一種醫用手術刀片刃口自動磨削系統及磨削方法與流程

2023-12-11 10:22:32 3

本發明屬於機械設備領域，具體為一種醫用手術刀片刃口自動磨削加工系統與方法。

背景技術：

手術刀是外科手術中最常用的醫療器械之一，手術刀由刀柄和安裝在刀柄上的刀片兩部分組成，刀柄一般為多次重複使用的部件，而刀片為一次性使用，因此需求量比較大。但一直以來，手術刀片的生產被認為是勞動密集型加工領域，特別是手術刀片的開刃和刃口拋光工藝多年來由人工完成，因而生產效率低下，工人勞動強度大，同時，由於人為因素的影響，造成刀片刃口的一致性較差，刃口鋒利度得不到保證。通過文獻檢索發現，自2012年以來，我國陸續公開和授權了幾項手術刀片自動磨削系統方面的發明專利，如：用於手術刀片刃口自動磨削裝置的磨刃機構及磨削裝置（cn201510146804.7）、砂輪磨損自動補償機構（cn201210278565.7）、手術刀片刃口自動磨削機（cn201110293837.6）等，這些發明的基本原理是按照一定的節拍將刀坯自動或半自動地裝夾到一個直線移動或旋轉移動的工作檯上，當刀坯間隙移動到工作檯不同工位時，由安裝在該工位處的磨削頭對刀坯進行磨削，為了磨削出曲線形刃口，磨削頭可以程控按照設定的軌跡進行運動，或由刀坯夾具進行程序化軌跡運動來達到同樣的目的。與其他類型的磨削系統一樣，為了補償磨削砂輪的磨損，系統一般還要配備自動或半自動的砂輪補償機構。

技術實現要素：

本發明提供了一種醫用手術刀片刃口自動磨削系統，代替傳統的人工開刃，降低用工成本，避免開刃過程中由於人為因素影響造成的產品質量一致性差和刃口鋒利度不足的缺陷，實現醫用手術刀片開刃的機械化和自動化，提高手術刀片的生產效率和質量。

本發明採用如下技術方案：

本發明所述的一種醫用手術刀片刃口自動磨削系統，包括磨削加工子系統一，磨削加工子系統二，上下料裝置，四工位旋轉裝置，刀坯夾持與運動裝置，底座；所述的底座上設有刀坯夾持與運動裝置，刀坯夾持與運動裝置內設有四工位旋轉裝置，上下料裝置布置在四工位旋轉裝置上方；四工位旋轉裝置的兩側分別設有磨削加工子系統一與磨削加工子系統二；上下料裝置將刀坯送入刀坯夾持與運動裝置內，四工位旋轉裝置帶動刀坯旋轉至磨削加工子系統一，對刀坯一端刃口進行磨削，再將刀坯旋轉至另一側磨削加工子系統二處，進行另一端刃口磨削，打磨後上下料裝置進行退料。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，磨削加工子系統包括磨削電機，杯型砂輪，斜置立式絲槓滑臺，斜嚮導軌臺，砂輪進給伺服電機，水平絲槓滑臺，水平絲槓導軌；所述的水平絲槓導軌上設有水平絲槓滑臺，水平絲槓滑臺沿水平絲槓導軌延伸方向滑動，水平絲槓滑臺上設有斜嚮導軌臺；斜嚮導軌臺的傾斜面上設有斜置立式絲槓滑臺；磨削電機布置斜置立式絲槓滑臺上，磨削電機驅動杯型砂輪；砂輪進給伺服電機控制斜置立式絲槓滑臺的移動。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，所述的上下料裝置包括，刀坯儲料盒，推料尺，推料氣缸，上料氣動手指，卸料氣動手指二，刀坯引導槽；所述的刀坯儲料盒的出料端布置刀坯引導槽，推料尺通過推料氣缸將刀坯推入刀坯引導槽內；上料氣動手指與卸料氣動手指直線排列；刀坯引導槽上方設上料氣動手指；卸料氣動手指位於在四工位旋轉裝置上。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，所述的四工位旋轉裝置包括毛坯夾具、齒輪齒弧一，齒輪齒弧二，氣動馬、四工位轉盤、四工位分度驅動電機、分度器；所述的四工位分度驅動電機與分度器相連，分度器上設有四工位轉盤，四工位轉盤的每個工位部上分別設有齒輪齒弧一與齒輪齒弧二；齒輪齒弧一與齒輪齒弧二嚙合，齒輪齒弧一的外側壁上設有毛坯夾具，氣動馬達控制齒輪齒弧二轉動；齒輪齒弧一帶動毛坯夾具作弧形旋轉。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，還包括軸承座，支架；所述四工位轉盤通過轉軸布置在軸承座與支架之間，其軸線與軸承座的軸線重合。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，還包括限位塊；按齒輪齒弧二擺動軌跡路線的前後端部分別布置限位塊；限位塊的外側連接頂杆，接頂杆由氣缸驅動；兩塊限位塊之間的間距調節控制齒輪齒弧二的擺動角度。

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統的磨削方法，步驟如下：

1).通過彈簧推送裝置將刀片毛坯推入導向槽內。

2).導向槽中的送料尺將刀片毛坯推送至氣動手指處，由氣動手指夾緊後再送至四工位旋轉裝置的夾具處夾緊。

3).啟動四工位旋轉裝置，經過旋轉將刀片毛坯送至杯型砂輪處對刀片刃口進行磨削加工。

4).根據杯型砂輪的工作損耗情況調節磨削進給系統，對杯型砂輪的工耗量進行補償。

5).磨削完成後，氣動手指將刀片夾取到下料滑軌處，在重力作用下刀片沿滑軌下落至成品槽碼放。

有益效果

本發明所述的醫用手術刀片刃口自動磨削系統，能夠自動完成手術刀刀片的磨削加工與上下料工序，與現有的手術刀磨削加工方法相比，本發明可以減少工人的勞動強度，提高勞動生產率，有利於控制產品質量；同時由於本系統可以長時間的連續快速工作，企業只需要用較少的人力就可以完成大批量的手術刀片的加工生產，生產效率明顯提高，可以取得良好的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的加工手術刀片示意圖；

圖2為本發明的磨削系統組成示意圖；

圖3為本發明的磨削臺結構示意圖；

圖4為本發明的刀坯夾持與運動裝置示意圖；

圖5為本發明的立式四工位旋轉工作檯示意圖；

圖6為本發明的上下料裝置；

圖7為本發明的刀坯夾具工作示意圖；

圖8為本發明的旋轉工作檯分度與軸向運動示意圖；

圖9為本發明的旋轉工作檯側視圖；

圖中：1.磨削加工子系統一、2.磨削加工子系統二、3.上下料裝置、4.四工位旋轉裝置、5.刀坯夾持與運動裝置、6.底座、7.磨削電機、8.杯形砂輪、9.斜置立式絲槓滑臺、10.斜嚮導軌臺、11.砂輪進給伺服電機、12.滑臺、13.導軌一、14.調節手柄、15.刀坯儲料盒、16.彈簧、17.頂板、18.刀片毛坯、19.推料尺、20.頂杆、21.送料氣缸、22.上料氣動手指、23.卸料氣動手指、24.氣動手指驅動氣缸、25.滑塊、26.導軌二、27.刀坯、28.刀坯引導槽、29.刀坯引導裝置、30.頂杆、31.刀坯夾具手柄、32.滾輪、33.扇齒輪限位塊、34.刀坯夾具、35.齒輪齒弧一、36.齒輪齒弧二、37.氣動馬達、38.四工位轉盤、39.四工位旋轉分度電機、40.導軌三、41.分度器、42.旋轉配氣閥、43.直線進給伺服電機、44.四工位旋轉工作檯主軸、45.滑臺、46.氣缸一、47.氣缸二、48.頂杆、49.導軌調節墊塊、50.軸承座、51.支架。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步詳細說明：

如圖所示:一種醫用手術刀片刃口自動磨削系統包括磨削加工子系統一1，磨削加工子系統二2，上下料裝置3，四工位旋轉裝置4，刀坯夾持與運動裝置5，底座6；所述的底座6上設有刀坯夾持與運動裝置5，刀坯夾持與運動裝置5內設有四工位旋轉裝置4，上下料裝置3布置在四工位旋轉裝置4上方；四工位旋轉裝置4的兩側分別設有磨削加工子系統一1與磨削加工子系統二2；上下料裝置3將刀坯送入刀坯夾持與運動裝置5內，四工位旋轉裝置4帶動刀坯旋轉至磨削加工子系統一1，對刀坯一端刃口進行磨削，再將刀坯旋轉至另一側磨削加工子系統二2處，進行另一端刃口磨削，打磨後上下料裝置3進行退料。

磨削加工子系統包括磨削電機7，杯型砂輪8，斜置立式絲槓滑臺9，斜嚮導軌臺10，砂輪進給伺服電機11，水平絲槓滑臺12，水平絲槓導軌13；所述的水平絲槓導軌13上設有水平絲槓滑臺12，水平絲槓滑臺12沿水平絲槓導軌13延伸方向滑動，水平絲槓滑臺12上設有斜嚮導軌臺10；斜嚮導軌臺10的傾斜面上設有斜置立式絲槓滑臺9；磨削電機7布置斜置立式絲槓滑臺9上，磨削電機7驅動杯型砂輪8；砂輪進給伺服電機11控制斜置立式絲槓滑臺9的移動。

上下料裝置包括刀坯儲料盒15，推料尺19，推料氣缸21，上料氣動手指22，卸料氣動手指23，刀坯引導槽28；所述的刀坯儲料盒15的出料端布置刀坯引導槽28，推料尺19通過推料氣缸21將刀坯推入刀坯引導槽28內；上料氣動手指22與卸料氣動手指23直線排列；刀坯引導槽28上方設上料氣動手指22；卸料氣動手指23位於在四工位旋轉裝置4上。

四工位旋轉裝置包括毛坯夾具、齒輪齒弧一，齒輪齒弧二，氣動馬達、四工位轉盤、四工位分度驅動電機、分度器；所述的四工位分度驅動電機與分度器相連，分度器上設有四工位轉盤，四工位轉盤的每個工位部上分別設有齒輪齒弧一與齒輪齒弧二；齒輪齒弧一與齒輪齒弧二嚙合，齒輪齒弧一的外側壁上設有毛坯夾具，氣動馬達控制齒輪齒弧二轉動；齒輪齒弧一帶動毛坯夾具作弧形旋轉。

四工位轉盤38通過轉軸布置在軸承座50與支架51之間，其軸線與軸承座50的軸線重合。

按齒輪齒弧二擺動軌跡路線的前後端部分別布置限位塊；限位塊的外側連接頂杆，接頂杆由氣缸驅動；兩塊限位塊之間的間距調節控制齒輪齒弧的擺動角度。

具體工作流程過程為：

（1）將刀片毛坯18填滿毛坯盒15，啟動電氣控制系統，毛坯盒15內的彈簧16受壓後自動將刀片毛坯18從毛坯盒15內推向刀坯引導槽28。

（2）啟動氣缸21，推動推料尺19向前直線運動，將刀片毛坯18沿引導槽28推送至打開的氣動手指22的中間位置。此時合攏氣動手指22夾緊毛坯刀片18，然後啟動氣缸24，將氣動手指22沿導軌26向前推至四工位旋轉工作檯4的刀坯夾持與運動裝置5的上方，然後氣缸24回退，帶動氣動手指22回退之初始位置。至此上料動作完成。

（3）啟動自動上料系統基座內的氣缸動作筒46，動作筒向前推動頂杆30直至撞擊刀坯夾具手柄31上的滾輪32，此時刀坯夾具34內部的鎖緊裝置鎖緊，將待磨刀片毛坯27夾緊。

（4）啟動驅動電機39，驅動電機39帶動分度器41工作，分度器41一次旋轉90°，通過旋轉工作檯44傳遞扭矩，帶動四工位轉盤38一同轉動。第一次旋轉90°後，刀片毛坯27位於左磨削臺1的杯型砂輪8下方。

（5）啟動磨削子系統中的進給伺服電機11，帶動斜置絲槓滑臺9上的磨削電機7向下進給至磨削位置，使杯型砂輪8和毛坯27接觸，啟動磨削電機7，對刀坯27刃口的一面進行磨削加工。

（6）磨削加工開始後，啟動進給伺服電機43，使旋轉工作檯4沿主軸長度方向進給，以修磨出刀坯27刃口的直線部分。當直線部分修磨完成後，啟動四工位轉盤38上的氣動馬達37，其工作時帶動齒輪35和扇齒輪35機構轉動一定的角度直到扇齒輪36撞擊限位塊33停止，此過程形成一個圓弧進給軌跡，以此修磨出刀坯27刃口的弧線部分。

（7）分度器41繼續每次轉動90°兩次，直至刀片毛坯的另一面位於做右磨削臺2的杯型砂輪8下方，重複進行（5）和（6）中的工作流程，完成刀片毛坯27刃口另一面的磨削。

（8）分度器41旋轉第四次，使刀片毛坯27回到氣動手指23下方，啟動氣動手指23，夾緊刀片成品，四工位旋轉裝置4支架上方的氣動動作筒47啟動，推動頂杆48撞擊刀坯夾具手柄31上的滾輪32，使夾具34鬆開。啟動氣缸24，將氣動手指23繼續沿導軌前推至下料槽上方，此時鬆開氣動手指23，讓成品刀片在其自身重力作用下沿下料槽滑動至成品盒去碼放。

至此，一個加工循環完成。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。