WO2021245965A1

WO2021245965A1 - 自動試料注入装置

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Publication number: WO2021245965A1
Application number: PCT/JP2020/046705
Authority: WO
Inventors: 大貴福島
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2021-12-09
Also published as: JPWO2021245965A1; US20230236213A1; CN115917329A

Abstract

自動試料注入装置は、バイアル（１０）が載置されるバイアル載置部（２）と、バイアル載置部（２）とは別の位置に設けられ、バイアル（１０）からの液の採取を行なうためのサンプラ（６）と、バイアル（１０）を上方から把持するためのグリッパ（１４）を備え、バイアル（１０）をバイアル載置部（２）とサンプラ（６）との間で搬送するように構成された搬送部（４）とを有する。ティーチングモードを実行し、ユーザに目標位置とすべき位置へグリッパ（１４）を位置決めさせ、ユーザにより位置決めされたグリッパ（１４）の位置を目標位置として設定するように構成する。目標位置設定部（２２）は、ティーチングモードにおいて、ユーザに目標位置とすべき位置へグリッパ（１４）を位置決めさせる際に、ユーザによるグリッパ（１４）の位置決めを視覚的に補助するための補助動作を実行するように構成されている。

Description

自動試料注入装置

　本発明は、ガスクロマトグラフィー分析システムなどの分析システムにおいて使用される自動試料注入装置に関するものである。

　ガスクロマトグラフィー分析などの分析を行なう分析システムでは、試料や溶媒などの液をバイアルから吸入して分析装置へ注入する自動試料注入装置が使用されることが多い。自動試料注入装置の中には、試料や溶媒を収容する複数のバイアルが載置されるバイアル載置部、バイアル内の液を吸入して分析装置へ注入するサンプラ、及び、バイアルを把持してバイアル載置部とサンプラとの間でバイアルを搬送する搬送部を備えたものが存在する（特許文献１参照）。搬送部は、バイアル載置部に載置されているバイアルをグリッパによって把持し、所定位置まで搬送して配置する。サンプラは、所定位置に配置されたバイアルを取り込んで液の採取を実施する。また、サンプラは、使用済みのバイアルを再び所定位置へ戻す。所定位置に使用済みのバイアルが配置されると、搬送部は所定位置に配置されたバイアルをバイアル載置部に戻す。

　このような自動試料注入装置では、装置の据え付け時などに、バイアルを所定位置で受渡しする際のグリッパの位置（目標位置）を装置に記憶させるためのティーチングが実施される。ティーチングは、所定位置にバイアルを配置した状態で、ユーザが目視で確認しながら所定位置に配置されたバイアルの直上の位置にグリッパを位置決めすることにより行なうことが一般的である。ユーザによって位置決めされた位置がバイアル搬送時のグリッパの目標位置として設定される。

特開平３－２４５０５９号公報

　ティーチングにおいてユーザがグリッパを位置決めする際、所定位置に配置されたバイアルとグリッパとの位置関係が確認しにくく、グリッパの正確な位置決めが難しいという問題があった。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ティーチングの際のユーザによるグリッパの位置決めを容易にすることを目的とするものである。

　本発明に係る自動試料注入装置は、バイアルが載置されるバイアル載置部と、前記バイアル載置部とは別の位置に設けられ、前記バイアルからの液の採取を行なうためのサンプラと、前記バイアルを上方から把持するためのグリッパを備え、前記バイアルを前記バイアル載置部と前記サンプラとの間で搬送するように構成された搬送部と、前記バイアルを所定位置に配置する際に前記グリッパを位置させるべき目標位置を設定するためのティーチングモードを実行し、前記ティーチングモードにおいてユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせ、ユーザにより位置決めされた前記グリッパの位置を前記目標位置として設定するように構成された目標位置設定部と、前記バイアルを前記所定位置へ配置する際に、前記目標位置設定部により設定された前記目標位置へ前記グリッパを位置させるように構成された制御部と、を備え、前記目標位置設定部は、前記ティーチングモードにおいて、ユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせる際に、ユーザによる前記グリッパの位置決めを視覚的に補助するための補助動作を実行するように構成されている。

　本発明に係る自動試料注入装置では、ティーチングにおいてユーザがグリッパの目標位置を設定する際に、ユーザによるグリッパの位置決めを視覚的に補助するための補助動作が実行されるように構成されているので、ティーチングの際のユーザによるグリッパの位置決めが容易になる。

自動試料注入装置の一実施例を示す概略構成図である。同実施例のグリッパを説明するための概念図である。同実施例におけるティーチングの際の動作を説明するためのフローチャートである。ティーチングの際の位置決めの補助動作の一例を説明するための図である。ティーチングの際の位置決めの補助動作の他の例を説明するための図である。ティーチングの際の位置決めを補助するための突起をグリッパに設けた例を示す図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明に係る自動試料注入装置の一実施例について説明する。

　図１に示されているように、自動試料注入装置は、バイアル載置部２、搬送アーム４（搬送部）、サンプラ６及び制御装置８を備えている。

　バイアル載置部２は円盤形状のテーブルであって、複数のバイアル１０を円周上に並べて載置するようになっている。搬送アーム４は、バイアル載置部２とサンプラ６との間でバイアル１０を搬送するためのものである。搬送アーム４は、バイアル載置部２と一体的に設けられており、バイアル載置部２の中心部分に設けられた軸１２を中心に水平面内で回転する。

　搬送アーム４の先端部には、バイアル載置部２上に載置されているバイアル１０を上方から把持するためのグリッパ１４が設けられている。搬送アーム４のグリッパ１４は、同一円周上に配列された複数の爪１６を備えている。図２に示されているように、グリッパ１４は、各爪１６を平面内において中心対称移動させることによって各爪１６が配列されている円周の直径Ｒ（開度）を変化させ、それによってバイアル１０の外周面を把持したり離したりするようになっている。

　図１に戻って、搬送アーム４は伸縮可能に構成されている。グリッパ１４は、搬送アーム４の上下動に伴って上下動し、又は、グリッパ１４自身が上下動するようになっている。これにより、搬送アーム４は、水平面内での回転と伸縮、及び、グリッパ１４の上下動によって、バイアル載置部２上に載置されている任意のバイアル１０を把持して搬送することができる。

　サンプラ６は、バイアル載置部２の側方に配置されており、搬送アーム４からバイアル１０を受け取るためのバイアル受け部１８を備えている。搬送アーム４は、バイアル載置部２に載置されている任意のバイアル１０をサンプラ６のバイアル受け部１８へ搬送して配置したり、バイアル受け部１８に配置されているバイアル１０を把持してバイアル載置部２へ載置したりすることができる。サンプラ６は、搬送アーム４によってバイアル受け部１８に配置されたバイアル１０から試料などの液を採取して、ガスクロマトグラフなどの分析装置へ注入するといった動作を実行する。

　制御装置８は、少なくとも搬送アーム４の動作管理を行なうためのものであって、ＣＰＵ（中央演算装置）、情報記憶装置等を備えた電子回路によって実現される。制御装置８は、制御部２０、目標位置設定部２２及びバイアル情報記憶部２４を備えている。これらの制御部２０及び目標位置設定部２２は、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される機能であり、バイアル情報記憶部２４は情報記憶装置の一部の記憶領域によって実現される機能である。

　制御部２０は、制御装置８の記憶装置（図示は省略）に記憶されている情報を用いて、搬送アーム４の動作を制御するように構成されている。

　目標位置設定部２２は、搬送アーム４がバイアル受け部１８においてバイアル１０を把持したりバイアル受け部１０にバイアル１０を配置したりする際に、グリッパ１４を位置させるべき位置（目標位置）を設定するための機能である。目標位置の設定は、ティーチングモードを実行し、ユーザに目標位置とすべき位置へグリッパ１４を位置決めさせることによって行なう。

　目標位置設定部２２は、ティーチングモードにおいて、ユーザによるグリッパ１４の位置決めを視覚的に補助する補助動作を実行するように構成されている。この実施例では、図４に示されているように、ティーチングモード中にグリッパ１４の開度Ｒをバイアル１０のキャップの最大外径Ｗよりも僅かに大きく（Ｒ＝Ｗ＋α）する。

　バイアル情報記憶部２４は、予めユーザによって設定された、バイアル載置部２に載置されるバイアルの種類に関する情報を記憶している。目標位置設定部２２は、補助動作としてグリッパ１４の開度を調節する際に、バイアル情報記憶部２４に記憶されているバイアルの種類に基づいて、そのバイアルの種類に対して想定されているバイアル１０のキャップの最大外径Ｗを割り出し、グリッパ１４の開度Ｒを割り出した最大外径Ｗに基づいて調節する。図示は省略されているが、制御装置８には、バイアル１０の種類とキャップの最大外径との相関に関する情報が記憶されている。

　ティーチングの際の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。

　ユーザがティーチングを開始する指示を制御装置８に入力すると、目標位置設定部２２がティーチングモードを実行する。ティーチングは、バイアル受け部１８にバイアル１０を配置した状態で行なう。目標位置設定部２２は、ティーチングモードを実行したときに、バイアル情報記憶部２４に記憶されているバイアル情報を参照し（ステップ１０１）、バイアル１０のキャップの最大外径を割り出してグリッパ１４の開度を調節する（ステップ１０２）。

　ユーザは、グリッパ１４の中心軸Ｇとバイアル１０のキャップの中心とを一致させるように（図４参照）、手動でグリッパ１４の位置（搬送アーム４の回転角度θ及び伸び量）を調節し、グリッパ１４を位置決めする（ステップ１０３）。ユーザが目標位置の決定を制御装置８に入力すると、目標位置設定部２２は、ユーザによって位置決めされたグリッパ１４の位置を目標位置として設定する（ステップ１０４）。

　目標位置設定部２２により設定されたグリッパ１４の目標位置は、制御部２０が搬送部４の動作を制御する際に使用される。制御部２０は、バイアル１０をバイアル受け部１８へ配置する際、及び、バイアル受け部１８に配置されたバイアル１０を把持する際に、目標位置設定部２２により設定された目標位置にグリッパ１４を位置させるように構成されている。

　これまでの自動試料注入装置では、ティーチングモード中はグリッパ１４の開度が最大にされることが一般的である。しかし、グリッパ１４の開度を最大にすると、ユーザがグリッパ１４を目標位置へ位置決めする際に、グリッパ１４とバイアル１０との位置関係が把握しにくい。これに対し、この実施例では、グリッパ１４がバイアル１０のキャップの外径よりも僅かに大きい開度に調節されるので、グリッパ１４とバイアル１０との位置関係がユーザにとって把握しやすくなり、グリッパ１４の位置決めが容易になる。

　なお、ティーチングモードにおけるグリッパ１４の位置決めを補助する補助動作は、グリッパ１４の開度の調節に限定されない。図５に示されているように、グリッパ１４の中心部に鉛直下方を向いた光源２６を設け、ティーチングモード中にその光源２６を点灯させることを補助動作としてもよい。グリッパ１４の中心に設けられた光源２６が点灯すると、バイアル１０のキャップの上面に光源２６からの光が照射されるため、グリッパ１４の中心位置を視覚的に把握しやすくなり、グリッパ１４の中心軸とバイアル１０の中心軸とを一致させやすくなる。なお、光源２６の点灯は、グリッパ１４の開度をバイアル１０のキャップの外径に応じたものに調節する補助動作と組み合わせて実施することができる。

　また、グリッパ１４の中心位置を視認可能とするために、グリッパ１４の中心位置に目視可能な突起２８を設けてもよい。これは、グリッパ１４の開度をバイアル１０のキャップの外径に応じたものに調節する補助動作と組み合わせて実施することにより、グリッパ１４の位置決めをさらに容易にする。

　以上において説明した実施例は、本発明に係る自動試料注入装置の実施形態の一例を示したものに過ぎない。本発明に係る自動試料注入装置の実施形態は以下のとおりである。

　本発明に係る自動試料注入装置の一実施形態では、バイアルが載置されるバイアル載置部と、前記バイアル載置部とは別の位置に設けられ、前記バイアルからの液の採取を行なうためのサンプラと、前記バイアルを上方から把持するためのグリッパを備え、前記バイアルを前記バイアル載置部と前記サンプラとの間で搬送するように構成された搬送部と、前記バイアルを所定位置に配置する際に前記グリッパを位置させるべき目標位置を設定するためのティーチングモードを実行し、前記ティーチングモードにおいてユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせ、ユーザにより位置決めされた前記グリッパの位置を前記目標位置として設定するように構成された目標位置設定部と、前記バイアルを前記所定位置へ配置する際に、前記目標位置設定部により設定された前記目標位置へ前記グリッパを位置させるように構成された制御部と、を備え、前記目標位置設定部は、前記ティーチングモードにおいて、ユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせる際に、ユーザによる前記グリッパの位置決めを視覚的に補助するための補助動作を実行するように構成されている。

　上記一実施形態の第１態様では、前記バイアルに関する情報を記憶するバイアル情報記憶部をさらに備え、前記グリッパは、開度を調節することによって前記バイアルの外周面を把持するように構成されており、前記目標位置設定部は、ユーザに前記グリッパを位置決めさせる際の前記補助動作として、前記バイアル情報記憶部に記憶されている情報を用いて、前記グリッパを前記バイアルの外径に応じた開度にするように構成されている。このような態様により、グリッパとバイアルとの位置関係がユーザにとって把握しやすくなり、グリッパの位置決めが容易になる。

　上記第１態様において、前記目標位置設定部は、前記ユーザに前記グリッパを位置決めさせる際の前記グリッパの開度を、前記バイアルの最上部に装着されたキャップの外径に基づいて決定するように構成されていてもよい。

　上記一実施形態の第２態様では、前記グリッパは、前記バイアルの外周面を把持するための複数の爪が同一円周上に配列され、前記複数の爪が配列されている円周の直径を変化させることによって開度が調節されるものであり、前記グリッパの前記複数の爪が配列されている前記円周の中心に鉛直下方へ向けて光を発する光源が設けられており、前記目標位置設定部は、前記補助動作として前記グリッパの前記光源を点灯させるように構成されている。このような態様により、バイアルのキャップの上面に光源からの光が照射されるため、グリッパの中心位置が視認可能となり、グリッパの中心軸とバイアルの中心軸とを一致させやすくなる。この第２態様は、上述の第１態様と組み合わせることができる。

　上記一実施形態の第３態様では、前記グリッパは、前記バイアルの外周面を把持するための複数の爪が同一円周上に配列され、前記複数の爪が配列されている円周の直径を変化させることによって開度が調節されるものであり、前記グリッパは、前記複数の爪が配列されている円周の中心に、ユーザが目視によって確認可能な目印を備えている。このような態様により、グリッパの中心位置が視認可能になるので、ティーチングの際のグリッパの位置決めが容易になる。この第３態様は、上述の第１態様と組み合わせることができる。

　上記一実施形態の第４態様では、前記バイアル載置部と前記サンプラは別体として設けられ、前記搬送部は前記バイアル載置部と一体的に設けられている。この第４態様は、上述の第１態様～第３態様と組み合わせることができる。

　上記第４態様において、前記所定位置は、前記サンプラと前記搬送部との間でバイアルの受渡しを行なうために前記サンプラに設けられたバイアル受け部の位置であってよい。

　　　２　　　バイアル載置部
　　　４　　　搬送アーム
　　　６　　　サンプラ
　　　８　　　制御装置
　　　１０　　　バイアル
　　　１２　　　軸
　　　１４　　　グリッパ
　　　１６　　　爪
　　　１８　　　容器受け部
　　　２０　　　制御部
　　　２２　　　目標位置設定部
　　　２４　　　バイアル情報記憶部

Claims

　バイアルが載置されるバイアル載置部と、
　前記バイアル載置部とは別の位置に設けられ、前記バイアルからの液の採取を行なうためのサンプラと、
　前記バイアルを上方から把持するためのグリッパを備え、前記バイアルを前記バイアル載置部と前記サンプラとの間で搬送するように構成された搬送部と、
　前記バイアルを所定位置に配置する際に前記グリッパを位置させるべき目標位置を設定するためのティーチングモードを実行し、前記ティーチングモードにおいてユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせ、ユーザにより位置決めされた前記グリッパの位置を前記目標位置として設定するように構成された目標位置設定部と、
　前記バイアルを前記所定位置へ配置する際に、前記目標位置設定部により設定された前記目標位置へ前記グリッパを位置させるように構成された制御部と、を備え、
　前記目標位置設定部は、前記ティーチングモードにおいて、ユーザに前記目標位置とすべき位置へ前記グリッパを位置決めさせる際に、ユーザによる前記グリッパの位置決めを視覚的に補助するための補助動作を実行するように構成されている、自動試料注入装置。
　前記バイアルに関する情報を記憶するバイアル情報記憶部をさらに備え、
　前記グリッパは、開度を調節することによって前記バイアルの外周面を把持するように構成されており、
　前記目標位置設定部は、ユーザに前記グリッパを位置決めさせる際の前記補助動作として、前記バイアル情報記憶部に記憶されている情報を用いて、前記グリッパを前記バイアルの外径に応じた開度にするように構成されている、請求項１に記載の自動試料注入装置。
　前記目標位置設定部は、前記ユーザに前記グリッパを位置決めさせる際の前記グリッパの開度を、前記バイアルの最上部に装着されたキャップの外径に基づいて決定するように構成されている、請求項２に記載の自動試料注入装置。
　前記グリッパは、前記バイアルの外周面を把持するための複数の爪が同一円周上に配列され、前記複数の爪が配列されている円周の直径を変化させることによって開度が調節されるものであり、
　前記グリッパの前記複数の爪が配列されている前記円周の中心に鉛直下方へ向けて光を発する光源が設けられており、
　前記目標位置設定部は、前記補助動作として前記グリッパの前記光源を点灯させるように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の自動試料注入装置。
　前記グリッパは、前記バイアルの外周面を把持するための複数の爪が同一円周上に配列され、前記複数の爪が配列されている円周の直径を変化させることによって開度が調節されるものであり、
　前記グリッパは、前記複数の爪が配列されている円周の中心に、ユーザが目視によって確認可能な目印を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の自動試料注入装置。
　前記バイアル載置部と前記サンプラは別体として設けられ、
　前記搬送部は前記バイアル載置部と一体的に設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の自動試料注入装置。
　前記所定位置は、前記サンプラと前記搬送部との間でバイアルの受渡しを行なうために前記サンプラに設けられたバイアル受け部の位置である、請求項６に記載の自動試料注入装置。