[0001] 本发明涉及医疗器械制造加工设备技术领域，尤其涉及一种透明吹塑体连续剪切分选设备。

[0002] 吹塑体柔性管材是一种在医疗领域广泛应用的重要材料，常用于血管介入治疗、心脏导管手术等医疗操作中。该材料具有高柔韧性、高耐压性和高耐磨性等特点，能够减少手术过程中对患者的创伤和疼痛感。由于医用吹塑体柔性管材使用场景特殊，要求切割工艺满足精度高、速度快、质量稳定等，同时由于该材料的特殊性，需要保证切割过程中不产生毛刺和塌陷，保持管材的完整性和平整度。因此，目前这种管材在脱模后是呈连续的管材形态，且均匀分布有吹塑体，相邻吹塑体之间有一定的距离，不同规格的吹塑体成品要求具有不同的端点长度，中间多于的管材属于废料，因此只能采用纯手工切割，劳动强度大，对操作者的技术要求高，易造成不均匀切割导致切割精度难以保证、切割质量不稳定等问题，并且切割后的吹塑体检测也完全依赖人工肉眼判断，质量稳定性不高。

[0003] 随着计算机视觉和图像处理技术的不断发展，自动化检测技术在医疗器械制造领域得到了广泛应用。通过利用图像处理和模式识别技术，可以实现对医用吹塑体表面瑕疵的快速、准确的识别，因此，有必要结合计算机视觉和图像处理技术研发一种透明吹塑体连续剪切分选设备，以解决上述问题。

[0041] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

[0042] (实施例1)

[0043] 如图1至图6所示的透明吹塑体连续剪切分选设备，包括机架1、上位机以及均与上位机电连接的自动送料单元2、自动切割单元和自动瑕疵检测单元，其中自动切割单元包括固定安装在机架1上部的视觉定位单元3、管材夹持切割单元4和管材拉取单元5，自动瑕疵检测单元包括设于管材夹持切割单元4侧边的吹塑体移动单元6和视觉检测单元7。其中自动送料单元2的出口位于管材夹持切割单元4的正下方，管材拉取单元5位于管材夹持切割单元4的正上方并适于伸入管材夹持切割单元4中夹取管材，从而与自动送料单元2配合实现吹塑体柔性管材的自动输。视觉定位单元3设于管材夹持切割单元4的侧边并实时拍摄管材位置，并将拍摄后图像发送给上位机进行自动判断合适的切割位。吹塑体移动单元6位于管材夹持切割单元4和视觉检测单元3之间并适于将管材夹持切割单元中的管材转移至视觉检测单元进行360°旋转检测，从而实现表面检测。

[0044] 具体地，自动送料单元2包括依次排列设置的送料盘组件2‑1、第一导向组件2‑2、送料触发开关2‑3和第二导向组件2‑4。送料盘组件2‑1包括底座2‑1‑1、转动架设在底座2‑1‑1上的送料盘2‑1‑2以及固定安装在底座2‑1‑1上，与送料盘2‑1‑2传动连接并适于驱动送料盘2‑1‑2转动的驱动单元。本实施例的驱动单元包括固定安装在底座2‑1‑1上的电机2‑1‑
3以及与电机2‑1‑3的输出轴同轴固连的转动轴2‑1‑4，转动轴2‑1‑4与送料盘2‑1‑2的轴向相平行且同轴固定安装有与送料盘2‑1‑2的侧边摩擦接触的驱动轮2‑1‑5，从而实现带动送料盘2‑1‑2转动。

[0045] 第一导向组件2‑2包括第一支座2‑2‑1、第一导向轮2‑2‑2和第一导向环2‑2‑3，其中第一导向轮2‑2‑2转动安装在第一支座2‑2‑1上，第一支座2‑2‑1的上部沿竖直方向设有多个调节孔，第一导向环2‑2‑3通过螺栓拧紧在不同的调节孔中实现高度可调节地安装在第一导向轮2‑2‑2上方靠近送料盘组件2‑1的一侧，并且第一导向环2‑2‑3倾斜安装在第一支座2‑2‑1上，使得送料盘2‑1‑2上的管材能够更加顺利地进如第一导向轮2‑2‑2。第二导向组件2‑4包括第二支座2‑4‑1、第二导向轮2‑4‑2和第二导向环2‑4‑3，其中第二导向轮2‑4‑2转动安装在第二支座2‑4‑1上，第二导向环2‑4‑3采用与第一导向环2‑2‑3相同的结构高度可调节地水平安装在第二支座2‑4‑1，并位于第二导向轮2‑4‑2的上方且环口正对管材夹持切割单元4的入口，保证管材能够保持竖直方向进如管材夹持切割单元4，其中导向环和导向轮均采用陶瓷材质，不会损伤柔性管材表面。

[0046] 送料触发开关2‑3包括固定设置的安装座2‑3‑1，转动设置在安装座2‑3‑1上的张力杆2‑3‑2以及与张力杆2‑3‑2信号连接的磁性张力控制器，张力杆2‑3‑2延伸至导向平面的另一侧且下方设有高度可调节的限位杆2‑3‑3，从而调节张力杆2‑3‑2的初始高度合适，保证张力杆2‑3‑2能够被张紧的管材抬起。脱模后的管材缠绕在送料盘2‑1‑2上，然后将送料盘2‑1‑2安装在底座2‑1‑1，管材的自由端自第一导向环2‑2‑3进如第一导向轮2‑2‑2，从第一导向轮2‑2‑2的下方经张力杆2‑3‑2和第二导向轮2‑4‑2的下方从第二导向环2‑4‑3绕出并延伸至自动切割单元，初始状态时，管材呈松弛状态并与张力杆2‑3‑2相接触，当管材拉取单元5拉动管材时，管材呈张紧状态，从而带动张力杆2‑3‑2向上抬起，进而触发与电机2‑1‑3信号连接的磁性张力控制器，从而控制送料盘组件2‑1的启停。由于柔性管材不能被长时间拉扯，本实施例在磁性张力控制器与电机2‑1‑3之间信号连接有延时停止继电器，本实施例张力杆设置0.05N的向上抬起力，延时停止继电器设置延时停止时间2秒，使得管材在拉紧后再次恢复松弛状态，避免管材长时间处于绷紧状态而导致吹塑体变形失效。

[0047] 管材拉取单元5包括垂直固定安装在机架1中部的伺服滑台5‑1，伺服滑台5‑1的滑动块上固定安装有沿水平方向设置的伸缩气缸5‑2，伸缩气缸5‑2的输出端固定安装有沿竖直方向设置的拉取夹持气缸5‑3，拉取夹持气缸5‑3的两个夹爪分别固定安装有相对设置且截面为半圆形的夹板5‑4。通过伺服滑台5‑1和伸缩气缸5‑2分别实现夹板5‑4升降和平移，从而对准管材夹持切割单元4内的管材并夹住，实现上拉，结构简洁，动作反应迅速，控制方便。

[0048] 视觉定位单元3包括对称设于在管材夹持切割单元4两侧的定位光源3‑1和具有定焦镜头的第二工业相机3‑2，从而实时拍摄柔性管材的位置。

[0049] 管材夹持切割单元4包括自下而上依次设置且均采用气动控制的下夹持单元4‑1、切割单元4‑2和上夹持单元4‑3。其中下夹持单元4‑1包括固定安装在机架1中部上且竖直向上设置的下夹持气缸4‑1‑1以及水平设置且分别固定安装在下夹持气缸4‑1‑1的两个夹爪上的下夹具4‑1‑2，两个下夹具4‑1‑2相对设置且夹持面设有半圆弧凹槽。切割单元4‑2包括水平固定架设在机架1中部上的刀具夹持气缸4‑2‑1，刀具夹持气缸4‑2‑1的一个夹爪上固定安装有刀片4‑2‑2，另一个夹爪上固定安装有与刀片4‑2‑2相适配的刀架4‑2‑3。上夹持单元4‑3包括水平架设在刀具夹持气缸4‑2‑1上的上夹持气缸4‑3‑1以及分别固定安装在上夹持气缸4‑3‑1的两个夹爪上的上夹具4‑3‑2。

[0050] 吹塑体移动单元6包括固定在机架1中部设置的四轴机械臂6‑1，四轴机械臂6‑1的输出端固定安装有电动夹爪6‑2。视觉检测单元7包括相对设置的检测光源7‑1和具有工业镜头的第一工业相机7‑2。

[0051] 通过管材拉取单元5拉动管材上移，当吹塑体上端废料进入切割单元4‑2，下夹持单元4‑1夹紧吹塑体下端管材，由切割单元4‑2进行废料切除，随后电动夹爪6‑2移动至管材夹持切割单元4的上方并深入其中夹紧吹塑体上端管材，使得吹塑体进入下夹持单元4‑1和上夹持单元4‑3之间且两端分别被夹紧，电动夹爪6‑2的夹紧力设定为0.1N，避免过大夹紧力导致柔性吹塑体顶端变形严重。由切割单元4‑2进行吹塑体切割，切割完成后移动至视觉检测单元7中进行检测。为了方便物料存储，在视觉检测单元7的侧边设有合格品箱盒不合格品箱，根据检测结构由四轴机械臂将吹塑体本体放置早对应的箱中。

[0052] 由于切割废料时，废料只有下端被固定，为了保证切口平齐，本实施的切割单元的切割平面与下夹持单元4‑1的上表面之间的距离小于1cm。

[0053] 为了进一步提高切割质量，本实施例增设有管材约束工装4‑4和辅助夹持单元4‑5。其中管材约束工装贯穿机架1的中部设置，包括沿纵向对齐设置且均设有内径略大于吹塑体外径的通孔的限位块4‑4‑1和限位管4‑4‑2，限位块4‑4‑1固定安装在上夹持单元4‑3和下夹持单元4‑1之间，限位管4‑4‑2贯穿工作台且上端延伸至下夹持单元4‑1，为了避免视觉摄像受干扰，限位管4‑4‑2和限位块4‑4‑1正对视觉定位单元3的区域均开设有通口。辅助夹持单元4‑5包括固定安装在机架1中部下表面的辅助夹持气缸4‑5‑1，辅助夹持气缸4‑5‑1的两个夹爪分别固定安装有相对设置的辅助夹块4‑5‑2，辅助夹块4‑5‑2的夹持面设有辅助夹块3‑5‑2。当管材首次进入切割平面后，辅助夹持单元4‑5夹住管材，从而增加一次吹塑体位置判断机会，确认位置准确后，再由下夹持单元4‑1固定管材，实现精准切割。

[0054] 考虑到柔性管材容易褶皱变形，本实施例在电动夹爪6‑2的侧壁上固定安装有吹气阀6‑3，吹气阀6‑3的出口位于电动夹爪6‑2的夹持中心。当电动夹爪6‑2固定吹塑体上端时，通过吹气阀6‑3吹气，使得吹塑体饱满，从而达到更优的切割质量，同时避免吹塑体表面褶皱，影响后续的瑕疵检测。

[0055] 为了方便显示，在机架1上还设有显示单元，显示单元由大小两块显示屏组成，大显示屏23寸，用于显示实时检测图像、待测吹塑体型号选择、新型号吹塑体录入及数据追溯导出；小显示屏10寸，触摸屏，用于进行操作开始/停止操作及显示设备运行数据等。

[0056] 本实施例的工作过程：

[0057] 将绕满吹塑体柔性管材的送料盘安装至底座上，送料盘两侧挡板与驱动轮紧密接触。将送料盘中柔性管材自由端依次从第一导向环穿过，经过第一导向轮底部和送料触发开关中张力杆底部，再依次经过第二导向轮和第二导向环，并从管材约束工装中穿过；

[0058] 通过上位机控制打开吹塑体上下端的夹持气缸、刀具夹持气缸及辅助夹持气缸，将管材穿过约束工装顶部；通过上位机控制管材拉取单元动作，将管材上拉；

[0059] 根据上位机提前录入的吹塑体规格进行选择，视觉定位单元进行实时监控，识别定位到吹塑体上边缘位后，辅助夹持气缸先收紧，进行二次定位，确认合格后，下夹持气缸收紧，切割单元工作进行吹塑体顶端位切割，随后管材上拉单元将切割完的废料拉出并投放至预设的废料仓；

[0060] 管材上拉单元继续移动至吹塑体顶端并夹住吹塑体，此时各气缸松开，管材上拉单元夹紧管材后上移，视觉定位单元3识别定位到吹塑体下边缘时，停止拉取，此时各气缸夹紧，吹塑体上端被上夹持单元固定后，管材上拉单元松开并复位。

[0061] 电动夹爪移动至吹塑体上端，吹气阀打开进行吹气，吹气的同时进行吹塑体下端切割，切割完成后电动夹爪将吹塑体移动至自动瑕疵检测单元，进行360°旋转检测，上位机同步进行图像处理和数据处理，旋转完成后，实时输出好坏料结果；根据判别结果，将吹塑体移动至合格/不合格箱顶部，松开夹爪，完成分选复位，完成一个循环检测。

[0062] 本发明通过自动送料单元和管材拉取单元的配合工作，实现吹塑体柔性管材的自动输送，并由视觉定位单元实时拍摄进入管材夹持切割单元中的管材位置，从而自动判断合适的切割位，由管材夹持切割单元完成废料和吹塑体的自动切割，并由吹塑体移动单元将切割后的单个吹塑体移动至视觉检测单元进行表面检测，从而实现了透明吹塑体柔性管材连续剪切并区分吹塑体本体与废料的同时，对吹塑体本体及两端固定长度范围内的全表面瑕疵自动化检测及分料，无需人工操作，提高剪切和检测的效率及质量稳定性。

[0063] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。