胰島素筆式注射針自動(dòng)組裝機(jī)的設(shè)計(jì)

王清艷　張平

摘 要：目前，胰島素筆式注射針的組裝在整個(gè)行業(yè)中普遍處于人工操作或半自動(dòng)操作狀態(tài)，生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高。而且，人工檢測(cè)在成品中難免會(huì)出現(xiàn)毛刺、堵塞的針管、空針、缺少大帽、缺少小帽及缺少包裝紙等問(wèn)題，難以滿足大批量生產(chǎn)和企業(yè)現(xiàn)代化管理的要求。為此，設(shè)計(jì)了一種胰島素筆式注射針自動(dòng)化組裝機(jī)，以滿足市場(chǎng)的大量需求。胰島素筆試針自動(dòng)組裝機(jī)包括上針座板塊、上針管板塊 、上針板塊、上膠板塊、烘干板塊 、檢堵和檢毛刺板塊、上硅油板塊 、上小帽板塊、上大帽板塊、包裝板塊等10部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)速度快、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)合人機(jī)界面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程的智能化和控制參數(shù)的可視化。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行證明，該組裝機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低廉，生產(chǎn)效率與手工裝配相比大大提高。

關(guān)鍵詞：胰島素筆式注射針；自動(dòng)化組裝；胰島素筆試針包裝

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的改善，糖尿病發(fā)病率逐年增高。目前，能有效抑制糖尿病主要還是胰島素，胰島素是一種蛋白質(zhì)，口服可被胃酸和腸道的蛋白酶破壞，所以目前只能用注射的方法，通常采用皮下注射。而胰島素筆式注射器由于注射計(jì)量準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，攜帶使用方便，而成為糖尿病患者常用注射工具。筆式胰島素注射器每次注射前都要更換新的針頭即筆試注射針，因此，胰島素筆試針具有極大的市場(chǎng)空間。然而，國(guó)內(nèi)在胰島素筆式針生產(chǎn)上，大部分還是靠人工或半自動(dòng)檢測(cè)或組裝，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，而且人工檢測(cè)在成品中難免會(huì)出現(xiàn)毛刺、堵塞的針管、空針、缺少大帽、缺少小帽及缺少包裝紙等問(wèn)題，使國(guó)內(nèi)廠家在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。為解決以上問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)一種胰島素筆試針自動(dòng)化組裝系統(tǒng)，現(xiàn)介紹如下：

1胰島素筆式針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

胰島素筆式針由針座，針管，小帽，大帽和包裝紙五部分構(gòu)成，針座和針管用UV或環(huán)氧樹(shù)脂膠水固定，為提高針尖穿刺力同時(shí)降低穿刺阻力，針管必須要涂上硅油。包裝紙上涂有膠水，通過(guò)熱吻合技術(shù)來(lái)對(duì)胰島素筆試針大帽進(jìn)行密封，胰島素筆式針結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。

2 胰島素筆試針組裝機(jī)結(jié)構(gòu)和功能

2.1胰島素筆試針組裝機(jī)結(jié)構(gòu)

胰島素筆試針組裝機(jī)包括九部分結(jié)構(gòu)，機(jī)架上設(shè)有傳送帶，傳送帶沿物料輸送方向上依次包括有上針座板塊、上針管板塊、上針板塊、上膠、烘干板塊、檢堵和檢毛刺板塊、上硅油板塊、上小帽板塊、上大帽板塊、包裝板塊等10部分，胰島素筆試針組裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖2。

2.2控制工作流程

控制工作流程圖，見(jiàn)圖2。

3 胰島素筆試針組裝機(jī)各部分功能及工作原理

（1）上針座板塊 通過(guò)刮料機(jī)構(gòu)（或震動(dòng)盤(pán)）將胰島素筆試針針座刮起并水平排放到輸送平臺(tái)。

（2）上針管板塊 通過(guò)重量作用，將針管套在針座上。上針管機(jī)構(gòu)包括用于放置針管的置針部，傳送帶上方設(shè)有進(jìn)針部，進(jìn)針部由左右兩塊進(jìn)針板貼合而成，進(jìn)針板上垂直設(shè)有上大下小的錐形進(jìn)針孔，置針部上設(shè)有用于放置針管的凹槽，置針部與上針管機(jī)構(gòu)之間活動(dòng)連接，置針部包括水平放置針管的第一位置及傾斜使凹槽內(nèi)針管滑落至進(jìn)針板的錐形進(jìn)針孔內(nèi)的第二位置。

（3）上膠板塊 通過(guò)上膠盤(pán)上的浸膠裝置使針固定在針座上。上膠機(jī)構(gòu)包括支架與安裝在支架上的上膠盤(pán)，上膠盤(pán)通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，上膠盤(pán)上設(shè)有浸膠裝置，浸膠裝置上設(shè)有浸膠槽，浸膠槽內(nèi)涂有膠水，上膠盤(pán)插入浸膠槽內(nèi)，上膠盤(pán)與傳送帶上的針座接觸配合。

（4）烘干板塊 用于烘干針和針座上的膠水。烘干板塊通過(guò)市場(chǎng)UV烘干機(jī)，實(shí)現(xiàn)烘干快。

（5）針管檢測(cè)板塊 通過(guò)傳感器針管檢堵、無(wú)針、毛刺和歪針等。

①針管檢堵及有無(wú)針檢測(cè) 針管堵塞自動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)套管，檢測(cè)套管中間設(shè)有通氣孔，檢測(cè)套管上端還設(shè)有出氣裝置，出氣裝置與檢測(cè)套管連接，傳送帶底部還設(shè)有每個(gè)針管傳感器，檢測(cè)有無(wú)針管及內(nèi)氣流。如果是廢品，立即剔除，并通知下面板塊，在工裝條該廢品位置不要下料。

②毛刺及歪針檢測(cè) 通過(guò)光纖傳感器檢測(cè)針管毛刺及上歪針，如果是廢品，立即剔除，并通知下面板塊，在工裝條該廢品位置不要下料。也可使用基恩士等傳感器，通過(guò)微處理，讓針管在計(jì)算機(jī)圖形逼真顯示，整合和集成各類相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)的智能化，毛刺及歪針可視化檢測(cè)，見(jiàn)圖4。

（6）上硅油板塊 通過(guò)伸縮液壓桿實(shí)現(xiàn)垂直升降功能，夾緊部夾緊針管實(shí)現(xiàn)的上硅油處理。上硅油機(jī)構(gòu)包括浸油部，浸油部上還設(shè)有伸縮液壓桿，浸油部通過(guò)伸縮液壓桿實(shí)現(xiàn)垂直升降功能，浸油部前端設(shè)有夾緊部，所述的浸油部?jī)?nèi)設(shè)有進(jìn)油管，浸油部通過(guò)進(jìn)油管通入硅油，夾緊部夾緊針管實(shí)現(xiàn)的上硅油處理。

（7）上小帽板塊 通過(guò)刮料機(jī)構(gòu)將小帽刮起并水平排放到輸送平臺(tái)。并用壓力壓緊小帽和針座，并檢測(cè)有沒(méi)有沒(méi)有上小帽，如果是沒(méi)有小帽，立即剔除，并通知下面板塊，在工裝條該廢品位置不要下料。

（8）上大帽板塊 通過(guò)刮料機(jī)構(gòu)將大帽刮起并水平排放到輸送平臺(tái)。通過(guò)刮料機(jī)構(gòu)將胰島素筆試針大帽刮起并水平排放到輸送平臺(tái)。并用壓力壓緊大帽和針座，并檢測(cè)有沒(méi)有沒(méi)有上大帽，如果是沒(méi)有大帽，立即剔除，并通知下面板塊，在工裝條該廢品位置不要下料。

（9）熱吻包裝板塊 通過(guò)包裝紙壓紋切割裝置以及包裝紙熱吻貼合裝置包裝胰島素筆試針。熱吻包裝機(jī)構(gòu)包括依次設(shè)置的進(jìn)料輥筒、包裝紙壓紋切割裝置以及包裝紙熱吻貼合裝置，進(jìn)料輥筒與包裝紙壓紋切割裝置之間通過(guò)若干輥筒連接。

包裝紙壓紋切割裝置包括刀具支架，刀具支架上設(shè)有刀具壓板，刀具壓板上設(shè)有若干按壓刀頭，刀具壓板上設(shè)有液壓桿，刀具壓板通過(guò)液壓桿按壓在包裝紙上切割出所需的輪廓，包裝紙熱吻貼合裝置包括熱壓板支架，熱壓板支架上設(shè)有可升降的熱壓板，熱壓板上設(shè)有與包裝紙上切割出輪廓適配的熱壓頭，熱壓板上設(shè)有伸縮桿，熱壓板通過(guò)伸縮桿實(shí)現(xiàn)升降按壓包裝紙上的輪廓的功能。并有安裝有胰島素筆試針有無(wú)包裝紙，如果是廢品，立即剔除。

4 優(yōu)點(diǎn)

（1）該系統(tǒng)具有自動(dòng)檢測(cè)功能，能實(shí)現(xiàn)針管毛刺檢測(cè)、針管堵塞檢測(cè)、無(wú)針檢測(cè)、無(wú)小帽檢測(cè)、無(wú)大帽檢測(cè)以及包裝無(wú)貼紙檢測(cè)。

（2）具有友好的人機(jī)界面，可實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備控制、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

（3）胰島素筆式針組裝速度高（設(shè)計(jì)速度 12000/hour）、 調(diào)速范圍寬，以適應(yīng)不同尺寸（29G，30G，31G，32G） 工藝的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

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本文系溫州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（Y20150090）