CN103551475A - 仿生注射器针头的加工方法及专用的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生注射器针头的加工方法及专用的加工装置；加工注射器针头前，先将注射器针头尾部固定连接在无屑自动滚压装置的第四伺服电机固定装置前段凸杆部位，当左、右模具接近针头时，随着针头的旋转，利用模具的弧形刃口步进地对针头进行滚压，使其产生变形，形成要求的曲面形状；针头横向进给一个位移，锁定横向导轨，重复上述步骤，反复几次即可完成仿生无痛针头的非光滑表面的微加工；本发明属于无屑加工，可完成所有注射针头的不同非光滑表面的形态的微加工；同时由于针头表面形成特殊的结构形态，会使针头的抗冲击能力得到一定的提高，并且会使注射速度稍有提高。本发明不会使注射器针头的强度降低，注射时不会产生折断现象，注射时对神经的刺激较轻，痛感减弱。

Description

仿生注射器针头的加工方法及专用的加工装置

技术领域

本发明涉及一种仿生注射器针头的加工方法及专用的加工装置。

背景技术

注射是临床医疗中不可缺少的重要手段，而无痛注射是每个医护人员和患者梦寐以求的愿望，仿生无痛注射器的开发减少了注射阻力，使注射达到了无痛或减痛的效果。仿生注射器是在原注射器的表面进行仿生非光滑形态加工，属于微加工，目前尚无更好的加工方法。若采用激光加工，由于是烧蚀去屑加工，会使注射针头的强度大大降低，注射时针头极易断在皮肤中，造成血栓、感染等。

现有加工方法如下：

微细加工技术中的加工方法种类繁多，可以按现代加工技术的一般分类方法将其分为四大类：

（1）、去除加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如光刻、化学刻蚀、电解抛光等；

（2）、增材加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工，如化学镀、电镀、溅射沉积、离子镀膜等；

（3）、变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如微细离子流抛光（研磨、压光）、热流动表面加工（气体高温、高频电流、热射线、电子束、激光）等；

（4）、整体处理及表面改性等。

以上的加工方法中，第（1）、第（3）和第（4）属于去屑加工，用在注射器针头上，会使针头的强度大大下降，注射时会产生折断现象，第（2）为增材加工，改变了外观结构，使针头尺寸增大，注射时对神经的刺激增强，痛感增强。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿生注射器针头的加工方法及专用的加工装置。

本发明之方法包括以下步骤：

（一）、加工注射器针头前，先将注射器针头尾部固定连接在无屑自动滚压装置的第四伺服电机前段注射针头固定装置部位，该注射针头固定装置为与第四伺服电机同轴并且与电机轴体连接成为一体，这样在加工过程中能够保证注射器针头旋转与第四伺服电机旋转完全同步。第四伺服电机、注射针头固定装置通过固定电机连接座连接在直第二直线导轨副上，由第三伺服电机控制其横向的进给量和移动速度。横向进给量的多少依据是注射器针头非光滑表面形态中心距的结构尺寸，匀速移动，速度可调。调整左滑动支架和右滑动支架与左加工模具和右加工模具对中，保证注射器针头圆周表面上的加工深度一致，锁住；当左加工模具和右加工模具接近注射器针头时，随着注射器针头的旋转，利用左加工模具和右加工模具的弧形刃口步进地对注射器针头进行滚压，使其产生变形，形成要求的曲面形状；然后退回左加工模具和右加工模具。

当注射器针头横向移动到一定的位置时，横向推送锁紧机构将第二直线导轨副锁定，使之固定在一定位置，注射器针头不再横向移动。此后由同一控制器来控制第一伺服电机和第二伺服电机，使左滑动支架和右滑动支架带动左加工模具和右加工模具相向运动，左加工模具和右加工模具的移动时间、移动速度、进给量相同，左加工模具和右加工模具的左、右移动速度是匀速的，当左加工模具和右加工模具靠近注射器针头时，在第四伺服电机的带动下，注射器针头开始旋转，旋转的速度与左加工模具和右加工模具的进给量相匹配，左加工模具和右加工模具的横向进给量依据注射器针头表面非光滑形态的结构参数深度尺寸依次深入，伺服控制可以根据加工条件随时改变左右的移动速度，并可在任意位置停止前进，并进行加工；注射器针头横向进给一个位移，锁定第二直线导轨副，重复步骤（一），反复几次即可完成仿生无痛针头的非光滑表面的微加工。

在注射器针头滚压加工过程中，在未加工注射器针头的外周由第一针头加工限位装置和第二针头加工限位装置预定夹持注射器针头进行加工，这样即可以防止由于注射器针头产生振动使加工不均而影响加工精度，也可以防止注射器针头的扭曲变形。

本发明之方法所用的加工装置是无屑自动滚压装置，其是由伺服控制系统、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第一针头加工限位装置、第二针头加工限位装置、第一直线导轨副、第二直线导轨副、左滑动支架、右滑动支架、第一递进机构、第二递进机构、第三递进机构、侧向滑动支架、左滑动座、右滑动座、机座、横向推送锁紧机构，注射针头固定装置、电机连接座、注射器针头、左加工模具、右加工模具、同步接触限位装置、固定底座组成，

第一直线导轨副和第二直线导轨副固定在固定底座上，第一直线导轨副和第二直线导轨副相互垂直布设，第四伺服电机固定在机座上，机座与电机连接座联接，电机连接座设置在第二直线导轨副上，电机连接座的端面固定有横向推送锁紧机构，第三伺服电机设置在侧向滑动支架上，第三伺服电机通过第三递进机构与横向推送锁紧机构联接，电机连接座的端部设置有注射针头固定装置，第四伺服电机的输出轴与注射针头固定装置联接；

左滑动座和右滑动座滑动设置在第一直线导轨副上，左滑动支架和右滑动支架分别设置在固定底座上，并分别位于左滑动座和右滑动座的外侧，第二递进机构和第一递进机构分别固定在左滑动支架和右滑动支架上，第二递进机构和第一递进机构的活动端分别与左滑动座和右滑动座联接在一起，左加工模具和右加工模具分别设置在左滑动座和右滑动座上，左加工模具和右加工模具相对设置，同步接触限位装置设置在左滑动座上或右滑动座上，并位于左加工模具侧边或右加工模具侧边；第一针头加工限位装置和第二针头加工限位装置分别设置在左滑动座和右滑动座上，第一针头加工限位装置和第二针头加工限位装置分别位于左加工模具和右加工模具的侧边；伺服控制系统控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机的动作。

本发明的有益效果：

本发明属于无屑加工，可完成所有注射针头的不同非光滑表面的形态的微加工。同时由于针头表面形成特殊的结构形态，会使针头的抗冲击能力得到一定的提高，并且会使注射速度稍有提高。本发明不会使注射器针头的强度降低，注射时不会产生折断现象，注射时对神经的刺激较轻，痛感减弱。

附图说明

图1是本发明之无去屑自动滚压装置的主视图。

图2是本发明之无去屑自动滚压装置的俯视图。

图3是本发明之无去屑自动滚压装置的左视图。

图4是本发明加工的注射器针头成品照片一。

图5是本发明加工的注射器针头成品照片二。

具体实施方式

本发明之方法包括以下步骤：参阅图1、图2和图3所示；

（一）、加工注射器针头26前，先将注射器针头26尾部固定连接在无屑自动滚压装置的第四伺服电机25前段注射针头固定装置8部位，该注射针头固定装置8为与第四伺服电机25同轴并且与电机轴体连接成为一体，这样在加工过程中能够保证注射器针头26旋转与第四伺服电机25旋转完全同步。第四伺服电机25、注射针头固定装置8通过固定电机连接座22连接在直第二直线导轨副18上，由第三伺服电机23控制其横向的进给量和移动速度。横向进给量的多少依据是注射器针头26非光滑表面形态中心距的结构尺寸，匀速移动，速度可调。调整左滑动支架12和右滑动支架16与左加工模具11和右加工模具13对中，保证注射器针头26圆周表面上的加工深度一致，锁住；当左加工模具11和右加工模具13同时接近注射器针头26时，随着注射器针头26的旋转，利用左加工模具11和右加工模具13的弧形刃口步进地对注射器针头26进行滚压，使其产生变形，形成要求的曲面形状；然后退回左加工模具11和右加工模具13。

当注射器针头26横向移动到一定的位置时，横向推送锁紧机构19将第二直线导轨副18锁定，使之固定在一定位置，注射器针头26不再横向移动。此后由同一控制器来控制第一伺服电机1和第二伺服电机4，使左滑动支架12和右滑动支架16带动左加工模具11和右加工模具13相向运动，左加工模具11和右加工模具13的移动时间、移动速度、进给量相同，左加工模具11和右加工模具13的左、右移动速度是匀速的，当左加工模具11和右加工模具13靠近注射器针头26时，在第四伺服电机25的带动下，注射器针头26开始旋转，旋转的速度与左加工模具11和右加工模具13的进给量相匹配，左加工模具11和右加工模具13的横向进给量依据注射器针头26表面非光滑形态的结构参数深度尺寸依次深入，伺服控制可以根据加工条件随时改变左右的移动速度，并可在任意位置停止前进，并进行加工；注射器针头26横向进给一个位移，锁定第二直线导轨副18，重复步骤（一），反复几次即可完成仿生无痛针头的非光滑表面的微加工。

在注射器针头26滚压加工过程中，在未加工注射器针头26的外周由第一针头加工限位装置5和第二针头加工限位装置6预定夹持注射器针头26进行加工，这样即可以防止由于注射器针头26产生振动使加工不均而影响加工精度，也可以防止注射器针头26的扭曲变形。

如图4所示，被加工的注射器针头26表面呈锯齿形；如图5所示，被加工的注射器针头26表面呈波浪形。

请参阅图1、图2和图3所示，本发明之方法所用的加工装置是无屑自动滚压装置，其是由伺服控制系统、第一伺服电机1、第二伺服电机4、第三伺服电机23、第四伺服电机25、第一针头加工限位装置5、第二针头加工限位装置6、第一直线导轨副7、第二直线导轨副18、左滑动支架12、右滑动支架16、第一递进机构2、第二递进机构3、第三递进机构20、侧向滑动支架21、左滑动座10、右滑动座15、机座24、横向推送锁紧机构19，注射针头固定装置8、电机连接座22、注射器针头26、左加工模具11、右加工模具13、同步接触限位装置14、固定底座17组成，

第一直线导轨副7和第二直线导轨副18固定在固定底座17上，第一直线导轨副7和第二直线导轨副18相互垂直布设，第四伺服电机25固定在机座24上，机座24与电机连接座22联接，电机连接座22设置在第二直线导轨副18上，电机连接座22的端面固定有横向推送锁紧机构19，第三伺服电机23设置在侧向滑动支架21上，第三伺服电机23通过第三递进机构20与横向推送锁紧机构19联接，电机连接座22的端部设置有注射针头固定装置8，第四伺服电机25的输出轴与注射针头固定装置8联接；

左滑动座10和右滑动座15滑动设置在第一直线导轨副7上，左滑动支架12和右滑动支架16分别设置在固定底座17上，并分别位于左滑动座10和右滑动座15的外侧，第二递进机构3和第一递进机构2分别固定在左滑动支架12和右滑动支架16上，第二递进机构3和第一递进机构2的活动端分别与左滑动座10和右滑动座15联接在一起，左加工模具11和右加工模具13分别设置在左滑动座10和右滑动座15上，左加工模具11和右加工模具13相对设置，同步接触限位装置14设置在左滑动座10上或右滑动座15上，并位于左加工模具11侧边或右加工模具13侧边；第一针头加工限位装置5和第二针头加工限位装置6分别设置在左滑动座10和右滑动座15上，第一针头加工限位装置5和第二针头加工限位装置6分别位于左加工模具11和右加工模具13的侧边；伺服控制系统控制第一伺服电机1、第二伺服电机4、第三伺服电机23和第四伺服电机25的动作。

Claims (3)

1.一种仿生注射器针头的加工方法，该方法包括以下步骤：

（一）、加工注射器针头（26）前，先将注射器针头（26）尾部固定连接在无屑自动滚压装置的第四伺服电机（25）前段注射针头固定装置（8）部位，该注射针头固定装置（8）为与第四伺服电机（25）同轴并且与电机轴体连接成为一体，这样在加工过程中能够保证注射器针头（26）旋转与第四伺服电机（25）旋转完全同步。第四伺服电机（25）、注射针头固定装置8通过固定电机连接座（22）连接在直第二直线导轨副（18）上，由第三伺服电机（23）控制其横向的进给量和移动速度；横向进给量的多少依据是注射器针头（26）非光滑表面形态中心距的结构尺寸，匀速移动，速度可调。调整左滑动支架（12）和右滑动支架（16）与左加工模具（11）和右加工模具（13）对中，保证注射器针头（26）圆周表面上的加工深度一致，锁住；当左加工模具（11）和右加工模具（13）同时接近注射器针头（26）时，随着注射器针头（26）的旋转，利用左加工模具（11）和右加工模具（13）的弧形刃口步进地对注射器针头（26）进行滚压，使其产生变形，形成要求的曲面形状；然后退回左加工模具（11）和右加工模具（13）；

（二）当注射器针头（26）横向移动到一定的位置时，横向推送锁紧机构（19）将第二直线导轨副（18）锁定，使之固定在一定位置，注射器针头（26）不再横向移动；此后由同一控制器来控制第一伺服电机（1）和第二伺服电机（4），使左滑动支架（12）和右滑动支架（16）带动左加工模具（11）和右加工模具（13）相向运动，左加工模具（11）和右加工模具（13）的移动时间、移动速度、进给量相同，左加工模具（11）和右加工模具（13）的左、右移动速度是匀速的，当左加工模具（11）和右加工模具（13）靠近注射器针头（26）时，在第四伺服电机（25）的带动下，注射器针头（26）开始旋转，旋转的速度与左加工模具（11）和右加工模具（13）的进给量相匹配，左加工模具（11）和右加工模具（13）的横向进给量依据注射器针头（26）表面非光滑形态的结构参数深度尺寸依次深入，伺服控制可以根据加工条件随时改变左右的移动速度，并可在任意位置停止前进，并进行加工；注射器针头（26）横向进给一个位移，锁定第二直线导轨副（18），重复步骤（一），反复几次即可完成仿生无痛针头的非光滑表面的微加工。

2.根据权利要求1所述的一种仿生注射器针头的加工方法，其特征在于：在注射器针头（26）滚压加工过程中，在未加工注射器针头（26）的外周由第一针头加工限位装置（5）和第二针头加工限位装置（6）预定夹持注射器针头（26）进行加工，这样即可以防止由于注射器针头（26）产生振动使加工不均而影响加工精度，也可以防止注射器针头（26）的扭曲变形。

3.一种权利要求1所述方法专用的加工装置，特征在于：其是无屑自动滚压装置，无屑自动滚压装置是由伺服控制系统、第一伺服电机（1）、第二伺服电机（4）、第三伺服电机（23）、第四伺服电机（25）、第一针头加工限位装置（5）、第二针头加工限位装置（6）、第一直线导轨副（7）、第二直线导轨副（18）、左滑动支架（12）、右滑动支架（16）、第一递进机构（2）、第二递进机构（3）、第三递进机构（20）、侧向滑动支架（21）、左滑动座（10）、右滑动座（15）、机座（24）、横向推送锁紧机构（19），注射针头固定装置（8）、电机连接座（22）、注射器针头（26）、左加工模具（11）、右加工模具（13）、同步接触限位装置（14）、固定底座（17）组成；

第一直线导轨副（7）和第二直线导轨副（18）固定在固定底座（17）上，第一直线导轨副（7）和第二直线导轨副（18）相互垂直布设，第四伺服电机（25）固定在机座（24）上，机座（24）与电机连接座（22）联接，电机连接座（22）设置在第二直线导轨副（18）上，电机连接座（22）的端面固定有横向推送锁紧机构（19），第三伺服电机（23）设置在侧向滑动支架（21）上，第三伺服电机（23）通过第三递进机构（20）与横向推送锁紧机构（19）联接，电机连接座（22）的端部设置有注射针头固定装置（8），第四伺服电机（25）的输出轴与注射针头固定装置（8）联接；

左滑动座（10）和右滑动座（15）滑动设置在第一直线导轨副（7）上，左滑动支架（12）和右滑动支架（16）分别设置在固定底座（17）上，并分别位于左滑动座（10）和右滑动座（15）的外侧，第二递进机构（3）和第一递进机构（2）分别固定在左滑动支架（12）和右滑动支架（16）上，第二递进机构（3）和第一递进机构（2）的活动端分别与左滑动座（10）和右滑动座（15）联接在一起，左加工模具（11）和右加工模具（13）分别设置在左滑动座（10）和右滑动座（15）上，左加工模具（11）和右加工模具（13）相对设置，同步接触限位装置（14）设置在左滑动座（10）上或右滑动座（15）上，并位于左加工模具（11）侧边或右加工模具（13）侧边；第一针头加工限位装置（5）和第二针头加工限位装置（6）分别设置在左滑动座（10）和右滑动座（15）上，第一针头加工限位装置（5）和第二针头加工限位装置（6）分别位于左加工模具（11）和右加工模具（13）的侧边；伺服控制系统控制第一伺服电机（1）、第二伺服电机（4）、第三伺服电机（23）和第四伺服电机（25）的动作。

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