SU1183469A1 - Устройство дл изготовлени стекл нных микроинструментов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОИНСТРУМЕНТОВ, содержащее механизм закреплени  и подачи заготовки с держателем заготовки , черв чньй механизм поворота заготовки, микроскоп, установленньй на трехкоординатном столике, блок нагрева и отрезани  заготовки с поворотной шайбой с отверсти ми с проход щими через них обрезным приспособлением и нагревател ми, закрепленными в держател х, вставл емых в цанговые зажимы штоков, а также. фотрдатчик, регулирующий потенциометр , регул тор тока накала и кнопку Пуск-стоп, отличающеес   тем, что, с целью повышени  качества и производительности, оно снабжено зеркалом, установленным под углом 45 к оптической оси микроскопа , узлом регулировани  заданной степени накала нагревателей и механизмом отвода черв ка из зацеплени  с черв чным колесом, при этом последний выполнен в виде опор черв ка, одна из которых поворотна  вокруг оси, а друга  вьшолнена в виде ползуна с отверстием дл  черв ка, установленного с возможностью перемещени  между неподвижными щеками, через одну из которых пропущен вал с руко ткой и рычагом, который посредством пружины взаимодействует с ползуном, а узел регулировани  заданной степени накала нагревателей выполнен в виде усилител  сигнала фотодатчика, двух триггеров, элемента 2И, одновибратора и двух концевых выключателей, причем выход фотодатчика подключен к первому входу усилител  сигнала фотодатчика, выход которого подключен к входу регулирующего потенциометра и к входу регул тора тока накала, выход ко (Л торого подключен к нагревател м, второй вход усилител  сигнала фото- датчика подключен, к выходу элемента 2И, первый вход которого подключен к выходу первого триггера, а второй вход - к выходу второго триггера , вход С первого триггера соединен с кнопкой Пуск-стоп, вход С 00 второго триггера соединен с первым со 4; концевым выключателем, который ме ,ханически св зан с ручкой регулирую9 щего потенциометра, вход R второго i;o триггера подключен к выходу одновибратора , вход которого подключен к второму концевому выключателю, при этом -поворотна  шайба выполнена с выступами , взаимодействуюрдими с вторым концевым выключателем. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что механизм. закреплени  и подачи заготовки снабжен механизмом поворота заготовки вокруг оси, выполненным в виде закрепленных на держателе заготовки .двух магнитов с ручкой.

Description

3. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что оно снабжено установленным на черв чном колесе под углом к оптичес кой оси микроскопа кронштейном дл  установки держател  заготовки .

4, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что каждый нагреватель снабжен механизмом продольного перемещени , выполненным в виде гайки, взаимодействующей торцом с держателем нагревател , а посредством резьбового соединени  - со штоком.

1

Изобретение относитс  к производству изделий из стекла и может быть использовано в биологии и медицине.

Цель изобретени  - повьш1ение качества и производительности.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - взаимное положение нагревателей и заготовки (микропипетки или микроиглы) в вертикальной (положение I и IV) и горизонтальной (положение II, III, V и VI) плоскост х в поле зрени  микроскопа на фиг.. 4 - разрез Б-В на фиг. 2; на фиг. 5 - вид В на фиг.2; на фиг. 6 - узел I на фиг, 2} на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 2, на фиг. 8 - функциональна  схема узла регулировани  заданной степени накала нагревателей.

Устройство дл  изготовлени  стекл нных микроинструментов содержит корпус 1 с днищем 2, механизм 3 выт гивани  стекл нной заготовки (выт гивани  микропипетки), черв чный механизм 4 поворота заготовки с жестко закрепленным на нем механизмом 5 закреплени  и .подачи заготовки с механизмом 6 поворота заготовки вокруг оси, механизм 7 микроподачи, микроскоп 8 с трехкоординатным столиком 9 блок 10 нагрева и отрезани  заготовки , осветитель 11 проход щего света и осветитель отраженного света (не показан)« Внутри корпуса 1 размещены плата управлени  исполнительными эле .ментами блока нагрева и отрезани  заготовки и питаюпщй.трансформатор (не показаны).

Шток 12 (фиг. 1) механизма 3 выт гивани  стекл нной заготовки имеет зажимное устройство дл  закреплени  в нем нижнего конца заготовки во

врем  ее выт жки и дл  закреплени  зеркала 13, которое устанавливаетс  неподвижно ниже рабочей зоны под углом 45 к оптической оси микроскопа (при нижнем положении штока 12

Черв чный механизм 4 поворота (фиг. 2) заготовки (микропипетки, микроиглы) содержит черв чное колесо 14, установленное на подшипниках 15 основани  16, к которым прижато подпружиненными подшипниками 17 и черв к 18. Механизм отвода черв ка 18 из зацеплени  с черв чным колесом 14 выполнен на опорах, одна из которых (опора 19) имеет возможность поворота вокруг оси 20, а друга  выполнена в виде ползуна 21, имеющего возможность перемещени  в вертикальной плоскости между неподвижными щеками 22 (фиг. 4) основани  16. На основании 16 расположен вал 23 с рычагом 24 и руко ткой 25, пружина 26 раст жени  св зывает рычаг 24 с ползуном 21.

Механизм 5 закреплени  и подачи (фиг. 2) заготовки в зону нагрева содержит реечно-винтовой механизм (не показан) управл емьм соосными ручками 27 и 28 дл  перемещени  держател  29 заготовки по двум направлением (вверх-вниз и вправо-влево ) . I

Узел регулировани  заданной степени накала нагревателей (фиг. 8) содержит фотодатчик 30 усилитель 31 сигнала фотодатчика , два триггера 32 и 33 (первьш и второй), элемент 2И 34, одновибратор 35, регул тор 36 тока нанала, регулирук ций потенциометр 37 и два концевых выключател  38 и 39. . Выход фотодатчика 30 подключен к первому входу усилител  31 сигнала фотодатчика, выход которого подключен к входу регулирующего потенциометра 37 и к входу регул тора 36 тока накала. Второй вход усилител  сигнала фотодатчика подключен к выходу элемента 2И 34, первый вход которого подключен к выходу первого триггера 32, а второй вход - к выходу второго триггера 33. Вход С первого триггера 32 соединен с кнопкой 40 Пуск-стоп, а вход С второго триггера 33 соединен с первым концевым выключателем 38, св занным механически с ручкой регулирующего потен диоментра 37, Вход R второго триггера 33 подклю чен к выходу одновибратора 35, вход которого подключен к второму концевому выключателю 39, срабатывающему при повороте поворотной шайбы 41, имеющей отверсти  42. Механизм 6 поворота заготовки вок руг оси содержит гайку 43 (фиг. 7) и резиновую втулку 44 дл  жесткого креплени  заготовки во втулке 45, имеющей посто нньй магнит 46. Другой посто нный магнит 47 жестко св зан с ручкой 48. Втулка 45 установлена в ручке 48 с возможностью поворота . Механизм 7 микроподачи (фиг. 2) служит дл  перемещени  блока 10 нагр ва и отрезани  заготовки по двум нап равлени м в вертикальной плоскости и жестко крепитс  к вертикальной нап равл ющей 49. Последн   установлена на щариках 50 в горизонтальной направл ющей 51, котора  установлена в шариковых направл ющих 52 корпуса 1 Дл  осуществлени  микроподачи слу жат сдвоенные ручки 53, вынесенные на боковые стороны устройства, привод щие винтовые и цилиндрические зу чатые передачи (не показаны). Блок 10 нагрева и отрезани  (фиг. 2) заготовки имеет п ть нагрев телей 54 (фиг. 5) и одно обрезное устройство 55, закрепленные в держа- тел х 56, вставл емых в цанговые зажимы 57 штоков 58. Подача очередного нагревател  54 в зону нагрева происходит при вращении ручки 59 со штоками 58 и 60. При этом поворачиваетс  поворотна  шайба 41 и очередной шток 58, расположенньм в одном из отверстий 42, поворачива сь вместе с поворотной шайбой 41, одновременно перемещаетс  в зону нагрева, посколь ку поворачиваетс  ручка 59. Блок 10 нагрева и отрезани  имеет направл ющую 61 типа ласточкин хвост, на которой вдоль оптической оси может перемещатьс  кронштейн 62 с закрепленными на нем ручкой 59 и шайбой 41. На кронштейне 62 закреплен фотодачтик 30 инфракрасного излучени . Наружна  поверхность поворотной шайбы 41 вьшолнена в виде кулачка 63 (фиг. 5) с шестью выступами 64, воздействующими на второй концевой выключатель 39. Механизм продольного перемещени  нагревател  относительно микроинструмента выполнен следующим образом. На конце штока 58 (фиг. 6) нарезана резьба и установлена гайка 65 передним торцом воздействующа  при вращении на держатель 56 нагревател  54, который перемещаетс  в цанговом зажиме 57 штока. Наличие такой винтовой пары позвол ет выставить все нагреватели 54 относительно кончика заготовки в поле зрени  микроскопа 8перед началом ковки наодинаковом рассто нии. Трехкоординатное перемещение мик-, роскопд 8 обеспечиваетс  трехкоординатным столиком 9, содержащим реечные и винтовые передачи (не показаны ) , при вращении ручек 66-68. Кронштейн 69, расположенный под углом 20-30 к оптической оси микроскопа , служит дп  установки на нем, например, с помощью направл ющих 70 типа ласточкин хвост кронштейна 71 с держателем 29 заготовки микропипетки и микропипеткой, чтобы иметь возможность обработки торца кончика микропипеткипри визуальном контроле под микроскопом. Ручка 72 служит дл  перемещени  блока 10 нагрева и отрезани  с нагревател ми 54 вдоль оптической оси микроскопа. Устройство работает следуншщм образом. Заготовку 73 (стекл нна  трубка) верхней частью устанавливают в механизме 5 закреплени  и подачи .заготовки , а нижней частью - в штоке 12 механизма 3 выт гивани  стекл нной заготовки. Включением тумблера СЕТЬ подают напр жение на один из нагревателей 54, имеющий спиральную фор- му, и осветитель 11, заготовка 73 под действием веса штока 12 в месте разогрева начинает медленно раст гиватьс  и при достижении заданной длины кончика производ т резкий рывок нижней части заготовки 73 с помощью электромагнитного устройства (не показано). Из одной заготовки получают две заготовки микропипетки с отт нутыми кончиками. Нижнюю заго товку убирают, а на ее место устанавливают зеркало 13. С помощью ручек 66-68 навод т микроскоп 8 на кончик микропипеток так, что он находитс  в центре его пол  зрени . Ввод т поочередно нагреватели 54 в зону нагрева, вращением гаек 65 што ков 58 ввод т их и обрезное устройство 55 в поле зрени  микроскопа, а затем устанавливают каждый на нуж ном рассто нии от кончика заготовки микропипетки. Поворотом ручки 59 ввод т в поле зрени  микроскопа выбранный нагрева тель (положение I, фиг. 3). Опуска  микроскоп вращением ручки 66 навод т его на зеркало 13 и вид т полож ние нагревател  и кончика заготовки микропипетки (положение II, фиг. 3) Вращением ручки 72 перемещают нагреватель в положение III (фиг. 3 При горизонтальном положении заготовки микропипетки взаимное похгожение нагревател  и заготовки микропи петки в вертикальной плоскости соот ветствует положению IV, в горизонтальной плоскости - положению V, после корректировки ручкой 72 - пол йсению VI. Грубый поворот заготовки мшсропи петки осуществл ют вращением черв ч ного колеса 14 вручную при выведенн посредством рухо тки 25 черв ка 18 из зацеплени , при этом пружина 26 раст жени  расслаблена. Дл  осуществлени  точного поворота заготовки микропипетки черв к ввод т в зацепление с черв чньп.: колесом 14, дл  чего поворачивают руко тку 25 с рычагом 24 в крайнее правое положение (фиг. 2). При этом пружина 26, пройд  мертвую точку .(ось вала 23), раст гиваетс  и подж мает ползун 21 с черв ком 18 к черв чному колесу 14, обеспечива  беззазорное зацепление. . Узел регулировани  заданной степени накала нагревателей (цветовой температуры) работает следующим образом . При включении напр жени  питани  на вход R первого триггера 32 пода- ; етс  установочный импульс, устанавливающий его выход в нулевое состо ние . Далее оператор вводит в зону заготовки микропипетки один из нагревателей 54 при повороте поворотной шайбы 41 (фиг. 5), что приводит к срабатыванию второго концевого выключател  39. При этом на выходе одновибратора 35 формируетс  установочньш импульс, поступающий на вход R второго триггера 33, устанавливающий его выход также в нулевое состо ние. На входах элемента 2И 34 при этом присутствуют нулевые сигналы, на Bbfходе при этом имеетс  также нулевой сигнал, запрещающий работу регул тора 36 тока накала. Дл  установки тока накала нагревател  54 оператор нажимает кнопку 40 Пуск-стоп, подключенную к входу С первого триггера 32, устанавлива  на его выходе единичньй сигнал, а затем с помощью регулирующего потенциометра 37, вал которого механически св зан с первым концевым выключателем 38, выводит его в крайнее левое положение, которое соответствует минимальному значению тока нагревател  54. При этом срабатывает первый концевой выключатель 38, св занный с входом С второго триггера 33, выход которого устанавливаетс  при этом в единичное состо ние. Выход элемента 2И 34 мен ет свое состо ние с нулевого на единичное, разреша  работу регул тора 36 тока накала, при. которой сигнал обратной св зи от фотодатчика 30 поступает на вход регул тора 36 тока накала через усилитель 31 сигнала фотодатчика. Сигнал обратной св зи на входе регул тора 36 тока накала вычитаетс  из сигнала уставки. При изменении степени накала нагревател  54 вызванном, например, изменением скорости воздушного потока фотодатчик 30 вырабатывает измененный по сравнению с первоначальным сигнал, этот сигнал усиливаетс  усилителем 31 сигнала фотодатчика и поступает нА вход регул тора 36 тока накала, что приводит к изменению тока накала на величину, пропорциональную изменению  ркости нагревател  54, в результате чего цветова 

7

температура нагревател  54 остаетс  посто нной.

Враща  ручку регулирующего потенциометра 37 вправо, оператор устанавливает требуемую степень накала нагревател  54. Таким образом, при включении устройства или смене нагревател  54 установка тока возможна лишь после вывода ручки регулирующего потенциометра 37 в крайнее левое положение, т.е. плавно от минимальной степени нагрева до требуемой , что исключает возможность поломки изготавливаемого микроинструмента , котора  возникает в случае броска тока при произвольном положении ручки регулирующего потенциометра 37 или смене нагревател  54, вызывающего значительную механическую его деформацию (удлинение) в момент включени . При изготовлении однотипных микроинструментов без смены нагревател  54 и степени нагрева оператор при смене заготовок использует лишь кнопку 40 Пускстоп , обеспечивающую включение и выключение заданного тока нагревател . Наличие обратной св зи в цепи регул тора тока накала обеспечивает посто нство цветовой температуры (накала) нагревател  при изменении условий эксплуатации (наличие воздушных потоков, изменение сетевого напр жени  и др,).и его линейные размеры в процессе ковки, особенно при ковке микроинструментов, когда рабочим движением  вл етс  прецизионньш поворот заготовки. Кроме того, поддержание посто нной степени накала обеспечивает равномерное местное освещение рабочего пол  нагревателем, что имеет место в процессе подготовки устройства к

834698

работе при определении и корректировке взаимного положени  нагревател  в вертикальной и горизонтальной плоскост х

5 Ковку микроинструмента производ т перемещением одного из нагревателей, введенных в рабочую зону, относительно кончика заготовки микропипетки , вращением сдвоенных ручек 53,

10 Нагреватель нужной конфигурации заранее устанавливают в держатель 56 (фиг, 6) и ввод т в рабочую зону поворотом ручки 59,

При необходимости исправлени 

15 кривизны кончика заготовки микропипетки последнюю поворачивают ручкой 48 (фиг, 7), чтобы кривизна была в плоскости, перпендикул рной оптической оси микроскопа, и, манипулиру  сдвоенными ручками 53, при включенном нагревателе вьшр мл ют кончик заготовки микропипетки, При изготовлении некоторых мик-. роинструментов, например микропри25 coca, требующих обработки торца кончика заготовки микропийетки, держатель 29 заготовки микропипетки устанавливают в кронштейн 69 и в проход щем свете наблюдают за обработкой

30 торца.

При изготовлении микропетель и микрокрючков целесообразно осуществл ть прецизионный поворот заготовки микропипетки вращением черв ка 18,

- Дл  этого поворотом руко тки 25 ввод т его в зацепление с черв чным колесом 14,

Пружина 26 раст жени  (при положеп НИИ рычага 24 - правое) ликвидирует зазоры в зацеплении, что способствует осуществлению безлюфтового поворота заготовки .микропипетки.

1 39 { Ч

в

5(5152

(Риг.1 В ид А

/4

J

фиг. 2

Кончик MVHponunemHu

Нагре8атеаь

Ж

0

Ж

Нончик микропипетки

58. 65

Фиг.6 Г-Г ( put.в XI

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОИНСТРУМЕНТОВ, содержащее механизм закрепления и подачи заготовки с держателем заготовки, червячньй механизм поворота заготовки, микроскоп, установленный на трехкоординатном столике, блок нагрева и отрезания заготовки с поворотной шайбой с отверстиями с проходящими через них обрезным приспособлением и нагревателями, закрепленными в держателях, вставляемых в цанговые зажимы штоков, а также, фотодатчик, регулирующий потенциометр, регулятор тока накала и кнопку Пуск-стоп, отличающеес я тем, что, с целью повышения качества и производительности, оно снабжено зеркалом, установленным под углом 45 к оптической оси микроскопа, узлом регулирования заданной степени накала нагревателей и механизмом отвода червяка из зацепления с червячным колесом, при этом последний выполнен в виде опор червяка, одна из которых поворотная вокруг оси, а другая выполнена в виде ползуна с отверстием для червяка, уста новленного с возможностью перемеще- ния между неподвижными щеками, через одну из которых пропущен вал с рукояткой и рычагом, который посредством пружины взаимодействует с ползуном, а узел регулирования заданной степени накала.нагревателей выполнен в виде усилителя сигнала фотодатчика, двух триггеров, элемента 2И, одновибратора и двух концевых выключателей, причем выход фотодатчика подключен к первому входу усилителя сигнала фотодатчика, выход которого подключен к входу регулирующего потенциометра и к вхо- § ду регулятора тока накала, выход которого подключен к нагревателям, второй вход усилителя сигнала фото— · датчика подключен, к выходу элемента 2И, первый вход которого подключен к выходу первого триггера, а второй вход - к выходу второго триггера, вход С первого триггера соединен с кнопкой Пуск-стоп, вход С второго триггера соединен с первым концевым выключателем, который механически связан с ручкой регулирующего потенциометра, вход R второго триггера подключен к выходу одновибратора, вход которого подключен к второму концевому выключателю, при этом -поворотная шайба выполнена с выступами, взаимодействующими с вторым концевым выключателем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм. закрепления и подачи заготовки снабжен механизмом поворота заготовки вокруг оси, выполненным в виде закрепленных на держателе заготовки .двух магнитов с ручкой.

3. Устройство по π. 1, о т л ичающееся тем, что оно снабжено установленным на червячном колесе под углом к кой оси микроскопа оптичес кронштей ном для установки держателя заготовки,.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый нагреватель снабжен механизмом продольного перемещения, выполненным в виде гайки, взаимодействующей торцом с держателем нагревателя, а посредством резьбового соединения - со штоком.