JP3667373B2 - 針糸通しおよびすえ込みシステム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に、縫合針などのような針を自動的に包装するための機械にかかわり、更に特定するに、装備された縫合針、つまり、独特な構成の減少されたサイズの形成体における自動包装のために、その一端に取付けられた予め決められた長さの縫合糸撚線を持つ針を自動的に製造し、試験しそして伝送する装置にかかわる。
【0002】
【従来の技術】
大抵の装備された縫合針、すなわち、今日、外科医や医療関係者によリ使用されているその一端に縫合糸を持つ針は、米国特許第3,611,551号、第3,980,177号および第4,922,904号で記述されているような手動および半自動処置を利用して製造されている。例えば、米国特許第3,611,551号で記述されているように、縫合糸をすえ込みのために針内に正確に位置ぎめしたり、異なるゲージの縫合糸撚線がすえ込みされるときのすえ込み圧を増減させるのにすえ込み金型を調整したりするには、オペレータによる手動の介入が必要である。このプロセスでは、手動による位置ぎめが行うべきすえ込みに不可欠なために、工数および能率の点で極めて不利である。
【0003】
現在、切断される前での縫合糸材はリボンか、または、キングつまリ駆動スプール上に巻かれて供給され、そして縫合針のすえ込み端内に置かれる。米国特許第3,980,177号において、縫合糸材はスプールから送られ、回転する緊張ラックに取られ、そこで、均一な長さの縫合糸が引き続いて切断される。かくして、縫合糸の長さはラックのサイズにより決定され、そして周囲に巻かれている縫合糸材の切断に対してラックを準備するには手動による介入が必要である。更に、異なる長さの縫合糸撚線を得るには、その都度、ラックを変えるので、手動による介入が必要である。
【0004】
米国特許第4,922,904号において、縫合糸材はリボンに巻かれて供給され、縫合針のけん縮空胴内への挿入に先立って、その材料をまっすぐにするために種々な案内手段およびヒーターを通して送られる。そこに示されている1つの実施例において、引き入れた縫合糸を、そのすえ込みに先立って、縫合針のけん縮空胴内に整列させるために、精巧なテレビジョン監視手段が必要である。その同じ実施例において、回転エンコーダ装置は、切断以前でのボビンからほどかれた縫合糸材の長さを決めるのに使用される。別な実施例では、不定長さの縫合糸材の針に対するすえ込み後、針−縫合糸アセンブリが切断に先立って予め決められた距離だけ送られ、それにより、予め決められた長さの縫合糸撚線を得る。かくして、均一な長さの縫合糸材を得るには、その都度、注意深い操作と正確な制御が必要であり、そうした作業を達成するのに使用されるプロセスは工数の点で高価で、しかも能率の点でも良くない。
【0005】
糸をはさみで切断する必要性を回避するために、縫合後に縫合糸から針を外すことができる装備された針を使用する外科医又は医療員の要求は、上述の米国特許第3,980,170号に示されている。この特許自体は、縫合糸のサイズに依存して3オンスと26オンスとの間のまっすぐな引抜き(破壊的引抜き)値を持つことを特徴とする針−縫合糸組合せに向けられている。しかしながら、この特許は、その引抜き値を決定するのに装備された針を自動的に試験するための手段、すなわち、針を縫合糸から取り外すのに必要な力を与えるための手段について何も開示していない。
上述した米国特許第4,922,904号において、所定の長さの縫合糸が縫合針に確実に接続されたのかどうかを確認するための手段は、そのすえ込み後でしかも糸の切断に先立って、その糸に緊張を加えることによって与えられる。しかしながら、針を糸から分離するのに要する力の量を決定する手段又は方法については何も与えていない。
【0006】
かくして、完全に自動化されて、そして均一な長さの縫合糸材を持つ縫合針を自動的に準備できる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することは望ましい。
また、完全に自動化されて、装備され且つ引張り試験された縫合針を、毎分約60の速度において自動的に製造できる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することは大いに望ましい。
【0007】
更に、縫合糸材の不定長さの撚線の引込み、予め決められた長さにおける撚線の切断、そして正確に位置ぎめされた縫合針に対する縫合糸のすえ込みを達成するすえ込みステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することは大いに望ましい。
さらに、配向された位置における個々の縫合針を分類し、それを、縫合糸撚線のそれに対する自動的すえ込みのためのすえ込みステーションに給送するための針分類装置を組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することは大いに望ましい。
【0008】
更に、制御システムコンピュータの制御の下で動作可能で、しかもすえ込みツーリング金型の位置に対して自動調整を与えることのできる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することも大いに望ましい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、反復的な手動作業に対するオペレータによる関与を事実上なくした費用の有効な自動針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
【0010】
本発明の別な目的は、個々の正確に配向された縫合針をコンベヤから多軸グリッパヘ転送するための装填ステーションと;縫合糸材の不定長さの撚線を自動的に引抜き、その撚線を切断し、規定長さの撚線の自由端を針の糸受入れ開口内に挿入し、その縫合糸撚線を縫合針に対してすえ込むすえ込みステーションと;針−縫合糸組合せについての最小および破壊的引張り試験を自動的に実施する引張り試験ステーションと;装備されて、引張り試験された針を自動包装をする包装ステーションヘ転送するための放出ステーションとを含んでいる複数の処理ステーションに対して縫合針を自動的に係合させて割出すための複数の多軸グリッパを持つ回転可能なすえ込みダイヤルを組み込んでいる自動針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
【0011】
本発明の更に別な目的は、装填ステーションに費用の有効な針分類装置を組み込んでいる自動針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
更に、本発明の別な目的は、均一な長さの縫合糸材を高い速度で自動的に切断できる自動針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
【0012】
本発明の更に別な目的は、約1秒で縫合糸挿入と自動的すえ込みとを実施する自動すえ込みステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
本発明の更に別な目的は、縫合糸撚線を加熱してその一部分を硬化させるための任意な熱チッピングアセンブリを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
【0013】
本発明の更に別な目的は、装備された針についての最小引張り試験または破壊的引張り試験を1秒以内で実施できる自動引張り試験ステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
更に、本発明の別な目的は、制御システムコンピュータによる制御の下で作動可能な針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
本発明の更に別な目的は、その自動包装のために正確に配向されている装備された縫合針を放出するための放出ステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
本発明の更に別な目的は、不必要な中断や手動による介入なしで、自動的すえ込みおよび工具調整を実施できる針糸通しおよびすえ込みシステムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明のそうしたおよび他の目的は、第1の位置にあって、複数の無秩序に配向された針を分類し、そして第1の予め決められた位置での自動的取扱いのために各針を配向させる第1の手段を含み、針の各々が縫合糸受入れ開口を持っていて、縫合糸を縫合針に取付けるための自動機械でもって達成される。第2の位置に置かれる第2の手段は、不定長さの縫合糸材を規定長さの縫合糸撚線に自動的に切断し、そして規定長さの縫合糸撚線の端部を、第2の予め決められた位置において、その針に形成されている糸受け入れ開口ヘと自動的に挿入するために与えられている。また、第3の装置は、縫合糸受入れ開口をその糸の周囲で閉じるように針をすえ込ませて、そこに糸を固定し、それから、針および縫合糸アセンブリを形成するために設けられている。割出し装置は、各個々の針を第1の予め決められた位置で、予め決められた配向において自動的に受入れ、そしてその針を、逐次処理のために、その第1の位置から第2の位置へ伝送している。
【0015】
【実施例】
本発明の別な利益および長所は、発明の好ましい実施例を指定し且つ示している添付図面を参照しての以下の詳細な記載から明らかになろう。
【0016】
一般に、本発明の自動針糸通しおよびすえ込みシステムでは、毎分約60の装備された縫合針が組立てられてそして放出されることを保証するために、4つの異なるステーションでの動作が並行して同時に行われる。例えば、第1図に示されているように、針分類装置100は縫合針を分類し、個別化しそして正確に配向された針を回転すえ込みダイヤル150上に設けられている複数のグリッパヘ伝送する。回転すえ込みダイヤルは、第1図での矢印により示されているように、反時計方向に回転して、各針を自動すえ込みステーション200へ割出し、そこで、縫合糸材が切断され、針へと挿入され、そしてそこに自動的にすえ込まれる。次いで、回転すえ込みダイヤル150は更に回転して、装備された針を自動引張り試験ステーション30へと割出し、そこでは、各装備された針について引張試験を行い、医療上から見た最小のおよび/または破壊的引張り試験に適合していることを確認する。最後に、回転すえ込みダイヤルはテスト済みの装備された針を放出ステーション400へ割出し、そこでの縫合針は縫合糸巻付けおよび包装ダイヤル500へと渡されて、独特な配列および構成の減少された寸法の形成体パッケージに自動的に包装される。
【0017】
図2および3は本発明の自動的針糸通しおよびすえ込みプロセス10を例示しているブロック図である。例えば、針分類装置100において、針は初めに、ステップ11において、振動皿へと装填されて自動的に分類され、ステップ12において直線状に置かれてステップ13での半透明な割出しコンベヤに給送され、ステップ14での視覚追跡システムにより、配向および位置に関して判定され、ステップ15でのロボット装置により拾い上げられ、ステップ16でのロボット装置により精密コンベヤに転送され、そして最後に、針が、ステップ17に示されているすえ込みステーション200への引続く転送のために、回転すえ込みダイヤル150上にある多軸グリッパに転送されるようになっているロードステーションに伝送される。各ステップを実行するのに使用される装置の詳細については後で説明されよう。
【0018】
ステップ11〜17に関して記述された針分類プロセスと同時に、図2および3に示されているすえ込みステーション200では、ステップ19〜30に関して、自動的縫合糸切断およびすえ込みプロセスが行われる。規定されていない長さつまり不定長さの縫合糸材は、5000ヤードまでの材料を運べる種々なスプールおよび構成において供給される。これは図2でのステップ19において示されている。次に、ステップ20では、縫合糸材が、後で詳述される予定の引込みタワー装置の一部であるペイオフアセンブリヘと装填される。このペイオフアセンブリは、スプールからの縫合糸材を交互に引込んでその切断を行うグリッパを含んでいる。大きなスプールが使用される場合、その材料は、オプショナルステップ21で示されているようなダンサーを持つスプール送りアセンブリに随意に装填でき、その材料としては、緊張状態にあっても、切れたり折れたりしない。
【0019】
材料が引込まれつつある間にも、別な処置がある。例えば、後で詳述されるように、材料を硬化させて、針の糸受け入れ開口内におけるその位置ぎめを容易にするために、縫合糸先端での緊強されている縫合糸材を加熱することが望ましい。かくして、オプショナルステップ22において、縫合糸材の一部分が加熱される。図2のブロック図のステップ23において、縫合糸材がサーボグリッパによって把握される。ステップ24において、縫合糸撚線が引き上げられ、針の糸受け入れ開口内への挿入、すえ込みのために位置ぎめされる。
【0020】
縫合針が前述のようにすえ込みステーション200へ割出された後、多軸グリッパは、図3でのステップ26で示されているように、すえ込みアセンブリの2つのすえ込み金型の端部に形成されているすえ込み金型開口での正確に配向された位置にその針を位置ぎめする。これと同時に、縫合糸撚線が引込みタワーの単一の軸に沿ってキングスプールから引かれ、その先端が、針の糸受け入れ端内への挿入のために位置ぎめされる。次に、ステップ27において、引込みタワーでのグリッパアセンブリは、糸引込み軸と整列されている針の糸受け入れ開口内での正碓な位置ぎめのために、縫合糸撚線の先端を下部のファンネルガイド内に挿入する。引き続いて、ステップ28において、多軸グリッパは、すえ込み金型開口内に置かれている針上のそのグリップを解放する。ステップ29において、すえ込みシリンダは、縫合糸を針へ自動的にすえ込み、そして不定長さの縫合糸撚線を予め決められた長さにおいて切断するように作動される。装備された針を保有している間に、多軸グリッパは、ステップ30で示されているように、回転すえ込みダイヤル上でのそのステーションにおいて撤回され、そしてステップ31において引張り試験ステーション300へ割出されるので、ステップ32での最小引張り試験かまたはステップ33での破壊的引張り試験が行われる。
【0021】
そこでの装備された針は、最小引張り試験の結果に依存して、つまり、その試験要件が満たされる場合(図3にステップ34aとして示されているように)には、その針を縫合糸巻付けおよび包装ダイヤル500へ放出する放出ステーション400へと回転すえ込みダイヤルにより割出されるか、または、その試験要件に適合しない場合(図3でのステップ34bで示されているように)には、引張り試験ステーションにおいて放出される。破壊的引張り試験の場合、装備された針にはそれ以上の処理がないので、その針は、図3でのステップ35で示されているように、引張り試験ステーション400において自動的に放出される。最後に、図3でのステップ36として示されているように、最小引張り試験を通過した個々の針は、放出ステーション400に伝送されて、独特な構成の減少されたサイズの形成体パッケージにおける包装のために装填される。
【0022】
縫合糸切断プロセスでの各ステップを実行するのに使用される装置については、以下において詳細に説明されよう。
【0023】
針分類ステーション
図4には、針分類プロセスを実行するための針分類装置100の好ましい実施例が例示されている。そこで示されているように、針39は、2つの振動皿つまりホッパー41a,bの各々に、ばらのまま、配送され、そこで、それぞれの個別化アセンブリ42a,bにより個別化され、そして2つの半透明なコンベヤ45a,bの各々上に無秩序に置かれる。2つのコンベヤ45a,bは、無秩序に置かれた針39を、図4での矢印により示された方向に運び、それらの位置および配向が遠隔して置かれている視覚追跡システムにより判定される。この追跡システムは、各半透明なコンベヤ45a,b上における針の位置および配向を、それぞれの初めの照明されたプラットホーム50aおよび50bに沿って通過する際に判定する。視覚追跡システムから得られた配向および位置的情報は、制御システムコンピュータにより処理され、そして追跡した針を拾い上げて、毎分約30の速度においてその半透明なコンベヤから、そのコンベヤと同じ方向に移動する精密コンベヤ55へ転送する第1のロボットアセンブリ60aにより使用される情報に変換される。その制御システムは、2つのコンベヤ45a,bのいずれかからの追跡された針をつかむように、ロボットアセンブリ60aのアームつまり引掛け具65aに指示するためのアルゴリズムを実行する。もしも針について一時的不足があれば、すなわち、もしも、第1のロボットアーム65aが、その制限された範囲の運動のために、針を拾い上げることができないように、無秩序に置かれた針39が配向されているならば、第2のロボットアセンブリ60bが、その引掛け具つまりアーム65bにより、その同じ追跡した針かあるいは別の選ばれた針を拾い上げて、精密コンベヤ55に転送する。これは、各半透明なコンベヤ45a,b上における針の位置および配向を、それぞれの第2の照明されたプラットホーム51aおよび51bに沿って通過するときに判定する前述の追跡システムにより達成される。この針分類システムに与えられる冗長性は、回転すえ込みダイヤル150上に載置されている多軸グリッパヘ精密コンベヤ55により給送される針39については不足しないこと、結果的に、毎分約60の速度でのすえ込みを実施する自動高速すえ込みステーション200に割出される針について不足しないことを保証するのに必要である。記載を容易にするために、針分類装置の冗長部分については以下の記述から省略する。
【0024】
針分類プロセス100の最初のステップは、皿またはホッパーのような給送装置から針個別化アセンブリヘの予め決められた量の針39の導入を含んでいる。図5の側面図に示されている好ましい実施例において、振動ホッパーつまり皿41にはセンサー板44のような適当な光学的または機械的計数装置が設けられいて、分類アセンブリ42には、一度に6つまでの針が周期的に与えられる。針39は、ゲート38を通して振動ホッパー41から放出され、そして重力により、針個別化アセンブリ42を通して落ちる。針個別化アセンブリ42は、2つの位置間を交互して、針の半分が隔置されているシユート46,48の各々上に落下し、最後に移動している半透明なコンベヤ45上へと落下するのを可能にする一連のダイバータ扉43a,bおよびトラップ扉43c,dを含んでいる。ダイバータ扉43aが図5に示された位置にあると、針個別化アセンブリ42へと導入される針39は、偏向されそして外部リセプタクル(示されていない)へと落ち、その後、ホッパー41に戻される。ダイバータ扉42aが図5での点線によるダイバータ43a’にて示されている第2の位置にあると、6つの針9が、分類アセンブリを通して落ちるときに、センサ44により計数され、その後、ダイバータ扉43bおよびトラップ扉43c,dの適切な切換えにより個別化される。分類アセンブリ42でのダイバータ扉43a,bおよびトラップ扉43c,dは、過度な数の針39が、一度に、コンベヤ45に落ちないこと、置かれるときでの針は適切に離されることを保証している。好ましいことに、ダイバータ扉43a,bは、自動制御システムの制御の下で動作し、そして好ましくは、適度の速度において2つの位置間で交互して、サイクル当り約3つの針がそれぞれの放出シュート46,48の各々を介して半透明のコンベヤ45上へと落下するのを可能にするように時間調整される。両ダイバータ扉43a,bは、円筒状ピストン47a,bおよび適当なソレノイドまたは空気モータ(示されていない)によりそれぞれ駆動される。半透明なコンベヤ45上に置かれる針39は、配向なく、無秩序に置かれる。
【0025】
好ましい実施例において、半透明なコンベア45は、適度の速度において駆動される無端ベルトコンベヤであって、図4に示されているように、精密コンベヤ55に対して平行に走行する。以下において一層詳細に説明されるように、針個別化アセンブリ42の下流でしかも両精密および半透明コンベヤに近接して置かれているロボットアセンブリ60は、個々の無秩序に置かれた針39を、半透明のコンベヤ45から精密コンベヤ55上にある係合装置へと転送する。精密コンベヤ55は、回転すえ込みダイヤル150上にある多軸グリッパに対する正確に配向された針の転送を可能にし、針はその後、自動すえ込みステーション200に伝送される。
【0026】
前にも述べたように、また、図4および9で見られるように、ロボットアセンブリは、各針個別化アセンブリ42a,bの下流で、しかも両精密および半透明割出しコンベヤに近接して置かれた2つのロボット60a,bを含んでいる。ここで記述される好ましい実施例において、各ロボットアセンブリ60a,bは、毎分約40の速度における針転送を達成できるAdept(商標)604−Sロボットであって、各ロボットの対応するAdept(商標)CCコントローラによって制御される。各ロボットは、種々な運動のできる4つのジョイントを含む4軸SCARA(選択性コンプラィアンス・アセンブリ・ロボット・アーム)ロボットである。ロボットグリッパ65a,bは、各それぞれのロボットアセンブリ60a,bのクイルに取付けられていて、そして空気シリンダ(示されていない)から供給される圧力による把握動作を実行する。
【0027】
図9を参照するに、そこには、毎秒1つの配向された縫合針を割出して、自動すえ込み機械に転送するのに十分な速度において駆動モータアセンブリ54により駆動される精密コンベヤ55が例示されている。同様な駆動モータアセンブリ53は割出しコンベヤ45a,bを駆動するために与えられている。以下において詳細に説明されるように、各駆動モータアセンブリ53,54は、制御システム90とインタフェースされていて、その割出し運動を中止させるべくその制御下で動作し、針の拾い上げおよび割出しコンベヤから精密コンベヤヘの針の転送を実行する。図6(a)および6(b)には、精密コンベヤ35と、その上に設けられて、それぞれ個々の縫合針39を係合させるための複数の係合ボート70とが詳細に示されている。また、精密コンベヤ55の動作は所望のサイクル速度において周期的に中止されて、ロボット60a,bからそこへの針39の転送を行なう。好ましい実施例において、制御システム90は、給送システムを制御するAdept(商標)ロボットコントローラおよび視覚追跡システムコンポーネルトとディジタルにおいて連通しているプログラマブルロジックコントローラ( PLC)を含んでいる。
【0028】
図9に示されているように、視覚追跡システムは、1つがその割出しコンベヤ45aに対する頭上の各それぞれの照明されたプラットホーム部分、50aおよび51a、に置かれている2つのビデオカメラ82および84を持つカメラアセンブリ80を含んでいる。以下において詳述されるように、各カメラ82,84から得られた針のビデオ像は適当にディジタル化され、そして図9に示されている通信ライン87a,bのような適当な伝送媒体を介して、遠隔して設けられている制御システムコンピュータ90に伝達され、そこで、ビジョンコントロールタスクにより処理されて、通信ライン197を介して各ロボット60a,bへと入力される。好ましいことに、コンベヤ45aおよび45bは、半透明でありそしてそれぞれの部分50a,bおよび51a,bにおいて背後から照明されているので、シャープなビデオ像が頭上のカメラアセンブリによって得られる。図9では、説明上、2つの照明されたプラットホーム50a,50bに対応して、2つのビデオカメラ82,84のみが示されている。しかしながら、本発明は、コンベヤ45b(図4)に対する照明されたプラットホーム50bおよび51bに対応する第2の組合せのビデオカメラ(示されていない)を含んでいるので、前にも述べたように、ロボットが針をコンベヤ45aから拾って置く間に、コンベヤ45b上での針についての2値像が得られる。このシステムに対して与えられる冗長性は、すえ込みステーションに送られる針が瞬間的にもなくなるのを回避し、すえ込みステーションに入る配向された針の最大通過量が達成されることを保証する。ロボット工学技術が進歩したり、または、ロボットアセンブリが一層大きな度合の運動を一層速い速度で達成できるようになれば、第2の組合せのカメラや、第2のロボットアセンブリが不必要になろう。更に、十分な速度と精度を持つロボットアセンブリでも、無秩序に置かれた針を移動するコンベヤから拾い上げて、すえ込みステーションでの配向された位置にじかに置くことができよう。
【0029】
好ましい実施例において、各カメラ82,84は、背後照明型の各割出しコンベヤ45a,b上、約1mの所に取付けられ、そして適当なアダプタでもって変えられる10mmから140mmまでにおよぶ焦点距離を持つ電気的に制御される望遠レンズを使用している。各カメラレンズに対する照明、絞り、焦点および視野を確立するために、RS−232リンクを介してAdept(商標)コントローラとインタフェースされた適当なレンズコントローラが使用されている。
【0030】
針分類および給送装置に対する制御システムの別なコンポーネントには、給送システムを見渡して指示するのに使用されるSCADAノードが含まれる。このノードは、針パラメータ、エラーメッセージおよびステータスメッセージのようなデータ情報をAdept(商標)コントローラに与えるのに使用される別個のRS−232リンクを介してAdept(商標)コントローラの各々とインタフェースしている。SCADAノードは、市販品として入手できるFIXDMACS(商標)ソフトウェアで動作するパーソナルコンピュータまたはかかる適当な装置を含むことができる。処理されるべき針のサイズおよび型式を給送システムに知らせるのに使用される針交換手順中にFIX/DMACS“Adept(商標)セットアップ”スクリーンに入れられる針パラメータを取替えるために、シリアル通信が使用されている。オペレータが針パラメータを入れて、交換を開始させると、FIX/DMACSノードがそうしたパラメータをロボットコントローラに伝達する。
【0031】
本発明のロボット工学/視覚制御システム90は、各々が針分類および給送システム42により行われる予定の特定の作業と関連づけられかつPLC119の制御の下で実行される個々のコンピュータソフトウェアプログラムを含んでいる。図14に示されているように、本発明の針分類装置を制御するためのソフトウェアアーキテクチャは8つの主タスク、つまり、ロボット制御タスク152、視覚制御タスク86、コンベヤ割出し制御タスク181、SCADAノードインタフェースタスク195、制御パネルタスク88、タスクマネジャー123、コンベヤ開始タスク190およびレンズ制御タスク128を行う。上述した8つのタスクのうち、初めの6つは、後で述べられるように、針給送定常状態動作中、能動状態にある。図14は、タスク間でのデータの流れと、それらタスクを開始させる信号とを付加的に示している。好ましい実施例で使用されるソフトウェア言語は、多重タスク状況における両視覚およびロボット制御に適したアデプトのV/V+言語である。タスクの各々は、図14に関連して、以下において記述されよう。以下のタスクに関する一層詳細な記述は前述した同時係属の米国特許出願第181,624号において見られる。
【0032】
当業者にとっては周知のように、各ロボットアセンブリ、コントローラおよびカメラ視覚追跡システムを適切に機能させるには、給送システムに対する注意深い校正および構成手順が必要である。例えば、各ロボットアセンブリで必要なことは、作動されたときのロボットが構造上の損傷を回避できるように、ジョイント位置が設定され且つジョイント限界が構成されることである。更に、ロボットに対するカメラの校正は、視覚システムが針の位置的座標を正確に計算して、ロボットがその拾い上げ位置へ動けるようにするために必要である。この処置は、カメラの視野と各ロボットベース位置との間での変換マトリクスを与える。
【0033】
ロボットコントローラおよびロボットの始動はPLC119によって行われる。ロボット校正処置は、電源を入れて、ディジタルエンコーダ(示されていない)を同期させるためにロボットジョイントを既知の定位置に動かした後に開始される。
【0034】
PLC119、ロボットコントローラ、コンベヤ45a,bおよび55をスタートさせるプロセスは時間的に極めて厳しい。ロボットコントローラの背景からして、ロボットエネーブル信号119がPLC119により出されると、それはその通常のサイクルを開始して、以下のタスク、つまり:ロボット制御タスク152;視覚制御タスク86;コンベヤ割出しタスク181;そしてコンベヤ45aの動きを開始させ、約2秒間侍機し、その後に第2のコンベヤ45bの動きを開始させるコンベヤ始動タスク190を実行する。PLCは同時に、他のアデプトロボットにもロボットエネーブル信号を出す。この筋書の下で、PLCは、ロボットエネーブル信号199が高くなることで、バルク送り装置システム、割出しコンベヤおよびすえ込み機械の始動を統合する。後でも詳述されるように、ロボットエネーブル信号が低くなると、アデプトロボットはその標準の処理を中止して、SCADAノードからの要請に応動する。
【0035】
ロボット制御タスク
各ロボットアセンブリ60a,bに対する各Adept(商標)制御装置に関連する単一のロボット制御タスクがあるが、図14ではエレメント152として1つのみが示されている。ロボット制御タスク152のための制御システムソフトウェアはそれぞれのロボットアセンブリ60aまたは60bを資源として管理し、視覚制御タスク86によって生成され、入力されたFIFOバッファ156の識別針位置を読取り、針配置ハンドシェイクのために制御システム90のプログラム可能倫理制御装置(PLC)119とインタフェースさせ、そしてコンベヤベルト45a,bの指標付けを開始する。
【0036】
各ロボットアセンブリ60a(60b)のためのロボット制御タスク152の定常動作は下記の通りである。
先ず、各自のロボット制御装置は、データライン193を介して、その入力FIFO156を連続してポールし、各自の半透明コンベヤ45aまたは45b上の識別針位置の定位置座標データを得る。針位置のデータは、各自のデータライン197を介して、視覚制御タスク86からFIFOバッファに与えられるが、以下でより詳細に述べる。受け入れ可能(認識可能)針位置がFIFOバッファ156に入れられる場合、ロボット制御装置はバッファから針位置を取除いて、ロボットグリッパアーム65a(65b)に指令して、その場所をコンベヤベルト上に移動させる。次に、それぞれの認識された針に対して、ロボット制御タスク152は、ロボットグリッパ65a(65b)に信号を送って、針39の胴部分に近付け、そしてコンベヤから離して精度コンベヤ55に近接したアプローチ位置に向かわせる。そこでロボットタスクは、表示のように、PLCにNEEDLE IN GRIPPER信号207を発生して、PLC119からの応答を待つ。図14に示されるように、PLCがロボット制御タスク発生のNEEDLE IN GRIPPER信号207を受信する場合、PLC119はSAFETO PLACE信号191を発生し、ロボット60a,bのいずれかによって受信される。
【0037】
SAFE TO PLACE信号191の目的は、現在のロボットアセンブリ60a,bに、針をコンベヤ55の精度コンベヤボート70に置くことができるということを知らせることである。SAFE TO PLACE信号191の受信に対する応答として、ロボット制御タスク152はDON’T INDEX PRECISION CONVEYOR信号129を発生し、PLC119によって受信されると直ちに、それは針を精度コンベヤ55に置く。この信号が高、例えば論理「1」状態、のままである間、Adept(商標)ロボット60a,60bは、精度コンベヤ55のボート70上に針を置こうとするであろう。このことは精度コンベヤ係合ボート70の係合ジョウ77,79を始動して、その間に針を配置できるように引込ませるが、以下でより詳細に述べる。ロボットの動きが止まり、針が位置ぎめされると、ロボット制御タスク152はNEEDLEPLACE COMPLETE信号206を発生し、PLCl19によって受信され、そしてPLCは、精度コンベヤ係合ボート70の係合ジョウを針と係合させるために、適切な制御信号209を発生するであろう。この良好な実施態様においては、NEEDLE PLACE COMPLETE信号206のドエル時問は約48〜64ミリ秒である。この信号の起動後、ロボットアセンブリ60a,bは同時間期間中(48〜64msec.)、針を定位置に保持するであろう。その後直ちに、ロボットはそのグリッパを開いて、係合ボート70から離れたそのアプローチ場所に戻る。最後に、DON’T INDEX PRECISION CONVEYOR信号129が取除かれて、精度コンベヤ55がPLC119のコマンドにおいてどれが実行されるかを指標付けするためにクリアであることを表示する。
【0038】
コンベヤインデックス開始のための安全インターロックとして、ロボット制御タスク152はコンベヤ指標付け制御タスク181に、ロボットアセンブリ60aまたは60bは、図14に示されるように現在のコンベヤから最後の針をピックアップしたことを示す、内部制御各自のLAST PICK信号192,196を送信する。現在のカメラ視野(以下では「FOV」)につき期待される針の最大数が各自の現在のインフィードコンベヤベルト45a,bからピックされてないと、ロボット制御タスク152は、図14に示されるように、コンベヤ制御タスク181に、INDEX CONVEYOR 1 EARLY信号またはINDEX CONVEYOR 2 EARLY信号124,125を介して、そのコンベヤベルト「早期(early)」を指標付けするよう要求するであろう。コンベヤの運動に影響を及ぼす全信号は、コンベヤ制御タスク181によって経路指定されるので、このタスクは対応するINDEX CONVEYOR 1EARLY信号124’あるいはINDEX CONVEYOR 2 EARLY信号125’を発生して、他の熟練ロボットによって受信される。通常動作中、ロボット制御タスクがIndex Conveyor 1 EarlyあるいはIndex Conveyor 2 Early信号のどちらかを受信する場合、それはそのFIFOバッファ156の内容を消去して、コンベヤから最後の針がピックされたかのように継続するであろう。
【0039】
制御ソフトウェアは、V/V+のタイムスライシングに基づいたディジタル出力の浮動16〜32msの持続時間を考慮に入れねばならない。これは、DON’T INDEX精度コンベヤ信号129のセットおよびリセットに関連する配置にとって必要な最小時間の計算に影響を与えるであろう。
【0040】
ロボット制御タスク152は、2タイプのエラーについてエラー回復を実行する。これらのエラーは指標付けエラーと総体エラーに分類されている。他の全タスクにおけるように、総体エラーはタスクマネージャー123エラー回復に応答させて、直ちにロボット制御タスクを停止させる。針がその部分FIFOに置かれるのをロボットが待っていて、両コンベヤベルトとも適量の時間内に指標付けをしない場合に、指標付けエラーが発生する。ロボット制御タスク152は、INDEX CONVEYOR 1 EARLY信号およびINDEX CONVEYOR 2 EARLY信号124,125それぞれを介して、早期に指標付けするよう、他のロボットに要求することによって、このタイプのエラーから回復する。これによって、視覚/ロボットの両制御システムに、その現在の部分FIFOの内容を消去させ、そしてコンベヤベルトに指標をつけさせる。
【0041】
コンベヤ指標付け制御タスク
コンベヤ指標付け制御タスク181はその各自の半透明指標付けコンベヤ45a,bの指標付けを開始し、そしてこのタスクはコンベヤ開始タスク190によって始動される。コンベヤ45a,bの運動に影響を及ぼす全信号は、コンベヤ制御タスク181によって経路指定される。
【0042】
図14に示されるように、コンベヤ指標付け制御タスク181の第1段階は、ロボット制御タスク152から内部的に発生されたLAST PICK信号192,196をチェックして、各自のインフィード半透明コンベヤ45a,45bからの最後の針のピックアップが、Adept(商標)ロボット60a,bの1つによって完了したことを表示することである。あるいはまた、コンベヤ指標付け制御タスク181は、現在のカメラFOVにおいてどんな針も認識されない場合、視覚制御タスク86から内部的に発生されたINDEX CONVEYOREARLY(1および2)信号126,127を待つ。ロボットタスクからLAST PICK信号192,196を受信した結果、コンベヤ制御タスクは対応するINDEX CONVEYOR 1信号198またはINDEX CONVEYOR 2信号194を発生して、PLC119によって受信される。各自のコンベヤから最後の針をピックアップした後、各Adept(商標)ロボット制御装置はPLC119に、半透明指標付けコンベヤ45a,(b)を指標付けするよう要求しなければならないことが分かる。そのために、他のAdept(商標)ロボットはその対応するINDEX CONVEYOR l(またはINDEX CONVEYOR 2)信号を発生して、PLCによって受信されなければならず、次いでそれは現在の半透明コンベヤ45a,(45b)に指標付けするよう指令することができる。コンベヤ制御タスク86から、針の最大数がピックアップされてない、あるいは各自のカメラのFOVに針がないまたは針が不十分である、と表示するINDEX CONVEYOR 1 EARLY信号124’あるいはINDEX CONVEYOR 2 EARLY信号125’を受信した結果、図14で示されるように、他の熟練者ロボットは対応するCONVEYOR 1 INDEXED EARLY信号198’あるいはCONVEYOR INDEXED EARLY信号194’を発生して、コンベヤ制御タスク181によって受信される。これらの信号によって対応するコンベヤ45a,(b)に処理を中止させ、かつベルトの指標付けを開始させる。
【0043】
ロボットアセンブリの各々からINDEX CONVEYOR 1あるいはINDEX CONVEYOR 2の両信号198,194を受信した後、PLC119は半透明指標付けコンベヤ45aに指標付けするよう指令し、そして対応するCONVEYOR 1 SETTLED信号131あるいはCONVEYOR 2 SETTLED信号132を発生し、コンベヤ制御タスク181によって受信される。CONVEYOR 1 SETTLED信号131およびCONVEYOR 2 SETTLED信号132は、PLCがロボット制御タスク152によってコンベヤ45a(45b)を指標付けするように要求されてからほぼ2秒後に、呼出されていることに注目されたい。次いで、コンベヤ制御タスク181は視覚制御タスク86に、各自のCONVEYOR 1 STEELEDおよびCONVEYOR 2 SETTLED信号131,132に対応する内部制御信号131’,132’を受信したら、針イメージングを開始するよう知らせる。指標付けコンベヤ45a,(45b)が指標付けされ、かつ対応するCONVEYOR SETTLED信号131,(132)が受信されると、視覚制御タスク86は対応するカメラのFOVにおいて針認識を開始することができる。特定すれば、以下で説明するように、コンベヤ45a,b上方のカメラ82,84はそれぞれ、半透明コンベヤの各自の照明された部分50a,51aで各自の視野のスナップショットを撮っていて、視覚制御タスク86は画像処理を制御して、認識可能な針が各カメラの視野に存在するかどうかを判定する。
【0044】
この点において、視野における針の単なる存在あるいは検出と、「認識可能な」針の存在の間で区別されねばならない。針は存在することはできる、しかし、種々の理由のために、カメラが連続して、処理され得る強調画像を得ることができるように、各カメラの虹彩絞りと視覚システム照明パラメータを自動的に調整するような自動イメージングアルゴリズムを実行することによって、カメラの視覚パラメータが変化するまでは、視覚タスク160はその定位置座標を決定することはできない。定常状態では、視覚タスクがすでにその各自の視野において針を「認識した」場合、自動イメージングアルゴリズムは繰返されない。自動イメージングアルゴリズムは以下で詳細に説明する。
【0045】
視覚制御タスク
視覚制御タスク86は、2つのカメラアセンブリ82,84の各々によって撮られた画像を制御し、処理する。2つの半透明コンベヤのタイミングは段階的になっているので、1カメラのみが一定時に動作する。
【0046】
特定すれば、図9に示されるように、視覚制御タスク86は各自のカメラそれぞれ82,84とインタフェースして、各自の照明された台50a,51aに置かれた領域を包含するそのカメラレンズ各自の視野において、認識可能な針の針位置を識別する。次いで、視覚タスク160は識別された針位置の定位置およびオリエンテーション情報を処理し、そしてこれらの場所を、データライン197を介して、ロボットタスクFIFO155に書込む。上述のように、カメラの視野にどんな針もイメージされない場合には、視覚制御タスクも早期コンベヤ指標付けを開始する補足的な原因となっている。
【0047】
上で簡単に述べたように、コンベヤ45a,45bが指標付けを完了する度毎に、視覚制御タスクが実行される。それはCONVEYOR 1 SETTLED信号131’あるいはCONVEYOR 2 SETTLED信号132’のいずれかを受信すると、針認識を始めるよう開始されるが、これらの信号はPLC119によって発生され、そしてAdeptによって指令されて、各自の半透明指標付けコンベヤ45a,45bが指標付けを中止する度毎に、コンベヤ制御タスク181によって経路指定されている。各CONVEYOR SETTLED信号131,132は、Adept(商標)ロボットによって半透明指標付けコンベヤに指標付けするよう要求されてから約2秒後に、高(論理「1」)になる。CONVEYOR SETTLED信号1と2(131,132)の各々はPLC119が熟練者ロボットから次の各自のINDEX CONVEYOR 1あるいは2信号198,194を受信するまで、高のままである。
【0048】
視覚タスク86は、コンベヤ整定信号に関連するカメラを起動する。起動されると、カメラ82,84はコンベヤベルト45a(45b)のバックライト領域50a,51aの写真を撮る。撮影されたどんな画像も好ましいことに2進画像データに変換され、続いてディジタル処理される。視覚制御タスク86は「視覚ツール」を利用して、受入れ可能な針を検出し、そしてロボットタスクのために、受入れ可能針ピックアップ点の座標をFIFOバッファ156に入れる。バックライト領域の「受入れ可能」針は、針切換え手順の間、前以て受入れられた針パラメータの許容範囲内に入る針である。針切換え手順は、処理しようとする現在のバッチにおける針のタイプとサイズについてのインフィードシステムソフトウェアを知らせるための手順であって、以下で説明するように、針バッチ交換をする前に実行されねばならない。指定針許容範囲は、針半径、胴幅、ロボットに関する針の角度特性および、針パラメータから計算した計算面積に関する。
【0049】
自動イメージングアルゴリズム
上述のように、検出された針が認識不可能である場合、自動イメージングアルゴリズムが呼び出されて、カメラ視覚パラメータを変える。従って、2進画像データが処理された後、針画像が指定半径であるか、針画像が指定胴幅であるか、針画像が指定角度特性を持っているか、そして針画像面積は指定許容範囲内であるかどうかに関して判定される。これら規準のいずれかが指定外であれば、自動イメージングアルゴリズムが実行されて、各自カメラの視野において同じ針の画像の一連の写真を撮る働きをし、よって複数の写真における視覚パラメータを改善することによって、より良好な針認識のために針画像を強調する。従って、一連の写真の各々が撮影された後、自動イメージングアルゴリズムは、カメラの虹彩絞りおよび視覚システム照明パラメータを自動的に調整して、視覚システムに針をカメラの視野内に適切にイメージするようにさせる。例えば、視野の照明を調整する場合、利得、オフセットおよび2進閾値のような若干のカメラ視覚パラメータを変更することができる。針が各カメラの視野で認識されるまで、自動イメージングアルゴリズムは実行され、そして針切換えが実行されるまで繰返されない。
【0050】
視覚制御タスク160のカメラが調整される場合でさえ、針画像がなお適切にイメージされないこともあり得る。これは各カメラの視野がバックライト光源を利用しているからであって、オーバラップする、相互に接触する、あるいは視野エッジ境界によってクリップされる針は認識するには適さないであろう。このように、視覚制御タスクは針がオーバラップする、あるいは相互に接触するかどうかを判定し、そして針が視野のエッジに近すぎないかどうかを判定するであろう。
【0051】
可能な針の全部が認識された後、視覚制御タスクは受入れ可能針の針ピックアップ座標を計算し、そしてそれらをロボット制御タスクFIFOバッファ156に入れて、ロボットに受入れ可能針を精度コンベヤ上にピックし、そこに配置させる。この良好な実施態様では、各半透明指標付けコンベヤの各ドエルサイクル中に認識され得る針の最大数は3である。この最大数より少ない場合、あるいは針が認識されない場合には、ロボットは対応するコンベヤ早期を指標付けするよう信号で合図されて、上述のように、視覚システムにその処理を打ち切らせることができる。
【0052】
視覚タスク86はFIFOに書込まれた針位置の数を3に限定する責任をとり得るが、それはロボット制御タスクは、FIFO156に伝えられたあらゆる針位置に対して針をピックし、配置するからである。この良好な実施態様において、視覚タスクは、指標付けコンベヤサイクルあたり5秒間、動作するよう制限されている。
【0053】
視覚制御タスク86は、3タイプのエラーについてエラー回復を行う。これらのエラーはイメージングエラー、処理エラー、および総体エラーとして、分類される。総体エラーによってタスクマネージャーエラー回復を応答させ、そして視覚制御タスク86を直ちに中止させる。イメージングエラーが発生する場合、視覚制御タスク86は現在のFOVでの実行をすべて中断し、そして上述のように、INDEX CONVEYOR 1 EARLYあるいはINDEX CONVEYOR 2 EARLY信号126,127のいずれかを発生することによって、コンベヤベルトの早期指標付けを要求する。これらの信号の受信によってどんな針も部分FIFOに配置されず、そして視覚/ロボット両システムに針の現在のFOVを通過させる。処理エラーが発生すると、視覚制御タスクは現在の針についての全処理を中断して、別の針が利用され得る場合、同じFOVにおいて新規針の処理を開始する。その結果、視覚タスクによって針を部分FIFOに挿入することはない。
【0054】
コンベヤ起動タスク
コンベヤ起動タスク190はコンベヤ指標付けタスク181を開始する働きをして、ROBOT ENABLE信号199がPLC119から呼出される時はいつでも開始される。図14に示されるように、一旦、開始すると、このタスクはINDEX INFEED CONVEYOR 1(45a)、信号133を要求し、次いで約2分間、待ち、そしてINDEX INFEED CONVEYOR 2(45b)、信号134を要求する。次いでタスク190は終了し、そしてROBOT ENABLE信号199が低くされ、そして再び呼出されるまで、再開始することはない。
【0055】
タスクマネージャー
タスクマネージャー123はソフトウェア/ハードウェアI/O信号、大域変数、および視覚/ロボットシステムタスクを初期化する。視覚/ロボットシステムタスクが一旦実行中であると、タスクマネージャーは、現在実行中の各タスクの完全性と状態および、これらのタスクによって制御される資源を監視する。状態ポール信号129a〜129fは図14に示されている。資源はロボット、通信ポート、およびI/O信号ラインである。タスクマネージャーはどんなエラーでも、SYSTEM FAIL信号130を介してPLCに、そしてSCADAノードインタフェースタスク195を介してSCADAノードに報告する。SYSTEM FAIL信号130は、ロボット(タスクマネージャーによって検出された)が、それに動作を続けさせない総体的エラーを認識する時はいつでも、発生される。この信号はアクティブ−低であって、熟練者ロボットがリセットするまで低いままである。従って、PLCはこの信号を受信すると直ちに、ROBOT ENABLE信号199のレべルを低くしなければならない。
【0056】
視覚/ロボット制御ソフトウェアに関して総体的エラーが発生すると、タスクマネージャー123を利用して、プログラム実行中、すべての定常タスクおよび資源の状態と完全性を連続してポーリングすることによって、これらのエラーを検出し、かつ回復する。総体的エラーが発生したと判定される場合、SYSTEM FAIL信号130がPLC119に呼出されるであろう。そしてSCADAノードインタフェースタスク、制御パネルタスクおよびタスクマネージャーを除く全タスクは中止されるであろう。最終回復不能エラーの理由を表示するコードは、SCADAノードインタフェースタスクによってSCADAノードで利用することができる。幾つかの場合、熟練者ロボット制御装置のモニタウインドウに表示されるであろう。SYSTEM FAIL信号が呼出された後、タスクマネージャーはロボットで検出されたどんな問題をも修正し、そしてモニタウインドウによってオペレータに知らせようとするであろう。多くの場合、オペレータは、視覚/ロボット制御ソフトウェアをリセットするために、ROBOT ENABLE信号を再び呼出すだけでよいだろう。
【0057】
制御パネルタスク
制御パネルタスク88はマウス制御パネルを提供し、それによってオペレータは各種のソフトウェア「デバッギング」ユーティリティにアクセスし、診断ユーティリティにアクセスし、ロボットの速度を制御し、そしてロボットが針をピックして配置するために移動する新規位置を選択することができる。また、制御パネルタスクによって、オペレータは視覚/ロボットシステムタスクの実行を中止することができる。
【0058】
SCADAノードインタフェースタスク
SCADAノードインタフェースタスク195はSCADAノードからのメッセージに対するSCADAノードRS232インタフェースをポーリングする。このタスクは、製品切換えによって必要とされるAdeptとカメラセットアップ手順のためのSCADAノード要求に対するスレーブとして働くであろう。これらの要求は、ROBOT ENABLE信号199が非活動化される場合にのみ有効である。
【0059】
レンズ制御タスク
レンズ制御タスク128は、新規製品が視覚システムに導入されるようSCADAノードが要求する場合にのみ開始され、そしてオフライン処理としてのみ実行される。レンズ制御タスク128は新規針パラメータを受入れ、かつ両カメラに対する視野サイズを新規製品サイズを収納するように調整する。ズーム、焦点、および虹彩レンズは、この新規製品の導入ならびに、イメージングに利用される利得、2進閾値およびオフセットのような内部視覚システムパラメータによって影響される。カメラが一旦調整されると、別の新規製品が視覚/ロボットシステムに導入されるまで、タスクは中断される。
【0060】
製品切換え
ロボットに針インフィード処理を開始させる前に、針切換え手順が呼出されて、制御システムソフトウェアの視覚とロボット制御タスクに、処理しようとする針のタイプとサイズを知らせる。この針切換手順は、針バッチを変える前に完了しなければならない。パワーアップ後の第1の針バッチ実行の前に、切換えが完了しない場合、ロボットが使用可能になっても、エラーメッセージがFIX/DMACS(SCADAノード)スクリーンに表示されて、ロボットは実行しないであろう。別々の針バッチ実行の間に切換えが完了しない場合には、視覚タスクは針が実行されていると識別しないであろう。
【0061】
基本的には、システムのオペレータは、データライン135によって、SCADAタスク195のFIX/DMACSスクリーン(図示されていない)に、例えばミリメートルおよび度のような適切な単位で、針パラメータを入力する。視覚タスクによって利用されるそのような針パラメータには、針半径と半径許容範囲、受入れ可能針角度とその許容範囲、および針幅と幅許容範囲が含まれる。
【0062】
視覚タスクのための針変化パラメータを入力することに加えて、処理しようとする針の特定バッチに関連する初期カメラセットアップパラメータもまた、システムによって利用されるためにSCADAノードによって入力される。ソフトウェアは、SCADAノードを介してユーザによって与えられた情報を利用して、ロボットを使用可能にする前に、正確な視野サイズ、焦点、およびズームパラメー夕に対してレンズを自動的に調整する。
【0063】
図7(a)〜7(c)は、各針39が搬送される精度コンベヤボート70を示す。各ボートは都合のよいことに一対のジョウを備えており、一方のジョウ77は固定されており、他方のジョウ79はポケット72内でスライド可能である。動作中、プッシュロッド76は、図7(c)で示される矢印「A」の方向に押されてばね52を圧縮し、それによって可動ジョウ79の位置を矢印「B」で示される方向に引込み、両ジョウのノッチ74内に針39を配置することができる。通常、ばね52は、図7(b)で示されるように、バイアスされていて、可動ジョウ79をその係合位置に保持し、針39をノッチ74に保有する。各針が、次いでスェージングが行われるために各自のボート上に正確に方向を合わせられていれば、どんなタイプの解放可能係合機構でも、針39をコンベヤボート70に解放可能に保有するために備えることができる。
【0064】
図8はロボットロードソレノイド75を示しており、それは針39が精度コンベヤボート70に移送される度毎に、PLC119からの信号ライン209によって起動される(図14)。ロボットロードソレノイド75は適切な取付け板62によって、精度コンベヤ55に取付けることができる。精度コンベヤに取付けられたセンサは、精度コンベヤボート70のプッシュロッド76の近接を探知するために設けられている。コンベヤボートが、針39をそこへ移送するために休止しているような時に、ロボットロードソレノイドの解放アーム56は、ソレノイド75によって作動されて、ピン53の周囲で旋回してプッシュロッド76を押し、そして可動ジョウ79を、図7(c)で示される位置まで引込ませる。次いで、ロボットアーム65は針39を、コンベヤボート70のジョウ77と79間に位置ぎめして、それらと係合させる。次に解放アーム56は、コンベヤボート70が移動するにつれて、ばね78によって引込められる。
【0065】
スェージング装置200において自動スェージングが行われるために、回転スェージダイヤルの多軸グリッパ内で針が正確に方向合わせされることが必要である。従って、ボート70の係合ジョウ77,79から多軸グリッパヘの針39の移送は(図2の段階17として示され、以下で詳細に説明する)、各針39が正確に方向合わせされた位置にあることが是非とも必要である。ロボットアームおよび図14に関連して述べたアルゴリズムの有効な利用法は、ロボットアームの各々が、2つの可能なオリエンテーションの1つにあるコンベヤボートに、針の胴をロードすることができるということである。次に、各針が、多軸グリッパヘの移送のために均一に方向合わせされていることを保証するために、針オリエンテーション装置(「プラウ」)69が、図6(b),10(a)および10(b)に示されるように、設けられていて、コンベヤボート70のジョウ77,79間に係合されている間、各針を単一の針オリエンテーションに方向合わせする。プラウは、図10(a)と10(b)でよく分かるように、取付けブラケット68から突出した細長い、弧状ブレード67を備えている。図6(b)に示される良好な実施態様では、プラウは精度コンベヤ55に沿った固定位置に取付けられて、弧状ブレード67が、前進運動中にコンベヤボート70に位置ぎめされた針39をすくうことができるようにしている。接触が行われた後、針39の弧状部分は持上げられて、図11(a)から11(c)に示されるように、プラウ69の弧状ブレード67の上を回転する。プラウ69を設けることによって、縫合糸スェージング装置に運搬された各針は確実に同じ方向に方向合わせされる。
【0066】
針を精度コンベヤボート上でなお方向合わせするために設けられた別の機構は、図13(a)と13(b)に示される針ハードストップアセンブリ95である。ハードストップアセンブリ95は、図13(a)に示されるように、駆動モータ(図示されていない)によって運転できる滑車102と、カム98を回転させるタイミングベルト97を備えている。カム従動節91が設けられていて、アームストップ93を、コンベヤボート70の係合ジョウ77,79の上の第1位置から、アームストップ93のブレード94が針39の末端37上に載ることができるようにする位置まで、往復運動させているが、一方、精度コンベヤボート70は、図13(b)の矢印で示される前方向に運搬される。ブレード94によって針39の前進運動を妨げることで、針はコンベヤボート70の係合ジョウ77,79の内部で移動され、その結果、係合ジョウ77,79は針を、正確な場所、例えばその胴部分で、しっかり留める。タイミングベルト97によって駆動されるカム98は、各ボート70上の各針がなお方向合わせされるためのコンベヤボート70の前進運動とタイミングをとってアームストップ93が往復運動するように設計されそいることに注目されたい。針が方向合わせされてから、アームストップ93はコンベヤボート70上のその位置まで往復運動して、次の針がさらに方向合わせされるのを待つ。
【0067】
上述のように適切な方向に方向合わせされた針39が精度コンベヤボート70に装備されてから、それは多軸グリッパに運搬され、続いて自動スェージング装置200に移送される。図12に示される針ストップアセンブリ96は、関連するコンベヤボートがその目的地に到達し、そして精度コンベヤ55上に縦方向に位置ぎめされた場合に、針のハードストップを実行する機構である。ハードストップアセンブリ96のブレード92は、移送する前に、針のオリエンテーションについて微調整を行う。特定すれば、ブレード92はハードストップアセンブリ96から上方に延びて、針39の底部を保持し、そしてさらに、多軸グリッパヘの自動移送が発生するのに必要な最終位置の0.001インチ(1インチは2.54cm)以内に、針を方向合わせする。
【0068】
回転スェージダイヤル/多軸グリッパ
図2の段階17で示されるように、針スレッディングおよびスェージングプロセス10の次の段階は、個別の、正確に方向合わせされた外科用針39を、精度コンベヤボート70から、多軸グリッパ155上に載せることを含んでいる。この点において、図15で示されるように、精度コンベヤボート70は縦方向位置にあリ、そして針は、上述の針ハードストップアセンブリ96によって方向合わせされている。図15に示されるように、針39は、コンベヤボート70の係合ジョウ77,79から、針分類装置の多軸グリッパ155に送られて、スェージングダイヤルインタフェースする。
【0069】
図16(a)で示される多軸グリッパの正面図では、多軸グリッパ155のピン142,146および148は、グリッパのグリッパピンアセンブリ152から垂直に延びて、針39の弧状部分と係合する。針の多軸グリッパ155への移送を完成するために、図15に示されるように、多軸グリッパ155は、その垂直グリッパピンアセンブリ152が、針精度コンベヤボート70に隣接するように、延長される。次いで、多軸グリッパ155は装置の引込んだ位置から延長して、ピン146と148が針39の面を貫通することができるようにする。次に、上述のように、ロードソレノイドまたは同様な装置は精度コンベヤボート70のプッシャーアーム76を押して、精度コンベヤボート70の係合ジヨウ77,79から針を解放し、その結果、針は落下して、多軸グリッパ155のピン146と148間で静止する。図16(a)には、精度コンベヤボート70からの移送後、針39を保持する多軸グリッパの正面図が示されている。それと同時に、制御システムコンピュータによって制御されて、図16(b)に示されるように、ピン142は非係合位置から係合位置へ作動され、よって方向合わせされた位置の針39と係合する。次いで、多軸グリッパ155は引込まれ、スェージダイヤルアセンブリ150はスェージング装置まで回転されて、縫合糸の針39への自動スェージングを達成する。
【0070】
図16(b)は針の外側弧状部分に沿って置かれたピン142と144を示し、一方、ピン146は針の内側弧状部分で、針を支えている。針の胴部分は、図16(b)で示されるように、グリッパ155のグリッパピンアセンブリ152上に置かれた突出しストップ148に対してぴったり合っている。ストップ148の場所は、異なるサイズの外科用針を係合させるために、調整することができる。この良好な実施態様では、グリッパピンアセンブリ152は、異なるサイズの外科用針を収納するよう位置ぎめされたストップ148を持つ他のグリッパピンアセンブリと、取り替えることができる。
【0071】
図16(b)に示された、3本のピンと針係合構造によって、スェージダイヤル150が回転している場合、あるいは、多軸グリッパ155が引込み中である、または延びている場合には針39は取り替えられないことを保証している。この良好な実施態様では、ピン142はばねで留められていて、自動スェージングおよびプルテストが発生する場合に、針39のそのグリップを解放するためにガイド147内に引込み可能になっている。ピン142はプランジャ149を押すことによって起動されるが、このプランジャ149は作動レバー143に接続しており、このレバーにはねじりばね141の1つの脚に隣接してピン145が取付けられている。ピン142を引込ませるために、プランジャ149は適切なプッシュロッドあるいはソレノイドアームによって作動されて、プランジャ149を押し、そしてレバー143を回転させ、それによってピン145はねじりばね141をピン142と係合するように動かして、それを図16(a)に示されるような非係合の、緩和位置に引込ませる。移送後の外科用針39と係合させる場合、ピン142は、図16(b)に示されるような針係合位置にバイヤスバックされる。図16(a)および16(b)では、針39の縫合糸受入れ末端部分37は、多軸グリッパ155のグリッパピンアセンブリ152の下方に延びていることに注目されたい。このことによって、以下で説明するように、装置100における針のピックアップおよび、スェージングアセンブリのスェージダイス内での針の縫合糸受入れ末端37の配置が可能になっている。
【0072】
図1に示されるように、回転可能スェージダイヤルアセンブリ150は、同時の針動作が実行される4つの多軸グリッパ装置を含んでいる。図17の詳細図では、スェージダイヤルアセンブリ150には、4つの多軸グリッパ装置145a,145b,145c,145dを等間隔で上に置かれたスェージ板110が含まれる。スェージ板110は中心ハブ99に回転可能に取付けられ、そして制御システムコンピュータ90の制御によって回転することができる。この良好な実施態様では、スェージダイヤルアセンブリ150の各多軸グリッパ装置に、往復運動キャリッジが設けられている。例えば、図17に示されるように、多軸グリッパ装置145aには往復キャリッジ151a、装置145bには往復キャリッジ151b、装置145cには往復キャリッジ151c、そして装置145dには往復キャリッジ151dが含まれている。各往復キャリッジ151a,b,c,dに、それと共に引込み可能運動をするために各多軸グリッパ155が取付けられており、そのうちの1つが、図17でグリッパマウント150cに接続して示されている。
【0073】
前述のように、各往復キャリッジ151a,b,C,dおよびそれに接続した多軸グリッパ155は、引込み位置から延長位置ヘ可動である。グリッパ155が、図18(a)に示される引込み位置にある場合、針39は、スェージダイヤルが回転するにつれて、別の装置に移送されることができる。グリッパ155が図18(b)に示される延長位置にある場合、針は、自動スェージング装置のような能動端末の1つにある。スェージング装置および自動プルテスト装置は両者とも、本発明の同じ譲渡人に譲渡されたそれぞれの同時特許出願第181,599号(事件番号No.8937)および第181,601号(事件番号No.8923)に、より詳細に記述されている。
【0074】
縫合糸挿入のために各多軸グリッパ155を延長するプロセスについて次に説明する。図18(a)および18(b)に示されるように、各カム従動節165a(b,c,d)は往復キャリッジ151の1端でカムスライド164に取付けられており、多軸グリッパ155は他端でカムスライド164に接続している。カムスライド164は固定ガイド166,167内でスライド可能であり、かつカム従動節165が作動する場合には、往復運動に適応する。図19(a)に示される良好な実施態様では、カム従動節165は、回転可能カムダイヤルアセンブリ120のカムトラック内に適合したローラとなっている。カムダイヤルアセンブリ120は、図19(a)では、多軸グリッパ装置145a,b,cおよび145dにそれぞれ対応する4つのカムトラック160a,b,cおよび160dを持つカムダイヤル板125を備えるものとして示されている。各カム従動節165は各装置の各自のカムトラック内に位置ぎめされて、その中で運動する。例えば図20に示されるように、カム従動節165cはカムトラック160a内に位置ぎめされ、カム従動節165cはカムトラック160c内に位置ぎめされている。図20ではまた、カムダイヤル125スェージダイヤル110の上方に位置決めされ、かつそれと同軸に取付けられている。カムダイヤル125は中心軸199の周囲で回転可能であり、そして別の回転指標付け伝動装置(図示されていない)によって、スェージダイヤル板1l0とは別に回転するよう制御されている。図19(a)は、カムトラック160a内の第1引込み位置におけるカム従動節165aを示す。この位置にある場合、往復キャリッジ、従って多軸グリッパ155は、前述の図18(a)に示されるその引込み位置にある。多軸グリッパを各自の装置における定位置に延長するために、カムダイヤル板125は、スェージダイヤル板ll0に関して時計回り方向に、図19(a)の矢印で示されるように、約45〜55度、回転し、それによってそのカムトラック160aにあるカム従動節165aを、図19(b)に示されるように、ダイヤルの周辺に向かって移動させる。その結果、カムスライド164、往復キャリッジ151a、および多軸グリッパ155は、図18(b)で示され、前に述べたような延長位置に移動する。その引込み位置に戻るために、カムダイヤル板125は、スェージダイヤル板110に関して反時計回り方向に、約45〜55度、回転し、それによってそのカムトラック160aにあるカム従動節165aをその引込み位置(図19(a))に移動させる。その結果、カムスライド164、往復キャリッジ151aおよび多軸グリッパ155は、図18(a)に示され、前に述べたような引込み位置に戻る。
【0075】
カムダイヤル板125がスェージダイヤル110に関して回転する場合、各多軸グリッパ155は各自のカムトラックによって延長されるか、あるいは引込まれる。従って、各装置で実行される全プロセスが、多軸グリッパが、例えば、針ピックアップのために、針スェージングのために、あるいは針プルテストのために、その延長位置にある場合に、同時に、そしてほぼ同じ持続時間の間、発生するように、システムが設計されている。システムのタイミングは制御システムによって作動し、その説明は前述の同時特許出願第181,607号(事件番号No.8927)で見ることができる。
【0076】
多軸グリッパ155が引込まれる場合、それによって係合された針は、次の処理のために、別の装置に指標付けすることができる。針を別の装置に指標付けするために、スェージダイヤル板110とカムダイヤル板125の両者は、共に約90度回転して、多軸グリッパを次の装置に位置ぎめする。例えば、図20では、カムダイヤル板125とスェージダイヤル板1l0が、反時計回り方向に90度、同時に回転する場合、装置l00において針を受入れたグリッパ155は、今度はそれに縫合糸をスェージングするために、装置200に指標付けされる。同様に、スェージング後、カムダイヤル板125とスェージダイヤル板110は同時に、反時計回りに回転されるので、装置200における装備針は、プルテストのために、プルテスト装置300に指標付けされる。スェージダイヤルの周囲の各装置において、同時に行われる動作によってスループットを増加させこの良好な実施態様では、1分あたり約60の割合で、プルテストした装備外科用針の出力を提供する。
【0077】
自動スェージング装置
前述のように、針スレッディングおよびスェージングシステム10の自動スェージング装置200は、不定の長さの縫合糸が引出され、カットされ、そしてスェージングのために、外科用針の縫合糸受入れ末端内に挿入されるところである。
【0078】
図2の段階19において、不定の長さの縫合糸材料はペイオフアセンブリの1端でロードされる。この良好な実施態様では、ペイオフアセンブリは、図22で示される引上げタワー220として具体化されている。引上げタワー220は、適切な取付けブロック225に取付けられ、そして不定の長さの縫合糸材料をその間の引出し軸に沿って引出す引出し台を形成している左側レール222および右側レール224から成る。各自の左ガイドロッド226および右ガイドロッド228は、左右のレール222,224に平行して置かれ、かつそれに適切に接続している。第1グリッパ手段すなわち右グリッパ232は、右ガイドロッド228に沿って上下に往復し、一方、第2グリッパ手段すなわち左グリッパ230は、左ガイドロッド226に沿って上下に往復する。グリッパ230,232の各々は、引上げタワー220の底部に置かれた滑車235bによってスプールから供給される縫合糸材料を掴み、そしてその材料をタワーの上端に搬送する。図22に示されるように、右グリッパ232は右グリッパキャリア233に取付けられて、右ガイドロッド228に沿って縦方向に運動し、そして左グリッパ230は左グリッパキャリア231に取付けられて、左ガイドロッド226に沿って縦方向に運動する。図21は、グリッパアーム駆動装置261を持つグリッパ232(および230)を示し、この駆動装置は空気で作動して、一対の引込み可能グリッパアーム265a,265bを相互に向かって縫合糸グリッパ位置ヘ、あるいは相互に離れて開位置へ駆動する。各引込み可能グリッパアームは、非金属パッド266a,266bを装備しており、グリッピング位置に作動されると、その自由端で縫合糸材料255を掴む。縫合糸のグリップを解放するために、グリッパアーム265a,265bは、図21の矢印で示される方向に、約180度離れて、開位置に引込まれる。開位置にある場合、グリッパアーム265a’,265b’は、各自の右または左のロッドに沿って往復するので、他方の縦方向運動グリッパの運動を妨害することもないし、ストランドを所定の長さにカットするカッタアセンブリ280を妨害することもないが、以下で図24に関して説明する。グリッパおよびカッタアセンブリの引込み可能特性のために、単一引出し軸動作を可能にしている。
【0079】
上述のように、各グリッパキャリアおよびそのグリッパは、各自の左右のロッドに沿って縦方向に進むように設計されている。図22に示されるように、右グリッパ232およびグリッパキャリア233は、右モータ取付けプラケット239によって右側レール224に取付けられている右サーボモータ238によって駆動される。同様に、左グリッパ230およびグリッパキャリア231は、左モータ取付けブラケット237によって左側レール222に取付けられている左サーボモータ236によって駆動される。この良好な実施態様では、左右の両サーボモータは、図22の90で示される制御システムコンピュータとインタフェースし、かつそれによって制御されており、本発明と同じ譲渡人に譲渡された同時特許出願第181,607号(事件番号No.8927)で、よリ詳細に説明されている。図22に示されるように、右サーボモータ238はタイミングベルト243を駆動し、その結果、右ロッド228に沿った右グリッパキャリア233の縦方向位置ぎめが可能になっており、一方、左サーボモータ236はタイミングベルト241を駆動し、その結果、左ロッド226に沿った左グリッパキャリア231の縦方向位置ぎめを可能にする。図21が示すように、タイミングベルト243は、グリッパキャリアの背側に置かれたタイミングベルトクランプ268によって、各自のグリッパキャリア233にクランプされている。同様なタイミングベルトクランプ(図示されていない)がグリッパキャリア231に設けられられて、タイミングベルト241をクランプして、グリッパ230の縦方向運動を可能にする。図22は、上方左滑車245と下方左滑車246と係合するタイミングベルト241ならびに、テンション装置ブロック244の一部となっている遊び滑車247,248を示しており、このブロック244はタイミングベルト241、従って左グリッパキャリア231のテンションを調整する。同様に、図22は、上方右滑車251と下方右滑車252と係合するタイミングベルト243ならびに、テンション装置ブロック245の一部となっている遊び滑車253,254を示しており、このブロック245はタイミングベルト243、従って右グリッパキャリア233のテンションを調整する。
【0080】
図22はさらに、各自の左右のロッド226,228に平行に置かれている軸204と205に沿って位置ぎめされたチップおよびカットキャリア180を示している。チップおよびカットキャリア180は、縫合糸材料の特定場所に熱を加えるチッピングアセンブリ290のための支持部を与えており、また、縫合糸材料をカットするカッタアセンブリ280のための支持部も与えている。この良好な実施態様において、チップおよびカットキャリア180の縦方向運動は、図23(a)に示されるような曲がった手回しハンドル208によって達成される。他の実施態様も、材料をカットする前に、チップおよびカットキャリア180を縦方向に調節するためのコンピュータ制御サーボモータを実現することができる。
【0081】
図23(a)に示されるように、曲がった手回しハンドル208がギヤボックス213を作動し、チェーン駆動スプロケット214を回転する。ギヤボックス213はギヤボックス取付けブラケット122に取付けられ、このプラケットはわく部材299に取付けられている。ケーブルチェーン215はチェーン駆動スプロケット214と係合して、図23(a)で示されるように、チップおよびカットキャリア180の運動を作動する。ケーブルチェーン215はまた、チェーン遊びスプロケット218および219と係合し、それらは、それぞれ上方テンション装置滑車ブラケット221および下方テンション装置滑車ブラケット223に回転可能に取付けられている。テンション装置滑車ブラケット221,223の縦方向の位置ぎめは、ケーブルチェーン215の緩みを変えるために調整することができる。ケーブルチェーン215はまた、左側レール222に適切に取付けられたチェーン遊びスプロケット227および229と係合する。図22に示されるように、チップおよびカットキャリア180の背側211はケーブルチェーン215にクランプされている。
グリッパ230,235の行程および引上げタワー220沿いのチップおよびカットキャリア180の位置ぎめの両方によって、カットしようとする材料の長さを決定する。例えば、図22に示されるように、近接センサ273,274および275は引上げタワー220に沿って別々の高さに縦方向に位置ぎめされていて、カットしようとする縫合糸材料の長さを前以て決めることができる。特定すれば、近接センサ273,274および275の場所は、ハンドクランク208によって調節されたチップおよびカットアセンブリ180の位置ぎめを検知して、制御システム90にグリッパ230,232の往復走行を変えるよう知らせる。また、図22に示されるように、近接センサ270は右側レール224沿いの位置に取付けられて、右グリッパ232がタワー220の上端の所望位置に到達したことを検証し、それに応じて制御システム90およびサーボモータ238に知らせる。同様に、近接センサ(図示されていない)が左側レール222沿いの所望の高さに取付けられて、左グリッパ230が引上げタワー220の上端の所望位置に到達したことを検証する。
【0082】
不定の長さの縫合糸材料を引上げタワーの高さに供給するために、先ず手動で縫合糸材料255は、はと目256および、縫合糸材料の厚さの突然の変化をも検知する任意結び目検出器257を通って通される。縫合糸材料255に結び目を検出すると、制御システム90をトリガして、次の動作で材料のカットしたストランドを廃棄する。さらに、図23(b)で示されるように、縫合糸材料はテンション装置(またはダンサー)アセンブリ259内に通されるが、このアセンブリ259は、その各々が縫合糸ストランド255のテンションを増加し、または減少するために横方向に位置ぎめすることができる複数のコーン223を、縦方向に間隔を空けて備えている。
【0083】
次いで縫合糸材料255は滑車235aと235bを介し、さらに、図22ではタワーの中心の近くに図示されているチップおよびカットキャリア180の下方部分に取付けられた滑車212を回って進む。下方スレッディング滑車235b、ガイド滑車212、左グリッパ230および右グリッパ232は縦方向に整列しているので、以下で詳細に述べるように、カッターアセンブリ280は常に、材料のストランドを水平に横切ってカットすることに注目されたい。
【0084】
図22に示されるように、制御システムコンピュータ90の制御により、右サーボモータ238が使用可能になって、リード(右)グリッパを右ロッド228沿いに縦方向に駆動し、不定の長さの縫合糸ストランド255のチップを、引上げタワー220の最上部に置かれたスェージングアセンブリ390の多軸グリッパ155と係合して図示された正確に方向合わせした外科用針の縫合糸受入れ口37内に位置ぎめするために登録する。これを達成するために、リードグリッパサーボモータはリードグリッパを、長い行程距離、歩進させるが、この距離は、所望された前記縫合糸ストランドの長さに依存して12インチから36インチにわたることができるが、この良好な実施態様では16.1インチになっている。この長い行程によってグリッパ232を、チップおよびカットキャリア180のすぐ上で、カッターアセンブリ280の下方の本来の位置から、図22に示されるようなスェージングアセンブリ39の少し下方の位置に移動させる。
【0085】
長い行程中のリードグリッパ232の位置ぎめと同時に、他方のサーボモータ、例えばサーボモータ236は、底部グリッパ、例えば左グリッパ230を、図 22に示されるように、チップおよびカットキャリア180のやや上で、カッターアセンブリ280の位置の下方の本来の位置に、左ロッド226沿いに位置ぎめする。リードグリッパは、長い行程中、常に材料255を掴んでいるが、底部グリッパはその開位置にあって、掴んでいないことが理解される。各サイクルでグリッパを交替させることによって縫合糸材料255を歩進させるプロセスによって、グリッパを元の位置に保持するためのリサイクルあるいはリターン時間を取り除く。これによって機械速度をより速くし、従って、より高い生産率が可能になる。
【0086】
縫合糸材料の尖端258を外科用針39の縫合糸受け入れ端37内に挿入するために、リードグリッパ232は縫合糸材料255を、約1.9インチの短い行程距離だけ再び歩進させ、その結果、尖端258は針39の縫合糸受け入れ開口37内に正確に歩進して、スェージング動作がスェージングアセンブリ390で行われるであろう。
【0087】
縫合糸材料の尖端258は短い行程距離中、歩進するので、チップアセンブリ290で加熱された(以下で説明する)材料部分255は、左グリッパ230の本来の位置のすぐ上で、カッターアセンブリ280に隣接する位置に縦方向に歩進する。次いで、外科用針に対する尖端258の自動スェージングが発生するので、左グリッパ230(下方グリッパ)が作動して材料255を尖った部分278、すなわち図22で示されるチップアセンブリ290によって加熱された縫合糸材料の部分で、あるいはその下で掴み、そしてカッターアセンブリ280が作動して縫合糸材料255の尖った部分278をカットするので、左グリッパ230が次いで、尖端258を持つ不定の長さの縫合糸ストランド255を掴まえている。左すなわち底部グリッパ230の係合と同時に、上すなわち右グリッパ232が作動して、一定の長さの縫合糸ストランドでのグリップを解放する。
【0088】
ヒーターアセンブリ
長い行程距離を前進した後で、しかも短かい行程距離を前進するに先立ち、縫合材料255が加熱(チッピング)されるように、上部グリッパは一時的に停止させられる。テンション下の縫合糸の加熱及びそれに続くその冷却により、材料は剛化され、外科用針の範囲内での材料の尖端の位置づけ及びそれに続くスェージ加工が容易になる。チップ&カットキャリア180上に取りつけられたチッピングアセンブリ290の動作について、以下で説明する。
【0089】
図27に示されている通り、先端アセンブリ290は、基本的に、ヒーターキャビティ296内で空気を加熱する熱交換器ユニット295を含むオーブンである。流入する空気の脈動が熱交換器入力端297に提供されると、加熱された空気は移動し、図22に示されているような垂直円筒形キャビティ291に加熱空気の脈動を提供する。図27に示されているように、加熱空気は、垂直キャビティ291を通してテンション下で吊下げられた一定長の縫合材料255が加熱を受けることになるように予め定められた時間水平オリフィス294内に強制的に通される。コンピュータ制御システム90は、材料が適切に加熱され切断作業前に冷却する充分な時間が得られるように、熱の脈動の持続時間を制御する。好ましくは加熱された脈動の温度は、垂直キャビティ291を通して吊下げられたより糸の表面積に応じて変化する。
【0090】
好ましくは先端アセンブリ290は、底部又は左側グリッパ230のわずか下に位置づけされる。上述の通り、これは、縫合材料255が短かい行程距離を前進させられるとき、材料255のチッピングされた部分278がカッターアセンブリ280により切断されうるような形で対応する距離だけ前進することになるように、必要となることである。こうして、底部グリッパ、例えば左側グリッパ230は、次の縫合糸引抜き/挿入サイクルのため新しいチッピングされた先端258を有する材料を確実にグリップすることになる。
【0091】
処理中の縫合材料のタイプに応じてその他のさまざまな「チッピング」技術も使用できるということを理解すべきである。例えば、VICRYL(商標)及びVICRYL(商標)様の縫合材料が用いられる場合、より糸に対する高温空気の適用に加えてより糸にテンションを付加することによって、その表面は溶融し再度鋳造されて剛化された先端を形成することができるようになる。VICRYL(商標)縫合材料の先端直径を形成するための加熱され溝のあるダイに加えて、テンション付加もまた使用可能である;しかしながら、先端直径を形成するためのダイの使用には、先端が各々全てのサイクルについてダイの溝の中に確実に入るようにするべくより糸の場所をより密に制御することが必要となる。絹といったろうが含浸された縫合材料については、予め定められた場所のみにおけるテンションの付加によりこれらの場所で縫合より糸の剛化部分が形成されることになる。編組された縫合材料の場合に使用するためのもう1つのチッピング方法には、高い溶剤含有量をもつGeneral Electric社のVITEL(商標)といった稀釈樹脂材料を組ひもに塗布し浸透させる作業、そして剛化したその先端を形成するべく縫合より糸材料のテンションを維持する一方で高温空気で塗布された部分を急速に乾燥する作業が関与している。
【0092】
カッターアセンブリ
図24〜26は、図22に示されている通りの先端および切断運搬具180に適切にとりつけられているカッターアセンブリ280を詳細に例示している。図24に示されている通り、カッターアセンブリには、旋回する形でその端部に連結されているリンクアーム283を有するオーバーセンターリンク装置282が含まれている。旋回するロケーターアーム285がリンクアーム283にその第2の端部で固定的に連結され、図25においてそれに対し実質的に横断する状態で例示されている。ロケーターアーム285のもう一方の端部は、定置型ガイド機構286に旋回する形で連結されている。本書中に記述されている全ての旋回式リンク装置が全て、単純なピンリンク装置であり、その起動により縫合より糸を切断するための休止の瞬間が作り出され、複雑なカム、スロット及びスライド機構の必要性が無くなる。
【0093】
図25に示されている通り、定置型ガイド286は、吊下げられた材料より糸255の引抜き軸に対して垂直な平面の中に位置づけされ、ロケーターアーム285の長さとほぼ同等のより糸からの距離のところにある。さらに、オーバーセンターリンク装置282、ロケーターアーム285、及び切断用ブレード289は全て、材料のより糸255の引抜き軸に対して垂直な平面内に存在する。
【0094】
定置型ガイド286上に引込み式ボールスライド288が取りつけられており、図25に示されている引込み位置まで切断位置から図24に矢印「A」で示された方向に定置型ガイド286に沿ってオーバーセンターリンク装置及びブレード289を移動させるためにオーバーセンターリンク装置282に結合されている。ポールスライド288がオーバーセンターリンク装置282を引込み位置まで移動させるにつれて、ロケーターアーム285はより糸255から離れるように旋回させられ、ブレード289は引込められる。かくして、より糸の切断に先立って及びその直ぐ後にカッターアセンブリ280が引込み位置にあるとき、ブレード289及びロケーターアーム285は、サーボタワー220に沿ってのグリッパ232,230の往復運動と干渉せず、又、吊下ったより糸255と接触することもない。好ましい実施態様においては、空気圧式エアシリンダー281が、図24に示されているように定置型ガイド286に沿ってのボールスライド288の往復運動を可能にしている。
【0095】
材料のより糸255を切断するとき、引込みスライド288は、図25に矢印「B」で示されているより糸255に向かう方向に往復運動して、図26に示されている切断位置までオーバーセンターリンク装置282、切断用ブレード289及びロケーターアーム285をもっていく。オーバーセンターリンク装置282が切断位置まで移動するにつれて、リンクアーム283は、ボールスライド288の運動をロケーターアーム285の旋回運動に変換する。ロケーターアーム285には、アームが切断位置に旋回させられるにつれて、切断されるべき材料のより糸255を係合し位置づけするべく機能するV字形支持用切欠き287が具備されている。V字形切欠きは、同様に、第3の側面で水平に切断されている間より線55の2つの側面上でより線を支持するためにも機能する。こうして、より線がテンションを受けハサミで切断されるとき、又はマルチフィラメントより線が薄切りされて他の点では適切に支持されていないとき、ほうき様端部を形成する傾向をもつ特にマルチフィラメント縫合材料の清浄でほうき様端部の無いカットを可能にする。
【0096】
カッターアセンブリ280の切断用ブレード289は、往復運動するボールスライド288に対してそれとの関係においてわずかな角度を成してロケーターアーム285のものと平行な平面の中で固定的に取りつけられている。好ましい実施態様においては、空気圧式エアシリンダ281による単一の作用により、定置型ガイド286に沿った往復運動するボールスライド288の運動が可能となるその結果、ロケータアーム286はその引込み位置(図25)から旋回できるようになり、かくしてV字形の切欠き287は、ブレードがその引抜き軸を横断して支持されたより糸255に向かって移動するにつれより糸の第3の側面がブレード289の切れ刃上に支持されている間、その2つの側面でより糸255を支持するようになっている。かくして、より糸255は、図26に示されている切断位置までブレード289に向かう方向にロケーターアーム285が旋回された後、ロケーターアームの休止の瞬間において切断される。ブレード289は、図25及び26に示されている往復運動軸との関係におけるブレードの角度のついた方向づけにより、ロケーターアーム285によって定置的に保持されている間に、材料より糸を薄切りする。好ましい実施態様においては、ブレード289が往復運動軸との関係において約45度の角度を成している状態で、スライス比は1対1であり、従って、より線255は、ブレード289が引抜き軸を横断する距離と同等の量だけ切断されるようになっている。
【0097】
スェージングアセンブリ
スェージングステーションで行なわれるスェージング作業についてここで記述する。図28(a)〜32は、縫合糸挿入及び針のスウェージングシーケンスのさまざまな段階において示された多軸グリッパ155及びスウェージング及び縫合糸心合せダイを表わしている。このシーケンス、及び互いとの関係、針及び縫合糸挿入との関係におけるダイの相互作用は、最少限の部品そして単純な動作での挿入及びスウェージ機能を達成させている。
【0098】
針を図28(a)〜33に示されているすえ込みアセンブリ390まで搬送した後、多軸グリッパ155は、上述の要領でスウェージダイヤルから半径方向に伸び、針39の縫合糸収容端部37を図28(a)及び図28(b)の部分斜視図に示されているように2つのすえ込み金型361,369の端部に形成された漏斗形のダイ開口部の間に位置づけする。以下で説明する通り、すえ込み金型361は所定の位置に固定されており、すえ込み金型369は、矢印で示されているとおり固定式すえ込み金型361に向かって側面方向に移動可能で、間に置かれた針の縫合糸収容端部のすえ込み(スウェージング)を達成する。図31〜図32に示されている通り2つのすえ込み金型361,363が互いに隣接して位置づけされるとき、針の縫合糸収容端部37の直径よリもわずかに大きい出口の直径をもつ漏斗形のダイ開口部392が形成される。図35(a)及び35(b)に示されている好ましい実施態様では、すえ込み金型361,369の各々の端部にはそれぞれリセス321,322が具備されており、かくして針39のスウェージングの結果として起こる金属の変形が針の縫合糸収容端部37における金属の鋳バリ又はとげという結果をもたらさないようになっている。ここでスウェージングすべき針及び縫合糸のサイズ(直径)に応じて、異なるスウェージングダイのセットを具備することができるという点に留意されたい。
【0099】
2つのすえ込み金型361,369の端部に形成されたすえ込み金型開口部392の間で針39の縫合糸収容端部37を精確に位置づけするため、可動式のすえ込み金型369を一時的に離隔するよう移動させる。図33に示されたすえ込み(スウェージング)アセンブリ390の図では、すえ込み金型369は、すえ込み金型操作レバー397がネジ394を中心に旋回し可動式すえ込み金型368を固定式すえ込み金型361から予め定められた距離だけ離れるように引張ることができるようにするべく、シリンダロッド393に力を与えるようエアシリンダー395を起動させることによって、固定式スウェージングダイ361から離隅して移動させられる。好ましい実施態様においては、レバー397は、エアシリンダー395によって提供される圧力が終了した時点でバネの復帰力によって可動式すえ込み金型369が固定式すえ込み金型に向かって戻ることになるように、バネ364によりバイヤスされる。
【0100】
図29は、金型361をその固定位置で、又可動式金型369を多軸グリッパ155により提示される縫合針39を収容する前のその離隔された位置で示している。縫合糸ガイド漏斗半部分362bを含む縫合糸に心出し金型362がすえ込み金型361の下に位置づけされ、これは、限界内で側面方向に自由に滑動する。心出し金型362は、すえ込み金型420の中に形成されたキャビティ361a内に突出するタング362aを有する。漏斗ダイ362がキャビティ壁361bによって拘束されるまで前方に滑動するように、圧縮バネ361cがキャビティ361a及びタング362aの背壁を圧迫している。この位置で、これは針の縫合糸収容端部により構成される中心軸の前方にあり、針39の縫合糸収容端部37が確実にスウェージングのための所定の位置にくるのを助ける1つの棚362cとして役立つ。サイクルのこの段階において、部品は、縫合糸挿入のために位置づけされておらず、縫合糸255をつかむ縫合糸クランプ、もしくはグリッパアーム265aおよび剛化された先端258は、休止状態にある。漏斗半部分363を収納する縫合糸心出し金型368は、以下で詳述する適切な締めつけ手段によりすえ込み金型369に締めつけられ、それと共に、図示された開放位置まで走行する。
【0101】
すえ込み金型が離隔している間、多軸グリッパ155が伸びて、図29及び図33に示されているように開口部392の中に針39の縫合糸収容端部37を位置づけする。スウェージダイ開口部392に針39の縫合糸収容開口部37を位置づけした後、金型369が中に形成された縫合糸収容開口部37のキャビティを変形することなく固定式すえ込み金型361に対して精確に縫合糸収容端部37をつかみ位置づけすることができるようにするため充分なものである弾性バネ力がバネ364(図33)の中に存在する状態で、すえ込み金型369及び縫合糸心合せ金型368は針39に向かって移動させられる。同時に、多軸グリッパ155内の針保持ピン142は、上述のとおり、プランジャー149上の下向きの外力によってもち上げられ、かくして、すえ込み金型361及び369のグリップによりその位置が決定されるように針を解放する。金型368及び369の動作により、縫合糸心合せ金型368の面368aは、縫合糸心合せ金型362の対応する面362cと接触することになる。この動作をひき起こす弾性力は、バネ361cを圧縮し漏斗ダイ362を左方へ移動させ、かくしてタング362aがもはやキャビティ壁361bを接触状態にないようにするのに充分強力なものである。金型369および368の寸法決定は、この動作が、針39の縫合糸収容端部37と同軸である平滑な円錐形状を構成する2つの漏斗半部分362bおよび363の形成という結果をもたらすようなものである。図30は、縫合糸挿入に先立つすえ込み金型361,369によりグリップされている縫合糸収容端部37を示す。混斗半部分362bおよび363で形成された円錐形の漏斗ガイドの出口直径は、好ましくは、縫合より糸のチッピングされた端部258を容易に中に挿入できるように、図31に示されている通り、縫合糸のチッピングされた先端258の直径に等しいかそれよりも大きく、針39の縫合糸収容端部37の直径よりも小さいものである、ということに留意されたい。
【0102】
図31は、挿入位置まで垂直に移動させられ、剛化された縫合糸先端258を漏斗362及び363の中に入れ軸方向に共に心合せされた針39の縫合糸収容キャビティ37内に案内させることになる縫合糸グリッパ265aを示している。上述のとおり、より糸がひとたび針の縫合糸収容端部37内に挿入されると(ステップ271)、縫合糸収容キャビティの自動すえ込み(スウェージング)が起こる。図33で示されているすえ込みアセンブリ390の好ましい実施態様においては、間に置かれた針の縫合糸収容端部のスウェージングを達成するべく固定式すえ込み金型に向かって可動式すえ込み金型369を押しやるようレバーを397上に支持されたカムを起動するため、空気圧式エアシリンダ365が空気圧を提供する。空気圧は、制御システムコンピュータ90の制御下でポート366,367を介してスウェージングシリンダ365に供給される。
【0103】
図32は、完了したスウェージ行程を示す。すえ込み金型369は、針39の縫合糸収容端部37を変形するのに充分な力を及ぼしたスウェージングシリンダにより固定ストッパまで駆動された。変形が起こるにつれて、縫合糸心合せ金型368はさらに漏斗金型362を移動させ、バネ361cの付加的な圧縮をひき起こす。好ましい実施態様においては、可動式すえ込みダイ369は、本書に記述されているスウェージ停止機構により自動停止に至る。
【0104】
図34に示されている通り、可動式すえ込み金型369及び縫合糸心合せ金型368は、肩付き支柱369aにより互いに一致した形で機械的に保持され、この支柱の小さい方の直径は金型369内でかみ合せホールド状態となるよう軽いプレスばめになっている。座金369bと共に、押えネジ369cが支柱を金型369の中に保持している。金型369の下方で支柱369aの大きい方に直径は、漏斗金型368の中の軽いプレスばめ穴を通って延びており、かくして右側のスウェージ及び漏斗ダイは結合されて、スウェージングサイクル中一緒に側面方向に移動するようになっている。肩付き支柱369aの下部部分は、漏斗金型368を通して溝390bの中に延び、この溝は、すえ込みアセンブリフレーム390a内に交叉フライス加工されている。スウェージ行程が行なわれると、スウェージシリンダは、溝390bの壁390cを打撃する支柱369の下部部分により積極的に停止されるまで、このダイアセンブリを左へと駆動する。こうしてエアシリンダ365は失速し、そのため図示されている可動式右側金型アセンブリの行程は、機械の反復するサイクルについてつねに同じとなる。
【0105】
代替的実施態様においては、両方のすえ込み金型361,369は、スウェージングを達成するべく互いに向かって移動可能であってよい。さらに、縫合糸収容開口部に加わるスウェージング圧力をさらに制御し、固定式すえ込み金型のための微同調位置づけ調整の必要性を無くするべく、可動式金型の1つのスウェージ行程距離を変更するための調整可能なスウェージ停止機構を具備することもできる。
【0106】
図33の上面図に示されている通り、緩んだ針の端部37がすえ込み金型の間に位置づけされる場合、針39がひっくり返ったり心ずれしないようにするべく、針フェンスアセンブリ398が具備される。この針フェンスアセンブリ398は、テーパーのかかったすえ込み金型開口部392との距離がスウェージングされるべき外科用針のサイズに応じて調整可能である針フェンスプレート399を含んでいる。
【0107】
好ましい実施態様においては、針に対して付与されるスウェージ圧縮の度合、及びその結果としての縫合糸上の針によるグリップ強度は、固定型金型361の精確な位置づけによって調整される。図33に示されている通り、サーボモーター345はスウェージ調整ネジ347を回転させるプーリー344をタイミングベルト461を介して駆動させる。スウェージ調整ネジ347のピッチは滑動くさび348を短い距離だけ移動させるように選択されている。すえ込み金型361は、滑動くさびの動きに比例する精確な距離だけすえ込み金型361の位置を引込めたり前進させたりするためくさび348上に支持された反対側の端部にある相補的ランプ角343を有する。従ってスウェージ調整ネジ347の回転及び滑動くさび348の動作は、結果として、すえ込み金型361の横方向運動をもたらし、かくしてその固定位置を微調整する。例えば、針に対し比較的太い縫合糸をスウェージングする場合、固定式金型361の位置は、可動式すえ込み金型369が固定式ダイに向かってストッパまで押しやられたとき針に対して加わるスウェージング圧力が小さくなるような形で、縫合糸引抜き軸からさらに離れるように移動させることができる。図33に示されている好ましい実施態様においては、コンピュータ制御システム90は、以下でさらに詳しく説明するように自動引張り試験システムにより測定されるような針−縫合糸結合の引抜き試験の値に応じて、スウェージ調整ネジ347の位置、ひいては固定式金型361の位置を調整するべくサーボモーター345を自動的に方向づけるための適切な信号を送ることになる。特定的に言うと、引張り試験ステーションで起こる引張り試験の記憶された統計的結果に応じて、スェージ調整ネジ347の回転位置を調整するべくサーボモーター345を方向づけるための適切な制御信号を生成することができる。針−縫合糸の結合を過度にスウェージングするのを避けかくしてはさみ切りの可能性を防ぐため、及び引抜きの可能性を防ぐべく針−縫合糸結合を過少スウェージングするのを避けるため、下流のすえ込み金型(スウェージングダイ)が適切に位置づけられるようにするために、装荷された針の自動引張り試験が望まれる。
【0108】
右側又は上部グリッパ232の短い行程の直後に、左側グリッパ230は縫合より糸を固定し、縫合材料255は上述の要領で又図3でステップ30において示されている通りに、カッターアセンブリ280により切断される。図23に示されている通り、カッターアセンブリ280は、スウェージを受けたより糸が切断された時点で不確定な長さの縫合より糸255がグリップされるように、左側グリッパ230よりわずかに上方に位置づけされる。かくして、左側グリッパ230はこのときチッピングされた端部258で縫合材料255をグリップし、リードグリッパとなる。
【0109】
図23に示されている好ましい実施態様においては、真空空気流が付勢されて、材料のより線255をナイロンスクリーン357に向かって引張り、その材料の切断を容易にする。不確定な長さの縫合材料255の切断の後、外科用針に対してスウェージングされた一定長さの縫合材料の後端部は、図23に示されているように、真空ホース359によって真空アセンブリ(図示せず)に連結されている大型真空パイプ358の中へと吸い込まれる。真空パイプ358内で作り出される真空は、後端部がからみ合ったり機械と接触しないようにするべく材料より糸内に穏やかなテンションを加える。しかしながら、これは装荷された針がさらなる下流工程のために割出しされるときにより糸がパイプ275から外に引き出され得るよう充分穏やかなものである。
【0110】
針のスウェージングの後、可動式金型369が再びエアシリンダ365によって引き込まれ、多軸グリッパ155のピン142は上述の要領で装荷された針を係合させるべく起動される。それに続いてさらなる処理(ステップ31)のため引張り試験ステーション300に対して引つづき割出しするためすえ込みダイヤルアセンブリ150に沿って、多軸グリッパ155は、その位置まで引込められる(ステップ30)。
【0111】
このサイクルは、外科用針の中への挿入のため切断されるべき次のより糸を位置づけするべく、サーボタワー220の高さに沿って材料255を垂直に引抜く新しいリードグリッパについてすえ込み(スウェージング)ステーションで続行する。各々のサイクルでグリッパを交替させることにより縫合材料255を前進させる工程は、グリッパをもとの位置に保持するための再生又は復帰時間を削除する。
【0112】
自動引張り試験ステーション
装荷された外科用針の自動引張り試験を達成するための自動引張り試験アセンブリ300は、図36〜38(b)の中に全体的に示されている。自動引張り試験アセンブリ300は、図36および図37に示されているとおり、それに対して割出しされている多軸グリッパ155から装荷された針39を受理するように機能するロードセル335をとりつけるためのロードセル取付け用アセンブリ330を一般に含んでいる。多軸グリッパ155のグリップから装荷された針を緩めるため針リリースアセンブリ315が具備されている。装荷された針39が緩められた時点でひっくリ返ったり心ずれした状態にならないようにするため、引張り試験フェンスアセンブリ340が具備される。引張り試験中に縫合糸255をグリップすることを目的とし引張り試験を実施するためウエイトのついたスライドブロックアセンブリ372に連結されている引込み可能なグリッパアーム325のbを収納する縫合糸グリップアセンブリ370が、図36に示されている通りに具備されている。これらのアセンブリの各々及びそれらの相互作用についての詳細な記述は、以下で詳しく説明されている。
【0113】
図36及び37に示されている通り、装荷された外科用針39が多軸グリッパ155により保持されており、上述の要領で、図4に一部例示されている回転スウェージダイヤル150により自動引張り試験ステーション300に対し割出しされる。ロードセル335内で装荷された針39を位置づけするために、多軸グリッパは、針39の端部部分が図37に示されているようにロードセル335の対応する収容ブレード336より上に位置づけされるように、すえ込みダイヤルアセンブリ150から伸ばされている。
【0114】
図39は、上に取りつけられたロードセル335を伴うロードセル取付け用アセンブリ330の上面図を表わしている。好ましい実施態様においては、ロードセル335は、縫合材料255がそこから垂れ下がっている状態でさまざまなサイズの外科用針の縫合糸収容端部部分37を支持するための4枚の薄い針支持用ブレード(受け刃)336a,b,c,dを、上に取りつけられた形で有している。例えば、「1/0」というラベルのついたロードセル針支持用ブレード336aは、約0.017+/−0.001インチの直径をもつ比較的太い縫合糸を収容する;又「2/0」というラベルのついたロードセル針支持用ブレード336bは、約0.014+/−0.001インチの直径を持つ縫合糸を収容する;「3/0」というラベルのついたロードセル針支持用ブレード336cは、約0.011+/−0.001インチの直径をもつ縫合糸を収容する;そして「4/0」というラベルのついたロードセル針支持用ブレード336dは、好ましい実施態様において約0.009+/−0.001インチの直径を持つ比較的細い縫合糸を収容する。現在引張り試験を受けている外科用針のバッチに応じて、多軸グリッパから針を受けとるべく、適切な針支持用ブレード336a,b,c,dが位置づけられる。ロードセル335の***に位置設定されたノブ339を手で操作して、ロードセルを回転させ、自動引張り試験を行う前に適正にサイズ決定された縫合糸収容ブレードを位置づけすることができる。さらに、ロードセル335は、図39に矢印で示されている縫合針に向かって又はこれから離れるようにスライドハンドル338ひいてはロードセルプラター337を移動させることによって、側面方向に位置づけすることができる。
【0115】
多軸グリッパ155は、最初、装荷された針39の端部部分が適切な針支持用ブレード336(例えばブレード336b)により支持されるように位置づけられる。図40は、縫合より線255が縫合糸収容ガイド334の間に通されている状態で、針支持用ブレード336b上に載った針の縫合糸収容端部部分37を示す前面断面図である。
【0116】
装荷された外科用針39の非破壊引張り試験は、以下のとおり達成される。
前述のとおり多軸グリッパを位置づけした後、縫合糸グリップアセンブリ370のグリッパアーム325a,bは引込んだ位置から伸ばされ、図36に示されているように、ロードセル335の針支持用ブレード336よりわずかに下で縫合より糸255をグリップする。図36に示されているように、グリッパアーム325a,bを開閉するためグリッパアクチュエータ372aが具備され、これは、本発明と同じ譲受人に譲渡された同時係属特許出願(弁理士事件整理番号8927)にさらに詳しく説明されている通りコンピュータ制御システム90の中に常駐する制御システムプログラムによって制御される。図36及び37は、下部スライドブロック372dに連結されているスライドロッド372b,cから成るスライドブロックアセンブリ372を表している。スライドブロック372aは、スライドフィンガー372eを含み、このフィンガーに対して、それぞれのエアシリンダー374,379のエアシリンダピストンロッド374a及び379aが、実行すべき引張り試験のタイプに応じてそれぞれの上向き及び下向きの力を加える。図37に示されている通リ、ピストンロッド374(a)は、スライドフィンガー372eを支持し、その結果スライドアセンブリ372のスライドブロック372dを固定した垂直位置に維持する上向きの力を提供する伸びた位置において、示されている。
【0117】
スライドブロック372dは、ケーブル373を通って、プーリー377のまわりで、そして付着点372hを通して作用する適切にサイズ決定されたカウンタウエイト376によって2〜5オンスの正味下向き重量に対し釣合わされる。このカウンタウエイト376は、付着点372hでスライドブロック372d上で上向きに引張るように作用する。
【0118】
非破壊引張り試験を達成するため、機構クレーム371上にとり付けられたコンピュータ制御システム90により制御されたエアシリンダ374のピストンロッド374aは、その空気供給源(図示せず)を図に示されている位置まで逆転させることにより、図38(a)に破線で示されているようにスライドフィンガー372eを支持するその伸びた位置(図37)から引込められる。ピストンロッド374aは、図38(a)に示されているとおり、スライドフィンガー372e上の上向きの力を除去するべく引込められ、かくして、矢印「A」の方向に、針39の中の縫合糸255のスウェージ付着手段上にスライドブロック372dの2〜5オンスの釣合わされた正味重量を課すことになる。このシステムの精確さは、スライドロッド372b,c上に吊下げられたスライドブロック372dが、スライドマウント371内に押しつけられてシステム上に最小限の機械的抗力を課することになる低摩擦のボールブッシュ372f及び372gの中にとりつけられていることから、高められている。
【0119】
図36では、スライドブロックマウント371が、針39から垂れ下った縫合糸255の軸に対して平行に位置づけされ、グリッパアーム325a,bの長さに対応する距離だけ縫合糸255から離れたところに位置設定されている、ということに留意されたい。
【0120】
スライドアセンブリ372が解放されるのと同時に又はその直前に、多軸グリッパ155が装荷された針39上でのそのグリップを係合解除することができるようにするべく、針リリースアセンブリ315が起動させられる。グリッパ155のグリップから装荷された針を解放することは、それが確かにロードセル針支持用ブレード336上にしっかりと位置づけされているようにするのに必要なことである。その上、精確な引張り試験を提供するためには、針は、誤った結果の原因となる上向きの力が存在しないようにする形で解放されなくてはならない。
【0121】
図36に示されているように、針リリースアセンブリ315は、旋回式レバーアーム327の中ヘプッシャー326を伸ばすように起動させられる針リリースソレノイド324を含んでいる。旋回式レバーアーム327は、その片端329に多軸グリッパ155のプランジャ149を押し下げるためのピン328のまわりを旋回する。図37に示されている通り、プランジャ149を押し下げることにより、ピン142はピンガイド147内に引込んで、それにより係合された装荷された針39を解放することができる。多軸グリッパ155の作動のさらに詳細については、上述の同時係属特許出願第181,599号(事件番号8937)の中に見い出すことができる。
【0122】
多軸グリッパ155が針上でのそのグリップを解除した後、装荷された針39が心ずれ状態になったりひっくり返ることがないようにするため、針フェンスアセンブリ340が具備されている。図36に示されている通り、針フェンスアセンブリ340は、装荷された針を直立位置に保持するため、グリッパ155に対して同一平面に横たわるよう調整することのできる垂直フェンスプレート342を含んでいる。垂直フェンスプレート342の側面方向の位置づけの調整は、図36に示されているように適切な距離だけスライドハンドル343を移動させることによって達成される。好ましい実施態様においては、異なるサイズの針の形態を収容するように、垂直針フェンスプレート342(図示せず)の表面の形態を変更することができる。
【0123】
最小引張り試験の制御された解放は、好ましくはミリセカンド単位で変化する短かい持続時間のものである。試験で合格した場合、すなわち縫合糸が最小引張り試験の必要条件を満たす場合、針は、プランジャ149に対する力を解放する針リリースソレノイド324(図36)を起動解除することにより多軸グリッパ155によって再度グリップされる。次に、縫合糸グリッパ325a,bは、制御システムによって制御されるように縫合糸255上のそのグリップを解放するべくその開放位置まで引込められる。その後、多軸グリッパ155は引込められ、さらなる処理のため装荷された針を下流へ搬送するべく、回転スウェージダイヤルが回転させられる。
【0124】
縫合糸が最小引張り試験で不合格の場合、すなわち縫合糸255が制御された解放の結果として外科用針39から追い出された場合、コンピュータ制御システム90は、装荷が外れた針39が引張り試験ステーションで射出されるようにフラグ付けられる。追い出された縫合より糸255は真空アセンブリ(図示せず)の中に引き込まれ、全体的に図37で又詳細に図41で示されている針ストリッパーアセンブリ380によって針39が射出されることになる。図41に示されている通り、スライドブロック383上にとりつけられた針ストリッパーブレード385を伸ばすため、コンピュータ制御システム90から出力された制御信号により、針ストリッパーソレノイド382が起動されることになる。針ストリッパブレード385は、図36において、針39のとなりにある状態で示されている。従って、針が多軸グリッパ155上で緩んだ状態にあり、最小引張り試験が失敗した場合、針ストリッパーブレード385が伸びて、グリッパから針を除去する。針は落下して、引張り試験ステーションにある適当な収集手段(図示せず)によって収集されることになる。
【0125】
引張り試験を受けるべき次の装荷された針を準備するため、スライドアセンブリー372及び引込られたグリッパアーム325a,bは、コンピュータ制御システム90により制御されるように、エアシリンダー374及びピストンロッド374aによって供給される適切な上向きの力によりその投入解除位置までスライドマウント371を上昇して押し戻される。この時点で、特定の針39上で行なわれた引張り試験に合格したこと、及び装荷された針をその包装のため下流に搬送することができることを示すもう1つのフラグを、記憶のため、制御システムコンピュータに送ることができる。
【0126】
図36−40に示されている最小及び破壊引張り試験システムの好ましい実施態様において、ロードセル335及びその針支持ブレード(受け刃)336a,b,c,dは、縫合糸グリップアセンブリによって針−縫合糸アセンブリ39に加えられた力を測定する圧電変換器を含んでいる。変換器のロードセル335は、図36及び図39に示されている通り従来の手段によりコンピュータ制御システム90とインターフェイスされてもよく、又好ましい実施態様においては、Techniques Co.が製造する1000グラム変換器(型式番号GS−IK)である。縫合糸391に加えられる破壊引張り試験の間にロードセル変換器335により測定された力は、外科用針の新しいバッチをスウェージしなくてはならない場合に起こりうるスウェージダイセットアップルーチンの間の実時間監視または統計学的用途のために記憶することができる。例えば、破壊引張り試験で不合格であり、変換器により測定された力が予め定められた範囲の低い端部にあることが見極められた場合、コンピュータ制御システム90はこれを認識し、固定型スウェージングダイ(すえ込み金型)が可動型スウェージングダイに向かって増分量だけ前進させられその結果として次に続くスウェージがより強いものとなるようにする適切な信号を、上流スウェージングアセンブリ(図示せず)に送る。同様にして、破壊引張り試験に合格した場合、すなわち変換器が測定した力が上限以下で最小値以上であることが見極められた場合、いかなるダイ調整も行なう必要がない。
【0127】
前述の通り、自動引張り試験アセンブリ300は、自動包装に先立ち全ての装荷された外科用針がそれに対し割出しされた時点で、最小引張り試験を行うのに使用される。それに対して割出しされた針9本に1回の割合で、装荷された外科用針の破壊引張り試験が行なわれる。破壊引張り試験を行なうことの目的は、適性な最大スウェージ引出し値に対して、上流のスウェージングステーションにあるスウェージダイを設定することにある。これは、必然的に破壊試験であり、プログラミング可能なものである試験の頻度は、運転の制御を維持するのに充分高いものであるものの、過度の製品廃棄物を避けるのに充分低いものである。好ましい実施態様においては、この頻度は、針50本に1回に設定されるか、針75本に1回又はl 00本につき1回であってもよい。
【0128】
破壊引張り試験のもう1つの目的は、以前に加工されたバッチとは異なるサイズのものである新しい針バッチを処理するために針選別、スウェージング装置(スウェージダイ)を準備するのに使用される手順である切換手順の間に新しいスウェージダイセットを設置する助けとなる、ということにある。上述の非破壊引張り試験とは反対に、スウェージングアセンブリが作動し装荷された針を引張り試験ステーションに補給している間、引張り試験装置は、スウェージを受けた針の100%の破壊試験のためにプログラミングされている。上流スウェージングアセンブリにあるダイ調整システムは、各機械サイクル毎に、変換器ロードセル335から信号を受けとり、迅速にスウェージダイの適性な謁整を実行する。
【0129】
コンピュータ制御システム90の中に破壊試験引出し値が記録され、これは表示スクリーンを通して機械のオペレータにフィードバックされる統計学的プロセス制御情報を計算するのに使用される。
【0130】
装荷された外科用針39の破壊引張り試験は、最小引張り試験に関して上述したものと同様に達成される。ただし、根本的な差異は、針から縫合糸を引出すのに充分な大きさの固定された機械的行程が最小引張り試験の最低2〜5オンスの力に置き換っているという点にある。
【0131】
図38(b)に示されている通り、エアシリンダ374の反対側に置かれた第2のエアシリンダ379のピストンロッド379aは、図37に示されている非起動位置から図38(b)に示されている位置までスライドフィンガー372eに対する固定の行程を提供するようにプログラムされている。この結果、スライドフィンガー372eは、破線により示されている位置から実線で示されている位置まで垂直に移動することになる。さらにこの結果、スライドブロック372dに対する下向きの力がもたらされ、この力はスライドロッド372b及びcを通してグリッパ325a,b及び縫合糸255を含むスライドアセンブリ372を図38(b)に示されているように矢印「B」の方向に移動させる。シリンダ379に対する空気圧は、縫合糸255をつねに針から外に引出すのに充分高く設定されている。この行程は、定置型ブロック371の上面を打撃するスライドアセンブリ372の上部部分372jによって制限されている。
【0132】
破壊引張り試験を達成するのに必要な力は、上述のとおり、圧電ロードセル変換器335によって測定される。プロセス制御アルゴリズム(図示せず)により、変換器ロードセルによって測定された破壊引張り試験の力が引張り試験値の予め定められた範囲よりも低いことが見極められた場合、コンピュータ制御システム90は、上流スウェージングステーションにて針に対し縫合糸をスウェージングするときに適用されるスウェージングダイの行程を増大させるべく適切な制御信号を送り出すことになる。変換器ロードセルによって測定された破壊引張り試験の力が予め定められた範囲よりも高いことが見極められた場合、コンピュータ制御システム90は、固定型スウェージダイを縫合糸からわずかな増分的距離だけ離れるように移動させて、針に縫合糸をスウェージするときに適用されるスウェージング圧力を減少させるべく、適切な制御信号を上流のスウェージングアセンブリに送り出すことになる。
【0133】
破壊引張り試験の結果必然的に縫合糸225は針39から追い出された状態となることから、針39は上述のとおり、針ストリッパーブレード385により多軸グリッパ155のグリップから再び除去される。それに続いて、グリッパアーム325a,bは、その開放位置まで引込められ、エアシリンダ374は、グリップアセンブリ370及びスライドブロックアセンブリ372を次の引張り試験に向けて準備すべくその正常位置まで復帰させるよう、上向きの力を提供する。
【0134】
ダイセットアップ手順
ダイセットアップ手順は、上流スウェージダイの位置づけを調整するため、引張り試験ステーション300で引張り試験を受けた針−縫合糸アセンブリの試料から得られたスウェージ結合値を利用する。この手順は通常、バッチラン又は針切り換え手順の始めにオフラインで行われるか、又はシステムの再初期値設定又は誤差補正ルーチンの一部として実行することもできる。
【0135】
基本的に、ダイセットアップ手順の間、スウェージアセンブリは、上流の引張り試験ステーションヘの搬送のため、25〜30、好ましくは28個の針−縫合糸アセンブリの試料を生産する。上述の要領で、試料の針−縫合糸アセンブリは全て破壊引張り試験を受け、変換器により測定された針−縫合糸破壊値は、記憶され、分析され、最小引張り試験力又は許容可能な予め定められた最大破壊値又はその組合せのいずれかに対応する予め定められた値に比較される。連続する引張り試験の毎に、上流スウェージングステーションの固定したスウェージダイの位置は、得られた破壊値及び比較を行なうために実行されるアルゴリズム(図示せず)に応じて変動する。最小及び最大引張り試験値は、処理中の外科用針及び取付けられた縫合糸のタイプに応じて変化する、ということがわかる。
【0136】
放出ステーション
上述のとおり、多軸グリッパ155は、自動引張り試験ステーション300でその伸びた位置から引込まれ、回転式すえ込みダイヤルアセンブリ150は、縫合糸巻き上げ及び包装用ダイヤル500への移動のため、装荷された引張り試験を受けた針を放出ステーション400に対し割出しするように回転させられる。特定的に言うと、ステーション400で、装荷された針39は、サイズの小さくなったオーガナイザー包装材料内に挿入される。
【0137】
図1に示されている通り、縫合糸巻上げ及び包装用ダイヤル500は、装荷された外科用針の包装のためのさまざまな工程が行なわれる8つの周囲ステーションを有する。例えば、図1の510という番号のついた第1のステーションでは、主要なダイヤル500上ヘ、装荷された針を収納するための空の包装材料を投入することができる。図1で505という番号のついた第2のステーションでは、空の包装材料の存在又は不在を検出することができる。
【0138】
図42に示されている好ましい実施態様においては、縫合糸巻き上げ及び包装用ダイヤル500の包装材料ネストアセンブリ415上に包装材料が投入され、このアセンブリによってグリップされる。包装材料ネストアセンブリ415は、空の包装材料(パッケージ)425が八(8)本の装荷された針を収容できるように増分的に見当合せできる包装材料ネストキャリッジ420を含んでいる。以下で記述する好ましい実施態様は、八(8)本の針を収容するサイズの小さくなったオーガナイザー包装材料に関連して本発明を記述しているものの、単一の針の包装材料でも同じ効率で本発明を使用できるということを理解すべきである。
【0139】
図43に示されている空の包装材料425の面は、8本の装荷された外科用針の逐次的配置を収容するための複数の溝を示している。空の包装材料425内に第1の装荷された針を投入するため、キャリッジはステーション400まで、図42に示されているそのホームポジション内に運ばれる。それと同時に、回転式スウェージダイヤル150は多軸グリッパをステーション400に対し割出しする。次に、多軸グリッパ155は、空の包装材料425に向かって伸ばされ、包装材料の面426内で突出するようフェンス419の間に形成された針収容切り欠き416の8つの対をなしたセットのうちの最初の対418の中に針39を置く。好ましい実施態様においては、対を成した各々の切欠きセット418は、連続番号が付され、図43に示されているように約0.25インチ離れて存在している。好ましい実施態様においては、投入された最初の針は、図43に示されている通り8番目の位置にある。図42及び43に示されている通り、包装材料ネスト415アセンブリひいては空の包装材料425は、湾曲した針が包装材料内に形成された切欠きの中に精確に置かれるように、多軸グリッパ155の向きとの関係においてわずかに傾動させられている。制御システムコンピュータの制御下で、ソレノイド455は次に、プッシユロッド460を起動させて、多軸グリッパ155上にプランジャを押し下げ、かくして上述の要領でそれが装荷された針39のグリップを解放できるようにしている。
【0140】
図42及び43に示されている通り、放出ステーション400には、一度に1本ずつで8本の個別の装荷された針を収容するため空の針包装材料425を見当合せする包装材料エレベーターアセンブリ430がある。エレベーターアセンブリ430のシャフト445は、上述のとおり、多軸グリッパ155から8本の針を連続的に受け入れるため0.25インチの増分で垂直に包装材料ネストパッケージ4420を持ち上げる。好ましい実施態様においては、約60/分の速度で引張り試験ステーションから装荷された針を供給するスウェージダイヤル150の回転は、生産速度を最高にするべく包装材料ネストキャリッジの垂直増分と同期化されている。例えば、上述のように、空の包装材料425内の「8」という番号のついた対になった切欠きの中に最初の装荷された針を挿入した後、エレベータシャフト445は、次の針39が「7」という番号のついた切欠き対418の中に入れられ得るように0.25インチだけ包装材料ネストキャリッジ420を垂直に持ち上げる。包装材料ネストキャリッジの見当合せと同時に、回転スウェージダイヤル150は、第2の装荷された針を支持する次の多軸グリッパ155を割出しし、かくして、空の包装材料425の第2の位置(切欠き「7」)の中に次の針を挿入できることになる。この工程は、八(8)本の装荷された外科用針のサイズの小さくなったオーガナイザー包装材料を満たすべく8回行なわれる。8番目の針が包装材料中に挿入された後、エレベータアセンブリ430は、空気圧式エアシリンダ又はパルスモーター(図示せず)といった従来の手段により、エレベータシャフト445を引込める。かくして、8本の装荷された針を支持する包装材料425は、包装材料ネスト415上でそのホームポジションにあり、包装材料は、縫合糸巻き上げ及び包装ダイヤル500に沿って残りのステーションでさらに処理することがいつでも可能な状態になる。
【0141】
好ましい変形実施態様においては、包装材料425はその持ち上げられた位置にあり、最初の針は「1」という番号のついた切欠きの中に挿入される。このときエレベータアセンブリ430は、連続する針−縫合糸アセンブリが切欠き「2」〜「8」の中に連続的に挿入されるように、垂直方向に減分される。8番目の針−縫合糸アセンブリが挿入された時点で、包装材料ネストキャリッジ420及び充てんされた包装材料のトレイはすでにそのホームポジションにある。
【0142】
針が包装材料425の中に挿入されるにつれて、針から垂れ下がっている縫合より糸255がつきまとっているということに言及しておくべきである。これに続いて、図1に515という番号のついた縫合糸巻き上げステーションにおいて、つきまとう8本の縫合糸は全て真空でまとめられ、本発明と同じ譲渡人に譲渡された同時係属特許出願第181,626号(事件番号8925)の中で詳しく記述されているように、包装材料の縁部のまわりに巻き上げられる。
【0143】
本発明は、その好ましい実施態様に関して特に示され記述されてきたものの、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形状及び細部における前述の及びその他の変更をこれに加えることも可能であり、本発明は添付の特許請求の範囲のみによって制限されるべきであることがわかるだろう。
【0144】
本発明の具体的な実施態様は、次の通りである。
(1)前記多軸把握手段は、前記縫合針に係合させるための複数のピン手段を含み、前記枚数のピン手段の1つは、正碓に配向されている位置において前記縫合針を係合させるための第1の係合位置と、前記縫合針を弛緩させるための第2の非係合位置との間で撤回可能である実施態様1に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(2)前記第1の分類手段は:
(a)第1のコンベヤ手段上に予め決められた量の針を無秩序に配置するための給送手段と;
(b)前記第1のコンベヤ手段上に置かれた前記針の像を得るためのもので、前記像をディジタル信号に変換するディジタル化手段を含んでいる第1の手段と;
(c)前記ディジタル信号を処理して、前記第1のコンベヤ手段上に選ばれて無秩序に置かれた針に対する位置的および配向データを得るコンピュータ制御手段と;そして
(d)前記無秩序に置かれた針を前記コンベヤ手段から除去し、それを、その伝送のために第2のコンベヤ手段上に置くための転送手段とを備え、
そこで、前記転送手段はそれぞれの位置的および配向データに従って前記選ばれた針の各々を把握するようになっている実施態様1に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0145】
(3)前記給送手段は更に、前記第1のコンベヤー手段上での配置に先立って、前記予め決められた数の針の各々を個別化するための手段を含み、前記個別化された針の各々は隔置された関係で、前記第1のコンベヤー手段上に置かれている実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(4)前記コンピュータ制御手段は、更に、前記位置的および配向データを処理して、そこから命令を獲得し、前記転送手段が、それぞれの位置的および配向データに従って、前記選択されて、無秩序に置かれている針を把握するのを可能にするための手段を含んでいる実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(5)前記無秩序に置かれた針の像を得るための前記手段は1つまたはそれ以上のビデオカメラを含んでいる実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(6)前記個別化手段は更に、第1の位置と、第2の位置との間を交互して、前記あらかじめ決められた量の第1および第2の針グループヘと分割する少なくとも1つの往復運動する扉手段を含んでいる実施態様3に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0146】
(7)前記転送手段は、前記コンピュータ制御手段から受信した前記位置的および配向データにもとづいて、前記針の各々を把握するためのロボットアーム手段を更に含んでいる実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(8)前記第2のコンベヤ手段は、各々が前記転送手段からそれぞれの針を受け入れるための複数の運搬手段を含み、各それぞれの運搬手段は、そこに転送されたそれぞれの針に係合する手段を持っている実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(9)前記係合手段の各々は、前記転送手段によってその間に置かれた針に係合するための第1の固定あごと、第2の可動あごとを含んでいる実施態様8に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(10)前記運搬手段の各々は更に、前記第1の固定あごと係合するように前記第2の可動あごをバイアスして、前記針をその間に保持するばね手段を含んでいる実施態様9に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(11)前記運搬手段は、更に、前記固定あごとの係合から前記第2の可動あごを撤回させて、その間で、前記針を移動させるための手段を含んでいる実施態様9に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(12)前記固定あごとの係合から前記第2の可動あごを撤回させるための前記手段は、前記ばね手段の前記バイアスに対向して前記第2の可動あごを押すための押棒である実施態様11に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0147】
(13)前記無秩序に置かれている針の第2のビデオ像を獲得するための第2の手段を含み、前記第2のビデオ像は、選択されて、無秩序に置かれた針の位置的および配向データを得るために前記コンピュータ制御手段によって処理され、更に、前記第1のコンベヤー手段から無秩序に置かれている針を移動させて、それを、その伝送のために前記第2のコンベヤー手段上に置くための第2の転送手段を含み、そこで、前記第2の転送手段は、それぞれの位置的および配向データにもとづいて針を把握し、そして前記第1の転送手段が前記無秩序に置かれている針を転送できないことを前記コンピュータ制御手段が決定するときには、前記針を前記第2のコンベヤー手段へ転送するようになっている実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(14)それぞれの運搬手段上に置かれている前記針の各々を均一な方向に配向させるための第1の刃配向手段をさらに含んでいる実施態様8に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(15)前記運搬手段の前記第1および第2の係合あご内で、前記針を更に配向させるための第2の刃配向手段を更に含んでいる実施態様14に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(16)前記運搬手段上での前記予め決められた配向の0.001吋以内に前記針を更に配向させるための第3の刃配向手段を更に含んでいる実施態様15に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0148】
(17)前記第2のコンベヤ手段は、前記多軸把握手段と対面する対向関係において、前記運搬手段を位置ぎめし、前記多軸把握手段の前記複数のピン手段が前記配向された針を前記運搬手段から受け入れるのを可能にする実施態様2に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(18)前記多軸把握手段の前記複数のピン手段の前記1つは、前記運搬手段から前記縫合針を受けた後に、前記第1の係合位置へと撤回され、それよって、前記配向された位置において前記縫合針に係合する実施態様17に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(19)前記割出し手段は前記針を前記第2の位置へと伝送し、前記多軸把握手段は、前記配向された位置において、前記針に係合している実施態様18に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0149】
(20)前記第2の予め決められた位置に置かれている前記第2の手段は:
(a)少なくとも1つの縦方向部材を有しそしてそれに平行な引込み軸を規定している延線機と;
(b)柔軟で不定長さの縫合糸撚線を、引込みおよび切断のために、前記引込み軸へ給送するための手段と;
(c)前記不定長さの縫合糸撚線を把握し、それを前記引込み軸に沿って引き延ばすための第1および第2の把握手段とを含み、前記第1の把握手段は前記少なくとも1つの縦方向部材上で往復運動できるように載置されており;更に、
(d)前記不定長さの縫合糸撚線を切断するための手段とを更に含み;そして
(e)前記第2の把握手段は、前記引込み軸に沿い且つ前記切断手段の下部でのスタート位置に対して相互関係にあるが、前記第1の延線手段は、前記不定長さの縫合糸撚線を、予め決められた距離だけ前記切断手段を越えて位置している挿入地帯へ前記不定長さの縫合糸撚線を引き込んでおり、
以って、前記不定長さの縫合糸撚線は、前記針の前記縫合糸受入れ開口内に挿入され、そして前記第2の把握手段が前記スタート位置において前記不定長さの縫合糸撚線を把握した後に、前記切断手段により予め決められた長さに切断されるようになっている実施態様1に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(21)前記少なくとも1つの縦方向部材は更に、前記第1および第2の把握手段に対する相互案内手段を規定している実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(22)それぞれの第1および第2の把握手段の相互運動を可能にするための第1および第2の駆動モータを更に含んでいる実施態様21に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0150】
(23)前記不定長さの縫合糸撚線を前記切断手段を越えた前記予め決められた距離へ引き込むための前記第1および第2の駆動モータに対するコンピュータ制御手段をを更に含んでいる実施態様22に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(24)前記引き込み軸に沿って選択的に動き得るように取付けられていて、上部に前記切断手段を持っている実施態様23に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(25)前記コンピュータ制御手段は更に、前記可動の運搬手段および前記切断手段の位置を決定するための少なくとも1つのセンサー手段を含んでいる実施態様24に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(26)前記給送手段は更に、少なくともその引込みおよび切断中、前記不定長さの縫合糸を緊張させるための手段を含んでいる実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(27)前記第1および第2の把握手段の各々は、第1の係合位置と第2の撤回位置とを持つ撤回可能な把握素子を含み、そこで、前記第1および第2の把握手段の1つは、把握素子と係合した状態で、引込みストローク上でその引込み軸を横断し、そして前記第1および第2の把握手段の他のものは、機械的干渉を回避するために把握素子を撤回した状態で、その同じ軸に沿って往復運動する実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0151】
(28)切断後における前記縫合糸撚線の切断端を一時的に押さえるための第1の真空手段を更に含んでいる実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(29)切断前における前記不定長さの縫合糸撚線を大体において位置ぎめするための第2の真空手段を更に含んでいる実施態様28に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(30)前記スタート位置は処理地帯を規定しており、更に、前記不定長さの撚線の先端部分を形成するために、前記処理地帯での緊張状態にある間に、前記不定長さの撚線の縫合糸材の一部分を熱処理するための手段を含んでいる実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(31)前記熱処理手段は前記可動の運搬手段上に載置されている実施態様30に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(32)前記不定長さの撚線は前記第1の把握手段により前記挿入地帯に隣接した自由端において支持され、他方、前記熱処理手段は前記処理地帯において前記撚線の一部分を加熱し、前記第2の把握手段は、前記処理地帯において前記撚線を熱処理した後、前記スタート位置において前記撚線に係合する実施態様30に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(33)前記切断手段は、前記処理地帯において、前記硬化された撚線を切断して、前記第1の把握手段により支持される規定長さの縫合糸撚線と、前記第2の把握手段により支持される不定長さの縫合糸撚線とを作り出し、硬化された自由端は各把握手段上に置かれる実施態様32に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0152】
(34)前記第3のすえ込み手段は第1および第2のすえ込み金型手段を含み、前記第1のすえ込み金型手段はすえ込み金型開口の一部分を規定しているその端部を有し、前記第2のすえ込み金型手段は前記すえ込み開口の別な部分を規定しているその端部を有し、そこにおいて、前記第2のすえ込み金型手段は、前記針を受入れるためのすえ込み金型開口を形成するために、前記第1のすえ込み金型手段に隣り合せて置かれている実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(35)前記第1のすえ込み金型手段は所定の位置に固定され、そして前記第2のすえ込み金型手段は前記第1の固定されたすえ込み金型手段に向い且つそれから離れて側方に動き得る実施態様34に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(36)前記すえ込み金型開口は、前記引込み軸と、前記すえ込み金型開口内における前記縫合針の位置ぎめに先立つ前記撤回位置での前記多軸把握手段と軸線状に整列され、そして前記針の前記縫合糸受入れ開口を前記すえ込み金型開口に位置するように拡張される実施態様34に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0153】
(37)前記第3のすえ込み手段は更に、前記規定長さの縫合糸撚線の自由端と前記針の前記縫合糸受入れ開口との間での前記挿入地帯に置かれたファンネル案内手段を含み、前記ファンネル金型手段は前記すえ込み金型開口と軸線状に整列されたテーパ状開口を含み、前記縫合糸撚線の前記自由端を、そこに置かれる前記針の前記縫合糸受入れ開口ヘと配向するようになっている実施態様36に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(38)前記ファンネル案内手段は更に、それを、前記第1および第2のすえ込み金型の少なくとも1つと整列させるための位置ぎめ手段を含んでいる実施態様37に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(39)前記ファンネル案内手段は、前記テーパ状開口の一部分を規定しているその端部を持つ第1の固定された縫合糸整列金型と、前記テーパ状開口の別な部分を規定しているその端部を持つ第2の可動縫合糸整列金型とを含み、そこで、前記第2の可動縫合糸整列金型は、前記テーパ状開口を形成するために、前記第1の固定された縫合糸整列金型に隣り合って置かれている実施態様38に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0154】
(40)前記テーパ状開口は、前記縫合糸撚線の直径よりも大きく、その針において規定されている前記縫合糸受け入れ開口の直径よりも小さい縫合糸出口直径を有している実施態様37に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(41)前記第1の把握手段は、前記縫合糸撚線の前記自由端を、前記フアンネル案内手段を通してそして前記すえ込み金型開口内に置かれている前記針の前記縫合糸受け入れ開口ヘと向けるために、前記縫合糸引込み軸に沿って前進される実施態様40に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0155】
(42)前記すえ込み手段は、前記すえ込み金型開口内における前記針を位置ぎめする前に、前記第2のすえ込み金型手段を前記第1のすえ込み金型手段から離れて側方に動かすための手段を含んでいる実施態様36に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(43)前記移動手段は、その間に置かれる前記針を把握するために、前記第2のすえ込み金型手段を前記第1のすえ込み金型手段に向って移動させる実施態様42に記載の針および縫合糸通しおよびすえ込み装置。
(44)前記移動手段は、前記すえ込み金型開口に位置した前記針の前記縫合糸受入れ開口を変形することなく前記第1のすえ込み金型に向って前記第2のすえ込み金型を動かすのに十分な力を与えるばねバイアス手段を含んでいる実施態様43に記載の針および縫合糸通しおよびすえ込み装置。
(45)前記移動手段は前記第1のすえ込み金型手段に向けて前記可動のすえ込み金型手段を押すのに適切な力を印加するための空気シリンダ手段を含み、その間に把握された前記針のすえ込みを達成する実施態様44に記載の針および縫合糸通しおよびすえ込み装置。
(46)前記第2のすえ込み金型手段は、予め決められた距離のすえ込みストロークにわたって前記第1の金型手段に向けて押して、前記すえ込みを達成させる実施態様45に記載の針および縫合糸通しおよびすえ込み装置。
(47)前記移動手段は、前記すえ込みストローク中に、前記第2のすえ込み金型手段の運動を終止させるための停止手段を含んでいる実施態様46に記載の針および縫合糸通しおよびすえ込み装置。
(48)前記複数のピン手段の前記1つは前記第2の非係合位置に撤回されて、そのすえ込みに先立って前記すえ込み金型開口における前記縫合針を弛緩させる実施態様47に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(49)前記すえ込み手段は更に、そのすえ込み中、前記すえ込み金型開口内に前記針の位置を維持するためのフェンス手段を含んでいる実施態様48に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0156】
(50)前記すえ込み手段は更に、前記第1のすえ込み金型手段の位置を調整するための手段を含み、そのすえ込み中に前記縫合糸受入れ開口に生じるすえ込み変形の量を変える実施態様44に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(51)前記第1の固定されたすえ込み金型手段はその1端におかれるウェッジ従動子を含み、前記第1の固定されたすえ込み金型手段の位置を変えるための前記手段はウェッジアセンブリを含み、該ウェッジアセンブリは、前記ウェッジ従動子を横断して移動し、前記ウェッジアセンブリの横断状運動に従って前記ウェッジ従動子および前記第1の固定されたすえ込み金型手段を側方に動かすように置かれている実施態様50に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(52)前記ウェッジアセンブリの前記横断状運動は予め決められたピッチのすえ込み調整ねじを回転させるためのサーボモータ手段により制御可能であり、前記すえ込み調整ねじの前記回転は前記ウェッジアセンブリの直線運動へと変換される実施態様51に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(53)前記コンピュータ制御手段は、前記針のすえ込み過ぎおよびすえ込み不足を回避するために、前記第1のすえ込み金型手段の最適位置ぎめを決定しかつ制御する実施態様52に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0157】
(54)前記切断手段は:
(a)第1の撤回位置から第2の切断位置ヘの前記不定長さの撚線により規定される前記第1の軸を横断して相互運動するように載置されている切断用刃と;
(b)前記不定長さの撚線の縫合糸材をその切断のために正碓に位置ぎめし、そしてその切断用刃が、前記撤回位置から前記切断位置へと往復運動するときでの前記第1の軸の横断に際して前記撚線を支持するための支持ブロック手段と、
を含む撤回可能なカッターであり;
以って、前記切断用刃はその往復状運動に関してある角度に置かれ、前記切断位置において前記刃がその支持されている縫合糸撚線を切断するに際して少なくとも1:1のスライス比を実行して、きれいで、すり切れのない切断部を得るようになっている実施態様20に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(55)前記切断手段は更に:
(a)切断されるべき前記不定長さの縫合糸撚線に隣接して置かれた静止の案内手段と;そして
(b)前記静止の案内手段上に設けられていて、前記第1の軸を横断した第2の軸に沿って少なくとも相互運動を与えるための作動子手段と
を含み;
そこにおいて、前記切断用刃は、前記往復動する作動子に応動して、前記第1の撤回位置から前記第2の切断位置へ移動する実施態様54に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0158】
(56)前記支持ブロック手段をその1端に有し、かつ前記静止の案内手段に枢支された別な端部を持ち、前記作動子の運動に応答して、第1の撤回位置から第2の撚線支持位置へと前記支持ブロック手段を移動させるための位置ぎめアームを更に含んでいる実施態様55に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(57)前記支持ブロック手段は前記縫合糸撚線を、その切断中に、2つの側面で支持するためのV字状切欠きである実施態様56に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(58)前記旋回可能な位置ぎめアームは更に、前記支持ブロック手段が前記撚線に係合した後に、前記作動子手段からの運動を分離するセンター越えリンクを含んでいる実施態様57記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(59)前記センター越えリンクは、前記作動子手段の相互運動を前記位置ぎめアームに対する旋回運動へ変換する実施態様58に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(60)前記静止の案内手段は、前記位置ぎめアームの有効長さだけ、前記不定長さの撚線から隔置されている実施態様59に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0159】
(61)前記第1の軸および前記第2の軸は互いに横断している実施態様55に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(62)前記作動子上に載置されていて、その相互運動中、前記切断用刃を支持するための静止の刃保持具を更に含んでいる実施態様55に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(63)前記センター越えリンケージは更に、第1および第2のリンクを含み、前記第1のリンクは前記作動子上に固定され、そして前記第2のリンクは前記第1のリンクを前記旋回位置ぎめアームに接続している実施態様59に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(64)前記切断用刃は前記第2の軸に関してある角度に置かれて、前記刃が前記第1の軸を横切るときの分断運動でもって前記撚線を水平状に切断する実施態様55に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(65)前記切断用刃および前記支持ブロック手段は共に、それぞれの撤回位置にあるとき、前記静止の案内手段の背後に撤回される実施態様64に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(66)前記多軸把握手段の前記複数のピン手段の前記1つは前記針のすえ込み後に前記係合位置へ駆動され、それにより、前記針と前記縫合糸アセンブリとを係合させる実施態様48に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0160】
(67)前記第4の手段は前記針および縫合糸アセンブリを支持するための支持手段を含み、前記支持手段は少なくとも1つの縫合糸受入れガイドを持っている実施態様1に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(68)前記割出し手段は、前記多軸把握手段を前記配向された位置における前記針に係合した状態で、前記針および縫合糸アセンブリを前記第3の位置へ伝送する実施態様67に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(69)前記多軸把握手段は、前記支持手段上における前記針および縫合糸アセンブリの位置ぎめ前では前記撤回位置にあり、前記縫合糸撚線が前記縫合糸受入れガイド内にねじ込まれる間に、前記刃手段上に前記針および縫合糸アセンブリを位置づけするように拡張される実施態様68に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0161】
(70)前記針および縫合糸アセンブリのすえ込みボンドの強度を自動的に試験するための前記第4の手段は更に、前記支持手段の下部の第1の位置で前記縫合糸撚線を積極的に把握するための把握手段を含み、該把握手段は予め決められた値の積極的な下向き力を前記把握された縫合糸撚線に印加する摺動ブロック手段を含み、それにより、前記すえ込みボンドの強さを試験する実施態様67に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(71)前記針および縫合糸アセンブリのすえ込みボンドの自動的に試験するための前記第4の手段は、前記積極的な下向き力を前記把握された縫合糸に適用する前に、前記把握手段および前記摺動ブロック手段を前記第1の位置に維持するための手段を含んでいる実施態様70に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(72)前記積極的な下向き力を加えるための前記摺動ブロック手段は予め決められた長さの質量物であり、そこにおいて、前記多軸把握手段は、前記把握手段がその第1の位置から解放されるときまたは前に、前記針および縫合糸アセンブリの係合を解放するように作動されて、前記摺動ブロック手段が予め決められた値の前記積極的な下向き力を前記縫合糸撚線に加えるのを可能にし、それにより、前記すえ込みボンドの強さを試験する実施態様71に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(73)前記把握手段および前記摺動ブロック手段は固定の取付け手段に沿って摺動可能に取付けられ、前記固定の取付け手段は前記縫合糸撚線により規定される垂直軸と実質的に平行に置かれている実施態様72に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(74)前記維持手段は前記摺動ブロック手段の第1の側面に対し圧力を印加して、前記把握手段およびその前記摺動ブロック手段を前記第1の位置に維持する第1の空気シリンダ手段を含んでいる実施態様73に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(75)前記摺動ブロック手段の前記第1の側面に印加される前記圧力は、前記摺動ブロック手段が、前記第1の位置よりも低い第2の位置ヘ、前記取付け手段に沿って摺動するのを可能にするために終止されて、前記把握された縫合糸への前記積極的な下向き力を有効にする実施態様74に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0162】
(76)前記針および縫合糸アセンブリの前記すえ込みボンドの強さを試験するための前記第4の手段は更に、前記縫合糸撚線に適用される前記下向き力の印加を制御するための手段を含んでいる実施態様70に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(77)前記下向き力の印加を制御するための前記手段は、前記摺動ブロック手段により発生される重力に対向して開かれる釣合いおもり手段である実施態様76に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(78)前記すえ込みボンドの強さを自動的に試験するための前記第4の手段は更に、異なる胴サイズを持つ装備された縫合針を支持するための前記支持手段の1つまたはそれ以上を含んでいる実施態様77に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(79)前記把握手段は1対の撤回可能な把握手段を含んでいる実施態様70に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0163】
(80)前記針および縫合糸アセンブリの前記すえ込みボンドの強さを自動的に試験するための前記第4の手段は更に、前記摺動ブロック手段により前記縫合糸撚線に印加される前記積極的な下向き力の値を測定するための手段を含んでいる実施態様72に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(81)前記測定手段は、前記積極的な下向き力が前記把握された縫合糸撚線に印加されるときでの前記支持手段の偏向を測定するための圧電トランスジューサを含んでいる実施態様80に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(82)前記トランスジューサ手段に接続されていて、前記縫合糸が前記下向き力の適用後に前記針から移されるようになったときに、試験フェイル信号を出力するためのコンピュータ制御手段を更に含んでいる実施態様81に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(83)前記コンピュータ制御手段は、前記測定手段から得られる測定値に従ったすえ込みのために、前記第3の手段の自動的調整を可能にする実施態様82に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(84)前記すえ込みボンドを自動的に試験するための前記第4の手段は更に、前記制御手段から前記試験フェイル信号の受信に際して前記多軸把握手段から前記針を除外するための手段を含んでいる実施態様83に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(85)前記多軸把握手段は、前記針および縫合糸アセンブリについての引張り試験後に、拡張された位置から撤回される実施態様79に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0164】
(86)前記割出し手段は前記針および縫合糸アセンブリを前記第4の予め決められた位置ヘ伝送して、前記針および縫合糸アセンブリを、前記針および縫合糸アセンブリを受ける前記第5の手段へ転送する請求項3に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(87)前記針および縫合糸アセンブリを受けるための前記第5の手段は、前記針および縫合糸アセンブリが装填される予定の空のパッケージを把握するための撤回可能なキャリッジ手段を含んでいる実施態様86に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(88)前記撤回可能なキャリッジ手段は配向された位置における前記空のパッケージを担持し、前記針および縫合糸アセンブリを受けるための前記第5の手段は、前記配向されたパッケージを複数の位置に漸増的に位置ぎめするための手段を含んでいる実施態様87に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(89)前記配向されたパッケージを位置ぎめするための前記手段は、空気的に作動されるシャフトを有し、前記撤回可能なキャリッジ手段を前記複数の位置に対して位置づけするためのエレベータアセンブリを含んでいる実施態様88に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(90)前記割出し手段は前記空のパッケージと対面状に対向した関係において前記多軸把握手段を伝送し、前記多軸把握手段は、個別の配向された針および縫合糸アセンブリを、各登録された位置での空のパッケージに形成されている針受入れ係合手段へと置いている実施態様89に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0165】
(91)前記割出し手段は更に回転ダイヤル手段を含み、前記多軸把握手段はそこに半径状に置かれ、前記回転ダイヤル手段は、前記多軸把握手段を、前記第1の予め決められた位置から、前記第2、前記第3、前記第4の予め決められた位置へと順に割出すために、中心軸の周囲で回転可能である請求項1に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(92)前記割出し手段は更に、前記回転ダイヤル手段の周辺に置かれる1つ又はそれ以上のカムトラックを持つカムダイヤル手段を含み、前記カムトラックの各々はその撤回部分とその拡張部分とを規定している実施態様91に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(93)前記多軸把握手段は、前記カムダイヤル手段のそれぞれのカムトラック内に置かれるカム従動子手段を含み、前記カム従動子が前記カムトラックの前記拡張部分内に置かれるときには前記多軸把握手段を拡張させ、そして前記カム従動子が前記カムトラックの前記撤回部分内に置かれるときには前記多軸把握手段を撤回させるようになっている実施態様92に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(94)前記回転ダイヤル手段は、前記多軸把握手段の前記カム従動子を前記撤回部分から前記拡張部分へ動かすために、前記カムダイヤル手段に関連した第1の方向において回転され、それにより、前記多軸把握手段を前記第1の撤回部分から前記第2の拡張位置へ動かす実施態様93に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
(95)前記回転ダイヤル手段は、前記多軸把握手段の前記カム従動子を前記拡張部分から前記第1の撤回部分へ動かすために、前記カムダイヤル手段に関連した第2の方向において回転され、それにより、前記多軸把握手段を前記第2の拡張位置から前記第1の撤回位置ヘ動かす実施態様94に記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
【0166】
【発明の効果】
本発明は、反復的な手動作業に対するオペレータによる関与を事実上なくした費用の有効な自動針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。
本発明の別な目的は、個々の正碓に配向された縫合針をコンベヤから多軸グリッパヘ転送するための装填ステーションと;縫合糸材の不定長さの撚線を自動的に引き抜き、その撚線を切断し、規定長さの撚線の自由端を針の糸受入れ開口内に挿入し、その縫合糸撚線を縫合針に対してすえ込むすえ込みステーションと;針−縫合糸組合せについての最小および破壊的引張り試験を自動的に実施する引張り試験ステーションと;装備されて、引張り試験された針を自動包装する包装ステーションヘ転送するための放出ステーションとを含んでいる複数の処理ステーションに対して縫合針を自動的に係合させて割出すための複数の多軸グリッパを持つ回転可能なすえ込みダイヤルを組み込んでいる自動針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。
【0167】
また、装填ステーションに費用の有効な針分類装置を組み込んでいる自動針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。さらに、均一な長さの縫合糸材を高い速度で自動的に切断できる自動針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。
本発明は、約1秒で縫合糸挿入と自動的すえ込みとを実施する自動すえ込みステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる;
縫合糸撚線を加熱してその一部分を硬化させるための任意な熱チッピング・アセンブリを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる;
装備された針についての最小引張り試験または破壊的引張り試験を1秒以内で実施できる自動引張り試験ステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムが得られるなどの効果がある。
【0168】
さらに、本発明の別な目的は、制御システムコンピュータによる制御の下で作動可能な針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。
また、その自動包装のために正確に配向されている装備された縫合糸を放出するための放出ステーションを組み込んでいる針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。’
また、不必要な中断や手動による介入なしで、自動的すえ込みおよび工具調整を実施できる針糸通しおよびすえ込みシステムが得られる効果がある。
【0169】
さらにまた、第1の位置にあって、複数の無秩序に配向された針を分類し、そして第1の予め決められた位置での自動的取扱いのために各針を配向させる第1の手段を含み、針の各々が縫合糸受入れ開口を持っていて、縫合糸を縫合針に取付けるための自動機械でもって達成される。第2の位置に置かれる第2の手段は不定長さの縫合糸材を規定長さの縫合糸撚線に自動的に切断し、そして規定長さの縫合糸撚線の端部を、第2の予め決められた位置において、その針に形成されている糸受入れ開口ヘと自動的に挿入するために与えられている。また、第3の装置は、縫合糸受入れ開口をその糸の周囲で閉じるように針をすえ込ませて、そこに糸を固定し、それから、針および縫合糸アセンブリを形成するために設けられている。割出し装置は、各個々の針を第1の予め決められた位置で、予め決められた配向において自動的に受入れ、そしてその針を、逐次処理のために、その第1の位置から第2の位置ヘ伝送している。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転すえ込みダイヤル150上に取付けられている多軸グリッパ上へと個々の針を給送するための針分類装置100と、自動すえ込みステーション200と、自動引張り試験ステーション300と、そして装備針−放出ステーション400とを組み込んでいる本発明による針糸通しおよびすえ込みシステムの概念的頂面図である。
【図2】本発明の針糸通しおよびすえ込みシステムに対するプロセスを例示した流れ図である。
【図3】本発明の針糸通しおよびすえ込みシステムに対するプロセスを例示した流れ図である。
【図4】本発明の針分類ステーション100の頂面図である。
【図5】針を個別化して、半透明のコンベヤ上に置くための針給送手段の詳細な側面図である。
【図6】(a)は特定の配向における針を自動すえ込みステーションヘ移送するための精密コンベヤ55の側面図である。(b)は(a)の線5−5に沿って取られ、そこに置かれた針を運んでいる精密コンベヤの詳細な頂面図である。
【図7】(a)は配向された針に係合し、引き続くすえ込みのために保持するためのあご77,79を持つ精密コンベヤボート79の詳細図である。(b)は(a)に例示されているボートの線6−6に沿って取られ、縫合針39に係合するあご77,79を示している精密コンベヤボートの詳細な立面図である。(c)は針を係合あご77,79内に置くか、または針を多軸グリッパヘの移送のためにボートから解放させるようにあご79を離れて動かすべく押棒76が押されている状態での精密コンベヤボートの詳細図である。
【図8】精密コンベヤボート70の各々のあご77,79を作動させるロボット装荷ソレノイド75の側面図である。
【図9】半透明の精密コンベア上にあるロボットアセンブリ60、そして個々の針39の位置を追跡するためのコンピュータ制御システム90とインタフェースされた2つのビデオカメラを含むカメラアセンブリ80の側方立面図である。
【図10】(a)は自動すえ込みに先立った、コンベヤ上における針の均一な配向を保証する針ロールオーバアセンブリ69の側面図である。(b)は針ロールオーバアセンブリ69の正面図である。
【図11】精密コンベヤのボート70上での1つの方向に針を配向する針ロールオーバすき部材67を例示している正面図である。
【図12】針39を、多軸グリッパヘの転送に先立って、精密コンベアボート70上において更に配向させるための刃92を持つ停止アセンブリの側面図である。
【図13】(a)は針19をコンベアボート40の係合あご内で更に配向させるための針ハード停止アセンブリ95の側面図である。(b)は針19をコンベアボート40の係合あご内で更に配向させるための針ハード停止アセンブリ95の頂部平面図である。
【図14】針分類装置の制御動作の各々に対する制御およびデータ流れの概賂的表示である。
【図15】配向された縫合針39を精密コンベヤボートから受ける多軸グリッパ155を例示している。
【図16】(a)は弛緩された係合状態にある縫合針39と、撤回位置にあるピンとを示している多軸グリッパ155の正面図である。(b)は係合された位置にある縫合針39を示している多軸グリッパ155の正面図である。(c)は多軸グリッパ155のガイド147内にピン142を撤回させるのに使用される作動機構の部分的に隠された図である。
【図17】4つの多軸グリッパステーション145a,b,c,dを上部に持つすえ込みダイヤル板110を含むすえ込みダイヤルアセンブリ150の頂面図である。
【図18】(a)は撤回位置における多軸グリッパ155を示している4ステーションすえ込みダイヤルアセンブリ150の断面図である。(b)は拡張位置における多軸グリッパ155を示している4ステーションすえ込みダイヤルアセンブリ150の断面図である。
【図19】(a)はカムダイヤル板125を持ち、カム従動子165aがカムトラック160a内での撤回位置に置かれているカムダイヤルアセンブリ120の詳細な頂面図である。(b)はカムトラック160a内での拡張位置におけるカム従動子165aを示しているカムダイヤル板125の破断頂面図である。
【図20】協働的回転状運動のためにすえ込みダイヤル板1l0と同軸状に取付けられ、そしてそれぞれのカムトラック160aおよび160c内に置かれたカム従動子165aおよび165cを示しているカムダイヤル板125の断面図である。
【図21】それらの閉成(縫合糸把握)および開成位置で示されているグリッパアーム265a,265bを持つグリッパアセンブリの拡大図である。
【図22】自動すえ込みステーション200の詳細図で、特に、カッターアセンブリ280およびヒータアセンブリ290が先端および切断運搬具180上に載置されていて、そして右グリッパ232が、不定長さの縫合糸撚線の先端258を、多軸グリッパ155により係合されている縫合針39内への挿入のために位置ぎめしているサーボタワー220を示している。
【図23】(a)は本発明の先端および切断運搬具180を移動させるためのプーリアセンブリを示しているサーボタワー220の詳細な側面図である。(b)は縫合糸撚線の張力を必要に応じて増減させるための伸張器アセンブリ259の詳細図である。
【図24】本発明における材料を切断するためのカッターアセンブリ200の詳細な頂面図である。
【図25】完全に撤回された位置で示されているカッターアセンブリ280の詳細な頂面図である。
【図26】完全に拡張された(切断)位置で示されているカッターアセンブリ280の詳細な頂面図である。
【図27】縫合糸材の 一部分を加熱するためのヒートアセンブリ290の詳細な頂面図である。
【図28】(a)は縫合糸先端258を縫合針の糸受入れ開口の領域内に挿入している状態を示しているグリッパ232の詳細図である。(b)は縫合糸挿入および針すえ込みシーケンスの種々なステージにおける多軸グリッパ155と、すえ込みおよび縫合糸整列金型を示している。
【図29】縫合糸挿入および針すえ込みシーケンスの種々なステージにおける多軸グリッパ155と、すえ込みおよび縫合糸整列金型を示している。
【図30】 縫合糸挿入および針すえ込みシーケンスの種々なステージにおける多軸グリッパ155と、すえ込みおよび縫合糸整列金型を示している。
【図31】縫合糸挿入および針すえ込みシーケンスの種々なステージにおける多軸グリッパ155と、すえ込みおよび縫合糸整列金型を示している。
【図32】縫合糸挿入および針すえ込みシーケンスの種々なステージにおける多軸グリッパ155と、すえ込みおよび縫合糸整列金型を示している。
【図33】本発明のすえ込みアセンブリ390の頂面図である。
【図34】すえ込みアセンブリ390に対するすえ込み停止機構の詳細図である。
【図35】(a)はすえ込みアセンブリのすえ込み金型361,369の詳細な頂面図であって、特に、その間に位置するすえ込み金型開口392に形成されたくぼみ321,322を示している。(b)は(a)において丸で囲んで示されているすえ込み金具開口の拡大図である。
【図36】本発明の自動引張り試験ステーション300の組立図である。
【図37】針フェンスアセンブリ340が部分的に除去されている本発明による自動引張り試験ステーション300の正面図である
【図38】(a)は最小引張り試験を行っている間の摺動アセンブリ手段の詳細な正面図である。(b)は破壊的引張り試験を行っている間の摺動アセンブリ手段の詳細な正面図である。
【図39】自動引張り試験アセンブリのロードセルアセンブリ330の頂面図である。
【図40】縫合糸が糸受入れ開口334間にねじ込まれているロードセル335の縫合糸受け刃336bにより支持されている装備された針39の拡大図である。
【図41】破壊的引張り試験後かまたは最小引張り試験の失敗後に針39を除去するための針ストリッパアセンブリ380の詳細図である。
【図42】縫合糸巻付けおよび包装ダイヤル500が、多軸グリッパ155から装備された針を受けるために、空のパッケージ425を割出している放出ステーション400の斜視図である。
【図43】多軸グリッパ155の面が、針39をパッケージ425の初めの対にある組合せでの針受入れ切欠き418内に置いた後に、その上に重畳されている減少サイズ形成体(RSO)パッケージ425の面を例示している。
Claims (3)
- 縫合糸受入れ開口が形成されている外科用縫合針に縫合糸を取付けるための針糸通しおよびすえ込み装置において:
(a)複数の縫合針を分類し、各縫合針を予め決められた方向に配向させる、第1の予め決められた位置に置かれた第1の手段と;
(b)不定長さの縫合糸材を規定の長さに自動的に切断し、前記縫合糸を前記縫合針に形成された前記縫合糸受入れ開口に自動的に挿入する、第2の予め決められた位置に置かれた第2の手段と;
(c)前記縫合針を据え込み,前記縫合糸受入れ開口を前記縫合糸の自由端の周囲で閉じて前記縫合糸をそれに固定し、そこから縫合針と縫合糸のアセンブリを形成する第3の手段と;
(d)前記第1の予め決められた位置において、予め決められた配向で各個々の縫合針を受け取り、前記第1の予め決められた位置から前記第2の予め決められた位置への連続処理のために前記縫合針を運搬する割出し手段とを備え、
前記割出し手段は、回転ダイヤル手段と、前記縫合針を前記予め決められた配向に保持する、前記回転ダイヤル手段上に半径方向に配置された多軸把握手段とを含み、前記回転ダイヤル手段は、前記多軸把握手段を前記第1の予め決められた位置から前記第2の予め決められた位置に割出すために中心軸のまわりを回転可能であり、前記多軸把握手段は、前記割出し手段を基準にして第1の引込み位置と第2の延長位置との間で移動可能であり、
分類されていない縫合針および不定長さの縫合糸材が、複数の、配向された縫合針と縫合糸のアセンブリに自動的に形成されることを特徴とする針糸通しおよびすえ込み装置。 - さらに、前記縫合針と縫合糸のアセンブリの据え込み結合を自動的にテストする、第3の予め決められた位置に置かれた第4の手段を含むことを特徴とする請求項1記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
- さらに、前記縫合針と縫合糸のアセンブリを自動的に受け取り、それを減少された寸法の形成体として包装する、第4の予め決められた位置に置かれた第5の手段を含むことを特徴とする請求項1記載の針糸通しおよびすえ込み装置。
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