ有効であ
る。

【００５４】［レンズ制御タスク］レンズ制御タスク２
７０はＳＣＡＤＡノードが撮影システムへ導入しようと
する新しい製品を要求した場合にのみ起動されオフライ
ン・プロセスとして実行されるのみである。レンズ制御
タスク２７０は新しい縫合針のパラメータを受け取り、
新しい製品の寸法に適合するように両方のカメラの画角
を調節する。ズーム、焦点、レンズ絞りがこの新しい製
品の導入で影響を受けるが、同様に内部システムのパラ
メータ例えば利得、２進化閾値オフセットなど画像化に
使用するパラメータも影響される。カメラの調整が済む
と、別の新製品を撮影／ロボットシステムに導入するま
で保留される。

【００５５】［製品の変更］ロボットに縫合針供給処理
を開始させる前に、縫合針変更手順を起動して制御シス
テム・ソフトウェアの撮影およびロボット制御タスクに
処理しようとする縫合針の種類と寸法を通知する。この
ような製品変更手順は縫合針バッチの変更を行う以前に
完了しておく必要がある。電源投入後第１の縫合針バッ
チを実行する前に変更が完了していないと、ロボットが
作動可能でロボットが作動しない場合にエラー・メッセ
ージ信号がＦＩＸ／ＤＭＡＣＳ（ＳＣＡＤＡノード）の
画面に表示される。異なる縫合針バッチの実行毎に変更
が完了していない場合、画像制御タスクは実行中の縫合
針を識別しない。

【００５６】基本的に、システムのオペレータが適当な
単位例えばミリメートルや度数でＳＣＡＤＡタスクのＦ
ＩＸ／ＤＭＡＣＳ画面へデータ線を通して縫合針のパラ
メータを入力する。画像制御タスクが使用するこれらの
縫合針パラメータには、縫合針の半径と半径の許容範
囲、受け入れ可能な縫合針の角度とその許容範囲、およ
び縫合針の幅と幅の許容範囲が含まれる。

【００５７】画像制御タスクへ縫合針の変更パラメータ
を入力することに加えて、処理しようとする縫合針の特
定のバッチに関係するカメラの初期設定パラメータもシ
ステムが使用するＳＣＡＤＡノードを通して入力する。
ソフトウェアはＳＣＡＤＡノードからユーザが供給した
情報を使用してロボットを作動させる前に正しい画角寸
法、焦点、ズームパラメータになるようにレンズを自動
調整する。

【００５８】図６（ａ）〜図６（ｃ）は各々の縫合針１
９を移動する精密コンベアの舟４０を示す。各々の舟に
は一対のあごを設けるのが望ましく、一方のあご４７は
固定的に装置しておき、第２のあご４９はポケット４２
内で摺動自在にしておく。動作において、図６（ｃ）の
矢印「Ａ」で示した方向に押し棒４６が押され、矢印
「Ｂ」で示した方向に移動自在なあご４９の位置を後退
させるスプリング５２を圧縮し、両方のあごの間のノッ
チ４４に縫合針１９を配置できるようにする。通常、ス
プリング５２は図６（ｂ）に示したようにバイアスして
おき移動自在なあご４９を嵌合位置に保持してノッチ４
４に縫合針１９を保定する。各々の縫合針が後に行うス
エージング加工の際に各々の舟の上で正しい方向に向い
ているのであれば何らかの種類の解放自在な嵌合機構を
設けてコンベアの舟４０に縫合針１９を解放自在に保定
し得ることは理解されるべきである。

【００５９】図７はロボット・ローディング・ソレノイ
ド機構７０を示しており、すでに説明したように精密コ
ンベアの舟４０に縫合針を移動しようとする度にＰＬＣ
１２０からの信号線２０９で起動される。ロボット・ロ
ーディング・ソレノイド７０は適当な装着プレート７２
を用いて精密コンベアに装置することが出来る。精密コ
ンベア上に装架してあるセンサーは精密コンベアの舟４
０の接近を検出するように設けてある。コンベアの舟が
これに縫合針を移動させるための所定位置に停止する
と、ロボット・ローディング・ソレノイドの解除アーム
５６がソレノイド７０により作動して、ピン５１の周囲
を軸旋回し、押し棒４６を押して移動自在なあご４９を
図５（ｃ）に図示した位置まで後退させる。ロボットの
アーム５１がコンベアの舟４０のあご４７、４９の間で
嵌合させるために縫合針１９を配置する。解除アーム５
６はコンベアの舟４０が移動を再開するとスプリング７
８により引戻される。

【００６０】自動スエージング装置で自動スエージ加工
を行うには縫合針が舟４０の嵌合あご４７、４９の間の
ノッチ４４に正確に配置されている必要がある。これは
図１のシステムの流れ図の段階１７で一般的に示した多
軸把持部が、縫合針１９の縫合糸受け入れ端部５に縫合
糸（図示していない）を配置するために精密に位置決め
した縫合針を受け取る必要がある。自動スエージ加工装
置の多軸把持部へ移動するために各々の縫合針が一定の
方向に向くようにするには、縫合針の方向合わせ装置
（すき）５４を図５（ｂ）〜図９（ａ）に図示したよう
に設けてコンベアの舟４０のあご４７、４９の間に嵌合
している間に各々の縫合針の方向を揃える。すきは図９
（ａ）および図９（ｂ）に最も良く図示してあるように
装着ブラケット５８から突出した細長い湾曲した刃５７
を含む。図５（ｂ）と図９（ｃ）に図示してある好適実
施例では、すきは精密コンベア３５の一端８に固定的に
装置しておき、前進中にコンベアの舟４０に位置する縫
合針１９をすくい上げる。接触したら、縫合針１９の彎
曲部分８７を持ち上げ図９（ｃ）から図９（ｅ）に示し
てあるようにすき５４の湾曲した刃５７に沿わせる。す
き５４を設けることによって縫合糸スエージング装置へ
搬送する各々の縫合針が一定の方向に向くようになる。

【００６１】精密コンベアの舟の上で縫合針の方向を更
に揃えるために設ける別の機構は図１０（ａ）と図１０
（ｂ）に図示した縫合針ハードストップ・アセンブリー
９５である。ハードストップ・アセンブリー９５は駆動
モータ（図示していない）により作動自在なプーリー９
９と図１０（ａ）に示すカム９８を回転させるためのタ
イミング・ベルト９７を含む。コンベアの舟４０が図１
０（ｂ）の矢印で示した前進方向に搬送されている間に
コンベアの舟４０の嵌合あご４７、４９の上の第１の位
置から縫合針１９の端部８５にアームストップ９３のブ
レードが接触し得る位置まで往復運動するようにアーム
ストップ９３を作動させるために、カム・フォロワ９１
が設けてある。ブレード９４により縫合針１９の前進す
る動きが接近すると、コンベアの舟４０の嵌合あご４
７、４９の間へ縫合針を移動させ、嵌合あご４７、４９
が正確な位置で、たとえば縫合針の軸部分８３で縫合針
に嵌合するようにさせる。ロボット制御タスク１５０と
ＰＬＣ１２０で設定したようにカム９８がタイミングベ
ルト９７により駆動され、アーム・ストップ９３が舟４
０の前進に合わせた時間的関係で往復運動して、各々の
コンベアの舟４０に載せた各々の縫合針の方向を更に揃
えられるように設計してあることに注意されたい。

【００６２】前述のような方法で精密コンベアの舟４０
に正しい方向に向けた縫合針１９が装置されると、これ
が自動スエージング装置（図示していない）へ移送さ
れ、ここで縫合針に縫合糸が固定的に装着される。図１
１（ａ）と図１１（ｂ）に図示してあるストップ・アセ
ンブリー８０は、縫合針スエージング装置の目的の場所
の端部へ舟が到着したときに縫合針を運搬するコンベア
の舟４０のハード・ストップを実行するための機構であ
る。ハード・ストップ・アセンブリー８０のブレード８
２は舟４０の上の縫合針の位置の精密調整を提供する。
より特定すれば、ブレード８２は自動スエージングを行
うために必要な最終位置から０．００１インチ以内に縫
合針の方向を合わせる。

【００６３】本発明についてこれの好適実施例を参照し
て部分的に図示しまた説明したが、形態や細部における
前述のまたその他の変更が添付の請求項の範囲において
のみ制限されるべき本発明の趣旨と範囲から逸脱するこ
となく成し得ることは当業者には理解されよう。

【００６４】本発明の具体的な実施態様は、次の通りで
ある。 （１）縫合針を無作意に載置するための手段が第１のコ
ンベア手段上に載置する前に所定の本数の縫合針の各々
を選別するための手段を更に含み、前記選別した縫合針
お各々が相互にはなれて前記第１のコンベア手段上に載
置される請求項１に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （２）移動手段は前記第１のコンベア手段から縫合針を
摘み上げて前記第２のコンベア手段に前記縫合針を載せ
るための把持手段を各々が有する１台またはそれ以上の
ロボット手段を含む請求項１に記載の自動縫合針位置揃
え供給装置。 （３）前記第２のコンベア手段は各々の縫合針を把持す
るための１台またはそれ以上の嵌合装置を含み、前記移
動手段が各々の嵌合装置に各々の前記縫合針を載せるこ
とを特徴とする請求項１に記載の自動縫合針位置揃え供
給装置。 （４）コンピュータ制御手段が画像化した縫合針に対応
する位置および方向のデータを記憶しておくためのメモ
リー手段を更に含み、前記移動手段は前記メモリー手段
にアクセスして前記画像化した縫合針に対応する位置お
よび方向のデータを得るための手段を含む請求項１に記
載の自動縫合針位置揃え供給装置。

【００６５】（５）前記無作意に載置した縫合針の画像
を得るための手段は１台またはそれ以上のカメラ手段を
含み、前記１台またはそれ以上のカメラ手段の各々は前
記コンピュータ制御手段と通信することを特徴とする請
求項１に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （６）前記カメラ手段の各々は前記１台またはそれ以上
のカメラの各々の視野内の１つまたはそれ以上の所定の
位置の各々において前記第１のコンベア手段の上の前記
縫合針のビデオ画像を得ることを特徴とする実施態様５
に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （７）前記選別手段は前記所定量の縫合針を第１と第２
の縫合針のグループに分割するため第１と第２の位置の
間を往復する少なくとも１つの復動扉手段を含み、前記
第１のグループは前記復動扉手段が前記第１の位置にあ
るときに前記第１のコンベア手段上に載置され、また前
記第２のグループは前記復動扉手段が前記第２の位置に
あるときに第３のコンベア手段上に載置されることを特
徴とする実施態様１に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （８）ロボット手段が前記メモリー手段と通信し、前記
ロボット手段が前記メモリー手段にアクセスして前記画
像化した縫合針に対応する位置および方向のデータを得
ることを特徴とする実施態様４に記載の自動縫合針位置
揃え供給装置。

【００６６】（９）前記嵌合装置の各々は一対の嵌合あ
ごを含みこれの間に前記移動手段によって縫合針が嵌合
するように成してあることを特徴とする実施態様３に記
載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （１０）前記嵌合装置の各々は前記一対の嵌合あごの第
１の移動自在なあごを前記一対の嵌合あごの第２の固定
されたあごと嵌合するように移動してこれらの間に配置
した前記縫合針を保持するためのスプリング手段を更に
含むことを特徴とする実施態様９に記載の自動縫合針位
置揃え供給装置。 （１１）前記嵌合装置の各々は前記第２の固定されたあ
ごとの嵌合から前記第１の移動自在な嵌合あごを後退さ
せしかるのちこれらの間に前記縫合針を配置するための
手段を更に含むことを特徴とする実施態様１０に記載の
自動縫合針位置揃え供給装置。 （１２）前記第２の固定したあごとの嵌合から前記第１
の移動自在な嵌合あごを後退させるための手段が前記ス
プリング手段の圧力に対向して前記第１の移動自在なあ
ごを押すための押し棒であることを特徴とする実施態様
１１に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。

【００６７】（１３）前記第２のコンベア手段上に配置
されたときに均一な方向に前記縫合針の各々を向けるた
めの第１の方向揃え手段を更に含む実施態様３に記載の
自動縫合針位置揃え供給装置。 （１４）前記いっついの嵌合あごの中でさらに軸方向に
前記縫合針の方向を揃えるための第２の方向揃え手段を
含む実施態様１３に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （１５）前記第２のコンベア手段上の前記縫合針につい
て所望する所定の方向から０．００１インチ以内に前記
縫合針の方向をさらに揃えるための第３の方向揃え手段
を含む実施態様１４に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。

【００６８】（１６）選別の段階（ａ）は前記第１のコ
ンベア手段上に載置するため所定量の縫合針を少なくと
も２つの独立したグループに分割する段階を含むこと
と、だいいちと第２のグループは相互に離して無作意に
載置されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 （１７）選択した無作意に載置された縫合針についての
位置および方向のデータを得る段階（ｃ）は前記位置お
よび方向のデータを処理して、ロボット・アーム手段が
各々の位置および方向データにあわせて前記選択した縫
合針を摘み上げこれを前記第２のコンベア手段に移動で
きるように命令を生成する段階をさらに含む実施態様１
６に記載の方法。 （１８）縫合針を移動する段階（ｄ）は前記第２のコン
ベア手段上に位置する一対の嵌合あごの間に各々の縫合
針を配置する段階をさらに含む実施態様１７に記載の方
法。 （１９）前記段階（ｄ）は前記一対の嵌合あごの一方の
あごを後退させてこれらの間に前記縫合針を配置できる
ように成すための押し棒手段を作動させる段階をさらに
含み、前記作動段階は前記一対の嵌合あごの間に前記縫
合針を配置する前に行われることを特徴とする実施態様
１８に記載の方法。 （２０）前記第２のコンベア手段委配置する際に前記縫
合針の向きをさらに揃える段階をさらに含む実施態様１
９に記載の方法。

【００６９】

【発明の効果】本発明は前進するコンベア上に無作意に
位置する縫合針を嵌合装置へ自動的に搬送しさらに自動
縫合針スエージング装置へ搬送するための縫合針供給装
置を実現することができる。また、本発明はこの縫合針
を縫合針処理位置へ搬送するための自動縫合針位置揃え
装置が得られる効果がある。また、頻繁な手作業からオ
ペレータを事実上解放する経済的な縫合針の位置揃え装
置が得られる効果がある。さらに、正確かつ所定の方向
で縫合針を位置揃えして自動スエージング装置へ移動し
ここに縫合糸付き手術用縫合針を装着するための自動縫
合針位置揃え装置が得られる。

【００７０】そして、本発明は、縫合針を自動的に位置
揃えして自動的にスエージングし小型の外箱へ包装する
準備を行うための装置で実現できる。縫合針位置揃え装
置は複数の縫合針を保持するための受け入れ手段を含
み、前記受け入れ手段には所定量の縫合針を一本づつに
分けてこれを搬送するための第１のコンベア手段に無作
意に載置するための手段を設けてある。第１の組の遠隔
的に配置してあるビデオカメラ手段が前記第１のコンベ
ア手段の上の縫合針の画像を取得し、前記画像をデジタ
ル化して制御システムのコンピュータで処理できるよう
にする。デジタル化した信号を処理し選択した無作意に
配置された縫合針の位置および方向に関するデータを生
成する。

【００７１】第１のコンベア手段から第２の精密コンベ
ア手段へ選択され無作意に配置した縫合針の各々を移動
して前記縫合針を自動スエージング装置へ搬送するため
にロボット・アセンブリーを設ける。制御システムのコ
ンピュータは前記選択した方向の揃っていない縫合針の
位置および方向についてのデータに基づいて前記ロボッ
ト・アセンブリーが使用する命令を更に生成する。前記
ロボット・アセンブリーは前記制御システムから前記命
令を受信し、ロボットのアームで選択した縫合針の各々
をつかみ、前記第２のコンベア手段の上に配置した嵌合
装置へ配置する。前記縫合針が前記第２のコンベア手段
上で指定した位置から０．００１インチ以内で全て一様
に同じ方向に揃うように１台またはそれ以上の方向揃え
装置を設け、更にスエージングするための移動が効率的
に行える。

【００７２】縫合針位置揃えシステムには前述のような
方法で作動する第２の組のビデオカメラ手段と第２のロ
ボット・アセンブリー手段を設けてある。冗長性はシス
テムが毎分６０本で連続的に絶え間なく流れる縫合針を
自動スエージング装置へ供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縫合針位置揃え装置における処理工程
を示す図である。

【図２】縫合糸受け入れ端部８５と円筒状部分８３と湾
曲した刃の部分８７を有する手術用縫合針を示す図であ
る。

【図３】（ａ）は本発明の縫合針位置揃え装置２０の立
面図、（ｂ）は第１のコンベア手段の上部にあるロボッ
ト・アセンブリーと縫合針の画像を得るための２台のビ
デオカメラと画像データを処理するための制御システム
手段とを含む画像追跡手段を示す縫合針位置揃え装置の
側面立面図である。

【図４】（ａ）は一本ずつ縫合針を取り出し半透明のコ
ンベア上に配置するための縫合針供給手段の詳細側面
図、（ｂ）は（ａ）のコンベア供給装置の線４〜４に沿
ってみた略図で供給装置を出る半透明コンベアとこれと
平行に走る精密コンベアを示す。

【図５】（ａ）は特定の方向を向いた縫合針を自動スエ
ージング装置へ移動するための精密コンベアの側面図、
（ｂ）は（ａ）の線５〜５に沿ってみた精密コンベアの
立面図でこれの上に配置した縫合針を示す。

【図６】（ａ）は嵌合するためと後続のスエージング加
工のために方向の揃った縫合針を保持するあごを有する
精密コンベアの舟を示す詳細図、（ｂ）は（ａ）に図示
した舟の線５〜５に沿ってみた前記精密コンベアの舟の
詳細立面図、（ｃ）は自動スエージングのために方向を
揃えた縫合針の配置のための移動自在なあごが延出する
精密コンベアの舟の詳細図である。

【図７】前記精密コンベアの舟のあごを作動させるロボ
ット・ローディング・ソレノイドの側面図である。

【図８】本発明の縫合針位置揃え装置の制御タスク各々
についての制御とデータの流れを示す模式図である。

【図９】（ａ）は自動スエージ加工の前に縫合針がコン
ベアの舟に均一な方向に並ぶようにする縫合針ロールオ
ーバー（すき上げ）の側面図、（ｂ）は（ａ）の線９〜
９に沿ってみたすき上げ部の正面図、（ｃ）〜（ｅ）は
精密コンベアの舟４０の上に縫合針を一方向に並べるす
き５４を示す正面図である。

【図１０】（ａ）はコンベアの舟４０の嵌合あご内部で
縫合針１９の向きを更に揃えるための縫合針ハードスト
ップ・アセンブリー９５の側面図、（ｂ）はコンベアの
舟４０の嵌合あご内部で縫合針１９の向きを更に揃える
ための縫合針ハードストップ・アセンブリーの上面図で
ある。

【図１１】（ａ）はコンベアの舟４０の上で縫合針の向
きを更に揃えるためのストップ・アセンブリーの側面
図、（ｂ）は（ａ）の線１１〜１１に沿ってみたコンベ
アの舟４０の上で縫合針の向きを更に揃えるためのスト
ップ・アセンブリーの正面図である。

【符号の説明】

１２０ ＰＬＣ １５０ ロボット制御タスク １５５ ＦＩＦＯ １６０ 画像制御タスク １８０ コンベア運転制御タスク １９０ コンベア始動タスク １９５ ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク ２４０ タスクマネージャ ２６０ 制御パネルタスク ２７０ レンズ制御タスク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 縫合針位置揃え装置および縫合針位置
揃え方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に縫合糸をすでに装
着してある外科用縫合針などの縫合糸付き縫合針を自動
的に作成するための装置に関し、より特定すれば縫合針
の方向を自動的に揃えてこれをさらなる処理例えば自動
スエージング装置のために供給する針供給装置および縫
合針位置揃え方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大半の縫合糸付き縫合針、すなわち今日
外科医や医療関係者が使用しているような一端に縫合糸
を装着してある縫合針は、米国特許第３，６１１，５５
１号、第３，９８０，１７７号、第４，９２２，９０４
号などに説明されているように、用手的および半自動的
な方法を用いて製造されている。例えば、米国特許第
３，６１１，５５１号で解説しているように、スエージ
下降するため縫合針内に縫合糸を正確に配置し、異なる
太さ（ゲージ）の撚糸をスエージ加工する際にスエージ
・ダイを調節してスエージ加工圧を増加または減少させ
るにはオペレータによる手作業が必要となる。この処理
工程はスエージ加工を行うために用手的な位置合わせが
必要なことから人時間工賃と効率の面で高価である。

【０００３】今日、縫合糸の素材は糸巻きまたは芯や被
駆動スプールに巻いた状態で供給され、これを切断しス
エージ加工しようとする縫合針の端部に配置する。米国
特許第３，９８０，１７７号では、縫合針の材料はスプ
ールから供給され回転式のテンションラックを通り、こ
こで一様な長さに撚糸が切断される。つまり、縫合糸の
長さはラックの大きさで決まり、ラックに巻き取られた
撚糸材料を切断するためにはラックの調整を手作業で行
う必要がある。更に、異なる長さの撚糸を所望する場合
には毎回ラックを手作業で変更する必要がある。

【０００４】米国特許第４，９２２，９０４号では、撚
糸材料はボビンに巻いた状態で供給され、様々なガイド
手段とヒーターを通って素材を延伸させ、その後縫合針
の圧着溝に挿入される。本明細書に図示した１つの実施
例では、スエージ加工する前に縫合針の圧着溝内に垂ら
した縫合糸を位置合わせするために高精細テレビジョン
・モニター手段が必要である。同実施例では、回転エン
コーダ装置を用いてボビンから引き出した縫合糸素材の
長さを決定してから切断している。別の実施例では、不
定長の縫合糸材料を縫合針にスエージ加工した後、縫合
針−縫合糸アセンブリーを所定の距離だけ送り出してか
ら切断し、所定の長さの縫合糸を得ている。つまり、一
定の長さの縫合糸材料を得るには、注意深い操作と精密
な制御が毎回必要であり、これらの作業に用いる工程は
人時間工賃と効率の面でも高価である。

【０００５】完全に自動化されかつ縫合針に縫合糸を圧
着するために自動スエージ装置へ手術用縫合針を自動的
に供給するための手段を含む縫合糸付き縫合針製造・包
装システムを提供するのが非常に望ましい。

【０００６】縫合糸付き縫合針製造装置において、自動
スエージ部へ次々と送り出す縫合針の向きを効率的かつ
正確に揃えることが出来る縫合針位置揃え装置を提供す
ることも非常に望ましい。

【０００７】縫合針位置揃え兼搬送機能の効率ならびに
完全性を維持するための制御システムを提供することが
更に望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はここの縫合針を縫合針処理位置へ搬送するための自動
縫合針位置揃え装置を提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は頻繁な手作業からオペ
レータを事実上解放する経済的な縫合針の位置揃え装置
を提供することである。

【００１０】本発明の別の目的は正確かつ所定の方向で
縫合針を位置揃えして自動スエージング装置へ移動しこ
こに縫合糸付き手術用縫合針を装着するための自動縫合
針位置揃え装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明のこれ
らのおよびその他の目的は、縫合針を自動的に位置揃え
して自動的にスエージングし小型の外箱へ包装する準備
を行うための装置で実現される。縫合針位置揃え装置は
複数の縫合針を保持するための受け入れ手段を含み、前
記受け入れ手段には所定量の縫合針を一本ずつに分けて
これを搬送するための第１のコンベア手段に無作意に載
置するための手段を設けてある。第１の組の遠隔的に配
置してあるビデオカメラ手段が前記第１のコンベア手段
の上の縫合針の画像を取得し、前記画像をデジタル化し
て制御システムのコンピュータで処理できるようにす
る。デジタル化した信号を処理し選択した無作意に配置
された縫合針の位置および方向に関するデータを生成す
る。

【００１２】第１のコンベア手段から第２の精密コンベ
ア手段へ選択され無作意に配置した縫合針の各々を移動
して前記縫合針を自動スエージング装置へ搬送するため
にロボット・アセンブリーを設ける。制御システムのコ
ンピュータは前記選択した方向の揃っていない縫合針の
位置および方向についてのデータに基づいて前記ロボッ
ト・アセンブリーが使用する命令を更に生成する。前記
ロボット・アセンブリーは前記制御システムから前記命
令を受信し、ロボットのアームで選択した縫合針の各々
をつかみ、前記第２のコンベア手段の上に配置した嵌合
装置へ配置する。前記縫合針が前記第２のコンベア手段
上で指定した位置から０．００１インチ以内で全て一様
に同じ方向に揃うように１台またはそれ以上の方向揃え
装置を設け、更にスエージングするための移動が効率的
に行えるようにする。

【００１３】縫合針位置揃えシステムには前述のような
方法で作動する第２の組のビデオカメラ手段と第２のロ
ボット・アセンブリー手段を設けてある。冗長性はシス
テムが毎分６０本で連続的に絶え間なく流れる縫合針を
自動スエージング装置へ供給できるように設計してあ
る。

【００１４】本発明のさらなる利点および特徴は、以下
の詳細な説明と本発明の好適実施例を特定しまた図示す
る添付の図面とを合わせて玩味熟読することにより明ら
かとなろう。

【００１５】

【実施例】本発明は、各種寸法の手術用縫合針を自動的
に仕分選別し自動スエージング装置へ搬送しここで各々
の縫合針に縫合糸を装着させるように設計した縫合針供
給装置に関する。一般的な手術用縫合針１９は軸部分
７、湾曲した針先部分８、縫合糸を受け入れる端部また
は縫合糸をスエージ加工するための開口部５を有し、こ
れを図２に図示してある。

【００１６】図１は縫合針を揃えてこれに縫合糸を自動
スエージ加工し小型の外箱に包装するために使用する工
程１０を一般的に図示したブロック図である。縫合針の
自動縫合糸取り付け兼スエージ加工システムおよび自動
パッケージシステムはそれぞれ本発明と同一の譲受人に
譲受される同時出願中の米国特許出願第１８１，５９８
号（事件番号第８９２２号）および第１８１，６２６号
（事件番号第８９２５号）に更に詳細な説明が成されて
いる。前述のように、本発明は各種の寸法の手術用縫合
針を仕分け選別し自動スエージング装置へ搬送するため
に使用する縫合針位置揃え装置を説明する。一般的な手
術用縫合針１９は軸部分８３、湾曲した針先部分８７、
縫合糸受け入れ端部または縫合糸をスエージ加工するた
めの開口部８５を有し、これを図２に図示してある。

【００１７】一般に、図１に図示した自動縫合針仕分工
程１０において、段階１１で縫合針は第１に振動するボ
ールに載せられ、段階１２で自動的に向きを揃え、段階
１３で直線的に半透明の前進するコンベアへ供給され、
段階１４でコンピュータ制御システムの一部を成す画像
追跡システムにより縫合針の方向ならびに位置について
の評価を行い、段階１５でロボット装置により拾い上げ
られ、段階１６でロボット装置により精密コンベアへ運
ばれ、最終的に段階１７でスエージング装置へ搬送され
てここから縫合針は多軸移動手段へ搬送され後続のスエ
ージング加工装置へ送り出される。各々の段階を実行す
るのに使用する装置について以下でさらに詳細に説明す
る。コンピュータ制御システムについてのさらに詳細な
説明は、本発明の譲受人と同じ譲受人に譲受される同時
出願中の特許出願第１８１，６２４号（事件番号第８９
２１号）に見ることが出来る。

【００１８】縫合針位置揃え供給装置２０の好適実施例
は、図３にシステムの上面図、図４に側面図が図示して
ある。本明細書に図示したように、縫合針１９は２台の
振動するボールまたはホッパ２１ａ、２１ｂの各々にま
とめて供給され、ここでそれぞれの仕分選別アセンブリ
ー２２ａ、２２ｂを使って１本ずつ分けられ、２台の半
透明コンベア２５ａ、２５ｂの各々に無作意に配置され
る。２台の半透明コンベア２５ａ、２５ｂは方向の不揃
いな縫合針１９を図３の矢印で示した方向に搬送し、そ
の位置と方向を遠隔的に配置した視覚的追跡システムに
より評価する。追跡システムについては図４に関連して
以下で説明する。本追跡システムは（透過光式）照明台
３０ａ、３０ｂの上を縫合針が前進する際に半透明コン
ベア２５ａの上に載せられた縫合針各々の方向と位置を
評価し、さらに（透過光式）照明台３３ａ、３３ｂの上
を縫合針が前進する際に半透明コンベア２５ｂの上の各
々の縫合針の方向と位置も評価する。画像追跡システム
から得られた方向と位置に関する情報を処理し２台のロ
ボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂが利用できる情報
に変換して、各々のロボットの把持部５５ａ、５５ｂに
指令し、半透明コンベアの一方から識別した縫合針を拾
い上げて図３に図示した半透明コンベアと同じ方向に前
進している精密コンベア上に配置してある各々の嵌合舟
４０へ移動させる。本発明の制御システムコンピュータ
はロボットの把持部、たとえばロボット・アセンブリー
５０ａの把持部５５ａ等に命令してシステムのドエル周
期すなわちそれぞれのコンベアが一時停止している間に
追跡した縫合針を２台のコンベア２５ａ、２５ｂの一方
からつまみ出す。無作意に配置した縫合針１９の方向が
把持部５５ａ、５５ｂのいずれかで取り出せないような
方向にあるときまたは移動範囲外にあるため精密コンベ
ア上へ縫合針を載置できない場合、回復手順を実行し
て、毎分６０本の速度でスエージ加工する自動高速スエ
ージング装置（図示していない）へ精密コンベアが供給
する縫合針に欠品が出ないようにする。好適実施例にお
いて、各々のコンベア２５ａ、２５ｂのタイミングは同
一だが、ドエル周期は相互に違っている。タイミングが
ずらしてあるため、画像追跡システムは一方の前進する
コンベアたとえば２５ａの上の縫合針を識別し、両方の
ロボットが他方の前進コンベア２５ｂから縫合針を取り
出して精密コンベアの各々の嵌合舟に各々の縫合針を載
置する。同様に、両方のロボットが前進するコンベア２
５ａから縫合針を取り出している間、画像追跡システム
方向を揃えた後、アーム・ストップ９３はコンベアの舟
４０の上部の位置へ復動してこれまでに説明したような
方法で縫合針の方向を更に揃えるように待機する。

【００１９】自動スエージ／巻き付け処理１０の第１の
段階は供給装置例えばボールまたはホッパから縫合針分
別アセンブリーへ所定の量の縫合針１９を供給すること
である。図５の側面図および図６の正面断面図に図示し
た好適実施例では、振動式ホッパまたはボール２１に適
当な光学式または機械式計数装置たとえばセンサープレ
ート２４を設けて、６本までの縫合針がいちどに選別ア
センブリーへ供給されるようにしている。縫合針１９は
振動式ホッパ２１からゲート１８へ供給され、重力によ
って縫合針選別アセンブリー内を落下するが、これには
一連の偏向扉２３ａ、２３ｂとトラップ扉２３ｃ、２３
ｄが含まれており、交互に２つの位置に移動して落下し
てくる縫合針の半分を仕切られた２つのシュートの各々
に落下させ、可動式の半透明コンベア２５ａ、２５ｂへ
最終的に載置する。図５に図示した位置に偏向扉２３ａ
があるとき、縫合針選別アセンブリー２２に投入された
縫合針１９はすべて落下の方向が曲げられて外側の受け
皿へ落とされ、ここから縫合針は更にホッパ２１へ戻さ
れる。偏向扉２２ａが図５の破線で示した偏向扉２３
ａ’の第２の位置にある場合、仕分アセンブリーを落下
中に縫合針１９が６本までセンサー４４で計数され、偏
向扉２３ｂとトラップ扉２３ｃ、２３ｄの適当な切り換
えにより一本ずつに分けられる。偏向扉２３ａ、２３ｂ
とトラップ扉２３ｃ、２３ｄの往復運動は６本ずつの縫
合針が各々のコンベア２５ａ、２５ｂに１度に配置され
るようにタイミングを合わせてある。好適実施例では、
この本数の縫合針が載置されると前進するコンベア上で
約８インチの長さを占有し、これによって縫合針同志が
載置されたときに十分に離れるようにしてある。望まし
くは、偏向扉２３ａ、２３ｂが自動制御システムの制御
下に作動し、２つの位置の間で交互に位置が変わるよう
にタイミングをとり、３本ずつの縫合針が各々の落下シ
ュート２６、２８を通って半透明送りコンベア２５ａ、
２５ｂ上へ落下できるようにする。両方の偏向扉２３
ａ、２３ｂは各々円柱状ののピストン２７ａ、２７ｂお
よび適切な電磁石または油圧モーター（図示していな
い）で駆動される。半透明の送りコンベア２５ａ、２５
ｂに載置される縫合針１９はどれも位置がバラバラで、
方向が揃っていないことを理解するべきである。好適実
施例において、各々の半透明前進コンベア２５ａ、２５
ｂは毎秒４インチ（４インチ／秒）の一定した速度で駆
動され図３および図６に図示したように精密コンベアと
平行に走る無限軌道式のコンベアである。

【００２０】前述のように、また図３に示すように、ロ
ボット・アセンブリーは各々の縫合針分別アセンブリー
２２ａ、２２ｂの後方で精密コンベアと半透明の前進コ
ンベアの両方に近い位置に配置した２台のロボット５０
ａ、５０ｂを含む。本明細書で説明する好適実施例で
は、各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂはア
デプト社６０４Ｓ型ロボットで、各々のロボットに対応
するアデプトＣＣ制御装置で制御すると毎分４０回程度
の速度で縫合針の移動を実行する能力を有している。各
々のロボットは４軸ＳＣＡＲＡ（選択的コンプライアン
ス・アセンブリー・ロボット・アーム）型ロボットで、
４つの関節を含む。関節１は±１００°の回転運動範囲
を有する肩関節、関節２は±１４０°の回転運動範囲を
有する肘関節、関節３は上下運動の方向に１５０ミリメ
ートルまでロボットの指先を運動させる移動運動を提供
し、関節４は手首関節で指先の±３６０°の回転運動を
提供する。ロボットの把持部５５ａ、５５ｂは各々のロ
ボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂの指先に装着して
あり、空気シリンダ（図示していない）から供給する圧
力によって把持動作を提供することが出来る。

【００２１】図４を参照すると、一方向に向いた手術用
縫合針を毎秒１本（１縫合針／毎秒）自動スエージ装置
へ転送するのに十分な速度で駆動モータ・アセンブリー
４２により駆動される精密コンベア３５が図示してあ
る。前進コンベア２５ａ、２５ｂを駆動するために同様
な駆動モータ・アセンブリーを設けてある。詳細につい
ては後述するように、各々の駆動モータ・アセンブリー
４２、４３は制御システム６９とインタフェースしこれ
の制御下に作動して、前進運動を一時停止させ、前進コ
ンベアから精密コンベアへの縫合針の取り出しと移動を
行えるようにしてある。図７と図８では各々が個々の手
術用縫合針１９に嵌合するための精密コンベア３５とこ
れの上に装置した複数の嵌合舟を図示してある。精密コ
ンベア３５の作動もロボット５０ａ、５０ｂからこれの
上へ縫合針１９を移動することができるように所望の周
期速度で定期的に一旦停止する。好適実施例において、
制御システム６９はアデプト・ロボット制御装置および
視覚的追跡システムの部材とデジタル的に通信して供給
システムを制御するためのプログラマブル論理制御装置
（ＰＬＣ）を含む。

【００２２】図４に図示してあるように、視覚的追跡シ
ステムは前進コンベア２５ａの各々の照明載物台部分３
０ａ、３０ｂの上部に１台ずつ配置した２台のビデオカ
メラ６２、６４を含む。詳細については後述するが、各
々のカメラ６２、６４から得られた縫合針のビデオ画像
はビットマップ処理または適切なデジタル化処理が施さ
れ、適当な転送媒体例えば図４に示す通信線６７ａ、６
７ｂを経由して遠隔的に配置した制御システムのコンピ
ュータ６９へ転送し、ここで画像制御タスク１６０がビ
デオ画像を処理し、通信線１９７経由で各々のロボット
５０ａ、５０ｂへデータを入力する。コンベア２５ａ、
２５ｂを半透明にしまた各々の部分３０ａ、３０ｂと３
３ａ、３３ｂで透過光照明を当てるようにして、上部に
あるカメラ・アセンブリーにより処理用の鮮鋭なビデオ
画像が得られるようにするのが望ましい。説明の目的
で、図４には２本の照明載物台に対応するビデオカメラ
が２台６２、６４だけ図示してあることが理解されよ
う。しかし、本発明はコンベア２５ｂの照明部分３３
ａ、３３ｂに対応する第２のビデオカメラの組（図示し
ていない）を含み、前述の通り、ロボットがコンベア２
５ａから縫合針を取り出して配置し直している間にコン
ベア２５ｂの上の縫合針の２進化画像が得られるように
成してある。本システムに組み込んである冗長性によっ
て、スエージング装置へ供給する縫合針が一時的に不足
することは無く、またスエージング装置へ供給するため
の向きを揃えた縫合針の最大供給量が達成されるように
成してある。ロボット技術が進歩した場合、またロボッ
ト・アセンブリーが更に速い速度で更に多くの動きを行
えるようになれば、第２の組のカメラと第２のロボット
・アセンブリーはもはや必要ではなくなる。更に、十分
高速で正確なロボット・アセンブリーは移動するコンベ
アから無作意に置かれた縫合針を拾い上げ直接スエージ
ング装置へ向きを揃えて配置することも出来るようにな
る。

【００２３】好適実施例において、各々のカメラ６２、
６４は透過光照明式コンベア２５ａ、２５ｂの各々の約
１メートル上方に装置してあり、適当なアダプタを使え
ば交換自在な焦点距離が１０ミリメートルから１４０ミ
リメートルの電子制御式望遠レンズを使用している。適
切なレンズ制御装置を用いて光量・絞り、焦点、および
画角を各々のカメラのレンズについて設定し、ＲＳ−２
３２Ｃリンクを経由してアデプト製制御装置とインタフ
ェースさせてある。

【００２４】縫合針選別供給装置のための制御システム
のさらなる部材には供給システムを監視し指令するため
に使用するＳＣＡＤＡノードが含まれる。このノードは
アデプト製制御装置の各々と独立したＲＳ−２３２Ｃリ
ンクでインタフェースし、これを用いてデータ情報例え
ば縫合針のパラメータやエラー・メッセージ、および状
態メッセージなどを運転中にアデプト制御装置へダウン
ロードする。ＳＣＡＤＡノードは商業的に利用可能なＦ
ＩＸ／ＤＭＡＣＳソフトウェアを走らせるパーソナル・
コンピュータまたはこれに類似の適当な装置を含む。シ
リアル通信を用いて後述する縫合針交換手順の間に処理
しようとする縫合針の大きさと種類を供給システムに教
えるために使用するＦＩＸ／ＤＭＡＣＳの「アデプト設
定」画面へ入力した縫合針のパラメータを変更する。オ
ペレータが縫合針のパラメータを入力してから交換を開
始すると、ＦＩＸ／ＤＭＡＣＳノードはこれらのパラメ
ータをロボット制御装置へ転送する。

【００２５】本発明のロボット／視覚制御システム６９
は縫合針並べ替え供給システム１０により実行する特定
のタスクに各々が関係し、ＰＬＣ１２０の制御下に実行
される独立したコンピュータ・ソフトウェアプログラム
を含む。図１１に図示したように、本発明の縫合針位置
揃え装置を制御するためのソフトウェアの構造は８つの
主要なタスクを実行する。ロボット制御タスク１５０、
画像制御タスク１６０、コンベア運転制御タスク１８
０、ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５、
制御パネルタスク２６０、タスク・マネージャ２４０、
コンベア初期化タスク１９０、およびレンズ制御タスク
２７０である。上述のこれら８つのタスクのうち、初め
の６つのタスクは後述するように縫合針供給安定状態運
転中は作動状態にある。図１１には更にタスク間のデー
タの流れとタスクを起動する信号を図示してある。好適
実施例において使用しているソフトウェアの言語はアデ
プト社のＶ／Ｖ＋言語で、これはマルチタスク環境にお
ける画像とロボット両方の制御を支援するものである。
図１１を参照してタスクの各々について一般的に説明す
る。以下のタスクについてのより詳細な説明は前述の同
時出願中の米国特許出願第１８１，６２４号（事件番号
第８９２１号）に見ることができる。

【００２６】各々のロボット・アセンブリー、制御装
置、およびカメラの視覚的追跡システムは供給システム
が正しく機能するように注意深い較正と設定の手順が必
要である。例えば、各ロボット・アセンブリーは関節位
置を設定し関節の運動限界を規定してロボットが作動し
たときに構造上の損傷を受けないようにする必要があ
る。更に、カメラ対ロボットの較正を行い、視覚系シス
テムが縫合針の位置座標を正確に計算してロボットが取
り出し位置へ動けるようにしなければならない。この手
順はカメラの画角と各々のロボットの据付位置の間の変
換行列を提供する。

【００２７】ＰＬＣ１２０はロボット制御装置とロボッ
トの電源投入を行う。ロボット較正手順は電源投入後に
起動されロボットの関節を既知の「ホーム」ポジション
へ移動させてデジタル・エンコーダ（図示していない）
を同期させる。

【００２８】［ロボット制御タスク］ＰＬＣ１２０、ロ
ボット制御装置、およびコンベア２５ａ、２５ｂの起動
処理は時間的関係が重要である。ロボット制御装置の側
から見ると、ＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号２１９をＰ
ＬＣ１２０が有効にすると、ロボット制御タスク１５
０、画像制御タスク１６０、コンベア移動制御タスク１
８０、コンベア初期化タスク１９０を実行して通常のサ
イクルを開始する。これによってコンベア２５ａの移動
が開始され、２秒間だけ待って詳細を後述するように第
２のコンベア２５ｂを起動する。ＰＬＣは同時にもう一
方のアデプト・ロボットにもＲＯＢＯＴＥＮＡＢＬＥ信
号を有効にする。この方法だと、ＰＬＣは大量供給装置
システムと送りコンベアとスエージング装置の起動をＲ
ＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号の起ち上げで行うことが出
来る。詳細については後述するように、ＲＯＢＯＴ Ｅ
ＮＡＢＬＥ信号を引き下げると、アデプト・ロボットは
通常処理を停止してＳＣＡＤＡノードからの要求に応答
するようになる。

【００２９】各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５
０ｂに対するそれぞれのアデプト制御装置に関連して単
一のロボット制御タスクが存在するが、図１０では１つ
だけを要素１５０として図示してある。ロボット制御タ
スク１５０の制御システム・ソフトウェアは各々のロボ
ット・アセンブリー５０ａ、５０ｂを資源として管理
し、画像制御タスク１６０で生成されここから入力され
る識別した縫合針の位置をＦＩＦＯバッファから読み取
り、縫合針配置のハンドシェークを行うため制御システ
ム６９のプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）１２０
とインタフェースして、コンベア・ベルト２５ａ、２５
ｂの移動を開始させる。

【００３０】各々のロボット・アセンブリー５０ａ、５
０ｂに対して安定状態にあるロボット制御タスク１５０
の運転は次のようになる：

【００３１】第１に、各々のロボット制御装置はデータ
線１９３経由で入力ＦＩＦＯ１５５を連続的に読み出し
て各々の半透明コンベア２５ａ、２５ｂの上の識別した
縫合針の位置についての位置座標データを取得する。縫
合針位置についてのデータは、詳細について後述するよ
うに各々のデータ線１９７を経由して画像制御タスク１
６０へ供給する。受け入れ可能な（認識可能な）縫合針
位置がＦＩＦＯバッファ１５５に入力されると、ロボッ
ト制御装置はバッファから縫合針位置を除去してロボッ
トの把持腕５５ａ（５５ｂ）に指令を出し、コンベアベ
ルト上のその位置へ移動させる。次に、各々の認識した
縫合針について、ロボット制御タスク１５０はロボット
の把持腕５５ａ（５５ｂ）に命令を送って、縫合針の円
柱状部分７で閉咬させてからコンベアから離昇させ、精
密コンベア３５に近い到達位置へ移動させる。ロボット
制御タスクは次にＮＥＥＤＬＥ ＩＮ ＧＲＩＰＰＥＲ
信号２０７をＰＬＣ宛てに生成し、ＰＬＣ１２０からの
応答を待つ。ＰＬＣがロボットタスクの生成したＮＥＥ
ＤＬＥ ＩＮ ＧＲＩＰＰＥＲ信号２０７を受信する
と、ＰＬＣ１２０はロボット５０ａ、５０ｂの各々が受
信するＳＡＦＥ ＴＯＰＬＡＣＥ信号１９１を生成す
る。 ＳＡＦＥ ＴＯ ＰＬＡＣＥ信号１９１の目的は
各々のロボット・アセンブリーに対して縫合針がコンベ
ア３５の精密コンベア舟４０に配置できることを通知す
ることである。ＳＡＦＥ ＴＯ ＰＬＡＣＥ信号１９１
の受信に応答して、縫合針を精密コンベア３５上に配置
する直前に、ロボット制御タスク１５０はＰＬＣ１２０
が受信するＤＯＮ’Ｔ ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯ
Ｎ ＣＯＮＶＥＹＯＲ信号２０４を生成する。この信号
が高電位例えば論理値「１」の状態にある間、アデプト
・ロボット５０ａまたは５０ｂは精密コンベア３５の舟
４０に縫合針を載置しようとする。これにより後述する
ように精密コンベアの嵌合舟４０の嵌合あご４７、４９
の後退を開始させこれらの間に縫合針を配置できるよう
にする。ロボットの動きが止まり縫合針が載置される
と、ロボットタスク１５０はＰＬＣ１２０の受信するＮ
ＥＥＤＬＥ ＰＬＡＣＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ信号２０６
を生成し、ＰＬＣは適切な制御信号２０９を生成して精
密コンベアの嵌合舟の嵌合あご４０が縫合針に嵌合でき
るようにする。好適実施例において、ＮＥＥＤＬＥ Ｐ
ＬＡＣＥ ＣＯＭＰＬＥＴＥ信号２０６のドエル時間は
およそ４８〜６４ミリ秒である。この信号を有効にした
後、ロボット・アセンブリー５０ａ、５０ｂは同じ時間
間隔に渡り縫合針をその位置で保持し続ける（４８〜６
４ミリ秒）その直後、ロボットは把持部を開咬し、嵌合
舟４０から離れた準備位置へ戻る。最後に、ＤＯＮ’Ｔ
ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＣＯＮＶＥＹＯＲ
信号２０４を排除し、進めようとする精密コンベア３５
の移動を開始できる状態になったことを示し、ＰＬＣ１
２０の命令によりこれが実行される。

【００３２】コンベア移動開始の安全ロックとして、ロ
ボット制御タスク１５０はコンベア移動制御タスク１８
０にそれぞれの内部制御ＬＡＳＴ ＰＩＣＫ信号１９
２、１９６を送り、図１１に示すようにロボット・アセ
ンブリー５０ａ、５０ｂが現在のコンベアから最後の縫
合針を摘み上げたことを示す。カメラの現時点の画角
（ＦＯＶ）あたりで想定される縫合針の最大本数が各々
の現在の供給コンベアベルト２５ａ（２５ｂ）から摘み
上げられていない場合、ロボット制御タスク１５０はコ
ンベア制御タスク１８０に対してコンベアベルトを「早
く」移動させるように、図１１に図示してあるように、
ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬＹまたは
ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２
１１、２１２で指示する。

【００３３】コンベアの動きに影響を与える全ての信号
はコンベア制御タスク１８０を経由するので、コンベア
制御タスクはもう一方のアデプト・ロボットが受信する
ように対応するＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ Ｅ
ＡＲＬＹ信号２１１’またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２１２’通常の動作中にロボ
ット制御タスクがＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １
ＥＡＲＬＹ信号またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ
２ ＥＡＲＬＹ信号のどちらかを受信すると、ＦＩＦＯ
バッファ１５５の内容を消去しコンベアから最後の縫合
針を摘み上げたように動作を継続する。

【００３４】制御ソフトウェアはＶ／Ｖ＋のタイムスラ
イスに基づくデジタル出力の１６ミリ秒から３２ミリ秒
まで変動する持続時間を考慮する必要がある。これはＤ
ＯＮ’Ｔ ＩＮＤＥＸ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＣＯＮＶ
ＥＹＯＲ信号２０４の設定および再設定に連動して縫合
針の配置に必要な最小時間の計算に影響を与える。

【００３５】ロボット制御タスク１５０は２種類のエラ
ーに対してエラー回復を実行する。これらのエラーは送
りエラーと総数エラーに大別される。他の全てのタスク
と同様、総数エラーはタスク・マネージャ２４０のエラ
ー回復に応答してロボット制御タスクを即時停止させ
る。ロボットがこれのＦＩＦＯに書き込まれた縫合針を
待ち続け両方のコンベア・ベルトが適当な時間の間に送
られなかった場合には送りエラーが発生する。ロボット
制御タスク１５０は他のロボットに対してそれぞれＩＮ
ＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬＹ信号および
ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２
１１、２１２を経由してコンベアを送るように要求する
ことで、この種のエラーから復旧する。これによって画
像制御／ロボット制御両方のシステムに現在のＦＩＦＯ
の内容を破棄してコンベアベルトを前進させる。

【００３６】［コンベア送り制御タスク］コンベア送り
制御タスク１８０は各々の半透明送りコンベア２３ａ、
２５ｂの送りを開始させ、このタスクはコンベア始動タ
スク１９０により起動される。コンベアの動きに影響を
与える全ての信号はコンベア制御タスク１８０を経由す
る。

【００３７】図１１に図示したように、コンベア送り制
御タスク１８０の第１の段階は、ロボット制御タスク１
５０で内部的に生成され各々の供給半透明コンベア２５
ａ、２５ｂからの最後の縫合針の取り出しがアデプト・
ロボット５０ａ、５０ｂの一方で完了したことを表わす
ＬＡＳＴ ＰＩＣＫ信号１９２、１９６を検査すること
である。これ以外にも、コンベア移動制御タスク１８０
は現在のカメラの画角内で認識される縫合針がない場合
には画像制御タスク１６０からの内部的に生成されたＩ
ＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ＥＡＲＬＹ（１および
２）信号２３１、２３２を待機する。ＬＡＳＴ ＰＩＣ
Ｋ信号１９２、１９６をロボット・タスクから受信する
結果、コンベア制御タスクはＰＬＣ１２０で受信するよ
うにそれに対応するＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １
信号１９８またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ ２信
号１９９を生成する。最後の縫合針を各々のコンベアか
ら摘み上げた後でそれぞれのアデプト・ロボット制御装
置がＰＬＣ１２０に対して半透明送りコンベア２５ａを
前進させるように要求することが分る。これによって、
もう一方のアデプト・ロボットは、現在の半透明コンベ
ア２５ａ（２５ｂ）を前進させるよう指令する前に、Ｐ
ＬＣが受信するようにこれに対応するＩＮＤＥＸ ＣＯ
ＮＶＥＹＯＲ １（またはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯ
Ｒ ２）信号を生成しなければならない。最大個数の縫
合針を取り出していないかまたは各々のカメラの画角内
に不十分な縫合針しかないまたは縫合針が全くないこと
を表わすＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＥＡＲＬ
Ｙ信号２１１’またはＩＮＤＥＸＣＯＮＶＥＹＯＲ ２
ＥＡＲＬＹ信号２１３’をコンベア制御タスク１８０
から受信する結果、他方のアデプト・ロボットはこれに
対応するＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＩＮＤＥＸＥＤ ＥＡ
ＲＬＹ信号１９８’またはＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ＩＮＤ
ＥＸＥＤ ＥＡＲＬＹ信号１９９’を生成しこれを図１
１に図示したようにコンベア制御タスク１８０が受信す
る。これらの信号は対応するコンベア２５ａ（２５ｂ）
に処理を中止させ、ベルト送りを開始させる。

【００３８】ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １（また
はＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ２）信号１９８、１９
９両方を各々のロボット’アセンブリーから受信した
後、ＰＬＣ１２０は半透明送りコンベア２５ａに前進す
るように指令し、コンベア制御タスク１８０で受信する
ように、対応するＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＳＥＴＴＬＥ
Ｄ信号２４１またはＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬ
ＥＤ信号２４２を生成する。ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ Ｓ
ＥＴＴＬＥＤ信号２４１とＣＯＮＶＥＹＯＲ２ ＳＥＴ
ＴＬＥＤはロボット制御タスク１５０によりＰＬＣがコ
ンベア２５ａを（２５ｂ）を前進させるように要求され
てから約２秒後に起ち上がる。コンベア制御タスク１８
０は、各々ＣＯＮＶＥＹＯＲ １ ＳＥＴＴＬＥＤとＣ
ＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１、２４
２に対応する内部制御信号２４１’、２４２’を受信す
ると、画像制御タスク１６０に縫合針の画像化を開始す
るように通知する。送りコンベア２５ａ（２５ｂ）が送
られてこれに対応するＣＯＮＶＥＹＯＲ ＳＥＴＴＬＥ
Ｄ信号２４１、２４２を受信すると、画像制御タスク１
６０は対応するカメラの画角内で縫合針の認識を開始で
きる。より特定すれば、後述するように、コンベア２５
ａ（２５ｂ）のカメラ６２、６４が半透明コンベアの各
々の照明された部分３０ａ、３０ｂで各々の視野を撮影
し、画像制御タスクは画像を処理して、各々のカメラの
視野内に認識可能な縫合針が存在しているか否かの決定
を行う。

【００３９】この時点で、視野内での縫合針の単なる存
在または検出と「認識可能な」縫合針の存在との弁別を
行う必要がある。縫合針は存在するかもしれないが、様
々な理由から、各々のカメラの絞りおよび撮影システム
の照明パラメータを自動調節する自動が増加アルゴリズ
ムの実行によりカメラの撮影パラメータが画像制御タス
ク１６０を変更して処理することの出来る拡張画像をカ
メラが実質的にとれるようにならなければ画像制御タス
ク１６０はこれの位置座標を決定することが出来ない。
定常運転中には、画像制御タスク１６０がすでに各々の
視野内で縫合針を「認識」しているとき、自動画像化ア
ルゴリズムは反復実行されない。自動画像化アルゴリズ
ムの詳細については後述する。

【００４０】［画像制御タスク］画像制御タスク１６０
は２台のカメラ・アセンブリー６２、６４の各々が撮影
した画像を制御・処理する。２台の半透明コンベアのタ
イミングはずらしてあるので、一度に１台のカメラだけ
が作動する。

【００４１】より特定すれば、図４に図示してあるよう
に、画像制御タスク１６０は各々のカメラ６２、６４と
インタフェースして各々の照明部分３０ａ、３０ｂに位
置する領域を含むそのカメラのレンズの各々の視野内に
ある認識可能な縫合針の位置を識別する。さらに画像制
御タスク１６０は識別した縫合針の場所の位置と方向に
ついての情報を処理して、これらの位置をデータ線１９
７経由でロボット制御タスクのＦＩＦＯ１５５に書き込
む。前述のように、画像制御タスクはカメラの視野内に
おいて縫合針が画像化されない場合にコンベア先送りを
起動することが出来る。

【００４２】すでに簡単に説明したように、画像制御タ
スクはコンベア２５ａ、２５ｂのいずれかが送りを完了
する度に実行される。これが起動されるとＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ１ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１’またはアデプト・
ロボットが命令するとおりに各々の半透明送りコンベア
２５ａ、２５ｂが送りを中止する度にＰＬＣ１２０で生
成されてコンベア制御タスク１８０を通って転送されて
くるＣＯＮＶＥＹＯＲ ２ ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４
２’のいずれかを受信すると縫合針の認識を開始する。
ＰＬＣが半透明送りコンベアを送るようにアデプト・ロ
ボットから要求されてから約２秒後にＣＯＮＶＥＹＯＲ
ＳＥＴＴＬＥＤ信号２４１、２４２の各々が高電位に
なる（論理値「１」）。ＣＯＮＶＥＹＯＲ ＳＥＴＴＬ
ＥＤ信号１と２（２４１、２４２）はアデプト・ロボッ
トから各々のＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹＯＲ１または２
信号１９８、１９９を次にＰＬＣ１２０が受信するまで
高電位のままである。

【００４３】画像制御タスク１６０はそのＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ ＳＥＴＴＬＥＤ信号の関係するカメラを起動す
る。起動時に、カメラ６２、６４はコンベア・ベルト２
５ａ（２５ｂ）の透過光領域３０ａ、３０ｂの画像を撮
影する。得られた全ての画像は２進画像データへ変換
し、次のデジタル処理を施すのが望ましい。画像制御タ
スク１６０は「撮影ツール」を使って受け入れ可能な縫
合針を検出し、受け入れ可能な縫合針の取り出しポイン
トの座標をロボットタスク用のＦＩＦＯバッファ１５５
に書き込む。透過光照明領域内の「受け入れ可能な」縫
合針は縫合針交換手順の間にすでに受け入れられた縫合
針パラメータの許容範囲内にある縫合針である。縫合針
交換手順は供給システムのソフトウェアに現在処理しよ
うとしてるバッチ内の縫合針の種類と寸法について知ら
せる手順で、後述するような縫合針バッチの変更を行う
前に実行する必要がある。縫合針の半径、軸の幅、ロボ
ットに対する縫合針の角度的な特徴、および縫合針パラ
メータから計算したとおりの計算領域を縫合針の指定許
容範囲とする。

【００４４】［自動画像化アルゴリズム］前述したよう
に、検出した縫合針が認識不可能な場合、自動画像化ア
ルゴリズムを起動してカメラの撮影パラメータを変更す
る。つまり、２進化画像データを処理した後、縫合針の
画像が指定した半径か、縫合針の画像が指定した軸の幅
か、縫合針の画像が指定した角度特性を有するか、また
縫合針の画像が指定した許容範囲内に収まっているかに
ついての決定を行う。これらの基準のいずれかが仕様か
ら外れている場合、自動画像化アルゴリズムが実行さ
れ、各々のカメラの視野にある同じ縫合針画像の一連の
撮影を行うことで、画像間の撮影パラメータを改善する
ことによって縫合針の認識が良好に行えるように縫合針
画像を強調する。つまり、一連の画像の各々を撮影した
後、自動画像化アルゴリズムはカメラの絞りと撮影シス
テムの照明パラメータを自動調節し、撮影システムがカ
メラの視野内で正しく縫合針を画像化できるようにす
る。例えば、視野の照明を調節する際に、カメラの幾つ
かの撮影パラメータ、例えば利得、オフセット、２進化
閾値などを変更することが出来る。自動画像化アルゴリ
ズムは各々のカメラの視野で縫合針が認識されるまで実
行され、縫合針交換を行うまで反復実行されることはな
い。

【００４５】画像制御タスク１６０でカメラが調節され
ても縫合針の画像がまだ正しく撮影されないことがあ
る。これは各々のカメラの撮影範囲が透過光光源を使用
しており相互に重なり合っている縫合針、各々が接触し
ている縫合針、または視野の辺縁からはみ出してクリッ
プされた縫合針などが認識対象として考慮されないため
である。つまり、画像制御タスクは縫合針の重なり合い
または相互の接触があるかどうか決定し、視野の辺縁に
縫合針が接近しすぎていないかを調べる。

【００４６】考えられる全ての縫合針を認識した後、画
像制御タスクは受け入れ可能な縫合針の拾いだし座標を
計算してこれをロボット制御タスクのＦＩＦＯバッファ
１５５内に配置し、ロボットが受け入れ可能な縫合針を
摘み上げ精密コンベア上へ載置できるようにする。好適
実施例において、各々の半透明送りコンベアの各々のド
エル周期の間に認識することの出来る縫合針の最大本数
は３である。この最大値より少ない本数しか認識されな
いか、または全く縫合針が認識されない場合、ロボット
は対応するコンベアを早送りするように信号を生成して
前述のように撮影システムに処理を中断させることが出
来る。

【００４７】撮影タスク１６０はＦＩＦＯへ書き込む縫
合針座標の個数を３に制限するが、これはロボット制御
タスクがＦＩＦＯ１５５へ渡した全ての縫合針の座標で
縫合針を取り出し置き直すためである。好適実施例で
は、撮影タスクは送りコンベアの周期毎に５秒間だけ作
動するように制限されている。

【００４８】画像制御タスク１６０は３種類のエラーに
ついてエラー回復を実行する。これらの３種類のエラー
は画像化エラー、処理エラー、総数エラーに大別され
る。総数エラーではタスク・マネージャのエラー回復が
応答し画像制御タスク１６０をすぐに停止させる。画像
化エラーが発生すると、画像制御タスク１６０は現在の
視野での実行を全て保留し、ＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ １ ＥＡＲＬＹまたはＩＮＤＥＸ ＣＯＮＶＥＹ
ＯＲ ２ ＥＡＲＬＹ信号２３１、２３３のどちらかを
生成することによって、前述のようにコンベアベルトの
早送りを要求する。これらの信号を受信するとこの部分
のＦＩＦＯには縫合針の座標を配置せずに撮影／ロボッ
ト制御システム両方に縫合針の現在の視野を渡す。処理
エラーが発生すると、画像制御タスクは現在の縫合針に
ついての全ての処理を保留して更に別の縫合針が利用可
能なら新しい縫合針の処理を同じ視野内で開始する。そ
の結果、撮影タスクはＦＩＦＯ内に縫合針座標を挿入し
ない。

【００４９】［コンベア起動タスク］コンベア初期化タ
スク１９０の機能はコンベア送り制御タスク１８０を起
動することで、ＰＬＣ１２０からＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢ
ＬＥ信号２１９が入ってくると起動する。一旦起動する
と、図１０に図示したように、このタスクはＩＮＤＥＸ
ＩＮＦＥＥＤ ＣＯＮＶＥＹＯＲ １（２５ａ）信号
２３７を要求した後、約２秒間待ってから、ＩＮＤＥＸ
ＩＮＦＥＥＤ ＣＯＮＶＥＹＯＲ２（２５ｂ）信号２
３９を要求する。タスク１９０はここで終了し、ＲＯＢ
ＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号が下がってまた立ち上げられる
まで再起動することはない。

【００５０】［タスク・マネージャ］タスク・マネージ
ャ２４０はソフトウェアおよびハードウェアのＩ／Ｏ信
号、グローバル変数、撮影／ロボットシステムタスクを
初期化する。撮影／ロボットシステムタスクが走ると、
タスク・マネージャは現在走っている各々のタスクの完
全性と状態、ならびにこれらのタスクが制御している資
源を監視する。状態問合せ信号２４７ａ〜２４７ｆは図
１１に図示してある。ここで言う資源とは、ロボット、
通信ポート、Ｉ／Ｏ信号線である。タスク・マネージャ
はＳＹＳＴＥＭＦＡＩＬ信号２２２によってＰＬＣに、
またＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５を
経由してＳＣＡＤＡノードへあらゆるエラーを報告す
る。ＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号２２２はロボット（タ
スク・マネージャが検出した）が動作を継続できないよ
うな総数エラーを認識した場合に必ず生成される。この
信号は低位が有効で、アデプト・ロボットがリセットさ
れるまで低電位のままである。つまり、ＰＬＣはこの信
号を受信するとすぐにＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号２
１９を低電位にしなければならない。

【００５１】撮影／ロボット制御ソフトウェアで総数エ
ラーが発生した場合には、タスク・マネージャ２４０を
使ってプログラム実行中に全ての運転状態にあるタスク
と資源の状態ならびに完全性を連続的に問い合せること
によりこれらのエラーを検出し復元しようとする。発生
したエラーが総数エラーだと分ると、ＰＬＣ１２０に対
してＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号２２２を上げ、ＳＣＡ
ＤＡノード・インタフェースタスク、制御パネルタス
ク、タスク・マネージャ以外の全てのタスクを停止す
る。最後の復旧不可能なエラーの理由を表わす符号はＳ
ＣＡＤＡノード・インタフェースタスク経由でＳＣＡＤ
Ａノードへ供給する。場合によっては、アデプト・ロボ
ット制御装置のモニター・ウインドウにエラー・メッセ
ージを表示する。ＳＹＳＴＥＭ ＦＡＩＬ信号を立ち上
げた後、タスク・マネージャはロボットで検出された全
ての問題を補正しようと試みモニター・ウインドウを通
してオペレータに通知する。たいていの場合、オペレー
タはもう一回ＲＯＢＯＴ ＥＮＡＢＬＥ信号を起ち上げ
て撮影／ロボット制御ソフトウェアをリセットするだけ
で良い。

【００５２】［制御パネルタスク］制御パネルタスク２
６０は、オペレータが各種ソフトウェアの「デバッグ」
ユティリティへアクセスしたり診断ユティリティへアク
セスしたり、ロボットのスピードを制御したり、縫合針
を取り出して配置するためにロボットを移動させようと
する新しい位置を選択したり出来るようにするマウスで
操作する形の制御パネルを表示する。また、制御パネル
タスクではオペレータが撮影／ロボットシステムタスク
の実行を停止させることが出来る。

【００５３】［ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタス
ク］ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク１９５は
ＳＣＡＤＡノードからのメッセージをＳＣＡＤＡノード
ＲＳ−２３２Ｃインタフェースへ問い合せる。このタス
クは製品の交換時に必要とされるアデプト・ロボットと
カメラの設定手順を要求するＳＣＡＤＡノードのスレー
ブとして機能する。これらの要求はＲＯＢＯＴ ＥＮＡ
ＢＬＥ信号２１９が無効化された場合にのみ有効であ
る。

【００５４】［レンズ制御タスク］レンズ制御タスク２
７０はＳＣＡＤＡノードが撮影システムへ導入しようと
する新しい製品を要求した場合にのみ起動されオフライ
ン・プロセスとして実行されるのみである。レンズ制御
タスク２７０は新しい縫合針のパラメータを受け取り、
新しい製品の寸法に適合するように両方のカメラの画角
を調節する。ズーム、焦点、レンズ絞りがこの新しい製
品の導入で影響を受けるが、同様に内部システムのパラ
メータ例えば利得、２進化閾値オフセットなど画像化に
使用するパラメータも影響される。カメラの調整が済む
と、別の新製品を撮影／ロボットシステムに導入するま
で保留される。

【００５５】［製品の変更］ロボットに縫合針供給処理
を開始させる前に、縫合針変更手順を起動して制御シス
テム・ソフトウェアの撮影およびロボット制御タスクに
処理しようとする縫合針の種類と寸法を通知する。この
ような製品変更手順は縫合針バッチの変更を行う以前に
完了しておく必要がある。電源投入後第１の縫合針バッ
チを実行する前に変更が完了していないと、ロボットが
作動可能でロボットが作動しない場合にエラー・メッセ
ージ信号がＦＩＸ／ＤＭＡＣＳ（ＳＣＡＤＡノード）の
画面に表示される。異なる縫合針バッチの実行毎に変更
が完了していない場合、画像制御タスクは実行中の縫合
針を識別しない。

【００５６】基本的に、システムのオペレータが適当な
単位例えばミリメートルや度数でＳＣＡＤＡタスクのＦ
ＩＸ／ＤＭＡＣＳ画面へデータ線を通して縫合針のパラ
メータを入力する。画像制御タスクが使用するこれらの
縫合針パラメータには、縫合針の半径と半径の許容範
囲、受け入れ可能な縫合針の角度とその許容範囲、およ
び縫合針の幅と幅の許容範囲が含まれる。

【００５７】画像制御タスクへ縫合針の変更パラメータ
を入力することに加えて、処理しようとする縫合針の特
定のバッチに関係するカメラの初期設定パラメータもシ
ステムが使用するＳＣＡＤＡノードを通して入力する。
ソフトウェアはＳＣＡＤＡノードからユーザが供給した
情報を使用してロボットを作動させる前に正しい画角寸
法、焦点、ズームパラメータになるようにレンズを自動
調整する。

【００５８】図９（ａ）〜図９（ｃ）は各々の縫合針１
９を移動する精密コンベアの舟４０を示す。各々の舟に
は一対のあごを設けるのが望ましく、一方のあご４７は
固定的に装置しておき、第２のあご４９はポケット４２
内で摺動自在にしておく。動作において、図９（ｃ）の
矢印「Ａ」で示した方向に押し棒４６が押され、矢印
「Ｂ」で示した方向に移動自在なあご４９の位置を後退
させるスプリング５２を圧縮し、両方のあごの間のノッ
チ４４に縫合針１９を配置できるようにする。通常、ス
プリング５２は図９（ｂ）に示したようにバイアスして
おき移動自在なあご４９を嵌合位置に保持してノッチ４
４に縫合針１９を保定する。各々の縫合針が後に行うス
エージング加工の際に各々の舟の上で正しい方向に向い
ているのであれば何らかの種類の解放自在な嵌合機構を
設けてコンベアの舟４０に縫合針１９を解放自在に保定
し得ることは理解されるべきである。

【００５９】図１０はロボット・ローディング・ソレノ
イド機構７０を示しており、すでに説明したように精密
コンベアの舟４０に縫合針を移動しようとする度にＰＬ
Ｃ１２０からの信号線２０９で起動される。ロボット・
ローディング・ソレノイド７０は適当な装着プレート７
２を用いて精密コンベアに装置することが出来る。精密
コンベア上に装架してあるセンサーは精密コンベアの舟
４０の接近を検出するように設けてある。コンベアの舟
がこれに縫合針を移動させるための所定位置に停止する
と、ロボット・ローディング・ソレノイドの解除アーム
５６がソレノイド７０により作動して、ピン５１の周囲
を軸旋回し、押し棒４６を押して移動自在なあご４９を
図９（ｃ）に図示した位置まで後退させる。ロボットの
アーム５１がコンベアの舟４０のあご４７、４９の間で
嵌合させるために縫合針１９を配置する。解除アーム５
６はコンベアの舟４０が移動を再開するとスプリング７
８により引戻される。

【００６０】自動スエージング装置で自動スエージ加工
を行うには縫合針が舟４０の嵌合あご４７、４９の間の
ノッチ４４に正確に配置されている必要がある。これは
図１のシステムの流れ図の段階１７で一般的に示した多
軸把持部が、縫合針１９の縫合糸受け入れ端部５に縫合
糸（図示していない）を配置するために精密に位置決め
した縫合針を受け取る必要がある。自動スエージ加工装
置の多軸把持部へ移動するために各々の縫合針が一定の
方向に向くようにするには、縫合針の方向合わせ装置
（すき）５４を図８〜図１２（ａ）に図示したように設
けてコンベアの舟４０のあご４７、４９の間に嵌合して
いる間に各々の縫合針の方向を揃える。すきは図１２
（ａ）および図１２（ｂ）に最も良く図示してあるよう
に装着ブラケット５８から突出した細長い湾曲した刃５
７を含む。図８と図１３（ａ）に図示してある好適実施
例では、すきは精密コンベア３５の一端８に固定的に装
置しておき、前進中にコンベアの舟４０に位置する縫合
針１９をすくい上げる。接触したら、縫合針１９の彎曲
部分８７を持ち上げ図１３（ａ）から図１３（ｃ）に示
してあるようにすき５４の湾曲した刃５７に沿わせる。
すき５４を設けることによって縫合糸スエージング装置
へ搬送する各々の縫合針が一定の方向に向くようにな
る。

【００６１】精密コンベアの舟の上で縫合針の方向を更
に揃えるために設ける別の機構は図１４と図１５に図示
した縫合針ハードストップ・アセンブリー９５である。
ハードストップ・アセンブリー９５は駆動モータ（図示
していない）により作動自在なプーリー９９と図１４に
示すカム９８を回転させるためのタイミング・ベルト９
７を含む。コンベアの舟４０が図１５の矢印で示した前
進方向に搬送されている間にコンベアの舟４０の嵌合あ
ご４７、４９の上の第１の位置から縫合針１９の端部８
５にアームストップ９３のブレードが接触し得る位置ま
で往復運動するようにアームストップ９３を作動させる
ために、カム・フォロワ９１が設けてある。ブレード９
４により縫合針１９の前進する動きが接近すると、コン
ベアの舟４０の嵌合あご４７、４９の間へ縫合針を移動
させ、嵌合あご４７、４９が正確な位置で、たとえば縫
合針の軸部分８３で縫合針に嵌合するようにさせる。ロ
ボット制御タスク１５０とＰＬＣ１２０で設定したよう
にカム９８がタイミングベルト９７により駆動され、ア
ーム・ストップ９３が舟４０の前進に合わせた時間的関
係で往復運動して、各々のコンベアの舟４０に載せた各
々の縫合針の方向を更に揃えられるように設計してある
ことに注意されたい。

【００６２】前述のような方法で精密コンベアの舟４０
に正しい方向に向けた縫合針１９が装置されると、これ
が自動スエージング装置（図示していない）へ移送さ
れ、ここで縫合針に縫合糸が固定的に装着される。図１
６と図１７に図示してあるストップ・アセンブリー８０
は、縫合針スエージング装置の目的の場所の端部へ舟が
到着したときに縫合針を運搬するコンベアの舟４０のハ
ード・ストップを実行するための機構である。ハード・
ストップ・アセンブリー８０のブレード８２は舟４０の
上の縫合針の位置の精密調整を提供する。より特定すれ
ば、ブレード８２は自動スエージングを行うために必要
な最終位置から０．００１インチ以内に縫合針の方向を
合わせる。

【００６３】本発明についてこれの好適実施例を参照し
て部分的に図示しまた説明したが、形態や細部における
前述のまたその他の変更が添付の請求項の範囲において
のみ制限されるべき本発明の趣旨と範囲から逸脱するこ
となく成し得ることは当業者には理解されよう。

【００６４】本発明の具体的な実施態様は、次の通りで
ある。 （１）縫合針を無作意に載置するための手段が第１のコ
ンベア手段上に載置する前に所定の本数の縫合針の各々
を選別するための手段を更に含み、前記選別した縫合針
お各々が相互にはなれて前記第１のコンベア手段上に載
置される請求項１に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （２）移動手段は前記第１のコンベア手段から縫合針を
摘み上げて前記第２のコンベア手段に前記縫合針を載せ
るための把持手段を各々が有する１台またはそれ以上の
ロボット手段を含む請求項１に記載の自動縫合針位置揃
え供給装置。 （３）前記第２のコンベア手段は各々の縫合針を把持す
るための１台またはそれ以上の嵌合装置を含み、前記移
動手段が各々の嵌合装置に各々の前記縫合針を載せるこ
とを特徴とする請求項１に記載の自動縫合針位置揃え供
給装置。 （４）コンピュータ制御手段が画像化した縫合針に対応
する位置および方向のデータを記憶しておくためのメモ
リー手段を更に含み、前記移動手段は前記メモリー手段
にアクセスして前記画像化した縫合針に対応する位置お
よび方向のデータを得るための手段を含む請求項１に記
載の自動縫合針位置揃え供給装置。

【００６５】（５）前記無作意に載置した縫合針の画像
を得るための手段は１台またはそれ以上のカメラ手段を
含み、前記１台またはそれ以上のカメラ手段の各々は前
記コンピュータ制御手段と通信することを特徴とする請
求項１に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （６）前記カメラ手段の各々は前記１台またはそれ以上
のカメラの各々の視野内の１つまたはそれ以上の所定の
位置の各々において前記第１のコンベア手段の上の前記
縫合針のビデオ画像を得ることを特徴とする実施態様５
に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （７）前記選別手段は前記所定量の縫合針を第１と第２
の縫合針のグループに分割するため第１と第２の位置の
間を往復する少なくとも１つの復動扉手段を含み、前記
第１のグループは前記復動扉手段が前記第１の位置にあ
るときに前記第１のコンベア手段上に載置され、また前
記第２のグループは前記復動扉手段が前記第２の位置に
あるときに第３のコンベア手段上に載置されることを特
徴とする実施態様１に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （８）ロボット手段が前記メモリー手段と通信し、前記
ロボット手段が前記メモリー手段にアクセスして前記画
像化した縫合針に対応する位置および方向のデータを得
ることを特徴とする実施態様４に記載の自動縫合針位置
揃え供給装置。

【００６６】（９）前記嵌合装置の各々は一対の嵌合あ
ごを含みこれの間に前記移動手段によって縫合針が嵌合
するように成してあることを特徴とする実施態様３に記
載の自動縫合針位置揃え供給装置。 （１０）前記嵌合装置の各々は前記一対の嵌合あごの第
１の移動自在なあごを前記一対の嵌合あごの第２の固定
されたあごと嵌合するように移動してこれらの間に配置
した前記縫合針を保持するためのスプリング手段を更に
含むことを特徴とする実施態様９に記載の自動縫合針位
置揃え供給装置。 （１１）前記嵌合装置の各々は前記第２の固定されたあ
ごとの嵌合から前記第１の移動自在な嵌合あごを後退さ
せしかるのちこれらの間に前記縫合針を配置するための
手段を更に含むことを特徴とする実施態様１０に記載の
自動縫合針位置揃え供給装置。 （１２）前記第２の固定したあごとの嵌合から前記第１
の移動自在な嵌合あごを後退させるための手段が前記ス
プリング手段の圧力に対向して前記第１の移動自在なあ
ごを押すための押し棒であることを特徴とする実施態様
１１に記載の自動縫合針位置揃え供給装置。

【００６７】（１３）前記第２のコンベア手段上に配置
されたときに均一な方向に前記縫合針の各々を向けるた
めの第１の方向揃え手段を更に含む実施態様３に記載の
自動縫合針位置揃え供給装置。 （１４）前記いっついの嵌合あごの中でさらに軸方向に
前記縫合針の方向を揃えるための第２の方向揃え手段を
含む実施態様１３に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。 （１５）前記第２のコンベア手段上の前記縫合針につい
て所望する所定の方向から０．００１インチ以内に前記
縫合針の方向をさらに揃えるための第３の方向揃え手段
を含む実施態様１４に記載の自動縫合針位置揃え供給装
置。

【００６８】（１６）選別の段階（ａ）は前記第１のコ
ンベア手段上に載置するため所定量の縫合針を少なくと
も２つの独立したグループに分割する段階を含むこと
と、第１と第２のグループは相互に離して無作意に載置
されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 （１７）選択した無作意に載置された縫合針についての
位置および方向のデータを得る段階（ｃ）は前記位置お
よび方向のデータを処理して、ロボット・アーム手段が
各々の位置および方向データにあわせて前記選択した縫
合針を摘み上げこれを前記第２のコンベア手段に移動で
きるように命令を生成する段階をさらに含む実施態様１
６に記載の方法。 （１８）縫合針を移動する段階（ｄ）は前記第２のコン
ベア手段上に位置する一対の嵌合あごの間に各々の縫合
針を配置する段階をさらに含む実施態様１７に記載の方
法。 （１９）前記段階（ｄ）は前記一対の嵌合あごの一方の
あごを後退させてこれらの間に前記縫合針を配置できる
ように成すための押し棒手段を作動させる段階をさらに
含み、前記作動段階は前記一対の嵌合あごの間に前記縫
合針を配置する前に行われることを特徴とする実施態様
１８に記載の方法。 （２０）前記第２のコンベア手段委配置する際に前記縫
合針の向きをさらに揃える段階をさらに含む実施態様１
９に記載の方法。

【００６９】

【発明の効果】本発明は前進するコンベア上に無作意に
位置する縫合針を嵌合装置へ自動的に搬送しさらに自動
縫合針スエージング装置へ搬送するための縫合針供給装
置を実現することができる。また、本発明はこの縫合針
を縫合針処理位置へ搬送するための自動縫合針位置揃え
装置が得られる効果がある。また、頻繁な手作業からオ
ペレータを事実上解放する経済的な縫合針の位置揃え装
置が得られる効果がある。さらに、正確かつ所定の方向
で縫合針を位置揃えして自動スエージング装置へ移動し
ここに縫合糸付き手術用縫合針を装着するための自動縫
合針位置揃え装置が得られる。

【００７０】そして、本発明は、縫合針を自動的に位置
揃えして自動的にスエージングし小型の外箱へ包装する
準備を行うための装置で実現できる。縫合針位置揃え装
置は複数の縫合針を保持するための受け入れ手段を含
み、前記受け入れ手段には所定量の縫合針を一本ずつに
分けてこれを搬送するための第１のコンベア手段に無作
意に載置するための手段を設けてある。第１の組の遠隔
的に配置してあるビデオカメラ手段が前記第１のコンベ
ア手段の上の縫合針の画像を取得し、前記画像をデジタ
ル化して制御システムのコンピュータで処理できるよう
にする。デジタル化した信号を処理し選択した無作意に
配置された縫合針の位置および方向に関するデータを生
成する。

【００７１】第１のコンベア手段から第２の精密コンベ
ア手段へ選択され無作意に配置した縫合針の各々を移動
して前記縫合針を自動スエージング装置へ搬送するため
にロボット・アセンブリーを設ける。制御システムのコ
ンピュータは前記選択した方向の揃っていない縫合針の
位置および方向についてのデータに基づいて前記ロボッ
ト・アセンブリーが使用する命令を更に生成する。前記
ロボット・アセンブリーは前記制御システムから前記命
令を受信し、ロボットのアームで選択した縫合針の各々
をつかみ、前記第２のコンベア手段の上に配置した嵌合
装置へ配置する。前記縫合針が前記第２のコンベア手段
上で指定した位置から０．００１インチ以内で全て一様
に同じ方向に揃うように１台またはそれ以上の方向揃え
装置を設け、更にスエージングするための移動が効率的
に行える。

【００７２】縫合針位置揃えシステムには前述のような
方法で作動する第２の組のビデオカメラ手段と第２のロ
ボット・アセンブリー手段を設けてある。冗長性はシス
テムが毎分６０本で連続的に絶え間なく流れる縫合針を
自動スエージング装置へ供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縫合針位置揃え装置における処理工程
を示す図である。

【図２】縫合糸受け入れ端部８５と円筒状部分８３と湾
曲した刃の部分８７を有する手術用縫合針を示す図であ
る。

【図３】本発明の縫合針位置揃え装置２０の立面図であ
る。

【図４】第１のコンベア手段の上部にあるロボット・ア
センブリーと縫合針の画像を得るための２台のビデオカ
メラと画像データを処理するための制御システム手段と
を含む画像追跡手段を示す縫合針位置揃え装置の側面立
面図である。

【図５】一本ずつ縫合針を取り出し半透明のコンベア上
に配置するための縫合針供給手段の詳細側面図である。

【図６】図５のコンベア供給装置の線４〜４に沿ってみ
た略図で供給装置を出る半透明コンベアとこれと平行に
走る精密コンベアを示す図である。

【図７】特定の方向を向いた縫合針を自動スエージング
装置へ移動するための精密コンベアの側面図である。

【図８】図７の線５〜５に沿ってみた精密コンベアの立
面図でこれの上に配置した縫合針を示す図である。

【図９】（ａ）は嵌合するためと後続のスエージング加
工のために方向の揃った縫合針を保持するあごを有する
精密コンベアの舟を示す詳細図、（ｂ）は（ａ）に図示
した舟の線５〜５に沿ってみた前記精密コンベアの舟の
詳細立面図、（ｃ）は自動スエージングのために方向を
揃えた縫合針の配置のための移動自在なあごが延出する
精密コンベアの舟の詳細図である。

【図１０】前記精密コンベアの舟のあごを作動させるロ
ボット・ローディング・ソレノイドの側面図である。

【図１１】本発明の縫合針位置揃え装置の制御タスク各
々についての制御とデータの流れを示す模式図である。

【図１２】（ａ）は自動スエージ加工の前に縫合針がコ
ンベアの舟に均一な方向に並ぶようにする縫合針ロール
オーバー（すき上げ）の側面図、（ｂ）は（ａ）の線９
〜９に沿ってみたすき上げ部の正面図である。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）は精密コンベアの舟４０の上
に縫合針を一方向に並べるすき５４を示す正面図であ
る。

【図１４】コンベアの舟４０の嵌合あご内部で縫合針１
９の向きを更に揃えるための縫合針ハードストップ・ア
センブリー９５の側面図である。

【図１５】コンベアの舟４０の嵌合あご内部で縫合針１
９の向きを更に揃えるための縫合針ハードストップ・ア
センブリーの上面図である。

【図１６】コンベアの舟４０の上で縫合針の向きを更に
揃えるためのストップ・アセンブリーの側面図である。

【図１７】図１６の線１１〜１１に沿ってみたコンベア
の舟４０の上で縫合針の向きを更に揃えるためのストッ
プ・アセンブリーの正面図である。

【符号の説明】 １２０ ＰＬＣ １５０ ロボット制御タスク １５５ ＦＩＦＯ １６０ 画像制御タスク １８０ コンベア運転制御タスク １９０ コンベア始動タスク １９５ ＳＣＡＤＡノード・インタフェースタスク ２４０ タスクマネージャ ２６０ 制御パネルタスク ２７０ レンズ制御タスク

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図７】

【図１】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１４】

【図１６】

【図１１】

【図１２】

【図１７】

【図１３】

【図１５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・エフ・ブランチ アメリカ合衆国、07724 ニュージャージ ィ州、ティントン・フォールス、ウェイサ イド・ロード 141Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）第１のコンベア手段上に所定の量
   の縫合針を無作意に載置するための手段と、 （ｂ）前記第１のコンベア手段上の１つまたはそれ以上
   の所定の位置にある前記縫合針の画像を得るための手段
   であって、前記画像をデジタル信号に変換するためのデ
   ジタル化手段を含むことと、 （ｃ）前記デジタル信号を処理して前記第１のコンベア
   手段上の１つまたはそれ以上の画像化した縫合針につい
   ての位置および方向データを得るためのコンピュータ制
   御手段と、 （ｄ）各々の位置および方向データに従って前記第１の
   コンベア手段から前記縫合針を取り除き処理を行う場所
   へ搬送するための第２のコンベア手段上に前記縫合針を
   配置するための移動手段を含む自動縫合針位置揃え供給
   装置。
2. 【請求項２】 （ａ）大量受け入れ手段から所定量の縫
   合針をより分け第１のコンベア手段上に前記縫合針を無
   作意に載置する段階と、 （ｂ）前記第１のコンベア手段上の前記無作意に載置し
   た縫合針の画像を得て前記画像をデジタル化する段階
   と、 （ｃ）前記無作意に載置した縫合針のうちの１本または
   それ以上についての位置と方向のデータを得るため前記
   デジタル化画像を処理する段階と、 （ｄ）前記第１のコンベア手段から第２のコンベア手段
   へ前記位置と方向のデータに基づいて前記選択した無作
   意に載置されている縫合針を移動する段階を含む自動的
   に縫合針を位置揃えするための方法。