KR101917642B1 - 제어된 환경 봉입체 내에 사용을 위한 커버 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

장갑을 사용하지 않고 제어된 환경 봉입체 내에 용기 커버를 제거하기 위한 장치 및 방법이 제시된다. 장치는 관절형 아암 장치 및 파지 장치를 포함하고, 제어기를 더 포함할 수 있다. 관절형 아암 장치는 3차원으로 용기를 유지하고 이동하기 위해 구성 가능할 수 있고, 파지 장치는 용기를 밀봉하는 용기 커버를 파지하기 위해 구성될 수 있다. 방법은 파지 장치를 사용하여 용기 커버의 파지 영역을 실질적으로 정지 상태로 유지하면서 관절형 아암 장치를 사용하여 용기를 이동하는 단계를 포함한다. 장치는 용기 커버 파지 영역의 위치와 용기 커버의 배향을 결정하기 위해 제어기에 정보를 공급하기 위해 구성된 센서를 더 포함할 수 있다. 방법은 센서를 사용하여 용기 커버를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용기는 제어기에 의해 결정된 공간 내에서 경로를 따라 이동될 수 있다.

Description

제어된 환경 봉입체 내에 사용을 위한 커버 제거 시스템 {COVER REMOVAL SYSTEM FOR USE IN CONTROLLED ENVIRONMENT ENCLOSURES}

본 발명은 일반적으로 제어된 환경 봉입체 및 특히 제어된 환경 봉입체 내의 밀봉 용기로부터 커버를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

제어된 환경 봉입체는 당 기술 분야에 공지되어 있고, 예를 들어 위험 물질의 격납을 위해 또는 제한된 수의 미립자를 제어된 환경에 제공하기 위해 사용된다.

당 기술 분야에서, 제어된 환경 봉입체는 통상적으로 봉입체 내외로 물질의 전달을 위한 포트를 구비하고, 포트는 봉입체 내부의 장비, 부분 또는 물질의 수동 조작을 위한 장갑을 구비한다. 이러한 장갑은 그 결과가 심각할 수 있는 천공의 상당한 위험을 받게 된다.

당 기술 분야에 공지된 몇몇 예에서, 제어된 환경 봉입체는 또한 박테리아 또는 진균류와 같은 생물 미립자(viable particulate)로의 노출을 제한하는데 사용된다. 제어된 환경 봉입체는 세포 배향의 무균 처리를 위해 또는 약학적 제품, 의료 기기, 식품 또는 식품 성분(ingredient)의 제조를 위해 요구될 수도 있다. 이러한 용례에서는 제어된 환경 봉입체가 오염 제거되는 것이 필수요건이다. 이는 증기를 사용하여 열적으로 또는 화학제를 사용하여 화학적으로 행해질 수 있다. 당 기술 분야에 공지된 적합한 화학제는 과산화수소, 오존, 베타-프로피오락톤, 아지리딘, 포름알데히드, 이산화염소, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물 및 과산화아세트산을 포함한다. 대부분의 경우에, 오염 제거 및 살균 작업에 세척 프로세스가 선행되어야 한다. 이러한 세척 프로세스는 간단한 기계적 및 화학적 작용에 의해 주 오염을 제거하는 기능을 한다.

몇몇 종래의 예에서, 제어된 환경은 또한 자동화 장비를 포함한다. 이러한 자동화 장비는 테스트 튜브, 롤러병(roller bottle), 세포 배양 접시, 병(bottle), 약병(vial), 앰풀(ampoule) 및 주사기를 비롯하여 용기 또는 부분의 조작을 위한 기계를 포함할 수 있다. 이러한 조작의 통상의 예는 검사, 충전 및 캡핑(capping)이다.

제어된 환경 봉입체 내에서 조작될 부분은 터브(tub)와 같은 용기 내에 패키징될 수 있다. 용기는 일반적으로 용기에 열밀봉된 가요성 재료의 시트로 이루어진 커버로 폐쇄될 수 있다. 용기와 내용물은 화학제, 플라즈마 또는 방사선을 사용하여 오염 제거된다.

제어된 환경에 위치된 자동화 장비는 통상적으로 인간 개입 없이 완전히 자동으로 작동될 수는 없는 그러한 크기 및 복잡성을 갖는다. 이러한 인간 개입은 통상적으로 관련된 천공의 위험을 갖는 장갑의 사용을 요구한다. 장갑의 사용을 수반하는 통상의 인간 개입의 예는 용기 커버의 제거이다.

상기 배경기술의 견지에서, 장갑의 사용을 통한 인간 개입을 요구하지 않는 제어된 환경 내의 용기 커버의 제거를 위한 장치 및 방법에 대한 요구가 남아 있다.

제1 태양에서, 제어된 환경 봉입체 내에서 용기 커버에 의해 밀봉된 밀봉 용기로부터 용기 커버를 제거하기 위한 방법이 제시되고, 상기 방법은 용기 커버의 파지 영역을 실질적으로 정지 상태로 유지하면서 용기를 이동하는 단계를 포함한다. 용기의 이동은 제어된 환경 내에 배치된 관절형 아암 장치로 용기를 유지하면서 관절형 아암 장치의 제1 조작에 의해 용기 커버를 제거하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제어된 환경 내에 배치된 파지 장치의 도달 범위 내에서 궤도를 따라 밀봉 용기를 위치설정하는 관절형 아암 장치의 제2 조작 및 파지 장치로 파지 영역을 파지하는 단계를 더 포함한다.

밀봉 용기의 위치설정은 파지 장치의 2개의 파지 요소 사이에 용기 커버의 파지 영역을 배치하는 단계를 포함하고, 2개의 파지 요소의 제1 및 제2 파지 요소는 서로 평행하고 서로 결합 가능한 제1 및 제2 파지면을 각각 포함한다. 상기 방법은 파지 요소들 중 적어도 하나를 회전하는 단계를 더 포함한다. 파지 영역의 위치설정은 제1 파지면에 근접하고 실질적으로 대면하여 파지 영역을 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 파지 요소들 중 적어도 하나의 회전은 제1 파지면에 실질적으로 평행한 평면에서 2개의 파지 요소 중 제2 파지 요소를 이동하는 단계를 포함할 수 있다.

용기의 위치설정은 파지 영역과, 상기 파지 영역과 접촉하는 커버의 부분 중 하나에 제1 파지면을 접촉함으로써 파지 영역이 제1 파지면을 향해 절곡되면 파지 영역을 곧게 펴는(straightening) 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 파지 요소의 이동은 파지 영역과 파지 영역과 접촉하는 커버의 부분 중 다른 하나에 제2 파지면을 접촉함으로써 파지 영역이 제2 파지 요소를 향해 절곡되면 파지 영역을 곧게 펴는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 용기를 하강하는 단계 또는 실질적으로 커버의 평면 내의 축 둘레로 용기를 회전하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 관절형 아암 장치의 제3 조작에 의해 행해진다. 파지 영역의 회전 또는 상승은 용기 커버를 제거하는 동안 파지 장치가 용기를 클리어(clear)하게 유지하는 정도로 이루어진다.

용기 커버를 제거하는 단계는 용기의 2개의 에지를 따라 동시에 용기 커버를 제거하는 것일 수 있다. 관절형 아암 장치의 제1 조작은 파지 장치에 대해 용기를 이동하는 단계를 포함할 수 있다. 파지 장치에 대해 용기를 이동하는 단계는 파지 장치에 대해 실질적으로 대각선으로 용기를 이동하는 단계를 포함할 수 있다. 파지 장치에 대해 용기를 이동하는 단계는 미리 정해진 공간 내에서 미리 정해진 경로를 따라 용기를 이동하는 단계를 포함할 수 있다. 미리 정해진 경로와 미리 정해진 공간 중 하나 또는 모두는 제어기를 사용하여 결정될 수 있다. 미리 정해진 경로는 원형 경로일 수 있다.

용기의 궤도는 센서로부터 얻어진 정보에 기초할 수 있다. 정보는 파지 영역에 대한 위치 정보 및 배향 정보 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.

상기 방법은 센서를 사용하여 용기 커버를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 검사에 기초하여 용기 커버의 다른 파지 영역을 선택하는 단계, 파지 장치로 상기 다른 파지 영역을 파지하는 단계 및 용기를 이동함으로써 용기 커버를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 용기 커버를 제거한 후에 관절형 아암 장치의 작동 영역으로부터 멀어지는 방향으로 파지 장치를 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 태양에서, 제어된 환경 봉입체와, 제어된 환경 봉입체 내의 관절형 아암 장치 및 회전형 파지 장치를 포함하는 장치가 제공된다. 관절형 아암 장치는 3차원으로 용기를 유지하고 이동시키기 위해 구성 가능할 수 있고, 회전형 파지 장치는 용기를 밀봉하는 용기 커버의 파지 영역을 파지하기 위해 구성될 수 있다. 회전형 파지 장치는 대면하는 서로 결합 가능한 표면을 갖는 2개의 파지 요소를 포함할 수 있고, 2개의 파지 요소 중 적어도 하나는 2개의 대면하는 서로 결합 가능한 표면 사이에 용기 커버의 파지 영역을 파지하기 위해 2개의 파지 요소 중 다른 하나와의 공통축 둘레로 회전 가능하다. 관절형 아암 장치는 적어도 2개의 아암 세그먼트를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 아암 세그먼트는 용기를 유지하도록 구성 가능하다.

관절형 아암 장치 및 회전형 파지 장치는, 파지 장치가 관절형 아암 장치의 동작을 간섭하지 않도록 하기 위해 충분히 큰 거리만큼 분리될 수 있다. 장치는 적어도 관절형 아암 장치 및 파지 장치를 제어하기 위한 제어기를 더 포함할 수 있다. 용기를 이동하는 것은 제어기에 의해 결정된 경로를 따라 용기를 이동하는 것일 수 있고, 용기를 이동하는 것은 제어기에 의해 결정된 공간 내에 격납하는 것이다.

장치는 용기 커버 파지 영역의 위치와 용기 커버의 배향 중 적어도 하나를 결정하기 위해 제어기에 정보를 공급하기 위해 구성된 센서를 더 포함할 수 있다. 관절형 아암 장치는 자동 제어식 및 재프로그램 가능식 중 적어도 하나일 수 있다. 파지 장치는 자동 제어식 및 재프로그램 가능식 중 적어도 하나일 수 있다.

반드시 실제 축적대로 도시되어 있는 것은 아닌 도면에서, 유사한 도면 부호는 상이한 도면에서 유사한 구성 요소를 설명할 수도 있다. 상이한 문자 접미사를 갖는 유사한 도면 부호는 유사한 구성 요소의 상이한 예를 표현할 수도 있다. 도면은 일반적으로 본 명세서에 설명된 다양한 실시예를 제한으로서가 아니라, 예로서 도시한다.
도 1은 용기의 취급을 위한 관절형 아암 장치 및 용기 커버의 파지를 위한 장치를 격납하는 제어된 환경 봉입체를 도시한다.
도 2는 용기의 예를 도시한다.
도 3은 용기의 상부면의 윤곽부의 외부로 연장하는 커버의 예를 도시하는 용기의 상세도를 도시한다.
도 4는 파지 조오가 부분적으로 개방되어 있는 상태의 파지 장치를 도시한다.
도 5는 용기로부터 커버의 제거의 거의 초기 스테이지에 관절형 아암 장치 및 파지 장치의 평면 사시도를 도시한다.
도 6은 용기로부터 용기 커버의 제거의 제1 중간 스테이지에 관절형 아암 장치 및 파지 장치의 평면 사시도를 도시한다.
도 7은 용기로부터 용기 커버의 제거의 제2 중간 스테이지에 관절형 아암 장치 및 파지 장치의 평면 사시도를 도시한다.
도 8은 용기로부터 용기 커버의 제거의 거의 완료 스테이지에 관절형 아암 장치 및 파지 장치의 평면 사시도를 도시한다.
도 9a는 제어된 환경 봉입체 내의 용기의 커버를 제거하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 9b는 도 9a의 방법의 부분의 더 상세한 흐름도이다.
도 9c는 도 9a의 방법의 부분의 더 상세한 흐름도이다.
도 10a는 제어된 환경 봉입체 내의 용기의 커버를 제어하기 위한 다른 방법의 흐름도이다.
도 10b는 도 10a의 방법의 부분의 더 상세한 흐름도이다.
도 10c는 도 10a의 방법의 부분의 더 상세한 흐름도이다.
도 11은 도 9a 및 도 10a의 부분의 더 상세한 흐름도이다.

도 1은 제어된 환경 봉입체(120), 파지 장치(113) 및 관절형 아암 장치(115)를 포함하는 장치(100)를 도시하고 있고, 파지 장치와 관절형 아암 장치의 모두는 제어된 환경 봉입체(120) 내부에 있고 직접적인 인간 개입 및 연계된 장갑의 사용을 필요로 하지 않고 제어된 환경 봉입체(120) 내의 용기(114)의 위치설정 및 재배치를 위해 배열된다. 용기(114)는 예를 들어 터브(tub)일 수 있다. 용어 "터브"는 본 명세서에서 사용될 때, 부분들, 부분들의 포개진 배열의 트레이, 부분들의 포개진 배열을 갖는 트레이의 스택 또는 이들의 조합을 유지하기 위해 적합한 임의의 용기를 설명하는데 사용된다.

장치(100)는 용기(114)를 감지하기 위한 센서(160)를 더 포함할 수 있다.

제어된 환경 봉입체(120)는 윈도우(121), 입구 필터(130), 입구 밸브(131), 송풍기(132), 출구 필터(133) 및 출구 밸브(134)를 포함할 수 있다. 송풍기(132), 입구 필터(130) 및 출구 필터(133)의 특성들은 제어된 환경 봉입체(120) 내부에 제어된 환경을 생성하도록 선택된다. 제어된 환경 봉입체(120)의 내용물은 하나 이상의 개구(도시 생략)를 가지면서 기류에 의해 보호된다.

다른 실시예에서, 제어된 환경 봉입체(120)는 완전 밀봉될 수 있고, 주위에 대한 양압차 또는 음압차에 의해 작동될 수 있다. 당 기술 분야의 숙련자들은 다수의 다른 필터 및 송풍기 장치가 제어된 환경 봉입체(120) 내부에 제어된 환경을 설정하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 적합한 제어된 환경이 예를 들어 비한정적으로 난류 기류, 수평 단방향성 기류 및 수직 단방향성 기류 중 임의의 하나 이상에 의해 얻어질 수 있다.

파지 장치(113) 및 관절형 아암 장치(115)의 작동은 환경 봉입체(120)의 외부에 배치된 수단에 의해 제어된다. 몇몇 실시예에서, 장치(113), 장치(115) 및 봉입체(120)를 제어하는 수단은 조이스틱, 콘트롤, 푸시 버튼 콘트롤, 비상 정지부, 터치 스크린 인간 기계 인터페이스, 키보드, 마우스, 핸드헬드 장치 등과 같은 로컬 또는 원격 조작자 입력 장치를 필요로 한다. 통상적으로, 이러한 입력 장치 중 하나 이상은 제어기(140)에 접속된다. 도 1에서, 적합한 소프트웨어를 갖고 프로그램된 랩탑 컴퓨터가 제어기(140)의 예로서 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 제어기(140)는 조작자 인터페이스 패널, 프로그램 가능 논리 제어기, 프로그램 가능 자동화 제어기, 데스크탑 컴퓨터 또는 임베디드 논리 함수를 갖는 원격 I/O 모듈과 같은 다양한 다른 수단일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어기(140)는 복수의 전술된 제어기로 이루어질 수 있다.

제어기(140)는 제어 라인(150)을 통해 장치(100)에 제어 명령을 제공한다. 제어 라인(140)은 장치(100)를 작동하기 위한 모든 요구된 기계적 링크 장치, 전기 배선, 공압, 유압 및 무선 접속부의 개략적 표현이다.

용기(114)는 예를 들어 관절형 아암 장치(115)와 같은 기계적 수단에 의해 제어된 환경 봉입체(120) 내부에서 조작될 수 있다. 용기(114)를 기계적으로 조작하기 위한 적합한 로봇식 아암 조작 시스템은 6-축 로봇식 아암, 선택적 유연성 관절형 로봇 아암(Selective Compliant Articulated Robot Arm: SCARA) 시스템, r-세타 로봇 및 선형 액추에이터와 회전형 액추에이터의 조립체 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

장치(100)의 일 실시예에서, 관절형 아암 장치(115)는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 가특허 출원 제61/596,698호에 설명된 관절형 아암 장치일 수 있다.

제어된 환경 봉입체(120)는 몇몇 예에서, 용기(114)를 감지하기 위한 센서(160) 및 용기(114)용 용기 커버(116)를 포함한다. 도 1에 도시된 예에서, 센서는 제어된 환경 봉입체(120)의 상부면에 장착된다. 다른 실시예에서, 센서는 제어된 환경 봉입체(120)의 내부를 모니터링하기 위해 다른 적합한 위치에 장착될 수 있다. 센서(160)는 일 예에서 광학 센서이다. 다른 예에서, 센서(160)는 카메라 시스템, 레이저 시스템 또는 초음파 감지 시스템과 같은 다양한 다른 유형의 센서 중 하나일 수 있다. 또 다른 예에서, 센서(160)는 복수의 감지 요소들로 이루어진 조립체이다. 센서(160)는 사용된 센서(160)의 특성에 따라, 소영역, 대영역 또는 양자 모두를 커버할 수 있는 감지 원추(도시 생략) 또는 다수의 감지 원추를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 제어된 환경 챔버(120)는 관절형 아암 장치(115)에 더하여, 적어도 하나의 다른 관절형 아암 장치(명료화를 위해 도시되지 않음)를 포함한다. 부가의 적어도 하나의 다른 관절형 아암 장치는 예를 들어 용기(114)로부터 용기 커버(116)의 제거에 후속할 수 있는 활동을 위해 사용될 수 있다. 장치(100)는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 제12/393,183호에 설명된 충전 시스템의 기능에 선행하는 기능을 위해 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 파지 장치(113)는 본 명세서의 관절형 아암 장치(115)의 등가물로서 미국 특허 출원 제61/033,682호의 요소(30), 본 명세서의 제어된 환경 봉입체(120)의 등가물로서 미국 특허 출원 제61/033,682호의 챔버(20) 및 본 명세서의 센서(160)의 등가물로서 미국 특허 출원 제61/033,682호의 광학 센서(12)를 갖는, 미국 특허 출원 제61/033,682호에 설명된 바와 같은 충전 시스템에 추가된다. 미국 특허 출원 제61/033,682호는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.

아암 장치(115)의 관절부는 조작자에 의해 원격 작동될 수 있다. 다른 실시예에서, 관절형 아암 장치(115)는 자동 제어식 관절형 아암일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 관절형 아암 장치는 재프로그램 가능한 자동 제어식 관절형 아암일 수 있다.

도 2는 용기(114)의 예의 저면도를 도시한다. 용기(114)는 금속, 글래스, 플라스틱 또는 복합 재료로 제조될 수 있지만, 통상적으로 터브(114)는 1회용 얇은벽 용기이다. 얇은벽 1회용 용기는 통상적으로 열성형 또는 사출 성형과 같은 저비용 프로세스에 의해 제조된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 용기(114)는 제조성을 보조하는 테이퍼진 측벽과 같은 형상부를 가질 수 있지만, 이는 강성 평행벽을 갖는 물체에 비해 유지하기가 어렵다. 용기(114)의 측면을 형성하는 모든 4개의 벽은 단차부(201)를 가질 수 있다.

도 3은 용기(114)의 상세도를 도시한다. 약학 산업에서 통상적으로 채용되는 용기(114)의 종류는 용기 커버(116)로의 밀봉식 접속을 위한 표면 영역을 제공하는 상부 덮개(302)에 의해 특징화된다. 용어 "커버"는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱 재료로 제조된 가요성 시트, 폴리머 멤브레인 또는 불투과성 적층된 포일을 포함하는 임의의 적합한 재료를 설명하기 위해 여기서 사용된다.

용기 커버(116)는 적어도 하나의 위치에서 터브(114)의 상부 덮개(302)의 윤곽부의 외부로 연장할 수 있고, 통상적으로 복수의 위치에서 상부 덮개(302)의 윤곽부 외부로 연장한다. 상부 덮개(302)의 윤곽부 외부로 연장하는 용기(116)의 적어도 하나의 영역은 클램핑을 위한 접근부로서 사용될 수 있는 파지 영역(301)을 제공한다. 파지 영역(301) 상의 클램핑은 용기 커버(116)의 재료의 가요성에 의해 복잡해질 수 있다. 파지 영역(301)은 수평하고, 상향으로 절곡되거나 하향으로 절곡될 수 있다.

도 4는 파지 장치(113)의 예시적인 실시예를 도시한다. 상부 아암(406)은 반경방향 밀봉부(405)에 의해 주 샤프트(403)에 회전 가능하게 연결된다. 주 샤프트(403)는 완전 밀봉된 조인트에 의해 하부 아암(404)에 단단히 연결된다. 주 샤프트(403)는 반경방향 밀봉부(402)에 의해 기부 플랜지(401)에 회전 가능하게 연결된다. 기부 플랜지(401)는 제어된 환경 봉입체(120)에 밀봉식으로 연결된다. 하부 아암(404)의 팁 및 상부 아암(406)의 팁은 서로 대면하고 서로 결합 가능한 파지면(407, 408)을 각각 가져 서로 대면하는 편평한 파지면(407, 408)이 표면들 사이에 배치되는 용기 커버 재료와 같은 임의의 재료의 부재시에 서로 결합 가능하게 된다. 파지면(407)은 하부 아암(404)의 팁의 상부면일 수 있고, 파지면(408)은 상부 아암(406)의 팁의 하부면일 수 있다.

파지 장치(113)의 일 실시예에서, 하부 아암(404)은 고정되고, 상부 아암(406)은 주 샤프트(403)의 원통형 축 둘레로 회전 가능하다. 파지 장치(113)의 다른 실시예에서, 상부 아암(406)은 고정되고, 하부 아암(404)은 주 샤프트(403)의 원통형 축 둘레로 회전 가능하다. 또 다른 실시예에서, 상부 아암(406)과 하부 아암(404)의 모두는 주 샤프트(403)의 원통형 축 둘레로 회전 가능하다.

파지 장치(113)는 조작자에 의해 원격 조작될 수 있다. 다른 실시예에서, 파지 장치(113)는 자동으로 제어될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 파지 장치(113)는 재프로그램 가능한 자동 제어식 파지 장치일 수 다.

이제, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4, 뿐만 아니라 도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 11의 흐름도에서 용기(114)의 커버(116)를 제거하기 위한 장치(100)를 사용하기 위한 방법을 설명한다. 상기 방법은 파지 영역(301)의 배향을 검출하고, 제어 라인(150)을 통해 제어기(140)와 통신하기 위해 센서(160)를 사용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 파지 장치(113)가 파지 영역(301)에 접근할 수 있도록 제어기(140)를 사용하여 용기(114)의 궤도를 계획하는 단계를 더 포함한다.

도 9a에 도시되고 도 9b 및 도 9c에 확대되어 있는 일 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 파지 영역(301)에 관한 정보를 감지하고(510) 그리고 감지된 정보를 제어 라인(150)을 통해 제어기(140)에 통신하는(512) 센서(160)를 포함한다. 감지된 정보는 파지 영역(301)의 위치 또는 파지 영역(301)의 배향 또는 양자 모두일 수 있다. 감지된 정보는 파지 장치(113)의 도달 범위 내에서 밀봉 용기(114)를 위치설정하는 관절형 아암 장치(115)의 궤도를 결정하기 위해서(514) 제어기(140)에 의해 입력 정보로서 사용될 수 있다.

커버 파지 시퀀스는 적어도 용기(114)의 폭만큼 하부 아암(404) 및 상부 아암(406)에 각각 배치된 서로 대면하는 파지면(407, 408)을 분리하는 각도만큼 서로에 대해 파지 장치(113)의 상부 아암(406) 및 하부 아암(404)을 회전함으로써 개시될 수 있다. 이는 아암(406, 404) 중 하나 또는 모두를 회전함으로써 행해질 수 있다.

상기 방법은 하부 아암(404)의 파지면(407) 위에 파지 영역(301)을 배치하는 궤도를 따라 용기(114)를 이동시키기 위해 관절형 아암 장치(115)를 조작하는 단계(530)를 더 포함한다. 이는 용기(114)의 상부 립(302)의 저부면이 하부 아암(404)의 파지면(407)에 근접하거나 접촉하게 하는 궤도에서 하부 아암(404)을 향해 용기(114)를 이동시키는(532) 결과를 갖는다. 적어도 최종 접근 최종 섹션 중에, 용기(114)는 상부 립(302)의 저부면이 하부 아암(404)의 파지면(407)을 따라 실질적으로 활주하게 하도록 이동될 수 있다. 이 접근 섹션 중에, 하부 아암(404)의 팁은 파지 영역(301)이 상부 립(302) 아래로 하향으로 배향되게 되는 경우에 파지 영역(301)을 상향으로 굴곡하는 것(534)일 수 있다.

상기 방법은 파지 영역(301)을 파지하기 위해 상부 아암(406)을 회전하는 단계(540)를 더 포함한다. 이는 파지 영역(301)으로의 그 이동 중에 용기 커버(116) 상에서 표면(408)을 포함하는 상부 아암(406)의 팁을 이동하는 단계(542)를 포함한다. 상부 아암(406)이 파지 영역(301)에 접근함에 따라, 상부 립(302)의 상부면 위로 용기 커버(116) 상에서 활주할 수 있다. 이 작용 중에, 상부 아암(406)의 팁은 특히 파지 영역(301)을 포함하는 커버(116)의 임의의 상향 절곡부를 실질적으로 수평 배향으로 하향 절곡시킬 수 있다(544).

도 10a에 도시되고 도 10b 및 도 10c에 확대되어 있는 방법의 다른 예시적인 실시예에서, 센서(160)는 또한 파지 영역(301)의 배향을 감지하고, 감지된 배향을 제어 라인(150)을 통해 제어기(140)로 통신한다. 파지 영역(301)의 감지된 배향은 이전과 같이, 파지 장치(113)의 도달 범위 내에 밀봉 용기(114)를 위치설정하는 관절형 아암 장치(115)의 궤도를 결정하기 위해서 제어기(140)에 의해 입력 정보로서 사용될 수 있다.

커버 파지 시퀀스는 상기와 같이, 적어도 용기(114)의 폭만큼 하부 아암(404) 및 상부 아암(406)에 각각 배치된 서로 대면하는 파지면(407, 408)을 분리하는 각도만큼 서로에 대해 파지 장치(113)의 상부 아암(406) 및 하부 아암(404)의 회전(550)으로 개시될 수 있다.

상기 방법은 상부 아암(406)의 파지면(408) 아래에 파지 영역(301)을 배치하는 궤도를 따라 용기(114)를 이동시키기 위해 관절형 아암 장치(115)를 조작하는 단계(560)를 더 포함한다. 이는 커버(116)에 의해 덮여진 용기(114)의 상부 립(302)의 상부면이 상부 아암(406)의 파지면(408)에 근접하거나 접촉하게 하는 궤도에서 상부 아암(406)을 향해 용기(114)를 이동시키는(562) 결과를 갖는다. 적어도 최종 접근 최종 섹션 중에, 용기(114)는 커버(116)에 의해 덮여진 상부 립(302)의 상부면이 상부 아암(406)의 표면(408)을 따라 실질적으로 활주하게 하도록 이동될 수 있다. 이 접근 섹션에서, 상부 아암(406)의 팁은 파지 영역(301)이 상부 립(302) 위로 상향으로 배향되게 되는 경우에 파지 영역(301)을 하향으로 굴곡하는 것(564)일 수 있다.

방법은 파지 영역(301)을 파지하기 위해 하부 아암(404)을 회전하는 단계(570)를 더 포함한다. 이는 파지 영역(301)으로의 그 이동 중에 상부 립(302)의 저부면 아래로 파지면(407)을 포함하는 하부 아암(404)의 팁을 이동하는 단계(572)를 포함한다. 하부 아암(404)이 파지 영역(301)에 접근함에 따라, 상부 립(302)의 저부면을 따라 활주할 수 있다. 이 작용 중에, 하부 아암(404)의 팁은 특히 파지 영역(301)을 포함하는 커버(116)의 임의의 하향 절곡부를 실질적으로 수평 배향으로 상향 절곡시킬 수 있다(574).

파지 장치(113)는 하부 아암(404)과 상부 아암(406)에 각각 배치된 서로 대면하는 파지면(407, 408) 사이에 용기 커버(116)의 파지 영역(301)을 클램핑함으로써 용기 커버(116)의 광범위한 두께에 대해 동작한다.

방법은 제어된 환경 봉입체(420) 내에 용기 컵(116)을 제거하는 단계(580)를 제공한다. 이는 도 11에 확대된 형태로 도시되어 있다. 일단 파지 장치(113)가 파지 영역(301)을 파지하고 파지 영역(301)을 실질적으로 정지 상태로 유지하면, 방법은 용기(114)를 하강하거나 실질적으로 커버의 평면 내의 축 둘레로 용기(114)를 회전하기 위해 관절형 아암 장치(120)를 조작하는 단계(582)로 더 진행할 수 있다. 이 조작 단계(582)는 용기(114)로부터 커버(116)의 후속의 제거 중에 커버(116)와 용기(114)를 클리어하기 위해 파지 장치(113)의 2개의 아암(404, 406)을 위해 간극(clearance)이 설정되도록 용기(114)와 커버(116)를 위치설정하고 그리고/또는 배향하는 정도로 행해진다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같은 관절형 아암 장치(115) 및 파지 장치(113)를 참조하여, 용기 커버(116)는 파지 장치(113)가 파지 영역(301)을 실질적으로 정지 상태로 유지하면서 관절형 아암 장치(115)를 조작함으로써(584) 실질적으로 대각선 궤도로 용기(114)를 이동시켜 제거될 수 있다. 용어 "실질적으로 대각선"이라는 것은 파지 영역(301)의 위치에서 함께 종료하는 용기(114)의 2개의 측면들 사이에서 용기(114)의 대각선에 평행한 운동 방향을 설명하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 실질적으로 대각선 궤도는 임의의 소정의 시간에 개방되는 총 접착부의 길이를 최소화한다. 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 실질적으로 대각선 궤도는 방향 A에서 관절형 아암 장치(115)를 회전시킴으로써 얻어질 수 있다. 이 특정 운동의 선택은 용기 커버(116)를 제거하는데 참여하는 모든 이동부를 제어된 환경 봉입체(420) 내의 작은 공간에 구속된 상태로 유지할 수 있다. 용기(140)는 관절형 아암 장치(115)에 의해 유지되는 동안 추종하는 용기(114)의 경로를 미리 정함으로써 운동이 수행되기 전에, 작은 공간을 미리 정하기 위해 구성될 수 있다. 미리 정해진 경로는 원형 경로이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 실시예에서, 용기 커버(116)는 파지 장치(113)가 파지 영역(301)을 실질적으로 정지 상태로 유지하면서 관절형 아암 장치(115)를 조작함으로써(584) 용기(114)의 보다 더 일반적인 운동 방향에 의해 제거될 수 있다. 본 실시예에서, 관절형 아암 장치(115)는 회전되는 것에 한정되는 것은 아니다. 용기(114)의 이 운동은 예를 들어 파지 영역(301)으로부터 시작하여 용기(114)의 2개의 에지를 따라 동시에 용기 커버(116)를 제거하기 위한 방식 및 방향으로 실행될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 관절형 아암 장치(115)의 압박 운동에 의한 용기 커버(116)의 제거의 예를 제공한다. 다른 실시예에서, 용기 커버(116)는 관절형 아암 장치(115)에 의한 견인 운동시에 제거될 수 있다.

센서(160)는 용기 커버(116)의 제거의 완료를 검증하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 확인되지 않은 이유로, 파지 장치(113)가 용기 커버(116)의 제거 중에 용기 커버(116) 상에서 그 파지력을 손실하면, 관절형 아암 장치(115)는 용기 커버(116)가 부분적으로 제거된 상태로 용기(114)를 계속 이동시킬 수 있다. 이러한 용기 커버(116)가 부분 제거된 경우에, 관절형 아암 장치(115)가 하부 아암(404)의 팁 부근에 파지 영역(301)을 재위치설정한 다음, 파지 영역(301)을 포함하는 커버(116)의 임의의 상향 또는 하향 절곡 영역을 실질적으로 수평으로 배향하는 전술된 프로세스가 반복될 수 있다. 파지 영역(301)이 더 이상 이용 가능하지 않으면, 예를 들어 파지 영역(301)이 인열되면, 파지 영역(301)을 파지하는 프로세스는 관절형 아암 장치(115)를 다른 적합한 이용 가능한 파지 영역(301)으로 재지향한 후에 반복될 수 있다.

관절형 아암 장치(120)에 의해 착수되는 상이한 조작들을 명백히 구별하기 위해, 본 출원인은 커버(116)를 제거하기 위한 관절형 아암 장치(120)의 조작(584)을 "제1 조작"이라 칭하고, 하부 아암(402)과 상부 아암(406) 사이에 용기(114)를 위치설정하기 위한 관절형 아암 장치(120)의 조작(530, 560)을 "제2 조작"이라 칭하고, 반면에 본 출원인은 용기(114)를 하강하거나 실질적으로 커버(116)의 평면에서 축 둘레로 용기(114)를 회전하기 위한 관절형 아암 장치(120)의 조작(582)을 "제3 조작"이라 칭한다. 파지 장치(113)는 도 4에 도시된 예에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 파지 장치(113)는 그 사이에 좁은 갭(gap)을 갖는 한 쌍의 갈퀴부(prong)를 포함할 수 있고, 갈퀴부들 중 하나는 파지 영역 위에서 활주하고 다른 하나는 파지 영역 아래에서 활주하여, 양 갈퀴부의 회전에 의해 발생된 마찰에 의해 커버를 클램핑한다. 또 다른 실시예에서, 파지기는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 독일 특허 DE4419475호에 설명된 유형일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 파지기 장치는 평행한 파지기, 각도형 파지기 또는 팽창형 벨로즈 파지기와 같은 상업적으로 입수 가능한 파지 장치들을 포함할 수 있다.

추가 사항

도면 및 연계된 설명은 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 실시예를 예시하도록 제공된 것이다. 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"의 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징부, 구조 또는 특성이 적어도 본 발명의 실시예에 포함되는 것을 지시하도록 의도된다. 명세서의 다양한 위치에서 구문 "일 실시예에서" 또는 "실시예"의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다.

본 명세서에 사용될 때, 문맥상 달리 요구되는 것을 제외하고는, 용어 "포함한다" 및 "포함하는", "포함하고" 및 "포함되는"과 같은 파생 용어는 다른 첨가부, 구성 요소, 완전체 또는 단계를 배제하도록 의도된 것은 아니다.

상기 설명에서, 본 발명은 그 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 다양한 수정 및 변화가 본 발명의 더 넓은 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 이에 따라, 명세서 및 도면은 한정적인 개념보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것으로서 해석되어서는 안된다는 것이 명백할 것이다.

상기 설명으로부터, 본 발명은 다수의 장점을 갖고, 이 장점들 중 일부는 본 명세서에 설명되어 있고, 다른 장점들은 본 명세서에 설명되거나 청구된 실시예에 고유적이라는 것이 명백할 것이다. 또한, 본 명세서에 설명된 요지의 교시로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 디바이스, 장치 및 방법에 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 이와 같이, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 요구된 바를 제외하고는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다.

100: 장치 113: 파지 장치
114: 용기 115: 관절형 아암 장치
116: 용기 커버 120: 제어된 환경 봉입체
140: 제어기 150: 제어 라인
160: 센서 121: 윈도우
130: 입구 필터 131: 입구 밸브
132: 송풍기 133: 출구 필터
134: 출구 밸브 201: 단차부
301: 파지 영역 302: 상부 립
401: 기부 플랜지 402: 반경방향 밀봉부
403: 주 샤프트 404: 하부 아암
405: 반경방향 밀봉부 406: 상부 아암
407: 파지면 408: 파지면
510: 파지 영역의 배향 감지
512: 감지된 배향 통신
514: 궤도 결정
520: 서로에 대해 상부 아암 및 하부 아암 회전
530: 관절형 아암 장치 조작
532: 하부 아암을 향해 용기 이동
534: 파지 영역 상향 굴곡
540: 파지 영역을 파지하기 위해 상부 아암 회전
542: 용기 커버 상으로 상부 아암의 팁 이동
544: 파지 영역을 포함하는 커버의 절곡부를 하향 절곡
550: 상부 아암 회전
560: 관절형 아암 장치 조작
562: 상부 아암을 향해 용기 이동
564: 파지 영역 하향 절곡
570: 파지 영역을 파지하도록 하부 아암 회전
572: 용기 상부 립의 저부면 아래로 하부 아암의 팁 이동
574: 파지 영역을 포함하는 커버의 절곡부를 상향 절곡
580: 용기 커버 제거
582: 아암을 위한 간극을 설정하기 위해 관절형 아암 장치 조작
584: 실질적으로 대각선 궤도에서 용기 이동

Claims (31)

1. 제어된 무균 환경 봉입체 내에서 밀봉 용기로부터 용기 커버를 제거하기 위한 방법으로서, 상기 밀봉 용기는 상기 용기 커버에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 방법은,
   용기 커버의 파지 영역을 정지 상태로 유지하면서 밀봉 용기를 이동하는 단계로서, 상기 밀봉 용기를 이동하는 단계는, 제어된 무균 환경 내에 배치된 관절형 아암 장치로 상기 밀봉 용기를 유지하는 단계를 포함하는 단계를 포함하고,
   상기 용기 커버를 제거하는 단계는, 상기 관절형 아암 장치를 제1 조작하는 동안, 상기 파지 영역에 대하여 상기 밀봉 용기를 이동시킴으로써 수행되는 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 관절형 아암 장치의 제2 조작에 의해, 상기 제어된 무균 환경 내에 배치된 파지 장치의 도달 범위 내에서 궤도를 따라 상기 밀봉 용기를 위치설정하는 단계, 및
   상기 파지 장치로 상기 파지 영역을 파지하는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 밀봉 용기를 위치설정하는 단계는 파지 장치의 2개의 파지 요소 사이에 용기 커버의 파지 영역을 배치하는 단계를 포함하고, 2개의 파지 요소의 제1 및 제2 파지 요소는 서로 평행하고 서로 결합 가능한 제1 및 제2 파지면을 각각 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 파지 요소들 중 적어도 하나를 회전하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 2개의 파지 요소 사이에 파지 영역을 배치하는 단계는 제1 파지면에 근접하고 대면하는 파지 영역을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 파지 요소들 중 적어도 하나를 회전하는 단계는 제1 파지면에 평행한 평면에서 2개의 파지 요소 중 제2 파지 요소를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 밀봉 용기를 위치설정하는 단계는, 파지 영역과 상기 파지 영역과 접촉하는 용기 커버의 부분 중 하나에 제1 파지면을 접촉함으로써 파지 영역이 제1 파지면을 향해 절곡되면, 파지 영역을 곧게 펴는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 파지 요소를 이동하는 단계는, 파지 영역과 상기 파지 영역과 접촉하는 용기 커버의 부분 중 다른 하나에 제2 파지면을 접촉함으로써 파지 영역이 제2 파지 요소를 향해 절곡되면, 파지 영역을 곧게 펴는 단계를 포함하는 방법.
10. 제3항에 있어서, 밀봉 용기를 하강하는 단계와, 관절형 아암 장치의 제3 조작에 의해 커버의 평면 내의 축 둘레로 밀봉 용기를 회전하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 파지 영역을 회전하는 단계와 상승하는 단계 중 적어도 하나는, 용기 커버를 제거하는 동안 파지 장치가 밀봉 용기를 클리어하게 유지하는 정도로 이루어지는 방법.
12. 제3항에 있어서, 상기 용기 커버를 제거하는 단계는 밀봉 용기의 2개의 에지를 따라 동시에 용기 커버를 제거하는 것인 방법.
13. 제3항에 있어서, 상기 관절형 아암 장치의 제1 조작은, 파지 장치에 대해 밀봉 용기를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
14. 제3항에 있어서, 파지 장치에 대해 용기를 이동하는 단계는 파지 장치에 대해 대각선 방향으로 밀봉 용기를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 파지 장치에 대해 용기를 이동하는 단계는 미리 정해진 공간 내에서 미리 정해진 경로를 따라 밀봉 용기를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 미리 정해진 경로와 미리 정해진 공간 중 적어도 하나는 제어기를 사용하여 결정되는 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 미리 정해진 경로는 원형 경로인 방법.
18. 제3항에 있어서, 상기 궤도는 센서로부터 얻어진 정보에 기초하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 정보는 파지 영역에 대한 위치 정보 및 배향 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
20. 제3항에 있어서, 센서를 사용하여 용기 커버를 검사하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 제20항에 있어서,
    검사에 기초하여 용기 커버의 다른 파지 영역을 선택하는 단계,
    파지 장치로 상기 다른 파지 영역을 파지하는 단계, 및
    용기를 이동함으로써 용기 커버를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
22. 제3항에 있어서, 용기 커버를 제거한 후에 관절형 아암 장치의 작동 영역으로부터 멀어지는 방향으로 파지 장치를 이동하는 단계를 더 포함하는 방법.
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