CN110480303A - 腔内切割吻合器钉仓自动装钉机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，适用于腔内切割吻合器钉仓自动安装吻合钉。腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，包括装钉机架、吻合钉供料装置、钉仓供料装置、吻合钉装配装置和吻合钉装配质量检测机构；吻合钉装配装置设置在装钉机架中部，吻合钉供料装置与钉仓供料装置分别设置在吻合钉装配装置前后两侧，吻合钉装配质量检测机构安装在装钉机架上部。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，适用于腔内切割吻合器钉仓自动安装吻合钉。
背景技术
腔内切割吻合器是外科手术中使用的替代传统手工缝合的医疗器械，由于现代科技的发展和制作技术的改进，目前临床上使用的吻合器质量可靠，使用方便，尤其是缝合快速，操作方便，很少副作用和手术并发症，深受医护人员和患者的欢迎。但是吻合器的吻合钉通常采用钛钉，钛钉尺寸较少，目前主要是由工人手工进行装钉，在手工将钛钉插装到吻合器过程中容易发生偏斜，掉落等问题，每个吻合器需要装配较多的钛钉，工人容易漏装，而且装配速度较慢，输送定位装夹较困难，生产效率低，满足不了工业化批量生产需求，需要一种吻合器自动装钉设备来满足吻合器批量自动化装钉需求。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的吻合钉装配装置，与腔内切割吻合器钉仓自动装钉机配套使用，给腔内切割吻合器自动装钉，装钉位置正确，不会出现吻合钉发生偏斜，掉落、漏装等问题，而且装配速度快，生产效率高，满足了吻合器工业化批量自动化装钉需求。
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机是采取以下技术方案实现的：
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机包括装钉机架、吻合钉供料装置、钉仓供料装置、吻合钉装配装置和吻合钉装配质量检测机构。
吻合钉装配装置设置在装钉机架中部，吻合钉供料装置与钉仓供料装置分别设置在吻合钉装配装置前后两侧，吻合钉装配质量检测机构安装在装钉机架上部。
吻合钉供料装置包括振动圆盘、直线振动轨道和储钉盘。振动圆盘安装在装钉机架上，振动圆盘下部装有圆盘电磁振动器，直线振动轨道一端与振动圆盘出料口相连接，直线振动轨道另一端与储钉盘相连，直线振动轨道下部装有直线轨道电磁振动器。储钉盘安装在吻合钉装配装置一侧，储钉盘装有步进电机。
钉仓供料装置包括钉仓工装夹具存放台、钉仓送料气缸、钉仓移送气缸，钉仓工装夹具存放台安装在装钉机架上，若干个钉仓工装夹具安装在钉仓工装夹具存放台上，在钉仓工装夹具前侧钉仓工装夹具存放台上安装有钉仓送料气缸，钉仓工装夹具存放台在前侧装有钉仓移送气缸。
在钉仓工装夹具存放台一侧设置有钉仓供料皮带，钉仓供料皮带与另外一台腔内切割吻合器钉仓自动装钉机相配合，传送待装置腔内切割吻合器钉仓。
所述的钉仓工装夹具设置有钉仓工装夹具本体，在钉仓工装夹具本体上部设置有钉仓安装槽，钉仓安装槽前部安装有钉仓压紧定位压板，仓压紧定位压板前部依次装有定位弹簧、螺丝、钢球用于钉仓弹性压紧定位。钉仓安装在钉仓安装槽内，通过钉仓压紧定位压板压紧定位。
吻合钉装配装置包括吻合钉搬运机构、安装块、上下装钉机构、夹紧取钉机构、钉仓X方向移动机构、钉仓Y方向移动机构、装钉工作台、钉仓工装夹具夹紧定位气缸。
吻合钉搬运机构具有搬运机械手，搬运机械手安装在装钉机架1上部，搬运机械手具有曲柄凸轮、连杆、伺服电机，伺服电机输出轴上装有曲柄凸轮，两连杆与曲柄凸轮相连。
安装块安装在两连杆上，安装块上安装有夹紧取钉机构和上下装钉机构。
夹紧取钉机构具有夹紧取钉气缸、夹爪，夹紧取钉气缸与夹爪相连。
所述上下装钉机构具有上、下装钉气缸、压爪，上下装钉气缸与压爪相连。
装钉工作台安装在装钉机架上，装钉工作台下部装有钉仓X方向移动机构。钉仓X方向移动机构具有X方向直线导轨、X方向移动伺服电机，X方向滚珠丝杆安装在X方向直线导轨下部，X方向移动伺服电机安装在X方向直线导轨外端部与X方向滚珠丝杆相连，传动X方向直线导轨在X方向移动并带动装钉工作台以及装钉工作台上的装有钉仓的钉仓工装夹具装钉时在X方向移动。
在装钉工作台下部的钉仓X方向移动机构底部装有钉仓Y方向移动机构。钉仓Y方向移动机构具有Y方向直线导轨、Y方向滚珠丝杆、Y方向移动伺服电机。Y方向移动伺服电机安装在Y方向直线导轨外端部与Y方向滚珠丝杆相连，传动Y方向直线导轨在Y方向移动，并带动X方向移动机构、装钉工作台以及装钉工作台上的装有钉仓的钉仓工装夹具装钉时在Y方向移动。
吻合钉装配质量检测机构由工业智能相机、环形光源组成，工业智能相机安装在装钉机架上部，环形光源安装在钉仓工装夹具上部。工业智能相机通过信号线与本机配套的可编程控制器PLC相连，通过分析处理来检测钉仓中吻合钉装配情况并通过监控显示屏显示。环形光源提供工业智能相机照相光源。
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机配套有电气控制箱，电气控制箱装有可编程控制器PLC、工业智能相机控制器、显示屏、控制操作面板，对整个设备进行自动控制。
工作原理：
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机使用时，吻合钉供料装置通过振动圆盘，把缝合钉按照有序顺序，进行排列，然后在移动到直线振动轨道，在直线振动轨道会对重合的钛钉进行预筛选，只让符合标准的钛钉进入到储钉盘工位。
钉仓供料装置是人工先把需要装配的钉仓放入指定的钉仓工装夹具内，然后把钉仓工装夹具放入夹具存放区域，当机器自动运行的时候，会通过钉仓送料气缸从夹具存放区域自动取一个装有钉仓的钉仓工装夹具，进行吻合钉装配，装配完成，会再次从夹具存放区域取下一个装有钉仓的钉仓工装夹具，进行装配，依次循环。
吻合钉装配装置是通过吻合钉搬运机构的高速搬运机械手、夹紧取钉机构的夹紧取钉气缸、夹爪从储料盘，通过夹紧取钉气缸推动夹爪抓取一个吻合钉（钛钉），把钛钉预先装入钉仓里面（钉仓会通过XY移动平台，根据设定的轨迹进行移动），在夹紧取钉气缸推动夹爪夹取抓取第二个吻合钉（钛钉）的时候，会通过吻合钉装配质量检测机构5的工业智能相机对第一个预装的吻合钉（钛钉）装配状态检测，检测如果是合格OK，搬运机械手、夹紧取钉机构会自动抓取第二个吻合钉（钛钉），进行装配，在第二个吻合钉（钛钉）装配的时候，会同时把第一颗吻合钉（钛钉）完全插入到钉仓里面，检测如果是不合格NG, 搬运机械手、夹紧取钉机构会自动把预装的吻合钉（钛钉）取出，在自动补装一个新的吻合钉（钛钉），以此保证装配的每个吻合钉（钛钉）都是符合产品质量要求。
钉仓工装夹具中钉仓装配完成吻合钉（钛钉）后，会通过气缸自动把装配完成的装有钉仓的钉仓工装夹具移动到钉仓收纳的地方。
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的吻合钉装配装置，与腔内切割吻合器钉仓自动装钉机配套使用，腔内切割吻合器钉仓自动装钉机设计合理，结构紧凑，由于设置装钉机架、吻合钉供料装置、钉仓供料装置、吻合钉装配装置和吻合钉装配质量检测机构，给腔内切割吻合器自动装钉，装钉位置正确，不会出现吻合钉发生偏斜，掉落、漏装等问题，而且装配速度快，生产效率高，满足了吻合器工业化批量自动化装钉需求。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是腔内切割吻合器钉仓自动装钉机结构示意图1；
图2是腔内切割吻合器钉仓自动装钉机结构示意图2；
图3是腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的吻合钉装配装置结构示意图；
图4是腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的钉仓X方向移动机构和钉仓Y方向移动机构结构示意图；
图5是腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的钉仓工装夹具结构示意图。
图中：1、装钉机架，2、吻合钉供料装置，3、钉仓供料装置，4、吻合钉装配装置，5、吻合钉装配质量检测机构，6、钉仓；
2-1、振动圆盘，2-2、直线振动轨道，2-3、储钉盘, 2-4、圆盘电磁振动器, 2-5、直线轨道电磁振动器，2-6、步进电机；
3-1、钉仓工装夹具存放台，3-2、钉仓送料气缸，3-3、钉仓移送气缸，3-4、钉仓工装夹具，3-5、钉仓供料皮带；
3-4-1、钉仓工装夹具本体，3-4-2、钉仓安装槽，3-4-3、钉仓压紧定位压板，3-4-4、定位弹簧，3-4-5、螺丝3-4-5，3-4-6、钢球；
4-1、吻合钉搬运机构，4-2、安装块，4-3、上下装钉机构，4-4、夹紧取钉机构，4-5、钉仓X方向移动机构，4-6、钉仓Y方向移动机构，4-7、装钉工作台，4-8、钉仓工装夹具夹紧定位气缸；
4-1-1、曲柄凸轮，4-1-2、连杆， 4-1-3、伺服电机；4-3-1、上、下装钉气缸，4-3-2、压爪；4-4-1、夹紧取钉气缸，4-4-2、夹爪；4-5-1、X方向直线导轨，4-5-2、X方向移动伺服电机；4-6-1、Y方向直线导轨，4-6-2、Y方向滚珠丝杆，4-6-3、Y方向移动伺服电机；
5-1、工业智能相机，5-2、环形光源。
具体实施方式
参照附图1-5，腔内切割吻合器钉仓自动装钉机包括装钉机架1、吻合钉供料装置2、钉仓供料装置3、吻合钉装配装置4和吻合钉装配质量检测机构5。
吻合钉装配装置4设置在装钉机架1中部，吻合钉供料装置2与钉仓供料装置3分别设置在吻合钉装配装置4前后两侧，吻合钉装配质量检测机构5安装在装钉机架1上部。
吻合钉供料装置2包括振动圆盘2-1、直线振动轨道2-2，储钉盘2-3。振动圆盘2-1安装在装钉机架1上，振动圆盘2-1下部装有圆盘电磁振动器2-4， 直线振动轨道2-2一端与振动圆盘出料口相连接，直线振动轨道2-2另一端与储钉盘2-3相连，直线振动轨道2-2下部装有直线轨道电磁振动器2-5。储钉盘2-3安装在吻合钉装配装置4一侧，储钉盘2-3装有步进电机2-6。
钉仓供料装置3包括钉仓工装夹具存放台3-1、钉仓送料气缸3-2、钉仓移送气缸3-3，钉仓工装夹具存放台3-1安装在装钉机架1上，若干个钉仓工装夹具3-4安装在钉仓工装夹具存放台3-1上，在钉仓工装夹具3-4前侧钉仓工装夹具存放台3-1上安装有钉仓送料气缸3-2，钉仓工装夹具存放台3-1在前侧装有钉仓移送气缸3-3。
在钉仓工装夹具存放台3-1一侧设置有钉仓供料皮带3-5，钉仓供料皮带3-5与另外一台腔内切割吻合器钉仓自动装钉机相配合，传送待装置腔内切割吻合器钉仓。
所述的钉仓工装夹具3-4设置有钉仓工装夹具本体3-4-1，在钉仓工装夹具本体3-4-1上部设置有钉仓安装槽3-4-2，钉仓安装槽3-4-2前部安装有钉仓压紧定位压板3-4-3，仓压紧定位压板3-4-3前部依次装有定位弹簧3-4-4、螺丝3-4-5、钢球3-4-6用于钉仓弹性压紧定位。钉仓6安装在钉仓安装槽3-4-2内，通过钉仓压紧定位压板3-4-3压紧定位。
吻合钉装配装置4包括吻合钉搬运机构4-1、安装块4-2、上下装钉机构4-3、夹紧取钉机构4-4、钉仓X方向移动机构4-5、钉仓Y方向移动机构4-6、装钉工作台4-7、钉仓工装夹具夹紧定位气缸4-8。
吻合钉搬运机构4-1具有搬运机械手。搬运机械手安装在装钉机架1上部，搬运机械手具有曲柄凸轮4-1-1、连杆4-1-2、伺服电机4-1-3，伺服电机4-1-3输出轴上装有曲柄凸轮4-1-1，两连杆4-1-2与曲柄凸轮4-1-1相连。
安装块4-2安装在两连杆4-1-2上，安装块4-2上安装有夹紧取钉机构4-4和上下装钉机构4-3。
夹紧取钉机构4-4具有夹紧取钉气缸4-4-1、夹爪4-4-2，夹紧取钉气缸4-4-1与夹爪4-4-2相连。
所述上下装钉机构4-3具有上、下装钉气缸4-3-1、压爪4-3-2，上下装钉气缸4-3-1与压爪4-3-2相连。
装钉工作台4-7安装在装钉机架1上，装钉工作台4-7下部装有钉仓X方向移动机构4-5。钉仓X方向移动机构4-5具有X方向直线导轨4-5-1、X方向移动伺服电机4-5-2，X方向滚珠丝杆安装在X方向直线导轨4-5-1下部，X方向移动伺服电机4-5-2安装在X方向直线导轨4-5-1外端部与X方向滚珠丝杆相连，传动X方向直线导轨4-5-1在X方向移动并带动装钉工作台4-7以及装钉工作台上的装有钉仓的钉仓工装夹具4-8装钉时在X方向移动。
在装钉工作台4-7下部的钉仓X方向移动机构4-5底部装有钉仓Y方向移动机构4-6。钉仓Y方向移动机构4-6具有Y方向直线导轨4-6-1、Y方向滚珠丝杆4-6-2、Y方向移动伺服电机4-6-3。Y方向移动伺服电机4-6-3安装在Y方向直线导轨4-6-1外端部与Y方向滚珠丝杆4-6-2相连，传动Y方向直线导轨4-6-1在Y方向移动，并带动X方向移动机构4-5、装钉工作台4-7以及装钉工作台4-7上的装有钉仓的钉仓工装夹具4-8装钉时在Y方向移动。
吻合钉装配质量检测机构5由工业智能相机5-1、环形光源5-2组成，工业智能相机5-1安装在装钉机架1上部，环形光源5-2安装在钉仓工装夹具4-8上部。工业智能相机5-1通过信号线与本机配套的PLC可编程控制器相连，通过分析处理来检测钉仓中吻合钉装配情况并通过监控显示屏显示。环形光源5-2提供工业智能相机5-1照相光源。
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机配套有电气控制箱，电气控制箱装有可编程控制器PLC、、显示屏、控制操作面板、工业智能相机控制器，对整个设备进行自动控制。
腔内切割吻合器钉仓自动装钉机的吻合钉装配装置，与腔内切割吻合器钉仓自动装钉机配套使用，腔内切割吻合器钉仓自动装钉机使用时，吻合钉供料装置2通过振动圆盘，把缝合钉按照有序顺序，进行排列，然后在移动到直线振动轨道，在直线振动轨道会对重合的钛钉进行预筛选，只让符合标准的钛钉进入到储钉盘2-3工位。
钉仓供料装置3是人工先把需要装配的钉仓放入指定的钉仓工装夹具3-4内，然后把钉仓工装夹具3-4放入夹具存放区域，当机器自动运行的时候，会通过钉仓送料气缸3-3从夹具存放区域自动取一个装有钉仓的钉仓工装夹具3-4，进行吻合钉装配，装配完成，会再次从夹具存放区域取下一个装有钉仓的钉仓工装夹具3-4，进行装配，依次循环。
吻合钉装配装置4是通过吻合钉搬运机构4-1的高速搬运机械手、夹紧取钉机构4-4的夹紧取钉气缸4-4-1、夹爪4-4-2从储料盘2-3，通过夹紧取钉气缸4-4-1推动夹爪4-4-2抓取一个吻合钉（钛钉），通过上下装钉机构4-3把钛钉预先装入钉仓里面（钉仓会通过XY移动平台，根据设定的轨迹进行移动），在夹紧取钉气缸4-4-1推动夹爪4-4-2夹取抓取第二个吻合钉（钛钉）的时候，会通过吻合钉装配质量检测机构5的工业智能相机5-1对第一个预装的吻合钉（钛钉）装配状态检测，检测如果是合格OK，搬运机械手、夹紧取钉机构4-4会自动抓取第二个吻合钉（钛钉），进行装配，在第二个吻合钉（钛钉）装配的时候，通过上下装钉机构4-3会同时把第一颗吻合钉（钛钉）完全插入到钉仓里面，检测如果是不合格NG, 搬运机械手、夹紧取钉机构4-4会自动把预装的吻合钉（钛钉）取出，在自动补装一个新的吻合钉（钛钉），以此保证装配的每个吻合钉（钛钉）都是符合产品质量要求。
钉仓工装夹具3-4中钉仓装配完成吻合钉（钛钉）后，会通过气缸自动把装配完成的装有钉仓的钉仓工装夹具3移动到钉仓收纳的地方。
Claims (10)
1.一种腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，包括装钉机架、吻合钉供料装置、钉仓供料装置、吻合钉装配装置和吻合钉装配质量检测机构；
吻合钉装配装置设置在装钉机架中部，吻合钉供料装置与钉仓供料装置分别设置在吻合钉装配装置前后两侧，吻合钉装配质量检测机构安装在装钉机架上部。
2.根据权利要求1所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，吻合钉供料装置包括振动圆盘、直线振动轨道和储钉盘；振动圆盘安装在装钉机架上，振动圆盘下部装有圆盘电磁振动器，直线振动轨道一端与振动圆盘出料口相连接，直线振动轨道另一端与储钉盘相连，直线振动轨道下部装有直线轨道电磁振动器；储钉盘安装在吻合钉装配装置一侧，储钉盘装有步进电机。
3.根据权利要求1所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，钉仓供料装置包括钉仓工装夹具存放台、钉仓送料气缸和钉仓移送气缸，钉仓工装夹具存放台安装在装钉机架上，若干个钉仓工装夹具安装在钉仓工装夹具存放台上，在钉仓工装夹具前侧钉仓工装夹具存放台上安装有钉仓送料气缸，钉仓工装夹具存放台在前侧装有钉仓移送气缸。
4.根据权利要求1所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，吻合钉装配装置包括吻合钉搬运机构、安装块、上下装钉机构、夹紧取钉机构、钉仓X方向移动机构、钉仓Y方向移动机构、装钉工作台、钉仓工装夹具夹紧定位气缸。
5.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，吻合钉搬运机构具有搬运机械手，搬运机械手安装在装钉机架上部，搬运机械手具有曲柄凸轮、连杆、伺服电机，伺服电机输出轴上装有曲柄凸轮，两连杆与曲柄凸轮相连。
6.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，安装块安装在两连杆上，安装块上安装有夹紧取钉机构和上下装钉机构；
夹紧取钉机构具有夹紧取钉气缸、夹爪，夹紧取钉气缸与夹爪相连；
所述上下装钉机构具有上、下装钉气缸、压爪，上下装钉气缸与压爪相连。
7.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，装钉工作台安装在装钉机架上，装钉工作台下部装有钉仓X方向移动机构，钉仓X方向移动机构具有X方向直线导轨、X方向移动伺服电机，X方向滚珠丝杆安装在X方向直线导轨下部，X方向移动伺服电机安装在X方向直线导轨外端部与X方向滚珠丝杆相连，传动X方向直线导轨在X方向移动并带动装钉工作台以及装钉工作台上的装有钉仓的钉仓工装夹具装钉时在X方向移动；
在装钉工作台下部的钉仓X方向移动机构底部装有钉仓Y方向移动机构，钉仓Y方向移动机构具有Y方向直线导轨、Y方向滚珠丝杆、Y方向移动伺服电机，Y方向移动伺服电机安装在Y方向直线导轨外端部与Y方向滚珠丝杆相连，传动Y方向直线导轨在Y方向移动，并带动X方向移动机构、装钉工作台以及装钉工作台上的装有钉仓的钉仓工装夹具装钉时在Y方向移动。
8.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，吻合钉装配质量检测机构由工业智能相机、环形光源组成，工业智能相机安装在装钉机架上部，环形光源安装在钉仓工装夹具上部；工业智能相机通过信号线与本机配套的可编程控制器PLC相连，通过分析处理来检测钉仓中吻合钉装配情况并通过监控显示屏显示，环形光源提供工业智能相机照相光源。
9.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，钉仓工装夹具设置有钉仓工装夹具本体，在钉仓工装夹具本体上部设置有钉仓安装槽，钉仓安装槽前部安装有钉仓压紧定位压板，仓压紧定位压板前部依次装有定位弹簧、螺丝、钢球用于钉仓弹性压紧定位，钉仓安装在钉仓安装槽内，通过钉仓压紧定位压板压紧定位。
10.根据权利要求４所述的腔内切割吻合器钉仓自动装钉机，其特征在于，在钉仓工装夹具存放台一侧设置有钉仓供料皮带，钉仓供料皮带与另外一台腔内切割吻合器钉仓自动装钉机相配合，传送待装置腔内切割吻合器钉仓。
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