一种自动化插针制造方法与设备与流程

本发明有关于针类器具的生产制造，特别是指能针对高精密度针具提高生产效率与良率的自动化插针制造方法与设备。

背景技术

近年来，微整型美容产业蓬勃发展，已蔚为一股风潮，其能针对局部，施予适当的美容保养与治疗，诸如根据脸部、皮肤或身体预定的部位，视症状选择合适的针剂、药物，配合特定的器材对施术部位予以密集覆盖治疗，以达成多元且全面的医学美容疗程。

在治疗的过程中，注射用的相关设备是使用最为广泛的器具，而精密度的注射用针具则是此产业的首重，无论是单针施打的针座，或是能区域性施打的多针头针座，皆在质量控管上有极高的要求；特别是多针的针座，若质量不佳将直接影响各针注射的计量，而造成施打区域不平均的问题。而目前在此针具的生产制造上，未有高效的生产流程，皆须耗费多余的人力物力资源，且成品良率有限，系需改善的问题。

有鉴于此，发明人以其在机械臂、控制方面的专业知识，搭配简单的控制组件进行整合，终研发有本发明。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种自动化的插针制造方法与设备，其制成的成品精密度高，良率佳，且无须耗费多余人力操作，能大幅提高产值与产能，有效地降低设备所需的成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种自动化插针制造方法，其以一针座槽承载针座水平移动，自动化地完成针体插入针座的过程，其包含有下列步骤：

一送料步骤，其系于一送料位置，将针座送入该针座槽中，并使该针座位于一固定高度；

一检测步骤，其系于一检测位置，由一ccd视觉检测装置检测该针座表面至少一孔位的水平坐标值；

一插针步骤，其系于一插针位置，由一机械手臂将至少一针体依据检测的水平坐标值插入该针座相应的孔位位置；

一退料步骤，其系于一退料位置，将已插入针体的该针座从该针座槽中退出。

上述方案的进一步改进为，该针座槽经由一自动滑台进行水平的线性移动，藉以确保滑移的精密性与平稳性。

上述方案的进一步改进为，该针座槽具有一上开口，于该送料步骤使该针座从该上开口被定位于该针座槽中，并位于该固定高度。该针座槽另设有一下开口，于该退料步骤系从该下开口推抵已插入针体的该针座，使其从该上开口退出该针座槽。藉此，能透过简单的结构，减低送料、退料机具的要求，达到降低设备成本的目的。

上述方案的进一步改进为，于该插针步骤，该机械手臂系从一自动送针装置夹取针体，藉由自动送针装置将针体送至固定的送针位置，能简化机械手臂作动控制上的难度。

上述方案的进一步改进为，该针座的孔位数及插入的该针体数为数量相等的复数，能充分地适用在单针、多针等各种针具的制造。

上述方案的进一步改进为，于该插针步骤，该机械手臂系逐一地将该各针体分别插入这些孔位中。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种自动化插针制造设备，其包括：

一针座槽，其设置于一能水平移动的自动滑台上，使该针座槽能于一滑移路径往复移动，且于该滑移路径中定义有一送料位置、一检测位置、一插针位置及一退料位置；

一针座自动送料机构，其作用于该送料位置，用以将针座送至该针座槽；

一针座固定机构，其作用于该送料位置，用以将针座定位在该针座槽中一固定高度；

一ccd视觉检测装置，其作用于该检测位置，用以检测针座孔位的水平坐标值；

一机械手臂，其作用于该插针位置，用以从一自动送针装置夹取针体，并依该ccd视觉检测装置检测的水平坐标值将针体插入针座中相应孔位的位置；

一成品退料机构，其作用于该退料位置，用以将已插入针体的针座从针座槽中推出；

一成品取料机构，其作用于该退料位置，用以收取已插入针体的针座。

上述自动化插针制造设备的进一步改进为，该自动滑台、该ccd视觉检测装置、该针座自动送料机构、该针座固定机构、该成品退料机构及该成品取料机构系设置于一平台基座上。

上述自动化插针制造设备的进一步改进为，该针座自动送料机构、针座固定机构、成品退料机构及成品取料机构设置于该平台基座上的一高架平台，且该高架平台开设有一镂空槽对应该滑移路径。

上述自动化插针制造设备的进一步改进为，该针座自动送料机构及该针座固定机构分别设置于该滑移路径的送料位置的两相对侧。

上述自动化插针制造设备的进一步改进为，该成品退料机构及该成品取料机构分别设置于该滑移路径的退料位置的两相对侧。

上述自动化插针制造设备的进一步改进为，该平台基座为xxy精密平台。

本发明主要利用精密平台、ccd视觉检测、机械手臂，并搭配简单的控制设备与流程构成自动化插针制造方法与设备，制成的成品精密度高，良率佳，且无须耗费多余人力操作，能大幅提高产值与产能。此外，本发明在制程上，利用针座槽滑移的方式进行加工，能降低周边控制设备的需求，以简单的配设与控制达到预期的效果，有效地降低设备所需的成本。

为使本发明的上述目的、功效及特征可获得更具体的了解，依各附图说明如下。

附图说明

图1系本发明实施例设备的外观示意图。

图2系本发明实施例系统架构示意图。

图3系本发明实施例作业流程示意图。

图4系本发明实施例针座槽各定点位置的示意图。

图5系本发明实施例于送料步骤运作的示意图（一）。

图6系本发明实施例于送料步骤运作的示意图（二）。

图7系本发明实施例于检测步骤的示意图。

图8系本发明实施例于插针步骤的取针示意图。

图9系本发明实施例于插针步骤的插针示意图。

图10系本发明实施例于退料步骤运作的示意图（一）。

图11系本发明实施例于退料步骤运作的示意图（二）。

标号说明：

1主控系统；10平台基座（xxy精密平台）；11ccd支架；12高架平台；121镂空槽；2自动滑台；21轨道；22滑台；23针座槽；231上开口；232下开口；3ccd视觉检测装置；4机械手臂；41夹治具；5针座自动送料机构；51进料槽；52第一气压缸；6针座固定机构；61第二气压缸；62第三气压缸；7成品退料机构；71第四气压缸；8成品取料机构；81第五气压缸；82夹头；9自动送针装置；91针导引槽；92针感应器；93托举件；94第六气压缸；a针座；p滑移路径；p1送料位置；p2检测位置；p3插针位置；p4退料位置；s01送料步骤；s02检测步骤；s03插针步骤；s04退料步骤。

具体实施方式

请参阅图1，可知本发明制造设备主要结构包括有一平台基座10、一高架平台12、一自动滑台2、一ccd视觉检测装置3、一机械手臂4、一针座自动送料机构5、一针座固定机构6、一成品退料机构7、一成品取料机构8及一自动送针装置9。

于本实施例中，高架平台12、自动滑台2及ccd视觉检测装置3直接设置于平台基座10上，平台基座10选用高精度的xxy精密平台；自动滑台2包含固定于平台基座10的一轨道21及能沿该轨道21滑移的一滑台22，该滑台22上架设有一针座槽23，使其能随滑台22而在预定轨道21中往复移动；高架平台12架设于平台基座10上，高度约同于针座槽23，并开设有一镂空槽121供针座槽23移动，而针座自动送料机构5、针座固定机构6、成品退料机构7及成品取料机构8装设于高架平台12上，用以依排程对移动至定位的针座槽23进行预定地作业；ccd视觉检测装置3则经由一ccd支架11架设于平台基座10上，并位于高架平台12的上方，且对应至镂空槽121的局部位置，用以对对应的位置进行平面检测，解析预期的坐标值。

至于机械手臂4，系独立设置于平台基座10外，具有数个活动关节能依排程作各角度的动作，于本实施例中，机械手臂4采用六关节的架构，并于前端配设有能依针体尺寸更换的夹治具41；而自动送针装置9，实际上可独立设置于固定位置，用以定点的提供针体，供机械手臂4夹取，而于本实施例中，自动送针装置9直接安装于平台基座10上。

再请一并参图2所示，自动滑台2、ccd视觉检测装置3、机械手臂4、针座自动送料机构5、针座固定机构6、成品退料机构7、成品取料机构8及自动送针装置9皆连结至一主控系统1，能受主控系统1的控制，按制程依序地动作，以完成自动化加工的过程。

又如图3及图4所示，本实施例于运行的过程中主要包含一送料步骤s01、一检测步骤s02、一插针步骤s03及一退料步骤s04，于这些步骤中，针座槽23随自动滑台2的滑移，在镂空槽121中形成的滑移路径p作往复移动，并分别停止在一送料位置p1、一检测位置p2、一插针位置p3及一退料位置p4等预定的位置，以供主控系统1控制其它设备依序进行作业。

其中，于送料步骤s01时，主控系统1先控制自动滑台2移动，使针座槽23定位于送料位置p1，而后控制针座自动送料机构5及针座固定机构6将针座a送入针座槽23中，并使针座a位于一固定高度可配合参见图4、5及图6；针座槽23移至送料位置p1后，两侧的针座自动送料机构5及针座固定机构6受控开始动作，针座自动送料机构5利用一第一气压缸52，于每次作业时将一针座a从进料槽51中推出，送至对应于针座槽23的位置（如图5所示），而针座固定机构6则利用一第二气压缸61将第三气压缸62推出，送至针座槽23的上方位置（如图5所示），再利用一第三气压缸62将针座a下压至针座槽23中，并让针座a定位在固定的高度（如图6所示）；而当送料完成后，针座自动送料机构5及针座固定机构6依前述相反的动作顺序退回。

于检测步骤s02时，主控系统1再控制自动滑台2移动，使针座槽23定位于检测位置p2，可配合参见图4及图7，检测位置p2对应于ccd视觉检测装置3下方的位置，此时透过ccd视觉检测装置3来检测针座槽23中针座a表面孔位的位置（如图7所示），演算出水平坐标值，并提供于机械手臂4。

随后，于检测步骤s02完成后，进行插针步骤s03，此时主控系统1先控制自动滑台2移动，使针座槽23定位于插针位置p3，而后驱使机械手臂4开始动作，可配合参见图4、8及图9，此时机械手臂4先至自动送针装置9夹取一针体（如图8所示），而后根据检测的水平坐标值，将针体插入针座a中相应的孔位位置（如图9所示），而当针座a具有多数孔位时，机械手臂4逐一地夹取针体，分别插入针座a的这些孔位中，而当所有预定孔位完成插针后，即完成插针步骤s03。

最后进行退料步骤s04，此时主控系统1再控制自动滑台2移动，让针座槽23定位于退料位置p4，而后控制成品退料机构7及成品取料机构8将已插入针体的针座a从针座槽23中退出；可配合参见图4、10及图11，针座槽23移至退料位置p4后，成品退料机构7先行动作，其利用位于针座槽23下方的一第四气压缸71将针座槽23中已插入针体的针座a向上顶出（如图10所示），而后成品取料机构8利用一第五气压缸81将一夹头82推出，夹取被顶出的成品（已插入针体的针座a），而后退回并将成品收放至预定的存放位置。

当前述退料步骤s04完成后，可接续再进行送料步骤s01，依此形成循环的自动化制程，直至材料耗尽为止。于实务上，可于针座自动送料机构5的进料槽51及自动送针装置9配置有感应装置，用以感应针座材料与针体材料的供应，以便于材料将用罄时进行通报或停止作业。

可再参图8所示，本实施例采用的自动送针装置9，主要包含一针导引槽91、一针感应器92、一托举件93及一第六气压缸94，针导引槽91用以将针体材料依序地导引至前端的托举件93，针感应器92用以感测针体材料的有无，而托举件93则能被第六气压缸94推动，每次升起时将一针体举升至固定位置，以供机械手臂4定点夹取，而于降下后，经由针导引槽91自动将下一针体导引至托举件93中，形成连续且固定的送针过程。

又如图4所示，本实施例的针座槽23，系以错位的支杆架设于滑台22上，藉此能简化其它机构配设的难度，减少滑移过程中可能的阻碍；此外，针座槽23另设有一上开口231及一下开口232，能于插针前从上方固定针座a的位置，而于插针后从下方顶出，同样地能大幅降低接口设备在动作上的需求，达到减少设备成本的目的。

综合以上所述，本发明自动化插针的制造方法与设备确可改善以往制造上的不足，能提高生产效率、成品良率等功效，有助于带动产业的发展，实为一兼具新颖性、进步性及产业利用性的发明，爰依法提出专利申请。但以上所述，仅为本发明的较佳实施例说明，举凡依本发明的技术手段与范畴所延伸的变化、修饰、改变或等效置换，亦皆应落入本发明的保护范围内。