CN106217030B - 一种采血针组装机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采血针组装机的控制系统，包括检测机构、组装机构、分度盘送料机构、机械手机构和上位计算机，分度盘送料机构、机械手机构、外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构中分别设置有PLC控制器，PLC控制器分别与上位计算机中控制模块之间网络通信连接，本发明系统将7个零部件按照不同的顺序自动组装，采用PLC微机控制技术，各功能单元采用独立的控制系统，功能单元PLC之间的连接、PLC与上位计算机之间的连接是通过PLC的网络通信功能模块来实现的，具有自动化程度高、工艺控制准确、操作方便、运行稳定、制品合格率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动组装机系统，更具体的说是涉及一种采血针组装机的控制系统。
背景技术
随着经济的发展及生活水平的提高，对病人的人文关怀已成为医药界越来越关心的问题。所以采血过程应具有快速、安全、小创口、低痛感的特点，为满足以上需要，新一代采血针应运而生，细小的针头还能减轻病人的心理压力；新一代采血针的内部结构复杂，由外套、内套、前弹簧、针芯、后弹簧、后盖、前盖等7个部分组成，针头采用弹射装置，几乎能完全做到准确、快速、深浅适度、直线路径刺穿皮肤，大大降低了病人的痛楚，但是内部结构复杂，并且零件形状多样，体积较小，生产工艺要求较高，为了提高生产效率，降低人工成本，减少产品的次品率，需要设计好每个零件的定位方向和送料方向，每个零件都需要合适的定位导向才能顺利装配，如果摆放出现针尖倒放，无针、短针或偏针等情况，则生产出来的采血针不合格，将这样的产品投放到市场中，刚会对用户造成安全隐患，甚至有可能出现医疗事故，人工和简单的自动化生产设备是很难保证产品质量的，所以现在采血针生产开始采用全自动封闭式生产设备，这样可以有效提升生产效率和产品质量，全自动设备可以全天候工作，不会疲劳，具有人工生产所不具备的一致性和重复性，避免了人为的误操作所产生的次品，极大的减轻了工人劳动强度，对改变生产方式和提高生产效率也具有重要意义，但现有技术中没有高度自动化的采血针自动组装机。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种采血针组装机的控制系统，该系统能够保证长时间工作的稳定性，且产生的产品具有高度的一致性，保证了产品生产效率和产品质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种采血针组装机的控制系统，包括检测机构、组装机构、分度盘送料机构、机械手机构和上位计算机，所述组装机构包括外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构，所述分度盘送料机构、机械手机构、外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构中分别设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别与上位计算机中控制模块之间网络通信连接，所述组装机构设置在分度盘送料机构外围，所述机械手通过定点取料将针芯放置在分度盘送料机构上，分度盘送料机构将针芯运送到检测机构的工位，检测完毕，检测机构中激光传感器将光电转换后的信号自动发送到PLC控制器，PLC控制器又将信号传送到上位计算机进行处理，若针芯为不合格，上位计算机向机械手机构中PLC控制器发送信号，机械手将针芯移出分度盘送料机构，若针芯为合格，上位计算机向分度盘送料机构中PLC控制器发送信号，分度盘送料机构的分度盘移动到下一工位，通过上位计算机和PLC控制器之间的信号传递，使组装机构按照不同的顺序启动，在设定的时间内独立运行，使前弹簧、后弹簧、外套、内套、后盖、前盖依次自动组装到针芯上。
作为本发明的进一步改进，所述分度盘送料机构包括分度盘和分度器，所述分度器和分度盘相连，所述分度盘上设置有若干工件孔，所述工件孔在分度盘上呈环状分布，所述工件孔中设置有样品架，所述工件孔的孔壁上设置有第一滑槽，所述样品架包括底板和围板，所述围板卡设在第一滑槽中，所述底板和第一滑槽的槽底通过弹簧相连，机械手机构通过定点取料将针芯放置在样品架上，所述围板顶端到安装板的垂直距离比针头顶部到安装板的垂直距离要大；所述检测机构包括安装板、支撑件和底座，所述安装板通过连接杆固定在底座上，所述安装板中心设置有第一通孔，所述第一通孔的直径大于采血针针头的直径，所述安装板上表面设置有第一激光发射器，所述第一激光发射器的相对位置设置有第一位置敏感探测器，所述第一激光发射器、第一位置敏感探测器和第一通孔在同一直线上，所述安装板下表面设置有第二激光发射器，所第二激光发射器的相对位置设置有第二位置敏感探测器；所述支撑件包括旋转板和支撑柱，所述旋转板上设置有第二通孔，所述旋转板呈圆形，所述第二通孔呈弧状，所述第二通孔和旋转板的弧度一致，所述底座中设置有第一步进电机，所述支撑柱和第一步进电机的输出端相连，所述底座上设置有空心管，所述空心管和第一通孔在同一轴线上，所述空心管的中心和第二通孔的中心与和工件孔的圆周位置相对应，所述空心管中设置有弹簧，弹簧的直径小于第二通孔的直径，所述空心管下端的管壁上设置有穿孔，弹簧和支撑柱之间通过金属绳相连，所述金属绳穿过穿孔，所述金属绳的一端固定在弹簧的上端，另一端固定在支撑柱上。
作为本发明的进一步改进，所述安装板上表面设置有两个弧形板和弹性橡胶布，所述弧形板和弹性橡胶布的底端固定于安装板表面，所述弧形板和第一通孔的弧度一致，所述弧形板设置在第一激光发射器和第一位置敏感探测器连线的两侧，所述两个弧形板的弧面相对设置，所述弹性橡胶布设置在第一激光发射器和第一位置敏感探测器连线上，所述弧形板之间设置有橡胶环，所述橡胶环和弹性橡胶布相连。
作为本发明的进一步改进，所述旋转板的底面设置有第四凹槽，所述第四凹槽呈弧状，所述第四凹槽和第二通孔的宽相等，所述第四凹槽和第二通孔组成一个闭合的环。
作为本发明的进一步改进，所述前弹簧上料机构包括第一振动盘、第一分散器、第一回收器和第一出料管，所述第一振动盘的出口和第一分散器的入口相连，所述第一分散器的出口和第一出料管的入口相连，所述第一出料管的出口和工件孔的圆周位置相对应，所述第一出料管中设置有隔离件、挡板、安装槽和推板，所述第一出料管的入口设置在和第一分散器相邻的侧边，所述安装槽设置在第一出料管的内管壁上，所述隔离件通过安装槽安装在第一出料管中，所述隔离件由弹性材料制成，所述挡板设置在第一出料管的底端，所述推板设置在第一出料管的入口的上端，所述推板和第一出料管的顶部之间通过弹簧连接，所述第一出料管上设置有第一气缸，所述第一气缸上连接有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆的另一端和挡板相连，所述第二连接杆和推板之间通过贯穿第一出料管的顶壁的金属丝相连；在工作时，放置有采血针的针芯的工件孔转到和第一出料管同一轴线位置，前弹簧从第一振动盘进入第一分散器，第一分散器将前弹簧送到第一出料管，所述第一气缸的活塞杆带动第一连接杆移动，所述第一连接杆将挡板从第一出料管底端推开，所述隔离件和挡板之间前弹簧掉出并套在针芯上端，同时推板在第二连接杆的拉动下向上移动，所述推板和第一出料管的顶部之间弹簧压缩，所述第一气缸的活塞杆带动第一连接杆复位，所述挡板复位，同时推板和第一出料管的顶部之间弹簧复位，在弹簧复位过程中的惯性作用下推板将与隔离件相邻的前弹簧推出落在挡板上。
作为本发明的进一步改进，所述第一分散器包括两个相对设置的圆板、第二步进电机、转杆和夹持件，所述第二步进电机设置在圆板的外侧，所述第二步进电机的转轴贯穿两圆板中心，所述转杆和夹持件设置在两圆板间，所述转杆的一端和第二步进电机的转轴相连，另一端和夹持件相连，所述夹持件包括左夹持片和右夹持片，所述左夹持片和右夹持片由弹性金属片制成，所述左夹持片和右夹持片一端相连，所述圆板由收紧部、扩张部和过度部组成，所述收紧部和扩张部通过过度部的弧形光滑相接，所述收紧部两块圆板之间的间距小于扩张部两块圆板之间的间距，在起始状态，所述夹持件位于扩张部，前弹簧从第一振动盘出来后，落在夹持件上，所述第二步进电机带动转杆和夹持件转动，所述夹持件经过过度部进入收紧部，进入收紧部后夹持件将前弹簧夹紧，之后夹持件离开收紧部，经过过度部又进入扩张部，进入扩张部后夹持件将前弹簧松开，前弹簧从夹持件中脱落进入第一出料管。
作为本发明的进一步改进，所述样品架上设置有卡件和卡杆，所述卡件呈“C”字状，所述卡杆垂直连接在卡件尾端，所述后弹簧上料机构包括第二振动盘、第二分散器、第二回收器和第二出料管，所述第二振动盘的出口和第二分散器的入口相连，所述第二分散器的出口和第二出料管的入口相连，所述第二出料管和工件孔的圆周位置相对应，所述第二出料管的出口处设置有出料接口，所述出料接口由弹性金属制成，所述出料接口上设置有缺口，所述第二出料管上设置有第二气缸，所述第二气缸上设置有扣件，所述扣件呈“C”字状，在工作时，后弹簧从第二振动盘进入第二分散器，第二分散器将后弹簧送到第二出料管，并从第二出料管被推到出料接口，放置有采血针的针芯的工件孔转到和第二出料管同一轴线位置，此时样品架上卡件和卡杆卡扣在扣件中，所述第二气缸的活塞杆带动扣件向下移动，所述样品架沿第一滑槽向下移动，后弹簧套设在采血针的针芯下端，所述分度盘转动，后弹簧随采血针的针芯从缺口处移出，所述样品架和第一滑槽之间的弹簧复位，所述样品架复位，所述第二气缸的活塞杆复位，下一个后弹簧从第二出料管被推到出料接口。
作为本发明的进一步改进，所述第二分散器包括相对设置的两圆盘、摆动杆、推件、第三步进电机、单向阀和连接片，所述连接片包括内连接片和外连接片，所述连接片和外连接片呈环状，所述内连接片和外连接片同心设置，所述连接片两侧分别和圆盘相连，所述连接片和圆盘同心设置，所述内连接片、外连接片和两圆盘之间围出第二滑槽，所述第三步进电机的转轴穿过圆盘的中心，所述内连接片上设置有限位孔，所述摆动杆一端和第三步进电机的转轴相连，另一端穿过限位孔和推件相连，所述摆动杆可在限位孔中活动，所述外连接片上设置有开口，所述单向阀设置在第二滑槽中，所述第二滑槽的槽壁上设置有放置槽，所述单向阀包括左阀块和右阀块，所述左阀块和右阀块的一端铰接在放置槽中，所述左阀块和右阀块的下部通过弹簧和放置槽的槽壁相连，所述放置槽中设置有挡块，所述单向阀的底面抵在挡块上；后弹簧从第二振动盘沿开口落入第二滑槽中，所述第三步进电机带动摆动杆和推件转动，所述推件推动后弹簧在第二滑槽中滑动，经过单向阀进入第二出料管。
本发明采用自动控制技术设计了一种采血针自动组装系统，该系统将7个零部件按照不同的顺序自动组装，采用PLC微机控制技术，各功能单元采用独立的控制系统，全自动生产设备的控制系统是由功能单元PLC与整个生产设备的上位计算机共同组成的，功能单元PLC之间的连接、PLC与上位计算机之间的连接是通过PLC的网络通信功能模块来实现的，采用分度盘送料机构送料，组装机构设置在分度盘送料机构外围，可以同时独立送料，8大工序形成8大机构单元，通过检测机构、组装机构、分度盘送料机构、机械手机构和上位计算机各个功能单元的协作，在设定的时间内独立运行，在整体组装的过程中，自然一体。此外，由于每道工序皆为独立的机构，所以电气控制时候，及时反应每个机构的工作状态，异常如否，处理单个机构的异常也是非常容易和方便，大大提高了系统的自动化程度，从而提高了生产效率和产品质量，同时还减少了卫生质量隐患，具有自动化程度高、工艺控制准确、操作方便、运行稳定、制品合格率高的优点。
附图说明
图1为本发明采血针组装机部分结构的示意图；
图2为本发明检测机构的结构示意图；
图3为本发明检测机构中安装板的结构示意图；
图4为本发明检测机构中旋转版的结构示意图；
图5为本发明前弹簧上料机构和后弹簧上料机构的局部结构示意图；
图6为本发明前弹簧上料机构的局部示意图；
图7为本发明后弹簧上料机构的局部示意图；
图8为本发明后弹簧上料机构中单向阀的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1-8所示，本实施例的一种采血针组装机的控制系统，包括检测机构、组装机构、分度盘送料机构、机械手机构和上位计算机，组装机构包括外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构，分度盘送料机构、机械手机构、外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构中分别设置有PLC控制器，PLC控制器分别与上位计算机中控制模块之间网络通信连接，组装机构设置在分度盘送料机构外围，机械手通过定点取料将针芯放置在分度盘送料机构上，分度盘送料机构将针芯运送到检测机构的工位，检测完毕，检测机构中激光传感器将光电转换后的信号自动发送到PLC控制器，PLC控制器又将信号传送到上位计算机进行处理，若针芯为不合格，上位计算机向机械手机构中PLC控制器发送信号，机械手将针芯移出分度盘送料机构，若针芯为合格，上位计算机向分度盘送料机构中PLC控制器发送信号，分度盘送料机构的分度盘移动到下一工位，通过上位计算机和PLC控制器之间的信号传递，使组装机构按照不同的顺序启动，在设定的时间内独立运行，使前弹簧、后弹簧、外套、内套、后盖、前盖依次自动组装到针芯上。
全自动生产设备的控制系统是由各功能单元通过PLC的网络通信功能模块及远程I/O控制模块来实现各功能单元PLC之间的链接，同时与设备上的上位机之间的链接所组成，各功能单元的动作控制为一级通信控制，整机联锁动作为二级通信控制，这样可以提高整个系统的可靠性，主系统与子系统的通讯、联动、数据采集与处理，提高了机组的性能。以上位机控制指令各功能单元协调运行，控制系统对整个自动工作循环进行控制和协调，包括使各种部件运动按一定顺序进行；必要的时间、速度的调节及其控制；在设备运行前，首先启动测量系统的应用程序，在菜单中设置相关参数。设置好后，在以后的通讯中如果不更改检测机构端参数，软件的参数也不用改变。检测机构通过扫描被测部件的位置度，对数据进行采样并送入PLC控制器处理，再将处理结果传送到上位机，通过电机控制卡产生控制信号控制伺服电机的运动，在设备运行阶段，部件被运送到检测机构位置，检测机构测量被测物体后，将结果通过串口送入上位机，上位机存储测量数据并依据加工要求判断各检测数据的情况，判断部件位置度是否合格，以此来决定电机的动作。
作为改进的一种具体实施方式，分度盘送料机构包括分度盘1和分度器2，分度器2和分度盘1相连，分度盘1上设置有若干工件孔11，工件孔11在分度盘1上呈环状分布，工件孔11中设置有样品架12，工件孔11的孔壁上设置有第一滑槽13，样品架12包括底板121和围板122，围板122卡设在第一滑槽13中，底板121和第一滑槽13的槽底通过弹簧相连，机械手机构通过定点取料将针芯放置在样品架12上，围板122顶端到安装板3的垂直距离比针头顶部到安装板3的垂直距离要大；检测机构包括安装板3、支撑件4和底座5，安装板3通过连接杆固定在底座5上，安装板3中心设置有第一通孔31，第一通孔31的直径大于采血针针头的直径，安装板3上表面设置有第一激光发射器32，第一激光发射器32的相对位置设置有第一位置敏感探测器33，第一激光发射器32、第一位置敏感探测器33和第一通孔31在同一直线上，安装板3下表面设置有第二激光发射器34，所第二激光发射器34的相对位置设置有第二位置敏感探测器35；支撑件4包括旋转板41和支撑柱42，旋转板41上设置有第二通孔43，旋转板41呈圆形，第二通孔43呈弧状，第二通孔43和旋转板41的弧度一致，底座5中设置有第一步进电机51，支撑柱42和第一步进电机51的输出端相连，底座5上设置有空心管52，空心管52和第一通孔31在同一轴线上，空心管52的中心和第二通孔43的中心与和工件孔11的圆周位置相对应，空心管52中设置有弹簧，弹簧的直径小于第二通孔43的直径，空心管52下端的管壁上设置有穿孔53，弹簧和支撑柱42之间通过金属绳44相连，金属绳44穿过穿孔53，金属绳44的一端固定在弹簧的上端，另一端固定在支撑柱42上。
机械手机构将待检测的针芯放置在工件孔11中的样品架12上，分度器2带动分度盘1转动，通过设置相应的参数，使得分度盘1每次停止后，第一通孔31和工件孔11处于同一轴线上；在起始状态，金属绳44缠绕在支撑柱42上，弹簧处于压缩状态，弹簧的上端抵在旋转板41底面，分度盘1停止转动后，分度盘送料机构中PLC控制器向上位机发送信号，上位机向检测机构中的PLC控制器发送信号，第一步进电机51启动，带动旋转板41和支撑柱42向顺时针方向转动，缠在支撑柱42上的金属绳44部分从支撑柱42上逐渐绕出，弹簧逐渐复位，设置第一步进电机51的角距，使得第一步进电机51停止转动后，空心管52、工件孔11、第一通孔31和第二通孔43的轴线在同一轴线上，弹簧在复位过程中，弹簧上端逐渐向上移动，首先从第二通孔43中伸出，然后上端卡在针芯下端，带动样品架12和针芯继续向上移动；将第二激光发射器34发射的激光光斑调节到大于针头的直径，将第一激光发射器32发射的激光光斑调节到小于针头的直径，如果采血针的针头长度正常，且是直的，针头会从第一通孔31穿出并伸出安装板3上表面，直到样品架12的顶端抵在安装板3底面，弹簧停止向上移动，此时第二激光发射器34发射的激光照射在样品架12的围板122上，第二位置敏感探测器35感受到激光信号发生变化，将检测结果实时发送到检测机构中PLC控制器，第一激光发射器32、第一位置敏感探测器33和第一通孔31在同一水平线上，第一激光发射器32和第一位置敏感探测器33固定在安装板3上，三者的相对位置不会发生移动，因为针头会从第一通孔31穿出并伸出安装板3上表面，第一位置敏感探测器33会感受到激光信号发生变化，并将检测结果实时发送到检测机构中PLC控制器，PLC控制器向上位机发送信号，上位机向组装机构发送信号；如果采血针的针头是偏的，针头会抵在安装板3的底面，如果激光光束部分打在偏针上，第二位置敏感探测器35感受到激光信号发生变化，如果激光光束完全不能打在偏针上，第二位置敏感探测器35不会感受到激光信号发生变化，第一位置敏感探测器33不会感受到激光信号发生变化，第一位置敏感探测器33和第二位置敏感探测器35将检测结果实时发送到检测机构的PLC控制器，PLC控制向上位机发送信号，上位机向机械手机构中PLC控制器发送信号，将不合格针芯从组装系统中移除；如果无针或是短针，样品架12的顶端抵在安装板3底面，第二激光发射器34发射的激光照射在样品架12的围板122上，第二位置敏感探测器35感受到激光信号发生变化，第一位置敏感探测器33不会感受到激光信号发生变化；第一位置敏感探测器33和第二位置敏感探测器35将检测结果实时发送到检测机构中PLC控制器，PLC控制器向上位机发送信号，上位机向机械手机构中PLC控制器发送信号，将不合格针芯从组装系统中移除；之后，上位机向检测机构中PLC控制器发送信号，PLC控制器向第一步进电机51发送命令，第一步进电机51启动，带动支撑柱42向逆时针方向转动，金属绳44又部分缠绕在支撑柱42上，弹簧逐渐被压缩，第二通孔43呈弧状，第二通孔43和旋转板41的弧度一致，第二通孔43可相对弹簧转动，当第一步进电机51停止，弹簧的上端重新抵在旋转板41底面，检测机构中PLC控制器向上位机发送信号，上位机向分度盘送料机构中PLC控制器发送信号，分度器2带动分度盘1转动，分度盘1再次停止后，第一通孔31和下个工件孔11处于同一轴线上。
作为改进的一种具体实施方式，安装板3上表面设置有两个弧形板36和弹性橡胶布37，弧形板36和弹性橡胶布37的底端固定于安装板3表面，弧形板36和第一通孔31的弧度一致，弧形板36设置在第一激光发射器32和第一位置敏感探测器33连线的两侧，两个弧形板36的弧面相对设置，弹性橡胶布37设置在第一激光发射器32和第一位置敏感探测器33连线上，弧形板36之间设置有橡胶环38，橡胶环38和弹性橡胶布37相连。橡胶环38的内径和针头的直径相配合，如果针头从第一通孔31穿出并伸出安装板3上表面，橡胶环38会套在针头上并随针头向上移动，橡胶环38在向上移动的过程中会撑起弹性橡胶布37，针头向下移动的时候，逐渐和橡胶环38脱离，弧形板36起到限位作用，使得橡胶环38回到原来位置，这种结构设计主要是主要是间接增大针头和激光光斑的接触面积，使信号变化更明显，减少误差，避免误测。
作为改进的一种具体实施方式，旋转板41的底面设置有第四凹槽45，第四凹槽45呈弧状，第四凹槽45和第二通孔43的宽相等，第四凹槽45和第二通孔43组成一个闭合的环。通过设定第一步进电机41的角距，使得当检测完毕，第一步进电机51停止，使得弹簧压缩后顶端位于旋转板31下，之后因为弹簧处于压缩状态，会逐渐复位，直至顶端抵在第四凹槽35中，第四凹槽35主要起到限位作用，避免丝46受力过大而加快老化。
作为改进的一种具体实施方式，前弹簧上料机构包括第一振动盘61、第一分散器62、第一回收器63和第一出料管64，第一振动盘61的出口和第一分散器62的入口相连，第一分散器62的出口和第一出料管64的入口相连，第一出料管64的出口和工件孔11的圆周位置相对应，第一出料管64中设置有隔离件641、挡板642、安装槽643和推板644，第一出料管64的入口设置在和第一分散器62相邻的侧边，安装槽643设置在第一出料管64的内管壁上，隔离件641通过安装槽643安装在第一出料管64中，隔离件641由弹性材料制成，挡板642设置在第一出料管64的底端，推板644设置在第一出料管64的入口的上端，推板644和第一出料管64的顶部之间通过弹簧连接，第一出料管64上设置有第一气缸645，第一气缸645上连接有第一连接杆646和第二连接杆647，第一连接杆646的另一端和挡板642相连，第二连接杆647和推板644之间通过贯穿第一出料管64的顶壁的金属丝648相连；在工作时，放置有采血针的针芯的工件孔11转到和第一出料管64同一轴线位置，前弹簧从第一振动盘61进入第一分散器62，第一分散器62将前弹簧送到第一出料管64，第一气缸645的活塞杆带动第一连接杆646移动，第一连接杆646将挡板642从第一出料管64底端推开，隔离件641和挡板642之间前弹簧掉出并套在针芯上端，同时推板644在第二连接杆647的拉动下向上移动，推板644和第一出料管64的顶部之间弹簧压缩，第一气缸645的活塞杆带动第一连接杆646复位，挡板642复位，同时推板644和第一出料管64的顶部之间弹簧复位，在弹簧复位过程中的惯性作用下推板644将与隔离件641相邻的前弹簧推出落在挡板642上。在工作时，分度器2带动分度盘1转动，放置有针芯的工件孔11转到和第一出料管64同一轴线位置，前弹簧从第一振动盘61进入第一分散器62，第一分散器62将前弹簧送到第一出料管64，所述第一气缸645的活塞杆带动第一连接杆646移动，所述第一连接杆646将挡板642从第一出料管64底端推开，所述隔离件641和挡板642之间前弹簧掉出并套在针芯上端，同时推板644在第二连接杆647的拉动下向上移动，所述推板644和第一出料管64的顶部之间弹簧压缩，所述第一气缸645的活塞杆带动第一连接杆646复位，所述挡板642复位，同时推板644和第一出料管64的顶部之间弹簧复位，在弹簧复位过程中的惯性作用下推板644将与隔离件641相邻的前弹簧推出落在挡板642上。
作为改进的一种具体实施方式，第一分散器62包括两个相对设置的圆板621、第二步进电机622、转杆623和夹持件624，第二步进电机622设置在圆板621的外侧，第二步进电机622的转轴贯穿两圆板621中心，转杆623和夹持件624设置在两圆板621间，转杆623的一端和第二步进电机622的转轴相连，另一端和夹持件624相连，夹持件624包括左夹持片和右夹持片，左夹持片和右夹持片由弹性金属片制成，左夹持片和右夹持片一端相连，圆板621由收紧部6211、扩张部6212和过度部6213组成，收紧部6211和扩张部6212通过过度部6213的弧形光滑相接，收紧部6211两块圆板621之间的间距小于扩张部6212两块圆板621之间的间距，在起始状态，夹持件624位于扩张部6212，此时夹持件624处于松弛状态，夹持件624中的容纳空间较大，便于接住从第一振动盘61落下的前弹簧，夹持件624的容纳空间使它每次只能接住一个前弹簧，前弹簧从第一振动盘61出来后，落在夹持件624上，第一步进电机622带动转杆623和夹持件624转动，夹持件624经过过度部6213进入收紧部6211，经过过度部6213时，夹持件624的容纳空间逐渐缩小，前弹簧被夹的越来越紧，使得在随夹持件624转动的过程中不会掉落，之后夹持件624离开收紧部6211，经过过度部6213又进入扩张部6212，夹持件624的容纳空间逐渐扩大，前弹簧被夹的越来越松，由于前弹簧自身的重力，进入扩张部6212后夹持件624将前弹簧松开，前弹簧从夹持件624中脱落进入第一出料管64。这种结构简单，却能准确地每次将单个的前弹簧从第一振动盘61转移至第一出料管64。
作为改进的一种具体实施方式，样品架12上设置有卡件14和卡杆15，卡件14呈“C”字状，卡杆15垂直连接在卡件14尾端，后弹簧上料机构包括第二振动盘71、第二分散器72、第二回收器73和第二出料管74，第二振动盘71的出口和第二分散器72的入口相连，第二分散器72的出口和第二出料管74的入口相连，第二出料管74和工件孔11的圆周位置相对应，第二出料管74的出口处设置有出料接口75，出料接口75由弹性金属制成，出料接口75上设置有缺口76，第二出料管74上设置有第二气缸77，第二气缸77上设置有扣件78，扣件78呈“C”字状，在工作时，后弹簧从第二振动盘71进入第二分散器72，第二分散器72将后弹簧送到第二出料管74，并从第二出料管74被推到出料接口75，放置有采血针的针芯的工件孔11转到和第二出料管74同一轴线位置，此时样品架12上卡件14和卡杆15卡扣在扣件78中，第二气缸77的活塞杆带动扣件78向下移动，样品架12沿第一滑槽52向下移动，后弹簧套设在采血针的针芯下端，分度盘1转动，后弹簧随采血针的针芯从缺口76处移出，样品架12和第一滑槽52之间的弹簧复位，样品架12复位，第二气缸77的活塞杆复位，下一个后弹簧从第二出料管74被推到出料接口75。第二振动盘71将前弹簧有序导出，后弹簧从第二振动盘71进入第二分散器72，第二分散器72将后弹簧逐个推送到第二出料管74，并从第二出料管74被推到出料接口75，放置有采血针的针芯的工件孔11转到和第二出料管74同一轴线位置，此时样品架12上卡件14和卡杆15卡扣在扣件78中，第二气缸77的活塞杆带动扣件78向下移动，样品架12沿第一滑槽52向下移动，后弹簧套设在采血针的针芯下端，分度盘1向下一个工位转动，后弹簧随采血针的针芯从缺口76处移出，固定架51和第一滑槽52之间的弹簧复位，固定架51复位，第二气缸77的活塞杆复位，下一个后弹簧从第二出料管74被推到出料接口75。
作为改进的一种具体实施方式，第二分散器72包括相对设置的两圆盘721、摆动杆722、推件723、第三步进电机724、单向阀726和连接片727，连接片727包括内连接片7271和外连接片7272，内连接片7271和外连接片7272呈环状，内连接片7271和外连接片7272同心设置，连接片727两侧分别和圆盘721相连，连接片727和圆盘721同心设置，内连接片7271、外连接片7272和两圆盘721之间围出第二滑槽728，第三步进电机724的转轴穿过圆盘721的中心，内连接片7271上设置有限位孔725，摆动杆722一端和第三步进电机724的转轴相连，另一端穿过限位孔725和推件723相连，摆动杆722可在限位孔725中活动，外连接片7272上设置有开口，单向阀726设置在第二滑槽728中，第二滑槽728的槽壁上设置有放置槽729，单向阀726包括左阀块7261和右阀块7262，左阀块7261和右阀块7262的一端铰接在放置槽729中，左阀块7261和右阀块7262的下部通过弹簧和放置槽729的槽壁相连，放置槽729中设置有挡块7291，单向阀726的底面抵在挡块7291上；当推件723推动后弹簧在第二滑槽728中滑动，后弹簧会抵住左阀块7261和右阀块7262，左阀块7261和右阀块7262受到推力，各自向第二滑槽728的槽壁侧转动，弹簧被拉伸，这样在左阀块7261和右阀块7262之间出现一条通道，推件723推动后弹簧通过，然后弹簧复位，左阀块7261和右阀块7262复位，挡块7291阻挡左阀块7261和右阀块7262反向转动，从而避免后弹簧往回退；后弹簧从第二振动盘71沿开口落入第二滑槽728中，第三步进电机724带动摆动杆722和推件723转动，推件723推动后弹簧在第二滑槽728中滑动，经过单向阀726进入第二出料管74；单向阀726保证之前的每个后弹簧不会因为变形等因素后退，通过简单的结构，准确地每次将单个的后弹簧从第二振动盘71转移至第二出料管74。
Claims (8)
1.一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：包括检测机构、组装机构、分度盘送料机构、机械手机构和上位计算机，所述组装机构包括外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构，所述分度盘送料机构、机械手机构、外套上料机构、内套上料机构、前弹簧上料机构、后弹簧上料机构、后盖上料机构和前盖上料机构中分别设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别与上位计算机中控制模块之间网络通信连接，所述组装机构设置在分度盘送料机构外围，所述机械手机构通过定点取料将针芯放置在分度盘送料机构上，分度盘送料机构将针芯运送到检测机构的工位，检测完毕，检测机构中激光传感器将光电转换后的信号自动发送到PLC控制器，PLC控制器又将信号传送到上位计算机进行处理，若针芯为不合格，上位计算机向机械手机构中PLC控制器发送信号，机械手将针芯移出分度盘送料机构，若针芯为合格，上位计算机向分度盘送料机构中PLC控制器发送信号，分度盘送料机构的分度盘移动到下一工位，通过上位计算机和PLC控制器之间的信号传递，使组装机构按照不同的顺序启动，在设定的时间内独立运行，使前弹簧、后弹簧、外套、内套、后盖、前盖依次自动组装到针芯上。
2.根据权利要求1所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述分度盘送料机构包括分度盘(1)和分度器(2)，所述分度器(2)和分度盘(1)相连，所述分度盘(1)上设置有若干工件孔(11)，所述工件孔(11)在分度盘(1)上呈环状分布，所述工件孔(11)中设置有样品架(12)，所述工件孔(11)的孔壁上设置有第一滑槽(13)，所述样品架(12)包括底板(121)和围板(122)，所述围板(122)卡设在第一滑槽(13)中，所述底板(121)和第一滑槽(13)的槽底通过弹簧相连，机械手机构通过定点取料将针芯放置在样品架(12)上；所述检测机构包括安装板(3)、支撑件(4)和底座(5)，所述安装板(3)通过连接杆固定在底座(5)上，所述安装板(3)中心设置有第一通孔(31)，所述第一通孔(31)的直径大于采血针针头的直径，所述安装板(3)上表面设置有第一激光发射器(32)，所述第一激光发射器(32)的相对位置设置有第一位置敏感探测器(33)，所述第一激光发射器(32)、第一位置敏感探测器(33)和第一通孔(31)在同一直线上，所述安装板(3)下表面设置有第二激光发射器(34)，所第二激光发射器(34)的相对位置设置有第二位置敏感探测器(35)；所述支撑件(4)包括旋转板(41)和支撑柱(42)，所述旋转板(41)上设置有第二通孔(43)，所述旋转板(41)呈圆形，所述第二通孔(43)呈弧状，所述第二通孔(43)和旋转板(41)的弧度一致，所述底座(5)中设置有第一步进电机(51)，所述支撑柱(42)和第一步进电机(51)的输出端相连，所述底座(5)上设置有空心管(52)，所述空心管(52)和第一通孔(31)在同一轴线上，所述空心管(52)的中心和第二通孔(43)的中心与和工件孔(11)的圆周位置相对应，所述空心管(52)中设置有弹簧，弹簧的直径小于第二通孔(43)的直径，所述空心管(52)下端的管壁上设置有穿孔(53)，弹簧和支撑柱(42)之间通过金属绳(44)相连，所述金属绳(44)穿过穿孔(53)，所述金属绳(44)的一端固定在弹簧的上端，另一端固定在支撑柱(42)上。
3.根据权利要求2所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述安装板(3)上表面设置有两个弧形板(36)和弹性橡胶布(37)，所述弧形板(36)和弹性橡胶布(37)的底端固定于安装板(3)表面，所述弧形板(36)和第一通孔(31)的弧度一致，所述弧形板(36)设置在第一激光发射器(32)和第一位置敏感探测器(33)连线的两侧，所述两个弧形板(36)的弧面相对设置，所述弹性橡胶布(37)设置在第一激光发射器(32)和第一位置敏感探测器(33) 连线上，所述弧形板(36)之间设置有橡胶环(38)，所述橡胶环(38)和弹性橡胶布(37)相连。
4.根据权利要求3所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述旋转板(41)的底面设置有第四凹槽(45)，所述第四凹槽(45)呈弧状，所述第四凹槽(45)和第二通孔(43)的宽相等，所述第四凹槽(45)和第二通孔(43)组成一个闭合的环。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述前弹簧上料机构包括第一振动盘(61)、第一分散器(62)、第一回收器(63)和第一出料管(64)，所述第一振动盘(61)的出口和第一分散器(62)的入口相连，所述第一分散器(62)的出口和第一出料管(64)的入口相连，所述第一出料管(64)的出口和工件孔(11)的圆周位置相对应，所述第一出料管(64)中设置有隔离件(641)、挡板(642)、安装槽(643)和推板(644)，所述第一出料管(64)的入口设置在和第一分散器(62)相邻的侧边，所述安装槽(643)设置在第一出料管(64)的内管壁上，所述隔离件(641)通过安装槽(643)安装在第一出料管(64)中，所述隔离件(641)由弹性材料制成，所述挡板(642)设置在第一出料管(64)的底端，所述推板(644)设置在第一出料管(64)的入口的上端，所述推板(644)和第一出料管(64)的顶部之间通过弹簧连接，所述第一出料管(64)上设置有第一气缸(645)，所述第一气缸(645)上连接有第一连接杆(646)和第二连接杆(647)，所述第一连接杆(646)的另一端和挡板(642)相连，所述第二连接杆(647)和推板(644)之间通过贯穿第一出料管(64)的顶壁的金属丝(648)相连；在工作时，放置有采血针的针芯的工件孔(11)转到和第一出料管(64)同一轴线位置，前弹簧从第一振动盘(61)进入第一分散器(62)，第一分散器(62)将前弹簧送到第一出料管(64)，所述第一气缸(645)的活塞杆带动第一连接杆(646)移动，所述第一连接杆(646)将挡板(642)从第一出料管(64)底端推开，所述隔离件(641)和挡板(642)之间前弹簧掉出并套在针芯上端，同时推板(644)在第二连接杆(647)的拉动下向上移动，所述推板(644)和第一出料管(64)的顶部之间弹簧压缩，所述第一气缸(645)的活塞杆带动第一连接杆(646)复位，所述挡板(642)复位，同时推板(644)和第一出料管(64)的顶部之间弹簧复位，在弹簧复位过程中的惯性作用下推板(644)将与隔离件(641)相邻的前弹簧推出落在挡板(642)上。
6.根据权利要求5所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述第一分散器(62)包括两个相对设置的圆板(621)、第二步进电机(622)、转杆(623)和夹持件(624)，所述第二步进电机(622)设置在圆板(621)的外侧，所述第二步进电机(622)的转轴贯穿两圆板(621)中心，所述转杆(623)和夹持件(624)设置在两圆板(621)间，所述转杆(623)的一端和第二步进电机(622)的转轴相连，另一端和夹持件(624)相连，所述夹持件(624)包括左夹持片和右夹持片，所述左夹持片和右夹持片由弹性金属片制成，所述左夹持片和右夹持片一端相连，所述圆板(621)由收紧部(6211)、扩张部(6212)和过度部(6213)组成，所述收紧部(6211)和扩张部(6212)通过过度部(6213)的弧形光滑相接，所述收紧部(6211)两块圆板(621)之间的间距小于扩张部(6212)两块圆板(621)之间的间距，在起始状态，所述夹持件(624)位于扩张部(6212)，前弹簧从第一振动盘(61)出来后，落在夹持件(624)上，所述第二步进电机(622)带动转杆(623)和夹持件(624)转动，所述夹持件(624)经过过度部(6213)进入收紧部(6211)，进入收紧部(6211)后夹持件(624)将前弹簧夹紧，之后夹持件(624)离开收紧部(6211)，经过过度部(6213)又进入扩张部(6212)，进入扩张部(6212)后夹持件(624)将前弹簧松开，前弹簧从夹持件(624)中脱落进入第一出料管(64)。
7.根据权利要求6所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述样品架(12)上设置有卡件(14)和卡杆(15)，所述卡件(14)呈“C”字状，所述卡杆(15)垂直连接在卡件(14)尾端，所述后弹簧上料机构包括第二振动盘(71)、第二分散器(72)、第二回收器(73)和第二出料管(74)，所述第二振动盘(71)的出口和第二分散器(72)的入口相连，所述第二分散器(72)的出口和第二出料管(74)的入口相连，所述第二出料管(74)和工件孔(11)的圆周位置相对应，所述第二出料管(74)的出口处设置有出料接口(75)，所述出料接口(75)由弹性金属制成，所述出料接口(75)上设置有缺口(76)，所述第二出料管(74)上设置有第二气缸(77)，所述第二气缸(77)上设置有扣件(78)，所述扣件(78)呈“C”字状，在工作时，后弹簧从第二振动盘(71)进入第二分散器(72)，第二分散器(72)将后弹簧送到第二出料管(74)，并从第二出料管(74)被推到出料接口(75)，放置有采血针的针芯的工件孔(11)转到和第二出料管(74)同一轴线位置，此时样品架(12)上卡件(14)和卡杆(15)卡扣在扣件(78)中，所述第二气缸(77)的活塞杆带动扣件(78)向下移动，所述样品架(12)沿第一滑槽(13)向下移动，后弹簧套设在采血针的针芯下端，所述分度盘(1)转动，后弹簧随采血针的针芯从缺口(76)处移出，所述样品架(12)和第一滑槽(13)之间的弹簧复位，所述样品架(12)复位，所述第二气缸(77)的活塞杆复位，下一个后弹簧从第二出料管(74)被推到出料接口(75)。
8.根据权利要求7所述的一种采血针组装机的控制系统，其特征在于：所述第二分散器(72)包括相对设置的两圆盘(721)、摆动杆(722)、推件(723)、第三步进电机(724)、单向阀(726)和连接片(727)，所述连接片(727)包括内连接片(7271)和外连接片(7272)，所述内连接片(7271)和外连接片(7272)呈环状，所述内连接片(7271)和外连接片(7272)同心设置，所述连接片(727)两侧分别和圆盘(721)相连，所述连接片(727)和圆盘(721)同心设置，所述内连接片(7271)、外连接片(7272)和两圆盘(721)之间围出第二滑槽(728)，所述第三步进电机(724)的转轴穿过圆盘(721)的中心，所述内连接片(7271)上设置有限位孔(725)，所述摆动杆(722)一端和第三步进电机(724)的转轴相连，另一端穿过限位孔(725)和推件(723)相连，所述摆动杆(722)可在限位孔(725)中活动，所述外连接片(7272)上设置有开口，所述单向阀(726)设置在第二滑槽(728)中，所述第二滑槽(728)的槽壁上设置有放置槽(729)，所述单向阀(726)包括左阀块(7261)和右阀块(7262)，所述左阀块(7261)和右阀块(7262)的一端铰接在放置槽(729)中，所述左阀块(7261)和右阀块(7262)的下部通过弹簧和放置槽(729)的槽壁相连，所述放置槽(729)中设置有挡块(7291)，所述单向阀(726)的底面抵在挡块(7291)上；后弹簧从第二振动盘(71)沿开口落入第二滑槽(728)中，所述第三步进电机(724)带动摆动杆(722)和推件(723)转动，所述推件(723)推动后弹簧在第二滑槽(728)中滑动，经过单向阀(726)进入第二出料管(74)。
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