一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统的制作方法

1.本发明涉及试剂卡生产类设备领域，更进一步涉及一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统。


背景技术：

2.医疗上常采用六微柱或八微柱凝胶试剂卡，其填充物为含抗体或不含抗体的葡聚糖凝胶，利用凝胶间缝隙只允许游离红细胞通过的特性进行相关检测。
3.微柱凝胶试剂卡在生产中需要经过灌装、封膜、灯检、贴标、装托、装盒、装箱等一系列工艺流程，目前国内很多体外诊断试剂厂家仍采用人工或单机独立作业的生产方式，每个步骤独立完成，并转移到进行下一步骤，生产效率较低、技术工艺相对落后、产品质量也不够稳定，很难满足日益增大的市场需求。
4.对于本领域的技术人员来说，如何自动化完成微柱凝胶试剂卡的生产过程，是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统，自动完成试剂卡的灌装、封装、贴标签、检测以及装箱的过程，极大地提升了生产效率，具体方案如下：
6.一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统，包括用于输送转移试剂卡的输送装置，沿所述输送装置设置上料装置、灌装冲封装置、封口膜灯检装置、试剂卡灯检装置、双面贴标装置、标签灯检装置、装托装置；
7.所述上料装置捡选出空置的试剂卡，并转移到所述灌装冲封装置，试剂卡在所述灌装冲封装置中经过灌装工位，向试剂卡中灌注凝胶，经过封口工位将试剂卡封装封口膜；
8.从所述灌装冲封装置中移出的试剂卡经过所述封口膜灯检装置和所述试剂卡灯检装置，在所述封口膜灯检装置中完成封装检测，在所述试剂卡灯检装置中完成灌装检测；
9.检测不合格的试剂卡被剔除，合格的试剂卡向所述双面贴标装置输送，所述双面贴标装置向试剂卡的两面贴装标签；从所述双面贴标装置移出的试剂卡经过所述标签灯检装置，完成标签检测，检测不合格的试剂卡被剔除，合格的试剂卡移至所述装托装置，通过所述装托装置依次放入卡托、将卡托装托盒、将托盒装箱。
10.可选地，所述上料装置为振动上料盘。
11.可选地，所述灌装冲封装置包括搅拌装置、灌装装置、膜冲切转运装置、焊封装置，所述搅拌装置搅拌凝胶，输送至所述灌装装置，所述灌装装置向试剂卡灌注；所述膜冲切转运装置用于裁切封口膜，裁切后的封口膜通过机械手吸放到微柱凝胶试剂卡的上方，并通过所述焊封装置将试剂卡封装。
12.可选地，所述灌装冲封装置包括灌装转移机械手和除尘除静电装置，所述灌装冲封装置的进料端和出料端分别通过所述灌装转移机械手转移试剂卡；所述除尘除静电装置位于所述灌装转移机械手和灌装装置之间。可选地，所述封口膜灯检装置包括封口光源组
件、封口相机组件，所述封口光源组件从两侧照射试剂卡，所述封口相机组件从上方向下拍摄试剂卡。
13.可选地，所述试剂卡灯检装置包括灌装光源组件、灌装相机组件；
14.所述灌装光源组件和所述灌装相机组件分别从试剂卡的两侧照射和拍摄。
15.可选地，所述双面贴标装置包括送签装置和贴签装置。
16.可选地，所述标签灯检装置包括标签光源组件、标签相机组件；
17.所述标签光源组件和所述标签相机组件分别从试剂卡的两侧照射和拍摄。
18.可选地，装托装置包括装托架和装托机械手，所述装托机械手安装在所述装托架上，用于抓取转移试剂卡、托盒、托箱。
19.可选地，所述输送装置包括第一输送带、第二旋转输送盘、第三输送带、第四输送带和第五输送带；
20.所述第一输送带在所述上料装置和所述灌装冲封装置之间输送试剂卡；所述第二旋转输送盘在所述灌装冲封装置的各个工位之间旋转输送试剂卡；
21.所述第三输送带依次经过所述封口膜灯检装置、所述试剂卡灯检装置；
22.所述第四输送带依次经过所述双面贴标装置、所述标签灯检装置、所述装托装置；
23.所述第五输送带用于转移装箱完成的托盘。
24.可选地，所述灌装冲封装置的上卡工位和下卡工位分别设置抓取装置转移试剂卡；
25.所述第三输送带和所述第四输送带之间设置转运机械手转移试剂卡。
26.可选地，所述上料装置和所述灌装冲封装置设置在a级洁净车间，采用层流罩维持洁净状态。
27.本发明公开一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统，利用输送装置输送转移试剂卡，在各个装置及工位之间转移，从而实现对应的操作；上料装置捡选出空置的试剂卡，并转移到灌装冲封装置，试剂卡在灌装冲封装置中经过灌装工位，向试剂卡中灌注凝胶，经过封口工位将试剂卡封装封口膜，完成试剂卡的灌装和封装；试剂卡经过封口膜灯检装置完成封装检测，经过试剂卡灯检装置完成灌装检测；检测不合格的试剂卡被剔除，合格的试剂卡经过双面贴标装置在试剂卡的两面贴装标签；贴标后的试剂卡经过标签灯检装置完成标签检测，检测不合格的试剂卡被剔除，合格的试剂卡移至装托装置，通过装托装置依次放入卡托、将卡托装托盒、将托盒装箱。整个系统可以实现试剂卡的灌装、封装、贴标签、检测以及装箱的全过程，极大地提升了生产效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为微柱凝胶试剂卡自动化生产系统的俯视方向示意图；
30.图2为微柱凝胶试剂卡自动化生产系统的轴测结构外观图；
31.图3为利用本发明微柱凝胶试剂卡自动化生产系统进行生产的各个流程顺序以及
试剂卡在各个流程的对应关系示意图。
32.图中包括：
33.上料装置1、灌装冲封装置2、搅拌装置21、灌装装置22、膜冲切转运装置23、焊封装置24、灌装转移机械手25、封口膜灯检装置3、封口光源组件31、封口相机组件32、试剂卡灯检装置4、灌装光源组件41、灌装相机组件42、双面贴标装置5、送签装置51、贴签装置52、标签灯检装置6、标签光源组件61、标签相机组件62、装托装置7、装托架71、装托机械手72、输送装置8、第一输送带81、第二旋转输送盘82、第三输送带83、第四输送带84、第五输送带85、转运机械手86。
具体实施方式
34.本发明的核心在于提供一种微柱凝胶试剂卡自动化生产系统，自动完成试剂卡的灌装、封装、贴标签、检测以及装箱的过程，极大地提升了生产效率。
35.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的微柱凝胶试剂卡自动化生产系统进行详细的介绍说明。
36.本发明的微柱凝胶试剂卡自动化生产系统包括上料装置1、灌装冲封装置2、封口膜灯检装置3、试剂卡灯检装置4、双面贴标装置5、标签灯检装置6、装托装置7、输送装置8等结构，图1为微柱凝胶试剂卡自动化生产系统的俯视方向示意图，图2为微柱凝胶试剂卡自动化生产系统的轴测结构外观图。输送装置8用于输送转移试剂卡，上料装置1、灌装冲封装置2、封口膜灯检装置3、试剂卡灯检装置4、双面贴标装置5、标签灯检装置6、装托装置7分别沿输送装置8设置，由输送装置8将试剂卡转移到上述的各个装置处，从而实现各个装置对应的操作。需要注意的是，输送装置8并不仅限于一条完整的输送结构，可以是由多个相对独立的输送结构相互配合组成。
37.上料装置1用于整理试剂卡，逐个捡选出空置的试剂卡，通过相应的转移设备将试剂卡转移到灌装冲封装置2，灌装冲封装置2具有多个不同的工位，其中包括灌装工位和封口工位，试剂卡在不同的工位之间转移，试剂卡在灌装冲封装置2中经过灌装工位，向试剂卡中灌注凝胶，完成灌胶过程；经过封口工位将试剂卡封装封口膜，完成封口过程；后续还需要进行检测以及贴标签等过程。
38.从灌装冲封装置2中移出的试剂卡经过封口膜灯检装置3和试剂卡灯检装置4，在封口膜灯检装置3中完成封装检测，在试剂卡灯检装置4中完成灌装检测；封装检测过程用于检测封口膜是否覆盖严密，灌装检测过程用于检测试剂卡中灌装的凝胶量是否合适；封装检测过程和灌装检测过程分别利用相机拍照完成，封装检测从上方拍照，灌装检测从侧方拍照，控制模块对照片进行比对做出判断。
39.封口膜灯检装置3和试剂卡灯检装置4的先后位置可以调换，也即先进行灌装检测，后进行封装检测。
40.封装检测过程和灌装检测过程中检测不合格的试剂卡被剔除，可以在灌装检测、封装检测均完成之后进行，也可以在每个步骤完成时单独进行，不合格的试剂卡被剔除单独存放；两个检测过程均为合格的试剂卡继续向后输送。
41.合格的试剂卡向双面贴标装置5输送，双面贴标装置5向试剂卡的两面分别贴装标签，标签上标注试剂卡的相关信息。贴装标签后还需要对标签的贴装情况进行检测，从双面
贴标装置5移出的试剂卡经过标签灯检装置6，完成标签检测，以保证标签贴装的位置准确，没有贴反或者位置不正的情况，确保产品的外观质量。检测不合格的试剂卡被剔除，单独存放。通过标签灯检装置6进行的标签检测过程同样需要借助相机完成，从侧方拍照，控制模块对照片进行比对做出判断。
42.合格的试剂卡移至装托装置7，通过装托装置7依次放入卡托、将卡托装托盒、将托盒装箱；装托装置7的作用是对完成检测的试剂卡进行转移，先将单个试剂卡逐个放置到卡托，卡托设有卡装试剂卡的卡位，卡托装满后将卡托放入托盒，一个托盒中可以放置至少一个卡托；装入托盒之后再将托盒转移放置到托箱中，托箱内可以堆叠放置多个托盒。
43.本发明的微柱凝胶试剂卡自动化生产系统可以实现试剂卡的灌装、封装、贴标签、检测以及装箱的全过程，通过输送装置带动试剂卡输送转移，实现连续生产，极大地提升了生产效率。
44.在上述方案的基础上，本发明的上料装置1为振动上料盘，振动盘是一种自动辅助送料设备，能把杂乱堆放的试剂卡有序地排列送出；振动盘料斗下面设置脉冲电磁铁，可以使料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动，料斗内的试剂卡受到振动而沿螺旋轨道上升，在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，试剂卡按照要求统一输出。布置时，可以并排设置两台振动盘同时供料，以提升速率。
45.本发明的灌装冲封装置2包括搅拌装置21、灌装装置22、膜冲切转运装置23、焊封装置24，搅拌装置21用于搅拌凝胶，使凝胶充分混合均匀，搅拌均匀的凝胶通过管道输送至灌装装置22，利用灌装装置22向试剂卡灌注，向微柱凝胶试剂卡内盛放凝胶的各个微柱中输入凝胶。
46.膜冲切转运装置23用于裁切封口膜，封口膜成卷存放，裁切时将封口膜切割成对应尺寸的小段，每个小段与试剂卡的长度相匹配，可以恰好覆盖封闭一个试剂卡。裁切后的封口膜通过机械手吸放到微柱凝胶试剂卡的上方；并通过焊封装置24将试剂卡封装，焊封装置24使用热封的方式对封口膜加热，并对封口膜施加压力，使封口膜被固定压装在试剂卡的上表面，完成封装过程。
47.焊封装置24采用气缸驱动连杆滑块机构，进而带动密封头组件上下移动，每组密封头组件独立设计，各自连接小型气缸，实现独立精准温度控制，封焊触压封口铝膜时自适应性强，动作轻柔。气缸采用pid控制，封焊压力精准稳定，封口膜光滑平整美观，无压痕孔痕，成品质量好。
48.在试剂卡转移的过程中，灌装装置22占据输送装置8旁的一个工位，搅拌装置21通过管道连接于灌装装置22，并不直接操作试剂卡，灌装装置22和搅拌装置21可共用一个工位。膜冲切转运装置23和焊封装置24，既可以分别占据一个工位，两者也可以位于同一工位。
49.灌装冲封装置2包括灌装转移机械手25和除尘除静电装置，灌装冲封装置2的进料端和出料端分别通过灌装转移机械手25转移试剂卡，结合图1，从上料装置1输送的试剂卡到达灌装冲封装置2的进料端，进料端的灌装转移机械手25将试剂卡转移到灌装冲封装置2的定位座，定位座带动试剂卡在各个工位之间移动，试剂卡经过各个工位后完成封装，到达出料端，由出料端设置的灌装转移机械手25将试剂卡送出。除尘除静电装置位于灌装转移机械手25和灌装装置22之间，除静电装置位于灌装装置22工位之前的位置，灌装装置22向
试剂卡中灌装凝胶时，吸附空气中的灰尘，提升试剂卡的洁净度。灌装冲封装置2通过灌装转移机械手25转移试剂卡。
50.具体地，本发明的封口膜灯检装置3包括封口光源组件31、封口相机组件32；封口光源组件31从两侧照射试剂卡，对拍摄提供照明，封口相机组件32从上方向下拍摄试剂卡，拍摄试剂卡上表面的封口膜，控制模块对照片进行比对做出判断。
51.试剂卡灯检装置4包括灌装光源组件41、灌装相机组件42；灌装光源组件41和灌装相机组件42分别从试剂卡的两侧照射和拍摄，灌装光源组件41和灌装相机组件42分别位于试剂卡输送方向的左右两侧，沿水平方向发光照射和拍摄，控制模块对照片进行比对做出判断。
52.封口膜灯检装置3和试剂卡灯检装置4均设有暗箱，照射和拍摄在暗箱内完成，排除背景的干扰。
53.双面贴标装置5包括送签装置51和贴签装置52，每个试剂卡的左右两侧分别设置送签装置51和贴签装置52，送签装置51输送提供标签，贴签装置52将送出的标签粘贴到试剂卡的侧面。
54.标签灯检装置6包括标签光源组件61、标签相机组件62，标签光源组件61和标签相机组件62分别从试剂卡的两侧照射和拍摄，控制模块对照片进行比对做出判断。标签灯检装置6设有暗箱，照射和拍摄在暗箱内完成，排除背景的干扰。
55.装托装置7包括装托架71和装托机械手72，装托架71起到支撑的作用，装托机械手72安装在装托架71上，装托机械手72用于抓取和转移试剂卡、托盒、托箱。装托机械手72的具体结构形式本发明不做限定。
56.在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明的输送装置8包括第一输送带81、第二旋转输送盘82、第三输送带83、第四输送带84和第五输送带85，上述的五个输送结构相互独立，且相互对接布置。
57.第一输送带81在上料装置1和灌装冲封装置2之间输送试剂卡，从上料装置1筛选出的试剂卡放到第一输送带81，由第一输送带81送到灌装冲封装置2。
58.第二旋转输送盘82在灌装冲封装置2的各个工位之间旋转输送试剂卡，灌装冲封装置2的搅拌装置21、灌装装置22、膜冲切转运装置23、焊封装置24、除尘除静电装置围绕第二旋转输送盘82布置，采用第二旋转输送盘82的周向旋转输送方式可以降低灌装冲封装置2的尺寸。
59.第三输送带83沿直线输送，接收从灌装冲封装置2输出的试剂卡，第三输送带83依次经过封口膜灯检装置3、试剂卡灯检装置4，试剂卡在输送的过程中完成拍摄检测。需要注意的是，封口膜灯检装置3和试剂卡灯检装置4的先后顺序可以调换，这两个步骤并不区分先后。
60.第四输送带84依次经过双面贴标装置5、标签灯检装置6、装托装置7，第四输送带84和第三输送带83的相互交错布置，两者的中心线并不对正，第三输送带83的末端盛接不合格的试剂卡，合格的试剂卡被相应的机构转移到第四输送带84继续输送。第四输送带84带动试剂卡输送的过程中完成标签贴装和标签灯检，并将试剂卡输送到装托装置7。第三输送带83和第四输送带84分别设有卡装试剂卡的卡块，试剂卡在转移的过程中保持竖向直立状态。
61.第五输送带85用于转移装箱完成的托盘，第五输送带85与第四输送带84相互交错布置，利用装托机械手72将合格的试剂卡逐个放置到第五输送带85的托盘当中，不合格的试剂卡从第四输送带84的末端送出。
62.灌装冲封装置2的上卡工位和下卡工位分别设置抓取装置转移试剂卡；第三输送带83和第四输送带84之间设置转运机械手86转移试剂卡。输送装置8的第一输送带81、第二旋转输送盘82、第三输送带83、第四输送带84和第五输送带85之间，分别设置相对应的机械手结构完成转移。
63.上料装置1和灌装冲封装置2设置在a级洁净车间，采用层流罩维持洁净状态；结合图1所示，试剂卡沿箭头方向从左向右输送，以竖线x为界，左侧部分位于a级洁净车间，以保证灌装和密封过程的洁净，密封之后被送出的试剂卡进入c级洁净车间。
64.如图3所示，为利用本发明微柱凝胶试剂卡自动化生产系统进行生产的各个流程顺序以及试剂卡在各个流程的对应关系示意图；据此对本发明的整个加工过程进行说明：
65.第一步、自动上卡，由上料装置1通过振动上料盘筛选排列试剂卡，试剂卡转移到第一输送带81向后输送，灌装转移机械手25抓取转移到灌装冲封装置2，由第二旋转输送盘82带动在各个工位之前转移，在灌装冲封装置2依次完成第二步、除尘除静电，第三步搅拌灌装，第四步、膜冲切转运，第五步、自动封焊；以上过程完成后，移出灌装冲封装置2，通过灌装转移机械手25移到第三输送带83；经过封口膜灯检装置3和试剂卡灯检装置4，接着进行第六步、封膜质量灯检，第七步、灌装质量灯检，不合格品剔废，合格品被移到第四输送带84，经过双面贴标装置5进行第八步、双面贴标；完成后到达标签灯检装置6进行第九步、标签灯检，不合格品剔废，合格品装托装置7继续第十步、抓放装托。接着后续进行第十一步、装盒，第十二步、装箱，第十三步、码垛，第十五步、转运仓储，完成整个自动化流程，其中装盒、装箱、码垛、转运仓储这些步骤的具体结构在图中未展示。
66.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。