DE10058237A1

DE10058237A1 - Vorrichtungen zur Überwachung von Laborrobotern

Info

Publication number: DE10058237A1
Application number: DE2000158237
Authority: DE
Inventors: Joerg Boettge; Gerhard Bienhaus; Marion Berger; Falk Berger
Original assignee: BILATEC GES ZUR ENTWICKLUNG BI
Current assignee: BILATEC GES ZUR ENTWICKLUNG BI
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Vorliegende Anmeldung beschreibt Kontrollelemente für die Arbeitsumgebung von Laborrobotern insbesondere die exakte Positionierung von Mikrotitrationsplatten vor und nach Transfer, die Überprüfung eines Deckelgreifwerkzeuges sowie die Überprüfung der Positionierung von Roboterarmen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist die Beschreibung von Vorrichtungen zur Überwachung von Laborrobotern.

In den Jahren 1980-1983 wurden Laborroboter entwickelt, die eine automatische Pipettierung von Flüssigkeiten von einem Ausgangsgefäß in ein Zielgefäß automatisch durchführen konnten. Als Reaktionsgefäße setzten sich mehr und mehr sogenannte Mikrotitrationsplatten durch, wie sie beschrieben sind z. B. in US 4 154 795. Als nächste Entwicklungsstufe wurden Werkzeuge für den Transfer von Reaktionsgefäßen, bevorzugt Mikrotitrationsplatten entwickelt und in den Roboter integriert. Mit diesem Tool konnten weitere Geräteeinheiten wie Photo- oder Fluorimeter für die Detektion, Waschstationen, Magnetseparatoren und ähnliches auf der Arbeitsplattform eines Pipettierroboters vorgehalten und automatisch bedient werden.

Zur kontaminationsfreien Pipettierung wurden sogenannte disposable Tips (DiTi's) also Wechselspitzen aus Kunststoff entwickelt, die für jede Flüssigkeitspipettierung ausgetauscht werden konnten. Diese können auch aus leitfähigem Kunststoff bestehen und sind dann in der Lage, eine Erkennung des Flüssigkeitspegels in den Gefäßen z. B. über eine Messung der Konduktivität gegen die metallene und geerdete Arbeitsplatte zu gewährleisten.

Diese Laborroboter werden heute von den Firmen TECAN, Qiagen Instruments (früher Rosys), Beckmann, Hamilton, Canberra Packard u. a. hergestellt und vertrieben.

Neuere Entwicklungen speziell für den Einsatz in der Molekularbiologie ermöglichen auch den Einsatz von Vorrichtungen, die Deckel von Reaktionsgefäßen öffnen und schließen können, wie beschrieben in EP 0 676 643 und EP 0 734 769. Darüber hinaus wurde eine Weiterentwicklung eines Laborroboters mit Vielzweckgreifer beschrieben in der Deutschen Anmeldung Aktz.: 100 17 802.2.

Für alle diese Laborrobotervorrichtungen gibt es eine Notwendigkeit, die automatischen Prozesse zu kontrollieren und bei auftretenden Fehlern gegebenenfalls Prozesse automatisch Programmabläufe zu verändern, um eine Korrektur zu bewirken.

Überraschenderweise wurde in der Praxis beobachtet, daß folgende Kontrolleinheiten für einen Laborroboter benötigt werden, der die Pipettierung von Flüssigkeiten, einen Plattentransfer und das Öffnen und Schließen von Deckeln bewerkstelligt:

a) Kontrolleinheit zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Roboterarme
b) Kontrolleinheit zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers
c) Kontrolleinheit zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges.
d) Kontrolleinheit zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Arbeitsplatte bei der Montage

Die vorliegende Anmeldung beschreibt Vorrichtungen zur Überwachung von Laborrobotern. Die kommerziell erhältlichen Laborroboter besitzen eine elektronische Schalteinheit, die primär zur Steuerung der Schrittmotoren zur Bewegung der Roboterarme ausgelegt ist. Daneben werden auch digitale Schalter in dieser Einheit vorgehalten. Diese können über die Steuersoftware ausgelesen werden. Neben diesen digitalen Schaltern besteht auch die Möglichkeit über eine definierte Schnittstelle einen Microcontroller von einer übergeordneten Software aus anzusteuern. Diese Schnittstelle ist im allgemeinen als RS 232 oder RS 485 definiert. Mit solchen elektronischen Einheiten läßt sich in der vorliegenden Anmeldung ein Laborroboter überwachen.

Beschreibung

Fig. 1a beschreibt in der Übersicht einen erfindungsgemäßen Laborroboter (52) mit zwei Armen (50). Der linke Arm ist für Flüssigkeitspipettierung zuständig und ist demzufolge mit einer Wechselspitze (53) zum einmaligen Gebrauch ausgerüstet. Der rechte Arm hält ein Universalgreifwerkzeug (46) vor, das den Deckel von Reaktionsgefäßen öffnen und schließen und Microtitrationsplatten auf der Arbeitsfläche (2) bewegen kann.

Fig. 1b beschreibt diese Arbeitsfläche (2) mit folgenden Elementen Stationen (3) für die Aufnahmen von Microtitrationsplatten, die durch das Universalwerkzeug(46) bewegt werden können. In unmittelbarer Nähe dieser Stationen (3) befinden sich erfindungsgemäß Kontrollelementen (4), die sicherstellen, daß die Microtitrationsplatte auf der Station (3) vor und nach einem Transfer richtig positioniert sind. Eine solche Kontrolleinrichtung hat sich in der Praxis als unumgänglich erwiesen, um automatische Laborprozesse sicher und zuverlässig durchzuführen.

Darüber hinaus sind auf der Arbeitsfläche (2) Stationen (6) vorgesehen für die Aufnahme von Microtitrationsplatten, die während des gesamten Prozesses stationär verbleiben und demnach keine entsprechende Kontrolleinheiten benötigen.

Für die Kontrolle des Universalgreifwerkzeuges (44) in seiner Funktion als Deckelgreifer ist die Kontrolleinheit (5) vorgesehen, die räumlich am äußersten rechten Ende der Arbeits platte (2) zwischen den Kontrollelementen (4) positioniert ist. Diese ist in der Lage zu erkennen, ob der Deckelgreifer den Prozeß des Öffnens und Schliessens eines Deckels von einem Reaktionsgefäß richtig ausgeführt hat.

Desweiteren ist auf der Arbeitsplatte eine Station (10) zur Entsorgung von Wechselspitzen am äußersten linken Arbeitsbereich vorgehalten. Diese besteht aus einem Rahmen (11) mit einer Bohrung (12), die als mehrfach Funktionselement für den Deckelgreifer dient. Mittels dieser Bohrung (12) können sowohl Deckel vom Deckelgreifer entfernt werden als auch der Funktionszustand des Deckelgreifers umgeschaltet werden. Wie in der Anmeldung Aktenzeichen 100 17 802.2 und dem EP 0676643 und EP 0734769 ausgeführt, kann der Universalgreifer (44) zwei Funktionszustände einnehmen.

1. Den Zustand der ihn in die Lage versetzt einen Deckel zu greifen und vom Reaktionsgefäß zu entfernen
2. Den Zustand einen Deckel gegriffen zu haben und festzuhalten.

Die Erkennung des Funktionszustandes erfolgt mit dem Kontrollelement (5), wie später beschrieben.

Im zentralen Bereich der Arbeitsplatte (2) ist darüber hinaus eine Positionierstation (18) vorgehalten, mit dem die Positionserkennung und Korrektur der beiden Roboterarme (50) ermöglicht werden.

Um die zuvor erwähnten Aufnahmen von Microtitrationsplatten (3, 6) auf der Arbeitsplatte (2) einerseits exakt zu positionieren und andererseits austauschbar zu halten, werden Befestigungspins (19) auf der Arbeitsplatte vorgehalten. Überraschenderweise wurde gefunden, daß diese Befestigungspins (19) als Positionierpins dahingehend genutzt werden können, daß mit Hilfe der Roboterarme automatisch ihre Position auf der Arbeitsplatte (2) exakt vermessen werden kann. Dies erleichtert die notwendige Eingabe von Bezugskoordinaten für die Roboterarme, die bisher immer manuell ermittelt und eingegeben werden müssen. In der Praxis hat sich der Einsatz dieses Verfahrens vor allem bei der Montage eines Laborroboters für die exakte Positionierung der Arbeitsplatte (2) bewährt. Desweiteren werden auf der Arbeitsplatte (2) Stationen (9) zur Aufnahme von Wechselspitzen vorgehalten sowie eine Flüssigkeitsentsorgungsstation (15). Die Arbeitsplatte (2) wird mit entsprechenden Befestigungselementen (1) am Laborroboter (52) befestigt.

Die zuvor erwähnten Kontrollelemente (4, 5) geben in der erfindungsgemäßen Ausführung digitale Signale, die in den bestehenden Steuerumgebungen der kommerziell erhältlichen Laborroboter (52) auf zweierlei Weise integriert werden können. In dem Steuerboard (16) (z. B. der Firma Tecan/Cavro) sind digitale Eingänge (8) vorgesehen, die diese Signale vom digitalen Signalgeber (7) aufnehmen können, wie in Fig. 2a dargestellt. Darüber hinaus befinden sich andere Eingänge (13) z. B. für die Schrittmotorensteuerung. Alle Signale werden gebündelt an einem Steuerrechner (17) weitergeleitet und können von dort aus von einer Steuerungssoftware verarbeitet werden. Die in Fig. 2a dargestellte Integration der Kontrollelemente stellt eine besonders einfache Lösung dar, weil kein weiteres elektronisches Element benötigt wird.

Werden jedoch komplexere Datenverarbeitungen für Kontrollelemente benötigt, muß die in Fig. 2b dargestellte Lösung eingesetzt werden. Hier wird zusätzlich ein weiteres Board (22) verwendet, das einen Microcontroller (21) vorhält. Mit einer solchen Einheit können komplexere digitale Signale von den entsprechenden Signalgebern (7) verarbeitet und gebündelt über den Eingang (20) in das oben erwähnte Steuerboard (16) eingeleitet werden und somit der Steuerungssoftware im Steuerrechner (17) zugänglich gemacht werden.

Fig. 3a stellt die Kontrolleinheit (18) zur Positionserkennung und Positionskorrektur der Roboterarme in der Aufsicht dar. Es handelt sich dabei um einen metallischen Grundkörper, bevorzugt aus Aluminium, der mit Befestigungselementen (1) mit der Arbeitsplatte (2) verbunden ist. Er besitzt drei charakteristische Flächen (24, 25, 26). Die Ebenen (25, 26) sind gegen die Horizontale in einem bestimmten Winkel geneigt, die Ebene (24) entspricht der Horizontalen. Darüber hinaus stehen die schiefen Ebenen (25, 26) in einem rechten Winkel zueinander.

In Fig. 3b ist diese Kontrolleinheit (18) im Schnitt dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionserkennung eines Roboterarmes geschieht nun wie folgt. Der Roboterarm wird im getrennten Schritten jeweils über die drei Ebenen geführt und in Z-Richtung langsam nach unten abgesenkt. Dabei ist die Konduktivitätsmessung aktiviert, die im Regelfalle bei Pipettierrobotern genutzt wird, um den Flüssigkeitsspiegel in Reaktionsgefäßen zu detektieren. Überraschenderweise wurde gefunden, daß nach Berührung der Spitze eines Roboterarms mit den Flächen des Kontrollelementes (18) ein entsprechendes Signal erfaßt werden kann und die dazugehörigen Raumkoordinaten im Steuerrechner (17) für die weitere Verarbeitung gespeichert werden kann. Nach einer ersten Berührung einer Fläche fährt der Roboterarm dann erfindungsgemäß die Steigungen der schiefen Ebenen (25, 26) entlang und nimmt auf diese Art und Weise einen Satz von Raumkoordinaten auf. Der Steuerrechner kann dann diese Daten verdichten und eine exakte Positionierung der Kontrolleinheit (18) vornehmen, die dann zur internen Kalibrierung aller Roboterbewegungen als Bezugspunkt genutzt wird. Es hat sich als äußerst nützlich erwiesen, zur optischen Kontrolle dieses Prozesses auf dieser Positionierstation (18) eine optische Positionsmarkierung (23) vorzuhalten. Diese kann z. B. in Form eines Fadenkreuzes in den Block graviert werden und zeigt dem Bediener die Richtigkeit des zuvor geschilderten Prozesses für Kalibrierung der Roboterarme. Es wurde festgestellt, daß für Roboterarme mit Wechselspitzenaufnahmen es sich günstig erweist, eine solche Wechselspitze für den Kalibrierungsprozeß zu greifen, während für das Universalgreifwerkzeug eine direkte Berührung auf den entsprechenden Flächen ausreicht.

Die Abb. 4a bis h stellen erfinderische Ausführungsformen der Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers dar. Fig. 4 zeigt den Schnitt einer speziellen Ausführungsform mit dem Kontrollelement bestehend aus einem Aufnahmeblock (36) mit einer optischen Signalquelle (35) und einem Signalempfänger (37) bei dem durch das Fenster (27) optische Signale aus- und wieder eintreten können. Die dazu nötigen elektrischen Zuleitungen (38) werden nach unten durch Arbeitsplatte (2) geführt. Daneben ist eine Microtitrationsplatte (39) mit den entsprechenden Reaktionsgefäßen (40) und einem Positionierfortsatz (54) positioniert. Die exakte Positionierung wird durch die Reflexion des optischen Signals angezeigt. Diese Ausführungsform erweist sich deswegen als besonders günstig, weil hier eine berührungsfreie Erkennung stattfindet, das ist besonders im Hinblick auf Kontaminationen beim Einsatz in Molekularbiologie ein erfinderischer Vorteil.

Die Fig. 4a bis f zeigen eine bevorzugte erfinderische Ausführungsform des Kontrollelements (4) in einer zweiteiligen Ausführungsform. Fig. 4a bis c stellen das Unterteil dar, während Fig. 4d bis f das dazugehörige Oberteil abbilden. Fig. 4a zeigt im Querschnitt das Unterteil mit den beiden Aufsatzflächen (30) für das Oberteil. Fig. 4b zeigt den Längsschnitt mit dem Befestigungselement (1), der Bohrung für die Durchführung der Verdrahtung und das Befestigungselement (28) für das Oberteil. Fig. 4c stellt die Aufsicht von unten dar. Fig. 4d zeigt die Seitenansicht mit dem Fenster (27) für die Signale. Fig. 4e zeigt die Aufsicht von unten und Fig. 4f den entsprechenden Schnitt jeweils mit dem Befestigungselement (1) und dem Fenster (27).

Fig. 4g zeigt die Ausführungsform mit einem Microschalter (41), der in einem Aufnahmeblock (36) integriert ist und mit elektrischen Zuleitungen (38) verbunden.

Fig. 4g zeigt den Schalter in einer offenen Stellung, da keine Microtitrationsplatte (39) positioniert ist. Fig. 4h zeigt den Microschalter im geschlossenen Zustand (42), da der Positionierfortsatz (54) eine Microtitrationsplatte (39) entsprechend positioniert ist.

Die Fig. 5 bis 5h stellen das Kontrollelement (5) für den Deckelgreifer dar. In der Fig. 5 ist diese erfinderische Vorrichtung im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einem U-förmigen Block (36). In einem Schenkel ist die optische Signalquelle (35) und im anderen Schenkel der optische Signalempfänger (37) integriert. Dazwischen kann der Deckelgreifer (44) mit einem gegriffenen Deckel (45) mit dem Roboterarm positioniert werden. Da der Deckel aus dem Deckelgreifer herausragt wird das optische Signal unterbrochen und auf diese Weise das exakte Greifen des Deckels erkannt. In Fig. 4 ist zum Vergleich ein Deckelgreifer (46) ohne Deckel dargestellt. Auch hier hat sich eine zweiteilige Ausführungsform als besonders geeignet bewährt. In den Fig. 5a bis d ist der linke Teil dargestellt und zwar in Fig. 5a in der Aufsicht von unten, 5b im Längsschnitt, 5c im Querschnitt und 5d in der Aufsicht von oben. In dem Aufnahmeblock (36) sind entsprechende Befestigungselemente (1) vorgesehen sowie die Bohrung für die Durchführung der Verdrahtung (29) sowie die optische Signalquelle (35). Darüber hinaus ist am oberen Teil des Schenkels eine Meßspitze (43) eingearbeitet, die die Funktion ausübt, zu testen, in welchem Funktionszustand sich der Deckelhändler befindet.

Es wurde festgestellt, daß die Greifzange des Deckelgreifwerkzeuges weiter aus dem Gehäuse heraussteht, wenn der Universalgreifer sich im Zustand (1) befindet, das heißt, Deckel greifen kann. Dies kann mit der in Fig. 5b dargestellten Meßspitze wie folgt detektiert werden: das Greifwerkzeug wird mit dem Roboterarm über die Meßspitze (43) gefahren und langsam nach unten abgesenkt, wobei die zuvor erwähnte Konduktivitätsmessung aktiviert ist. Berührt die Greifzange des Deckelgreifwerkzeuges die Meßspitze (43) gibt es ein Signal, und aus der Z-Höhe kann erkannt werden, wie weit die Greifzange aus dem Gehäuse raussteht und welcher Funktionszustand das Deckelgreifwerkzeug inne hat. Zur Korrektur wird das Deckelgreifwerkzeug dann zur Station (10) zur Entsorgung der Wechselspitzen gefahren und durch Absenken über dem Mehrfachfunktionselement (12) in einem anderen Funktionszustand überführt werden. Dabei ragt die Greifzange durch die Bohrung. In Fig. 5d ist darüber hinaus die Aufnahmenase (49) dargestellt, die in die entsprechende Aufnahmenut (48) in Fig. 5e formgenau paßt.

Fig. 5e zeigt die Aufsicht des rechten Teils des Kontrollelements (5) von unten, Fig. 5f den Querschnitt und die Fig. 5g den Längsschnitt des Teils. Es ist in Fig. 5f die Anordnung des Signalempfängers (37) dargestellt. Fig. 5h zeigt die entsprechende Aufsicht.

Fig. 5i zeigt noch einmal in einer Vergrößerung die Station zur Entsorgung von Wechsel spitzen (10) mit dem entsprechenden Rahmen (11) und dem mehrfach Funktionselement (12) für den Deckelgreifer. Neben der Funktion des Umschaltens der Funktionszustände des Deckelgreifwerkzeuges (44) wird dieses Funktionselement (12) auch benutzt, um gegriffene Deckel zu entsorgen, indem sie in die Bohrung (12) mit dem Greifwerkzeug eingefahren werden und nach Auslösen der Deckeleinrastung in die Entsorgungsstation (10) fallen.

Bei der Verwendung des Universalgreifwerkzeuges hat sich herausgestellt, daß die exakte Positionierung eine wichtige Voraussetzung für eine fehlerfreie Funktion ist. Dazu hat sich insbesondere gezeigt, daß die exakte Vermessung des Positionierpins (19) sowie eine planparallele Justierung der Arbeitsplatte (2) gegenüber dem Roboterarm (50) notwendig ist. Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen, bei der Montage die Arbeitsplatte (2) wie folgt zu justieren (Fig. 6 bis 6b). Eine Meßspitze (32) wird an die Z-Stange (51) des Roboterarms (50) montiert und auf die Arbeitsplatte (2) werden die Befestigungspins (19) geschraubt. Nun kann mit einem speziellen Steuerungsprogramm die Lage aller Befestigungspins (19) mit Hilfe der Konduktivitätsmesssung, wie zuvor geschildert, ermittelt werden und ein entsprechendes Lageprofil der Arbeitsplatte (2) errechnet werden. Dies wird solange wiederholt bis das Profil der vorgegebenen Maßabweichung gehorcht.

Abbildungen

Fig. 1a Perspektivische Sicht eines Laborroboters

Fig. 1b Aufsicht auf Arbeitsplattform eines Laborroboters

Fig. 2a Struktur der Datenübertragung mittels digitaler Eingänge

Fig. 2b Struktur der Datenübertragung mittels eigenem Microcontroller und Schnittstelle

Fig. 3a Kontrolleinheit (18) zur Positionserkennung und -korrektur der Roboterarme; Schnitt

Fig. 3b Kontrolleinheit (18) zur Positionserkennung und -korrektur der Roboterarme; Aufsicht

Fig. 4 Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers in der Ausführungsform mit optischer Erkennung

Fig. 4a Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Unterteils im Querschnitt

Fig. 4b Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Unterteils im Längsschnitt

Fig. 4c Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Unterteils in der Aufsicht

Fig. 4d Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Oberteils im Querschnitt

Fig. 4e Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Unterteils in der Aufsicht

Fig. 4f Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers; Detailzeichnung einer Ausführungsform des Unterteils in der Aufsicht im Längsschnitt

Fig. 4g Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers in der Ausführungsform mit Mikroschalter (Stellung offen)

Fig. 4h Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers in der Ausführungsform mit Mikroschalter (Stellung geschlossen) und Microtitrationsplatte (39) Fig. 5 Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges

Fig. 5a Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in der Aufsicht des Teils (A) vom Boden

Fig. 5b Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in einem Längsschnitt des Teils (A)

Fig. 5c Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in einem Querschnitt des Teils (A)

Fig. 5d Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in der Aufsicht des Teils (A) von oben

Fig. 5e Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in der Aufsicht des Teils (B) vom Boden

Fig. 5f Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in einem Querschnitt des Teils (B)

Fig. 5g Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in einem Längsschnitt des Teils (B)

Fig. 5h Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges; Detailzeichnung einer Ausführungsform in der Aufsicht des Teils (B) von oben

Fig. 5i Mehrfachfunktionselement (12) zur Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges (44)

Fig. 6a Kontrolleinheit zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Arbeitsplatte (2) bei der Montage

Fig. 6b Referenzpunkt als optische Positionsmarkierung (23) und Positionierpin (34) für Aufsätze auf der Arbeitsplatte (2)

Fig. 6c Einmeßspitze (33)

Bezugszeichenliste

1

Befestigungselemente der Arbeitsplatte

2

Arbeitsplatte des Laborroboters

3

Station für die Aufnahme von Microtitrationsplatten mit Transfer

4

Kontrollelement für die Microtitrationsplatte

5

Kontrollelement für den Deckelgreifer

6

Station für die Aufnahme von Microtitrationsplatten ohne Transfer

7

Digitaler Signalgeber

8

Eingang für digitalen Signalgeber

9

Station zur Aufnahme von Wechselspitzen

10

Station zur Entsorgung von Wechselspitzen

11

Rahmen zur Entsorgung von Wechselspitzen

12

Mehrfachfunktionselement für den Deckelgreifer

13

Andere Eingänge z. B. für Schrittmotorsteuerung

14

offen

15

Flüssigkeitsentsorgungsstation

16

Steuerboard

17

Steuerrechner (Computer)

18

Positionierstation als Kontrolleinheit zur Positionserkennung und korrektur der Roboterarme

19

Befestigungspin zur Positionierung, Kalibration und zur Aufnahme von Stationen

20

Eingang für Microcontrollerboard

21

Microcontroller

22

Board für Microcontroller

23

Optische Positioniermarkierung

24

Ebene Fläche A

25

Schiefe Ebene B

26

Schiefe Ebene C

27

Fenster für Signalgeber

28

Befestigungselement für Oberteil

29

Bohrung für Durchführung der Verdrahtung

30

Aufsatzfläche für Oberteil

31

Aufnahme für Z-Stange des Pipettierroboters

32

Körper der Einmeßspitze

33

Einmeßspitze

34

offen

35

Optische Signalquelle

36

Aufnahmeblock

37

Signalempfänger

38

Elektrische Zuleitungen

39

Microtitrationsplatte

40

Reaktionsgefäß in der Microtitrationsplatte

41

Mikroschalter offener Kontakt

42

Mikroschalter geschlossener Kontakt

43

Meßspitze

44

Universalgreifer hier auch in der Funktion als Deckelgreifer mit gegriffenem Deckel

45

Deckel

46

Universalgreifer hier als Deckelgreifer ohne gegriffenen Deckel

47

offen

48

Aufnahmenut

49

Aufnahmenase

50

Roboterarm

51

Z-Stange des Roboterarms

52

Laborroboter

53

Wechselspitze

54

Positionierfortsatz als Teil des Microtitrationsplattenrahmens

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung von Laborrobotern mit mindestens einem Roboterarm (50) und einem Werkzeug (44) zum Transport von Microtitrationsplatten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der unten genannten Kontrolleinheiten auf der Arbeitsplattform vorgehalten wird:

- Kontrolleinheit (18) zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Roboterarme
- Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Plattentransfers.

2. Vorrichtung zur Überwachung von Laborrobotern mit mindestens einem Roboterarm (50) und einem Werkzeug (44) zum Öffnen und Schließen von Deckeln auf Reaktionsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der unten genannten Kontrolleinheiten auf der Arbeitsplattform vorgehalten wird:

- Kontrolleinheit (18) zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Roboterarme
- Kontrolleinheit (5) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges.

3. Kontrolleinheit (18) zur Erkennung und Korrektur der Positionierung der Roboterarme (50), dadurch gekennzeichnet, daß diese aus drei Flächen besteht, wovon zwei gegen die horizontale geneigt sind und zueinander im rechten Winkel stehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Position zur manuellen Überwachung auf der Kontrolleinheit angebracht ist.

5. Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen U-förmigen Aufbau besitzt, die Erkennung eines Deckels am Deckelgreifwerkzeug (44) berührungslos und somit kontaminationsfrei vornimmt.

6. Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßspitze (43) den Funktionszustand des Deckelgreifwerkzeuges (44) erkennt.

7. Kontrolleinheit (4) zur Erkennung und Korrektur des Deckelgreifwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß Meßspitze und Deckelerkennung in einer Vorrichtung vorgehalten werden.

8. Vorrichtung zur Änderung des Funktionszustandes des Deckelgreifwerkzeuges (44), dadurch gekennzeichnet, daß es gleichzeitig zum Entsorgen von Deckeln genutzt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Teil der Station zur Entsorgung von Wechselspitzen ist.

10. Vorrichtungen zur Kontrolle von Funktionen auf der Arbeitsfläche eines Laborroboters, dadurch gekennzeichnet, daß digitale Signale über dem Steuerboard (16) der Schrittmotoren zum zentralen Steuerrechner gelangen und dort verarbeitet werden.