CN107900260A - 吻合器缝合钛钉自动化生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吻合器缝合钛钉自动化生产设备，包括自动数控绕线机、冲压剪断装置，自动数控绕线机包括绕线装置、送线装置、PLC控制系统，绕线装置包括绕线电机、输出传动轴，输出传动轴的输出端上沿轴向设有绕线芯棒，绕线电机驱动输出传动轴带动绕线芯棒在设定转速下绕中轴线自转，送线装置包括移位电机、送线结构，送线结构包括排线板，排线板上设有若干穿线孔，移位电机推动送线结构做往复运动，钛丝通过穿线孔输送缠绕在绕线芯棒上形成沿轴向等距分布的多个钛丝环，冲压剪断装置沿绕线芯棒轴向同时裁剪上述多个钛丝环得到对应数量的具有绕线芯棒周向弯曲形状的钛钉。本发明采用自动数控绕线机代替人工绕线，具有生产效率高的特点。

Description

吻合器缝合钛钉自动化生产设备

技术领域

本发明涉及一种吻合器缝合钛钉生产设备，特别涉及一种自动化程度高的吻合器缝合钛钉生产设备，属于医用外科吻合器用品生产设备领域。

背景技术

吻合器是医学上使用的替代手工缝合的设备，主要工作原理是利用钛钉对组织进行离断或吻合，类似于订书机。吻合器根据适用范围不同，主要可分为皮肤吻合器、消化道(食道、胃肠等)圆形吻合器、直肠吻合器、圆形痔吻合器、包皮环切吻合器、血管吻合器、疝气吻合器、肺切割缝合器等。由于其安全可靠、方便快捷，近年来已得到广泛的应用和推广。缝合钛钉作为吻合器的关键零部件起着非常重要的作用，对它的材质以及形状尺寸都有着非常严格的要求，因为其体积较小，尺寸要求精密，同时钛钉的口部要求必须尖锐而锋利，所以缝合钛钉的生产制造一直是困扰吻合器生产企业的一道难题。目前行业内生产缝合钛钉普遍采用的生产工艺为：利用简易的手动绕线设备将钛丝缠绕在特制的芯棒上，然后将缠好钛丝的芯棒放入工装冶具内用螺丝锁紧，然后将冶具固定在虎钳上，工人使用锉刀和油石手工沿着上端两个角打磨直至完全磨断，然后将冶具取下并松开螺丝，即获得钛钉。上述生产工艺存在以下缺点：

1.生产效率低下，由于绕线用的绕线机为手摇式，绕线速度较慢，绕线完之后完全依靠手工作业将钛丝磨断获得钛钉，所以产能极低。

2.品质非常不稳定，不良率高。绕线过程中手摇的速度和力度不均匀，使得绕上去的钛丝松紧程度不一，疏密程度不一，这导致磨好之后的钛钉的形状不一致，尺寸不稳定，而且由于完全依靠手工作业磨断，极易导致钛钉的顶端尖部参差不齐，不锋利，变形弯曲等各种不良情况。因为产品尺寸较小，大量不良的钛钉很难检验剔除，这些不良的钛钉流入到后续工序组装到吻合器中，造成手术使用时钛钉成形不良，导致手术缝合效果较差，直接影响到整个手术的效果甚至危及病人的生命安全。

3.成本较高。由于产能十分低下，且不良率较高，所以造成生产成本非常高。

4.钛钉污染严重。手工磨的过程中钛钉产生静电，并且用于研磨的油石容易产生大量细小的粉末，大量的粉末容易被带静电的钛钉牢牢粘附在钛钉表面，即使后续经过超声波清洗，仍然会有较多的粉末残留在钛钉上，这违背了该类医疗器械无尘无菌的基本要求，污染后清洗不彻底的钛钉如果用于病人身上将造成严重的不良反应，导致严重的后果。

发明内容

本发明吻合器缝合钛钉自动化生产设备公开了新的方案，采用自动数控绕线机代替人工绕线，解决了现有工艺采用人工绕线造成产品不良率高的问题。

本发明吻合器缝合钛钉自动化生产设备包括自动数控绕线机、冲压剪断装置，自动数控绕线机包括绕线装置、送线装置、PLC控制系统，PLC控制系统控制绕线装置、送线装置相互配合完成绕线操作，绕线装置包括绕线电机、输出传动轴，输出传动轴的输出端上沿轴向设有绕线芯棒，绕线电机驱动输出传动轴带动绕线芯棒在设定转速下绕中轴线自转，送线装置包括移位电机、送线结构，送线结构包括排线板，排线板上设有若干穿线孔，移位电机推动送线结构做往复运动，钛丝通过穿线孔输送缠绕在绕线芯棒上形成沿轴向等距分布的多个钛丝环，冲压剪断装置沿绕线芯棒轴向同时裁剪上述多个钛丝环得到对应数量的具有绕线芯棒周向弯曲形状的钛钉。

进一步，本方案的绕线装置还包括绕线芯棒旋转支架，输出传动轴输出端上沿中轴线设有绕线芯棒，绕线芯棒的延伸端与绕线芯棒旋转支架限位连接，绕线芯棒绕中轴线自转。

进一步，本方案的送线结构还包括输线管组件，输线管组件包括若干输线管，输线管的进线口与对应的穿线孔相对，钛丝经过穿线孔通过输线管输送缠绕在绕线芯棒上。

进一步，本方案的送线结构还包括理线板，理线板上设有理线孔，钛丝经过穿线孔、输线管通过理线孔调整出线位置后输送缠绕在绕线芯棒上。

进一步，本方案的送线装置还包括钛丝卷支架，钛丝卷支架包括钛丝卷筒，钛丝卷原料设在钛丝卷筒上。

进一步，本方案的PLC控制系统包括绕线控制模块、送线控制模块、人机交互模块，绕线控制模块包括绕线电机转速控制模块，绕线电机转速控制模块控制绕线芯棒的绕线速度，送线控制模块包括移位电机控制模块，移位电机控制模块控制送线结构的布线速度，操作人员通过人机交互模块设定设备的工作参数。

进一步，本方案的冲压剪断装置包括冲压剪刀组件、绕线芯棒固定座组件，冲压剪刀组件包括一对平行布置的刀头，刀头固定在刀头座上，绕线芯棒固定座组件包括绕线芯棒安放槽，绕线芯棒安放槽设在槽座板上，绕线芯棒安放槽内固定安放绕设有钛丝的绕线芯棒，刀头在冲压力作用下沿轴向切断绕线芯棒上的钛丝得到若干钛钉。

进一步，本方案的吻合器缝合钛钉自动化生产设备还包括钛钉自动检验装置，钛钉自动检验装置包括检验单元，检验单元包括钛钉外部数据采集单元、数据转换模块、数据比对模块，钛钉外部数据采集单元采集钛钉的外部数据，数据转换模块将上述外部数据转换成可识别的数据信息，数据比对模块将上述数据信息与设定的标准参数比对后输出是否合格的信息。

进一步，本方案的钛钉自动检验装置还包括钛钉分拣输送装置，钛钉分拣输送装置包括振动输送托盘，振动输送托盘中央设有振动螺旋上升输送通道，振动输送托盘内的钛钉在振动力作用下沿着振动螺旋上升输送通道分散进入检验位置。

进一步，本方案的钛钉自动检验装置还包括不合格钛钉分拣装置，不合格钛钉分拣装置包括喷气吹嘴、不合格钛钉收集器，喷气吹嘴设在钛钉检验位置的一侧，不合格钛钉收集器设在钛钉检验位置的另一侧，钛钉自动检验装置根据数据比对模块输出的不合格信息启动喷气吹嘴将不合格钛钉吹落入不合格钛钉收集器。

本发明吻合器缝合钛钉自动化生产设备采用自动数控绕线机代替人工绕线，具有生产效率高的特点。

附图说明

图1是绕设有钛丝的绕线芯棒的示意图。

图2是图1中绕线芯棒的剖面结构示意图。

图3是自动数控绕线机的主视示意图。

图4是图3中自动数控绕线机的俯视示意图。

图5是图3中自动数控绕线机的右视示意图。

图6是冲压剪断装置的示意图。

图7是钛钉自动检验装置的示意图。

其中，112是绕线芯棒，113是绕线芯棒旋转支架，121是排线板，122是输线管，123是理线板，124是钛丝卷筒，211是刀头，221绕线芯棒安放槽，310是检验单元，320是钛钉分拣输送装置，331是喷气吹嘴，332是不合格钛钉收集器。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图3～6所示，本发明公开了一种医用外科吻合器用钛钉的生产设备，提供了一套科学的、自动化程度较高的、稳定可靠并且高效的缝合钛钉自动化生产及自动化检测工艺。本方案的生产工艺分为三个生产工序，第一步为绕线工序，利用设计定制的自动数控绕线机将钛丝快速而均匀的缠绕在芯棒上。第二步利用特别设计定作的冲压模具将绕在芯棒上的钛丝切断以获得固定尺寸和形状的钛钉。第三步将冲压制成的钛钉放入定制的全自动CCD检测设备内进行自动化全检。经过全检后的缝合钛钉即可保证百分之百的合格率。

图3～5为设计定制的自动数控绕线机，如图所示，左侧底部机箱内为无级变速马达，顶部连接PLC电脑控制系统，通过该PLC系统可以设定好绕线的线径、速度、绕线圈数、绕线起始点及结束点等参数，设定好这些工作参数之后，将整卷的钛丝原材放置在钛丝卷支架(材料架)上，将绕线用的芯棒用快速夹快速安装固定在连接旋转马达的旋转轴上，将钛丝线头穿过排线架的穿线孔，然后按顺时针的方向固定在芯棒的一头，然后按下机器的启动按钮，机器按照预先设定的工作参数开始快速而均匀的自动绕线，约十几秒后绕线结束，马达自动停止，排线架自动复位回到左边起始位置，这时候剪断芯棒末端的钛丝并将芯棒从机器上取下，然后将绕好线的芯棒放入设计定制的模具内，如图6所示，模具在冲压机床的作用下将钛丝切断制成我们所需的特定尺寸和形状的钛钉。钛钉冲制完成后，用气枪将模具内的钛钉吹入事先准备好的胶框内收集起来，模具的周边注意用纸板等遮挡，以免钛钉吹散到机床周边。然后将收集起来钛钉倒入设计定制的全自动CCD检测设备内进行全检，检测设备如图7所示，冲制完成的钛钉倒入设备左边的振动盘内，钛钉在振动盘的振动作用力下沿着轨道做顺时针螺旋上升运动，然后逐步有序的整齐排列，沿着轨道向前运动，在经过检验单元(CCD检测单元)时，高清CCD摄像头迅速摄取钛钉的尺寸及外形并传输至机器的电脑系统，经过电脑软件系统的检测比对，如果发现有尺寸不良或外观不良的钛钉，在经过不合格钛钉分拣装置(剔除单元)时机器自动发出指令将不良品吹出轨道落入不良品料斗内，其余良品则沿着轨道继续向前移动，最后落入合格品料斗收集起来。

本方案设计制作了自动数控绕线机，替代现有的手摇式绕线机进行绕线，提高了绕线的效率，而且绕好的钛丝松紧程度一致，疏密程度一致，为后道工序的加工创造提供了良好的条件基础。本方案设计制作的钛钉冲压切断模具取代现有的手工磨断工艺，首先效率得到了飞速的提升，现有的工艺磨好一支芯棒的钛丝需要15～20分钟左右，而采用本方案的冲压工艺只需要5～10秒即可完成。其次，采用模具冲压切断，因为是利用模具内锋利的高硬度的切断冲头将钛丝切断，所以切断后的钛钉尖角非常尖锐锋利，这样制成的钛钉在装入吻合器内使用时能够顺利的刺穿需要缝合的人体组织卷曲成形，使缝合取得非常好的效果，并且相对于现有工艺，冲压切断的钛钉不产生任何粉末，不会污染钛钉，更洁净、安全。本方案设计制作了全自动的CCD检测设备，替代现有的人工肉眼观测，因为钛钉尺寸极小，人工观测时需要在放大镜下观察，肉眼观测只能大概观察产品的外形等等有无明显的不良，对于尺寸等不良跟本无法检测出来，而且长时间的放大镜下肉眼观察，眼睛非常容易疲劳，并且极大的损伤视力，效率极其低下并且容易漏检，无法保证检验的品质。而本发明的全自动的CCD检测设备，整个检测过程全部由设备自动完成，对所有需要检验的钛钉逐一投影测量，保证经过检验后的钛钉合格率为百分之百，使得产品品质的可靠性和生产效率都得到了极大的提高。

本方案的吻合器缝合钛钉自动化生产设备极大提高了生产效率，自动绕线机绕线，冲压模具切断钛丝制成钛钉，然后全自动CCD检测，整个生产工艺自动化程度较高，相对于人工作业，生产效率提高15～20倍以上，而且品质一致，稳定性较好，无论是尺寸精度还是钉尖的尖锐度锋利度都得到了较大的提升，并且模具切断的钛钉不会产生粉末沾附在钛钉表面，从而造成严重的污染，全自动的CCD检测方法可确保经过检验的钛钉百分之百的合格。同时，生产效率的飞速提高，产品不良率的极大降低，使得生产成本得到了极大的降低，完美的解决了一直以来困扰着该行业发展的一大技术难题。基于以上特点，本方案的吻合器缝合钛钉自动化生产设备相比现有的方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案的吻合器缝合钛钉自动化生产设备并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (10)

1.吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征是包括自动数控绕线机、冲压剪断装置，所述自动数控绕线机包括绕线装置、送线装置、PLC控制系统，所述PLC控制系统控制所述绕线装置、送线装置相互配合完成绕线操作，所述绕线装置包括绕线电机、输出传动轴，所述输出传动轴的输出端上沿轴向设有绕线芯棒，所述绕线电机驱动所述输出传动轴带动所述绕线芯棒在设定转速下绕中轴线自转，所述送线装置包括移位电机、送线结构，所述送线结构包括排线板，所述排线板上设有若干穿线孔，所述移位电机推动所述送线结构做往复运动，钛丝通过所述穿线孔输送缠绕在所述绕线芯棒上形成沿轴向等距分布的多个钛丝环，所述冲压剪断装置沿所述绕线芯棒轴向同时裁剪所述多个钛丝环得到对应数量的具有所述绕线芯棒周向弯曲形状的钛钉。

2.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述绕线装置还包括绕线芯棒旋转支架，所述输出传动轴输出端上沿中轴线设有绕线芯棒，所述绕线芯棒的延伸端与所述绕线芯棒旋转支架限位连接，所述绕线芯棒绕中轴线自转。

3.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述送线结构还包括输线管组件，所述输线管组件包括若干输线管，所述输线管的进线口与对应的穿线孔相对，钛丝经过所述穿线孔通过所述输线管输送缠绕在所述绕线芯棒上。

4.根据权利要求3所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述送线结构还包括理线板，所述理线板上设有理线孔，钛丝经过所述穿线孔、输线管通过所述理线孔调整出线位置后输送缠绕在所述绕线芯棒上。

5.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述送线装置还包括钛丝卷支架，所述钛丝卷支架包括钛丝卷筒，钛丝卷原料设在所述钛丝卷筒上。

6.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述PLC控制系统包括绕线控制模块、送线控制模块、人机交互模块，所述绕线控制模块包括绕线电机转速控制模块，所述绕线电机转速控制模块控制绕线芯棒的绕线速度，所述送线控制模块包括移位电机控制模块，所述移位电机控制模块控制送线结构的布线速度，操作人员通过所述人机交互模块设定设备的工作参数。

7.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述冲压剪断装置包括冲压剪刀组件、绕线芯棒固定座组件，所述冲压剪刀组件包括一对平行布置的刀头，所述刀头固定在刀头座上，所述绕线芯棒固定座组件包括绕线芯棒安放槽，所述绕线芯棒安放槽设在槽座板上，所述绕线芯棒安放槽内固定安放绕设有钛丝的绕线芯棒，所述刀头在冲压力作用下沿轴向切断绕线芯棒上的钛丝得到若干钛钉。

8.根据权利要求1所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述吻合器缝合钛钉自动化生产设备还包括钛钉自动检验装置，所述钛钉自动检验装置包括检验单元，所述检验单元包括钛钉外部数据采集单元、数据转换模块、数据比对模块，所述钛钉外部数据采集单元采集钛钉的外部数据，所述数据转换模块将所述外部数据转换成可识别的数据信息，所述数据比对模块将所述数据信息与设定的标准参数比对后输出是否合格的信息。

9.根据权利要求8所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述钛钉自动检验装置还包括钛钉分拣输送装置，所述钛钉分拣输送装置包括振动输送托盘，所述振动输送托盘中央设有振动螺旋上升输送通道，所述振动输送托盘内的钛钉在振动力作用下沿着所述振动螺旋上升输送通道分散进入检验位置。

10.根据权利要求8或9所述的吻合器缝合钛钉自动化生产设备，其特征在于，所述钛钉自动检验装置还包括不合格钛钉分拣装置，所述不合格钛钉分拣装置包括喷气吹嘴、不合格钛钉收集器，所述喷气吹嘴设在钛钉检验位置的一侧，所述不合格钛钉收集器设在钛钉检验位置的另一侧，所述钛钉自动检验装置根据所述数据比对模块输出的不合格信息启动所述喷气吹嘴将不合格钛钉吹落入所述不合格钛钉收集器。