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关于针的分选和给料装置的自动控制系统
摘要：一种用于针进给装置的控制系统，用于将随机定位在分度输送器上的针自动传送至接合装置，随后输送至处理位置。针进给装置包括一个或多个自动装置，每个自动装置具有用于拾取针并将针放置在接合装置中的夹持器装置。控制系统包括控制装置、用于暂停分度输送机以形成进料装置的暂停循环，与控制装置通信的视觉跟踪装置、用于在分度输送机上的一个或多个预定位置处对针进行成像，以及用于确定位置和取向，并在暂停循环期间用于识别每个针的数据、用于临时存储从视觉跟踪装置接收位置和方向数据的存储装置以及自动控制装置、也有用于从存储器访问与存储的针对应的存储的位置和方位的数据用于使机器人中的一个根据其相应的位置和方向数据拾取成像以便将针置于接合装置中的装置。
视觉信息定位针
装载针
直线供料器
振动盘
索引输送机
机器人取放针
精密输送机
多轴器负载站
图1
图2
图3（a）
图3
图3(b)
图4
图5(c)
图5(b)
图5(a)
图6
图7 针进给系统任务图
将针放在目标位置
机器人：针放置真确信号
PLC：使载体能抓住针
开环机械手：从输送机上移开
机械手：移动到无索引精密输送机
索引精密输送机
无索引精密输送机
PLC：正确放置信号到机械手
针信号转送到PLC
将针夹紧在针筒上
机械手送针至针位
在针位进行轮询
从图8（a）
从图8（c）
开始
图8（b）
图8（a）
图9（e）
图9（d）
图9（c）
图9（b）
图9（a）
图10（b）
图10（a）
图11（b）
图11（a）
一个针的分类送料自动控制系统
发明领域：
本发明大致介绍了自动生产带把手的手术针的装置，如外科手术用的缝合针，更具体地说，对一个针的进给装置的控制系统来说，需要将随机位置的手术针运送并送到一个确定的位置。
现有技术描述：
目前外科医生和医务人员目前正在使用的大多数带把手的手术针，即具有连接到其一端的缝合线的针，都是利用手动和半自动程序制造的， 例如，如美国专利No.3,980,177和4,922,904中所述。 在美国专利第3,611,551号中，操作者需要人工干预来准确定位针头中的缝合线以用于型锻并且调节型锻模具以在不同型号的缝合线股型进行型锻时增加或减小型锻压力。 这个过程在工时和效率方面是昂贵的，因为锻造需要手动定位。
目前，缝合材料可以在被切割并定位在外科用针的型锻端内之前被缠绕在线轴上，或者被供应到主轴或从动线轴上。 在美国专利 美国专利第3,980,177号中，缝合材料从卷轴供给并被卷绕在旋转的张紧架上，随后切割均匀长度的股线。 因此，缝合线的长度由支架的尺寸决定，并且需要人工干预来准备支架以切割缠绕在其周围的缝合材料。 此外，每次需要不同长度的缝合线时，需要手动干预来更换支架
在美国专利美国专利号4,922,904中，将缝合材料缠绕在线轴上并且在插入手术针的卷曲腔之前通过各种引导装置和用于矫直材料的加热器供给。在其中示出的一个实施例中，需要复杂的电视监视装置，以便在模锻之前将拉出的缝合线在外科缝合针的压接腔内对齐。在同一实施例中，使用旋转编码器装置来确定在切割之前从线轴展开的缝合线材料的长度。在一个替代实施例中，在将不定长度的缝合材料模压到针之后，在切割之前将针缝合组件供给预定距离以获得预定长度的缝合线股。因此，为了获得均匀长度的缝合材料，每次都需要仔细的操作和精确的控制，并且用于完成这些任务的过程在劳动力和效率方面也是昂贵的。
提供一种完全自动化的臂式针头生产和包装系统将是非常可取的，该系统能够自动地供给手术针头以供运送到用于将缝合线缝合到其上的自动型锻机器中。
也非常希望提供一种针分类装置，其能够有效且精确地定位针以随后转移至自动型锻工位。更可取的是提供自动控制系统以保持针分类和传送功能的效率和完整性。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种用于导向传输每根针到全自动针锻压控制系统的自动分选装置。
本发明的另一个目的是提供一种具有成本效益的针排序装置，实际上消除了操作者对重复的手动操作。
此外，另一个目标是及时发明出提供针的自动控制系统，来控制保持了针分类导向完整功能的自动针分类装置，并确保高速高效的传送、分类和导向使针到达下一个自动化的针锻压位置。
本发明的另一些目标是实现一个针对针进给控制系统，该控制系统能自动将随机摆放在分度传送装置上的针运输到结合位置，在该位置随后将针自动送到针型锻位置。该手术针进给装置包括一或多个机械手，每个机械手有用于抓取和放置这些手术针的抓取装置。控制系统包括：用于暂停分度传送装置来为进给装置创造停留周期的控制装置；视觉识别针在一个或多个预定位置的索引输送机，确定每个认可针位置和方向的数据在停留周期的视觉跟踪装置；用于临时存储定位于视觉跟踪设备接收数据的位置记忆装置；以及用于访问存储位置和方向的数据的自动控制装置，使一个机械手拿起针按照其各自的位置和方向数据放在接合装置上。
针分拣系统具有冗余视觉跟踪装置，第二机械手装配装置以如上述的方式进行操作。冗余在系统设计中的作用是确保每分钟提供到自动型锻工位的针流能保持连续不间断。本发明的进一步优点和优点将从参考附图的详细描述中得到，该附图描述并显示了本发明的优选实例。
附图说明：
图1是示出本发明的针排序装置的处理流程的框图。
图2是具有卷曲端部和筒部的外科手术针。
图3（a）是本发明的针排序装置的俯视图。
图3（b）是一个整体的图3的针分选装置的观点（一）展示了机器人装配上述第一和第二输送装置和跟踪装置包括两个摄像头为个人针的位置和控制系统跟踪处理该数据。
图4是一个针馈入方式存放到一个半透明的分割和针传送详细的侧视图。 图5（a）是具有吸引和保留一个面向针后续锻造爪精密输送船的详细视图。 图5（b）是一个详细的精密输送船沿线5-5的船图5视图（一）。 图5（c）是与动颚长针型自动压料位置精度输送船的详细视图。 图6是一个机器人负载电磁驱动的精密输送船上颌骨侧视图。 图7是本发明的进料控制系统的每个控制任务的控制和数据流的示意性表示。 图8（a）- 8（d）示出了由本发明的针进料控制系统执行的各种机器人控制、视觉控制和传送索引任务的流程图。
图9（a）是针翻转（犁）的侧面图。确保针在自动锻前的输送中自动取向。
图9（b）是沿着线9-9图9采取犁前视图（一）。
图9（c）- 9（e）是示出在精密输送机的舟40上朝着一个方向定向针的犁54的前视图。
图10（a）是用于在传送器仓40的接合爪内进一步定向针19的针硬止动组件95的侧面图。
图10（b）是用于在传送器仓40的接合爪内进一步定向针19的针硬止动组件95的俯视图。
图11（a）是停止程序集80的侧视图。在输送船40上进一步定向针19。
图11（b）是停止程序集80的前台视图。进一步定位针19对输送船40沿线11-11图11（a）。
对优选的实施方案的详细说明
本发明涉及一种针进给装置控制系统的设计，自动排序、分离、和输送各种大小手术针自动将单个连接针输送到连接装置。典型的外科手术针19有筒部7，弧形刀片部分8，和缝合线的或使开放锻缝合上的接收端，如图2所示。一般来说，在图1在针排序过程10所示，针先装入振动碗在步骤11中，自动排序和线性美联储在步骤12到步骤13半透明分度输送，通过视觉跟踪系统的步骤14方面评价的方向和位置，在步骤15中的机器人装置拿起，转移到参与船的精密输送由机器人装置在步骤16中，最后输送到进一步输送到后续锻造工作站在步骤17数控分度装置。设备进行每一步都会详细解释以下。满滚针分选装置的详细说明可以在专利中找到。
在MG中的系统的俯视图中示出了针分选和进给装置20的优选实施例。图3（a）和图3（b）的侧视图。如其中所示，针19被散装地输送到两个振动碗或料斗21a，b中的每一个，其中它们通过各自的单一化组件22a，b被分割并且随机地沉积在两个半透明输送器25a，b中的每一个上。两个半透明输送器25a，b沿着图1中箭头所示的方向携带随机放置的针19。 3（a）其位置和方向由远程视觉跟踪系统进行评估
在下面参照图2详细讨论。图3（b）。该追踪系统在半透明输送器25a上评估每个可用针的位置和取向，因为它将针向前传送到照明（背光）平台30a和30b上，并且进一步评估位置，并且当它们将针向前传送到（背光）平台33a和33b上时，每个可用针在半透明传送器25b上的取向。从视觉跟踪系统获得的取向和位置信息被处理并转换成两个机器人组件50a，b中的每一个可用的信息，用于指示相应的机器人夹持器55a，b拾取和传送来自其中一个传送器的识别出的针到个体位于精密传送带上的接合处，该传送带也以与半透明传送带相同的方向被转位，如图1所示。图3（a）。本发明的系统指导机器人手爪，例如，抓取机器人组件50a的夹持器55a，以从两个传送器25a，b中的一个抓取跟踪的针，用于系统的驻留循环，即当传送器暂停时。如果随机放置的针19被定向成使得机器人夹持器55a，b中的任一个不能将其中一个拾起。或由于其运动范围有限而将针放置在精密输送机上，控制系统将执行恢复程序，以确保精密输送机不会将针19短缺到自动高速型锻工作站（未示出），每分钟可以达到60根针模。
在优选实施例中，每个传送带25a，b的时间是相同的，但是停留时间段是异相的。由于分阶段计时，视觉跟踪系统将在一个分度传送器上识别针，例如，在图25a中，两个机器人都从另一个分度输送机25b拾取针，并将每个针置于精密输送机的单独的接合舟中。类似地，当两个机器人都从分度输送器25a拾取针时，视觉跟踪系统将识别另一个分度输送器25b上的针。
自动锻压/吹风过程10的第一步包括将预定量的针19从诸如碗或料斗的进料装置引入针分离组件中。在优选实施例中，如图2的侧视图所示。如图4所示，振动料斗或转筒21设有合适的光学或机械计数装置，例如传感器板24，使得可以在任何时间周期性地将多达六（6）个针周期性地送入分选组件22中。针19从振动料斗21通过闸门18分配，并通过重力落下的针分拣组件22，其包括一系列分流门23a，23b和在两个位置之间交替的分流门23c，d，以允许一半排出的针滴落到两个间隔开的斜槽26,28中的每一个上，并最终落在移动的半透明分度输送器25a，b上。在分流门处于图23a所示的位置时，如图4所示，将针19引入针中，分离组件22将被偏转并落入外部容器（未示出）中，其中针可随后返回到料斗21.当分流门22a处于由虚线指示的第二位置。图2中的分流器23d。如图4所示，当传感器44落入分类组件时，多达十二根针9将被传感器44计数，使得它们可以通过适当切换分流门23b和捕集门23c，d而被分割。该定时转换门23a，23b和活门23c，23d的往复运动以确保每次在每个输送机25a，b上在两条三行中放置大约六根针。在优选实施例中，这些数量的针在沉积时将占据大约八英寸的分度输送器长度，并且因此确保了针在沉积时充分间隔开。优选地，转向门23a，b在自动控制系统的控制下往复运动并且定时以在两个位置之间交替，以允许一次约三根针经由相应的卸料斜槽26落到每个半透明的分度输送机25a，b上28。两个分流门23a，b分别由圆柱形活塞27a，b和合适的螺线管或气动马达（未示出）驱动。应该理解的是，沉积在半透明分度传送带25a，b上的任何针19将被随机定位并且未定向。优选地，每个半透明分度输送机25a，b是环形带式输送机，其在稳定状态（4英寸/秒）下以4英寸/秒的速率驱动，并平行于精密输送机35运行，如图3（a）所示。
如上所述，并且参照图3。如图3（a）所示，机器人组件包括两个机器人50a，50b，位于每个针分拣组件22a，b的下游并靠近精密和半透明分度输送机。在这里描述的优选实施例中，每个机器人组件50a，50b是一个Adept @ 604-S机器人，能够以每个机器人相应的Adept_CC控制器控制的每分钟约40次传送的速率完成针传送。每个机器人是包括四个关节的四轴SCARA（选择性顺从组装机器人手臂）机器人：关节1是具有 1-1000的运动旋转范围的肩关节;关节2，肘关节，运动范围为 /-
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