專利名稱：焊接方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法和設(shè)備，更具體地說，涉及一種自動焊接用于短距放射治療的管子的方法和設(shè)備。
在治療各種癌癥特別是前列腺癌中，已癥明一種稱為短距放射治療的方法是有效的。在短距放射治療時，將一種含有放射性物質(zhì)的小蝕囊植入腫瘤內(nèi)或腫瘤附近。
圖7示出一種常用于治療前列腺癌并被稱為“籽源”的蝕囊或者說小容器的樣式。蝕囊100具有一根置入空心鈦管104內(nèi)的涂有碘的放射性同位素例如I-125的銀棒102。也可以用涂有放射性磺的樹脂球代替上述的銀棒102。完整的蝕囊100的寬度約為1.0mm，其長度約為4.5mm。上述蝕囊或者說籽源可單個地植入患者體內(nèi)，也可以插入醫(yī)療縫合材料或者說縫線中，然后將其插入前列腺內(nèi)并留在其內(nèi)部。
植入每個患者體內(nèi)的蝕囊的數(shù)目主要根據(jù)所要求的治療方案而變化，通常要植入50-100個部位，上述蝕囊通常是手工制作的，然后用手工操作的焊接方法將管子的端部封閉。顯然，手工為每位患者制作這么大量的蝕囊要花很多時間，且成本較高。
按照本發(fā)明的第一方面，提出一種自動焊接方法，使適于用作短距放射治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每一個管子的一端封閉，該方法包含如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將每個管子裝入夾具中；將裝有管子的夾具移送到焊接臺上；將上述管子的一端焊接使之封閉；和從上述夾具卸下已焊好的管子。
采用上述方法，可以較快地焊接大量的管子。
上述的將每個管子裝入夾具的步驟最好還包含如下步驟使每個管子在供料管中沿特定的方向排列，然后從供料管將每個管子供到上述的夾具內(nèi)。一旦管子在供料管內(nèi)沿特定取向排列，就可以沿所需的取向供入到夾具內(nèi)。這就可省去手工檢取管子并使之定向排列的操作。
由于上述管子用于制造短距放射治療的籽源，所以它們具有適合于短距放射治療植入的尺寸，例如長約幾個毫米，寬約1個毫米。上述管子通常比制成的短距放射治療籽源稍長一些，因?yàn)橥ǔ９茏拥囊恍┎牧弦糜诤附臃饪凇?br> 焊接封閉管子的一端最好是通過將管子的材料熔化而實(shí)現(xiàn)，即以熔化的材料構(gòu)成管子的端部封口，最好是不需要外加材料來焊接。
管子的另一敞開端將在裝入放射性物質(zhì)后再行封閉。
一般而言，要焊接的管子是從一段長管上切下的，這樣切下的管子將是任意取向的。按照本發(fā)明的方法，管子在供料管中按一定的方向排列，而使每個管子準(zhǔn)備好供入夾具中。最佳的方法是使管子搖動以使它們在供料管內(nèi)按定向排列。
可采用各種方法控制每個管子供入夾具的工步。例如，可用機(jī)械手逐個拾取每個管子然后置于夾具內(nèi)。本發(fā)明的方法最好包含如下步驟使管子在垂直供料管內(nèi)一個疊一個一端接一端地排列起來；使約束件推壓供料管內(nèi)最下面倒數(shù)第二個管子的側(cè)壁，陰止它向下移動；和松開供料管內(nèi)最下面的管子使之單獨(dú)地供入夾具內(nèi)。由于上述的制動件推壓最下面倒數(shù)第二個管子，這就使所有上部的管子固定在適當(dāng)位置上，從而可使最下面的管子單個地松開而落下。這個管子松脫后，最好使阻擋件移入位于供料管內(nèi)的管子下面的擋料位置，而上述的制動件則回縮，以便使供料管內(nèi)的管子下落，并由阻擋件擋住最下面的管子。然后，上述制動件再向前推壓新的最下面倒數(shù)第二個管子的側(cè)壁，如此重復(fù)進(jìn)行上述供料作業(yè)。
在最佳實(shí)施例中，夾具接納一個管子，將該管子送到焊接臺上，焊接后卸下管子，上述的夾具是沿封閉環(huán)路運(yùn)行的。
采取夾具沿封閉環(huán)路運(yùn)行的措施有利于實(shí)現(xiàn)焊接過程自動化。要焊接的管子按特定取向供入夾具中，然后將管子送到焊接臺進(jìn)行焊接，焊好的管子最好從焊接臺送到卸料臺排出。由于夾具沿一封閉環(huán)路運(yùn)行，故它可返回其原始位置，然后再重復(fù)上述程序。
也可以只采用一個夾具，但設(shè)備的生產(chǎn)率低，因?yàn)橐淮沃荒軐我坏墓茏舆M(jìn)行作業(yè)。所以，最好設(shè)置多個上述的夾具，這就可提高生產(chǎn)率。
顯然，每個管子的端部的焊接要在高溫下進(jìn)行，以便使管子的金屬熔化。在這樣高的溫度下，可能對焊接過程中夾持管子的部件造成損傷，尤其是在重復(fù)進(jìn)行焊接作業(yè)的情況下更易如此?？梢圆扇∫恍├鋮s措施來減少上述的損傷。但是，在最佳實(shí)施例的方法中，多個夾具是依序通過焊接臺的，多個夾具中的每一個夾具都在其他夾具移動通過焊接臺時的后續(xù)的焊接作業(yè)之間得到冷卻，這就可保證每個夾具在夾持管子進(jìn)行焊接后，在下一次夾持待焊接的管子之前已冷卻下來。這就減小了夾具受熱損壞的危險。
可以采用許多可能的方法使每個夾具移動通過焊接臺。例如，可沿一條軌道單獨(dú)地驅(qū)動每個夾具。但是，在最佳實(shí)施例的方法中，每個夾具安裝在一個轉(zhuǎn)臺的周邊上。通?？梢栽趭A具的轉(zhuǎn)動路線上的相繼部位上設(shè)置接料臺、焊接臺和卸料臺。在設(shè)置多個夾具的場合下，全部夾具都安裝在上述的轉(zhuǎn)臺上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，因?yàn)橹恍枰O(shè)置一個單一的傳動機(jī)構(gòu)。
夾具可以具有一個例如管子可從供料管落入其內(nèi)并在焊接過程中充分限制管子運(yùn)動的空腔。但是，夾具在接納和卸下管子時最好處于打開狀態(tài)，而且至少在焊接管子的過程中處于牢固夾持管子的關(guān)閉狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)有助于實(shí)施接料和卸料工步，并在焊接過程中正確地夾持管子。
夾具可以在除了接納和卸下管子之外的所有時間內(nèi)都處于關(guān)閉狀態(tài)。但是，這種方法最好是在夾具處于焊接臺位置時從打開狀態(tài)移動到關(guān)閉狀態(tài)。因此，最好在焊接臺上設(shè)置一種可使夾具產(chǎn)生關(guān)閉動作的機(jī)構(gòu)，而不是將這種機(jī)構(gòu)設(shè)置成為夾具本身的一部分。這就可有利地簡化夾具的結(jié)構(gòu)，這對于例如通過轉(zhuǎn)臺使夾具從一個操作臺運(yùn)行至另一個操作臺的情況是特別有利的。
從另一方面看，本發(fā)明提供了一種自動焊接方法使適于用作短距放射性治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每個管子的一端封閉，該方法含有如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將每個管子單獨(dú)地供入處于打開狀態(tài)的夾具中；將處于打開狀態(tài)的該夾具送到焊接臺位置；借助于設(shè)置在焊接臺上的夾具作動機(jī)構(gòu)使上述夾具關(guān)閉，以牢牢夾住管子；和焊接管子的一端，使之封閉。上述的夾具作動機(jī)構(gòu)最好不隨夾具運(yùn)行，而是設(shè)置在焊接臺的固定位置上。
夾具有一個底部以防止管子在輸送過程中向下移動。但是，這不是必需的，上述的方法最好是能使管子在夾具運(yùn)行過程中可在一個滑板上滑動。其已發(fā)現(xiàn)，與預(yù)料的相反，管子的下端不會由于沿滑板滑動而損壞。
因此，只要管子的長度相等，其上端就會總是處在滑板之上的同一高度上。如果焊機(jī)也固定在一個適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，管子的上端與焊槍之間的距離將保持恒定，這就可保證管子處于正確的焊接位置上。因此，強(qiáng)烈地提出，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中所用的許多管子應(yīng)當(dāng)具有均等的長度。
可以通過拔出的方法將焊好的管子(又稱為“容器”)從夾具中取出，這一步驟可通過手工進(jìn)行或設(shè)置另一個機(jī)構(gòu)來進(jìn)行。但是，最好是在上述的滑板上設(shè)置一個切口區(qū)，讓管子通過滑板而落下，使上述焊好的管子通過其重力而脫離夾具。因此，最佳實(shí)施例的方法是將焊好的管子運(yùn)至滑板上設(shè)有切口區(qū)的卸料位置，使焊好的管子可通過上述切口區(qū)而落下。
上述的夾具可以具有多種形式，只要能正確夾住管子就行。例如，可采用一種可吹脹的套環(huán)來夾持管子，這種套環(huán)通常是緊縮的，當(dāng)需要它夾緊管子時可吹氣脹大。但是，本發(fā)明所用的夾具最好是成對夾片式的，該對夾片受到偏壓而處于打開狀態(tài)，它也可以有選擇地關(guān)閉。這就可在夾片處于其打開狀態(tài)時將管子置入夾具中。夾片處于打開狀態(tài)時，它們之間的間隙是較寬的，故有利于管子的插入。這也可通過打開夾片而卸去管子。
對于上述夾片本身，也可具有使它們包住管子而緊密關(guān)閉的機(jī)構(gòu)。例如，可使螺線管或氣動氣缸的端部與一個夾片相連接，那么，就可以打開或(例如在焊接臺上)關(guān)閉夾片。但是，如上所述，最好在焊接臺上設(shè)置一個夾具作動機(jī)構(gòu)以關(guān)閉夾片。這就簡化了夾片的結(jié)構(gòu)。而且，在設(shè)置多組夾片的情況下，只需設(shè)置一個夾具作動機(jī)構(gòu)，而不必為每一組夾片設(shè)置一個夾具作動機(jī)構(gòu)。
在最佳實(shí)施例的方法中，所用夾具的形式是一種可滑動地安裝在夾具支架的滑槽內(nèi)的滑塊，該滑塊受到固定在上述滑塊與上述夾具支架之間的彈性件(例如壓縮彈簧)的向外偏壓。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，可通過克服上述偏壓而推動滑塊使夾具緊緊關(guān)閉，而且可通過螺線管或氣缸來實(shí)現(xiàn)這種關(guān)閉。
上述滑塊最好是通過穿過該滑塊并與夾具支架相接合的螺栓支承在夾具支架上，該滑塊受到彈性件的向外偏壓，上述螺栓克服上述的彈性偏壓將滑塊保持在夾具支架上，因此形成了可借助于擰緊或擰松上述螺栓而改變的打開狀態(tài)。當(dāng)滑塊處于其打開狀態(tài)時，它受到偏壓而離開滑槽，故使滑塊與滑槽之間的間隙處于一個最大值。在這個位置上，管子最好是松松地夾在夾具中，可以通過擰緊或擰松上述螺栓來改變上述的間隙，以便例如容納較粗或較細(xì)的管子，這在制造不同類型的蝕囊時是必需的。
上述的滑塊與滑槽之間的間隙是重要的，因?yàn)樵撻g隙的大小必須大到足以使管子容易進(jìn)入夾具，又要小到足以保證能按照要求夾住管子。具體地說，夾具夾持管子必須要保證在夾具包圍管子緊密關(guān)閉時管子正好處于正確的焊接位置。上述的間隙可通過在滑塊與滑槽之間插入一個已知厚度的量規(guī)并上緊螺栓直到夾具剛好與量規(guī)接觸的方法來調(diào)節(jié)，但是，這種方法是麻煩的，并且不能保證螺栓不會上得過緊。因此，最好是在上述滑槽內(nèi)設(shè)置一個調(diào)節(jié)螺釘，該調(diào)節(jié)螺釘規(guī)定了擰緊上述螺栓而不能超越的位置。這就可保證正確地調(diào)節(jié)滑塊與滑槽之間的間隙。
提出設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘以保證正確設(shè)定滑塊與滑槽的間隙也應(yīng)看作是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，因此，按照本發(fā)明的又一方面提出了一種自動焊接方法，適于用作短距放射治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每一個管子的一端封閉，該方法包含如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將管子供入安裝在夾具支架上的夾具內(nèi)；將該管子送過焊接臺將其一端焊接封閉之；和將焊好的管子卸下，上述的夾具以滑塊的結(jié)構(gòu)方式可滑動地安裝在夾具支架的滑槽內(nèi)，并借助于穿過該滑塊且與上述夾具支架相接合的螺栓支承在上述夾具支架上，上述滑塊受到在它與上述夾具支架之間作動的彈性件的向外偏壓，上述螺栓克服上述的彈性偏壓力而將滑塊保持在夾具支架上，從而用于限定滑塊的打開狀態(tài)，上述滑塊的打開狀態(tài)可通過擰緊或擰松上述螺栓而改變，其中，在上述滑槽內(nèi)設(shè)置一個調(diào)節(jié)螺釘，以規(guī)定越過后螺栓不能擰緊的位置。
由于焊接管子時夾具要夾住管子，所以夾具必需用具有足夠耐熱性的材料來制造。上述的夾具或者說每個夾具最好用Elkonite合金制成。這種材料是一種鎢-銅合金，它具有良好的耐熱性，但比鎢本身容易加工。
上述的夾具支架例如轉(zhuǎn)臺最好也用Elkonite合金制成。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)施如上所述的對適用于制造短距放射治療用的蝕囊的許多端部敞開的管子中的每一個管子的一端進(jìn)行焊接使之封閉的方法的設(shè)備。
下面僅通過實(shí)例并參看


本發(fā)明的最佳實(shí)施例，附圖中圖1是自動焊管機(jī)的最佳實(shí)施例的總體透視圖；圖2是供料管和擒縱機(jī)構(gòu)的放大透視圖；圖3是擒縱機(jī)構(gòu)的透視圖；圖4是轉(zhuǎn)臺的透視圖；圖5是轉(zhuǎn)臺的分解放大透視圖；圖6是臺板和滑板的透視圖；和圖7是短距放射治療用的蝕囊或者說籽源的剖視圖。
圖1示出自動焊管機(jī)10的最佳實(shí)施例的總體透視圖。用于制造蝕囊的鈦管的寬度約1mm，其長度約為6.5mm。將上述管子置入振動漏斗20的料缸22內(nèi)。漏斗20的振動可使管子呈一定的取向，然后進(jìn)入重力供料管30，管子通過重力供料管的下端時，便被擒縱機(jī)構(gòu)40擋住。該擒縱機(jī)構(gòu)40每次只允許一個管子通過，而其余的管子則按垂直堆疊的方式保持在供料管30內(nèi)。由擒縱機(jī)構(gòu)40松開的管子落入大致為圓形的轉(zhuǎn)臺機(jī)構(gòu)50的夾具52內(nèi)。轉(zhuǎn)臺50具有4個沿其圓周等距分布的夾具52，每個夾具可夾持一個管子，轉(zhuǎn)臺50轉(zhuǎn)動使管子依次通過幾個工作臺。每一個工作臺是轉(zhuǎn)臺的夾具52接納管子的地方，然后，轉(zhuǎn)臺50施轉(zhuǎn)90°角兩次，將管子送到與焊槍84相連接的焊接臺80上，在焊接臺80上或其附近設(shè)置一個檢測器82，當(dāng)轉(zhuǎn)臺50旋轉(zhuǎn)時，檢測器82可檢測出是否有從轉(zhuǎn)臺50上突出直立的管子。上述的焊槍84只在檢測器82檢測出有管子時才工作。如果檢測器82檢測到有管子，焊槍84便起動將管子的上端焊封之。一旦開始了焊接過程，便按照預(yù)定的焊接程序進(jìn)行，焊接結(jié)束時會返回一個表明該次焊接已經(jīng)完成的信號。如果焊接過程已開始，但焊接程序未完成，那么該焊接工序便發(fā)出一個焊接故障的信號。另一方面，如果探測器82檢測出沒有管子，那么焊槍84便不起動。然后轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)一個90°，將焊接好的管子或者說容器送到卸料臺90并由此排出。上述的自動焊機(jī)10的工作由控制裝置控制，在最佳實(shí)施例中，上述控制裝置是一種Allen Bradley PLC5/11可編程邏輯控制機(jī)，所用軟件是Allen Bradley公司供應(yīng)的RS Logix軟件。
下面將較詳細(xì)地說明焊管機(jī)的各種部件。振動漏斗20的料缸22接納許多的管子，并將管子向下沿長度方向送至出料槽24。出料槽24的寬度使得每次只允許一個管子通過該槽，所以出料槽24的直徑只稍稍大于管子的直徑(管子直徑約1mm)但比管子長度(約6.5mm)短得多，這就使許多管子形成一個順列。上述類型的漏斗可從Service工程公司購得。下面還將進(jìn)一步說明該漏斗。
上述出料槽24的下端與重力供料管30的上端相連接，管子離開出料槽24后便在重力作用下進(jìn)入供料管30內(nèi)，供料管30的寬度與出料槽24相同，所以在任何一次只有一個管子可向下通過供料管30。這樣，多個管子便在供料管30內(nèi)形成了一端接一端堆疊的垂直管柱。
另外，上述出料槽和供料管的內(nèi)表面要做得盡可能平滑，以減小管子與出料槽和供料管之間的摩擦，故也可減小在供料時卡住管子的可能性。
供料管30的下端設(shè)置一個擒縱機(jī)構(gòu)40，該機(jī)構(gòu)可保證管子一個接一個地依序離開供料管30。上述擒縱機(jī)構(gòu)40具有一個通常是擋住供料管的管子通道的板件42，所以供料管30最下面的管子靠在板件42上。擒縱機(jī)構(gòu)40還具有一個彈性件44，該彈性件44以足夠的力將供料管內(nèi)最下面倒數(shù)第二個管子推壓在供料管30的側(cè)壁上以防止該管子在下面的管子移出時向下移動，但施加的力不會大到可損壞管子。
顯然，上述管子的壁是很薄的，以便使來自放射性同位素(例如放射性碘)的射線的衰減值最小，上述管壁的厚度最好是0.05mm左右。由于管壁彼此擠壓時過大的力可能損壞管子(這顯然是不希望的)。因此，上述的彈性件最好是易壓縮的彈簧式零件。
板件42和彈性件44由控制裝置控制的氣缸使其移動。
工作時，擒縱機(jī)構(gòu)40的板件42通常位于堵住供料管30端部的管子通道的位置上。因此，堆疊成列的管柱支承在板件42上而彈性件44將最下面倒數(shù)第二個管子推壓到供料管30的側(cè)壁上，以防止它移動。然后使板件42移動，讓最下面的管子落下。也可以在板件42上開一個與供料管30底部的孔相對準(zhǔn)的孔，但是，最好還是采用整個板移離管子通道的方法，以保證最下面的管子可靠地落下。
雖然，當(dāng)板件42的移動而使最下面的管子從供料管落下時，在堆疊列中的所有其他管子的重量都由被彈性件44推壓在供料管30的側(cè)壁上的管子來支承。但是，由于每個管子的質(zhì)量很小(10mg左右)，故按這種方法支承的總質(zhì)量還是較小的。
然后，板件42返回到其原先的位置上，彈性件44也縮回。這就可使整列堆疊的管落下，并且再次支承在板件42上。上述的循環(huán)每重復(fù)一次，便使一個管子從供料管30底部落下。上述的擒縱機(jī)構(gòu)40的工作是由控制裝置控制的，而且，在擒縱機(jī)構(gòu)40中有互鎖裝置防止板件42和彈性件44同時允許管子下落。
緊接擒縱機(jī)構(gòu)40的板件42之下方設(shè)有一個漏斗32，該漏斗具有一個貫穿的通道，使管子通過而下落。使用漏斗32的目的是保證精確地導(dǎo)引通過擒縱機(jī)構(gòu)40而離開供料管30的管子，而不是簡單地讓管子下落。這一點(diǎn)是重要的，因?yàn)槿艄茏雍唵蔚貜霓D(zhuǎn)臺50的夾具52之上方的一定高度落下，可能會偏離其垂直取向而翻滾，結(jié)果使夾具52不能正確地按納它。
另外，設(shè)有探測器46用于探測每一個通過擒縱機(jī)構(gòu)40的管子。如果在本設(shè)備工作過程中探測器46在一定時間內(nèi)未檢測到有任何管子通過擒縱機(jī)構(gòu)40，那么控制裝置就會發(fā)出故障信息，這就使使用者得知出問題的部位。當(dāng)管子在供料管30的某處被卡住或漏斗20內(nèi)已沒有管子時，很可能會發(fā)出上述的故障信息。在上述的每種情況下，操作者都必須察看設(shè)備狀況。
如上所述，從供料管30落下的每個管子落入位于轉(zhuǎn)臺50上的夾具組件52內(nèi)，在轉(zhuǎn)臺50的周邊上等距地分布4個上述的夾具組件52。轉(zhuǎn)臺50本身是由一個大致是圓形的平板形成的，并且是可轉(zhuǎn)動地安裝的，由一個分度馬達(dá)帶動它，轉(zhuǎn)臺50每一步旋轉(zhuǎn)90°。轉(zhuǎn)臺的板件是用稱為Elkonite的鎢-銅合金制成的，該合金的熔點(diǎn)比鈦高，這是很重要的，因?yàn)樵诤附舆^程中每個鈦管的規(guī)定區(qū)域必須至少部分地熔化，以便形成焊縫，這就要在較高的溫度下進(jìn)行。轉(zhuǎn)臺50也可以用鎢而不是其合金制成，但由于鎢的脆性大而且難以加工，因此，用鎢制造轉(zhuǎn)臺有許多困難。況且，上述的Elkonite合金具有升溫較慢而冷卻較快的性質(zhì)，這也是很需要的。
轉(zhuǎn)臺50可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在工作臺板70(圖6)的上方。從圖6可看到，工作臺板70的中心區(qū)處安裝在其上面轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺50的部位被去除，以便讓分度馬達(dá)的軸穿過工作臺板70并與轉(zhuǎn)臺50連接以帶動轉(zhuǎn)臺50轉(zhuǎn)動。另外，在工作臺板70的安裝在其上面轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺50的部位做出一個可接納滑板72的孔，該滑板72是用耐磨性好且滑動性好的材料制成的，在最佳實(shí)施例中，它用鋁青銅制成。疊蓋在工作臺板70之一部分上的滑板72其圓周絕大部分是連續(xù)的，但在一個部位上設(shè)有一個切口74。設(shè)置該切口74的目的將在下面說明。
每個夾具組件52具有一個接納在臺板54的滑槽58內(nèi)的滑塊56，從圖4和5可清楚地看出，兩個夾具組件52位于臺板54的第一直徑的兩端，而另兩個夾具組件則安裝在垂直于上述第一直徑的直徑的兩端。每個滑塊56安裝在導(dǎo)桿60上以便可在滑槽58內(nèi)滑動而徑向地移向和移離臺板的中心。滑塊56由兩個平行于臺板直徑且穿過滑塊并與臺板上的孔接合的螺栓62安裝就位。彈簧64繞在螺栓62上并置于滑槽58與滑塊56之間，以使滑塊56向外偏壓并使其與螺栓頭相接觸。
滑塊56的面對滑槽58的端面與滑槽58的面對滑塊56的端面是互相隔開的，滑塊56的端面與滑槽58的端面之間的空間構(gòu)成上述管子落入的區(qū)域。為了調(diào)節(jié)管子落入的區(qū)域的尺寸，可向著彈簧64而擰緊螺栓62(減小上述區(qū)域的尺寸)或擰松螺栓62，而使彈簧64向外推動滑塊(增大上述區(qū)域的尺寸)。
在組裝轉(zhuǎn)臺50的過程中，要上緊螺栓62以調(diào)整夾具52內(nèi)的間隙。為此，可將一個已知厚度的量規(guī)置入夾具內(nèi)，并擰緊夾具直至正好與量規(guī)接觸為止。但是，此方法是麻煩的，而且不精確。為了保證正確地調(diào)節(jié)夾具內(nèi)的間隙，在滑槽58內(nèi)設(shè)置一個螺絲66，以保證螺栓62不會擰緊到越過設(shè)定的位置。但是，彈簧64和導(dǎo)桿60要安裝成使滑塊56仍可越過此點(diǎn)而滑入槽58內(nèi)，以減小夾具52內(nèi)的間隙。
滑塊56和滑槽58的端面都做出半圓柱形的槽68，該槽68的半徑稍稍小于管子的半徑。在盡可能地擰緊螺栓62時，便可將滑塊56與滑槽58的端面之間的間隙調(diào)節(jié)到0.5mm左右，該間隙小于管子的寬度。但是，管子很容易被接納在兩個半圓柱形槽68之間，因此槽68與管子外壁之間確實(shí)有較大的間隙。
轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺50時首先將夾持在夾具52內(nèi)的管子送到焊接臺80(該焊接臺80與擒縱機(jī)構(gòu)40相距180°)，然后，轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)動90°，到達(dá)卸料臺90。
要注意到，與擒縱機(jī)構(gòu)40相距90°處沒有設(shè)置工作臺，但是，如果工藝需要，也可在此設(shè)置一個工作臺來進(jìn)行對制備管子焊縫有用的任何工步。例如，可在此處設(shè)置一個吹風(fēng)機(jī)，用于吹去管子端部的碎片。
焊接臺80具有一個探測器82、一個焊槍84和一個夾緊氣缸86。焊槍84是一支用氬氣作為隋性氣體的等離子焊槍。通過焊機(jī)電源調(diào)節(jié)裝置供入焊槍的電流和氬氣。可以沿所有的三維方向調(diào)節(jié)焊槍的焊頭88的位置，以保證焊頭正確對準(zhǔn)管子的上端。
檢測器82檢測轉(zhuǎn)臺50的夾具52內(nèi)是否夾有管子，它是應(yīng)用一種光學(xué)測量系統(tǒng)進(jìn)行檢測的，并可向控制裝置發(fā)出信號。如果檢測器82檢測出有管子，那么，焊槍84便起動將管子上端焊接封閉之。如果檢測器82沒有檢測出管子，焊槍便不工作。當(dāng)然，若需要的話，上述檢測器82也可設(shè)置在前面的(未占用的)工位上。
夾緊氣缸86用于關(guān)閉轉(zhuǎn)臺50的夾具52。當(dāng)夾具52位于焊接臺80的位置時，夾緊氣缸86的活塞便沿水平方向向轉(zhuǎn)臺50的中心移動。當(dāng)活塞這樣移動時，便對滑塊56施加一個力，將它推入滑槽58內(nèi)，從而夾緊位于滑塊56的槽68與槽58的槽68之間的管子，這就保證了管子進(jìn)行焊接的精確定位，也保證了管子與夾具之間的良好接觸，這對于成功的焊接是必需的。上述的夾緊氣缸86的工作由控制裝置進(jìn)行控制。
顯然，由于滑塊56在移動一個很短距離而進(jìn)入滑槽58后其端面和滑槽58的端面幾乎合在一起，所以滑塊56要進(jìn)一步移動就受到限制，因此，當(dāng)管子被夾住進(jìn)行焊接時就很不可能被夾具夾碎或其他方式損壞。
轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)90°便到達(dá)卸料臺90。該卸料臺90設(shè)置在工作臺板70的滑板72的切口區(qū)74的附近。為轉(zhuǎn)臺50轉(zhuǎn)動時，將焊好的管或者說容器送到切口區(qū)74之上方的位置上。通常由于管子只是松松地夾在夾具52內(nèi)，故管子在重力的作用下可從夾具中52落下，并通過上述切口區(qū)74而到達(dá)排料槽92再向下進(jìn)入集料箱(未示出)。
有時候，當(dāng)管子處于上述切口區(qū)74上方時不能在其重力的作用下從夾具52落下來。為此，設(shè)置了一種卸料機(jī)構(gòu)，該卸料機(jī)構(gòu)是一個垂直安裝的氣缸94，通過一個彈簧將上述氣缸94的活塞偏壓在其最上面的位置。活塞的下端與一個卸料頭96相連接，當(dāng)對氣缸94內(nèi)供氣時，便向下推動活塞，從而使卸料頭96的下表面與管子的上端面接觸，這樣就能夠?qū)⒐茏酉蛳峦瞥鰥A具52之外而進(jìn)入排料槽92，從而保證管子可靠地卸落。上述的向氣缸94供氣的操作也是由控制裝置來控制的。
另外，雖然圖中未示出，本發(fā)明的焊機(jī)用塑料安全罩整個地罩住，這種安全罩可減少操作者受傷害(由于焊機(jī)的燒灼或由于手指等夾在作動件之間所致)的危險。而且，安全罩可讓氬氣過量地積集在焊機(jī)附近，有利于改善焊接質(zhì)量。另外，安全罩可保護(hù)焊接區(qū)不受外界氣流干擾，并減少焊機(jī)附近的空氣污染程序。
上述的安全罩具有多個門，以便在必要時(例如要向漏斗20加入管子時)進(jìn)入焊機(jī)。上述的門帶有開關(guān)，它可給控制裝置發(fā)出信號表明是否關(guān)好了門，在焊機(jī)進(jìn)行自動作業(yè)時，門是必須關(guān)好的。
下面說明自動焊管機(jī)的操作。
將管子置入振動漏斗20的料缸22內(nèi)，并通過出料槽24向下進(jìn)入重力送料管30，進(jìn)入送料管30的管子形成一個垂直的堆疊管栓，最下面的管子擱置在擒縱機(jī)構(gòu)40的板件42上。轉(zhuǎn)臺50的定位要使夾具52對準(zhǔn)重力送料管30的漏斗32底部的下方，以便接納一個從漏斗32下來的管子，并固定在此位置上。夾具52的滑塊56由彈簧64向外偏壓，所以，此時的滑塊56的槽68與滑槽58之間的間隙稍大于管子的橫截面，這就有利于管子進(jìn)入夾具52。
然后，擒縱機(jī)構(gòu)40的彈性件44將堆疊管柱中最下面倒數(shù)第二個管子推壓在送料管30的側(cè)壁上，然后使擒縱機(jī)構(gòu)40的板件42移動，以便讓堆疊管柱中的最下面的管子下落而通過漏斗32并進(jìn)入夾具52內(nèi)。用上述方法松開的管子在重力的作用下落入滑塊56的槽68與滑槽58的槽68之間的間隙內(nèi)，直到其下端與轉(zhuǎn)臺50下方的滑板72相接觸為止。由于管子的長度稍大于轉(zhuǎn)臺52的厚度，所以直立的管子的上端高出于轉(zhuǎn)臺之上。
然后，擒縱機(jī)構(gòu)40的板件42再返回到其原始位置上，而彈性件44則松開被其推壓的管子，該管子便下落并靠在板件42上。
然后使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動90°，管子與夾具52一起運(yùn)轉(zhuǎn)，管子的下端則在滑板72上滑動。由于管子的重量很輕，故當(dāng)它在滑板72上滑動時，其下端不會被損壞。由于從擒縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)90°所至的位置上沒有工作臺，所以在焊接工藝的這一階段不進(jìn)行任何作業(yè)。在此期間，轉(zhuǎn)臺50固定不動，任擒縱機(jī)構(gòu)40卻再次作動，使管子落入第二個夾頭組件內(nèi)。
使轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)動90°，第一個管子便到達(dá)焊接臺80，此時，檢測器82檢測出它的出現(xiàn)，而第二個管子則移動到?jīng)]有工作臺的位置。
檢測出有管子的信號被送至控制裝置，控制裝置便對焊槍84發(fā)出準(zhǔn)備焊接的指令。在焊接臺80處，控制裝置使氣缸86起動將第一個管子牢牢夾緊定位在夾具52中，與此同時，將管子上端焊接封閉。焊接之后，釋放氣缸86內(nèi)的壓力，夾具52因彈簧的作用而返回其原先位置。當(dāng)然，若夾具52內(nèi)沒有管子(第一個管子到達(dá)焊接臺80之前會出現(xiàn)這種情況)，那么，檢測器82就會向控制裝置發(fā)出這種信號，焊槍也就不會起動。
顯然，在焊接管子上端時，重要的是要使轉(zhuǎn)臺50保持固定不動，以保證管子一直在焊槍的下面，在轉(zhuǎn)臺固定不動期間，擒縱機(jī)構(gòu)40再次作動，使第三個管子下落到第三個夾具組件52內(nèi)。
使轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)動90°，將已焊接封閉其一端的第一個管子送到卸料臺90，此時，管子在其自身重量作用下或被卸料頭96輕擊后落入排料槽92內(nèi)。此時第二個管子已到達(dá)焊接臺80，檢測器82測出該管子后，氣缸86便關(guān)閉夾具52，將第二個管子的上端焊接封閉。此時，第三個管子與夾具52一起運(yùn)轉(zhuǎn)，但不進(jìn)行任何工作。在焊接過程中轉(zhuǎn)臺50固定不動的同時，擒縱機(jī)構(gòu)40再次作動，使第四個管子落入第四個夾具組件52內(nèi)。
使轉(zhuǎn)臺50再轉(zhuǎn)動90°，此時，第二個管子到達(dá)卸料臺90，而第三個管子到達(dá)焊接臺80，第四個管子則到達(dá)未設(shè)工作臺的位置。此時，擒縱機(jī)構(gòu)40再次作動，使一個管子落入最先的現(xiàn)在已空著的夾具組件52內(nèi)。
焊接作業(yè)過程繼續(xù)進(jìn)行，每個管子都落入夾具組件52內(nèi)，運(yùn)至焊接臺80，將其一端焊接封閉，再運(yùn)至卸料臺90并從這里排出。這樣，本發(fā)明的設(shè)備持續(xù)而自動地焊接每個鈦管的一端將其封閉。
完成一個管子的焊接所花的時候是該焊接循環(huán)中的關(guān)鍵時間，它取決于如何使焊機(jī)快速地工作。目前，焊成一個管子大約需花3秒鐘，轉(zhuǎn)臺50每轉(zhuǎn)動90°約需花2秒鐘，每一個轉(zhuǎn)動90°的步驟都送一個焊好的管子到卸料臺90。這樣，生產(chǎn)率大約是每小時焊600個管子或者說容器。
要注意，雖然焊槍84在每個循環(huán)中都工作，但每個夾具52只在每第四個循環(huán)才夾持一個待焊的管子。這就可使制造轉(zhuǎn)臺50的材料的耐熱性能比總是在同一部位夾持待焊管子的情況所需的耐熱性能低一些。具體來說，轉(zhuǎn)臺50可以用鎢合金來制造而不是用鎢本身來制造。
用上述工藝方法焊接的鈦管或者說容器被收集到集料箱內(nèi)。經(jīng)過目視檢驗(yàn)之后，合格的管子內(nèi)裝入合適的放射性同位素例如涂有放射性碘的銀棒或樹脂球。然后，將上述蝕囊的另一端焊接封閉之。目前，上述的檢驗(yàn)、裝入放射性物質(zhì)和焊接的工步都是人工進(jìn)行的。但是，很顯然，即使上述的步驟都是人工完成，本發(fā)明的自動焊接封閉管子的第一端的工藝方法也可顯著減少制造蝕囊的工作量和所花的工時。而且，自動焊接方法可使焊接管子的質(zhì)量比手工焊接更均勻一致。
權(quán)利要求
1. 一種自動焊接方法，使適于用作短距放射治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每個管子的一端封閉，該方法包含如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將每個管子裝入夾具中；將置入夾具中的管子送至焊接臺；將上述管子的一端焊接使之封閉；和將焊好的管子從上述夾具中卸下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的許多端部敞開的管子以連續(xù)料流的方式從供料管供給。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，上述的供料管將管子沿特定的方向供到夾具上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，還包含搖動上述的許多管子，使它們在供料管中呈一定的取向排列的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，還包含如下步驟使管子在供料管內(nèi)按一個疊一個一端接一端的方式排列；將約束件推壓在供料管內(nèi)最下面倒數(shù)第二個管子的側(cè)壁上，防止它向下移動；從供料管單獨(dú)地松開最下面的管子，使之落入夾具內(nèi)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的夾具接納一個管子，將該管子送至焊接臺，并在此將其一端焊接，然后將焊好的管子卸下，上述夾具沿一封閉環(huán)線運(yùn)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，設(shè)置多個上述的夾具。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，上述的多個夾具依序移過上述的焊接臺，該多個夾具中的每一個夾具在其他夾具移過上述焊接臺的同時，便在后續(xù)的焊接作業(yè)之間得到冷卻。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的夾具安裝在呈可轉(zhuǎn)動件結(jié)構(gòu)形式的夾具支架的周邊上。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的夾具在接納和卸去管子時處于打開狀態(tài)，而且，至少在焊接管子時處于牢牢地夾住管子的關(guān)閉狀態(tài)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，還包含如下步驟當(dāng)夾具位于焊接臺位置上時，它便從其打開狀態(tài)移動到關(guān)閉狀態(tài)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，上述的夾具呈一對夾片的結(jié)構(gòu)形式，該對夾片被偏置于打開位置，并可有選擇地關(guān)閉。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的夾具以滑塊的結(jié)構(gòu)形式可滑動地安裝在夾具支架的凹槽內(nèi)，上述滑塊受到保持在它與夾具支架之間的彈性件的向外偏壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，上述的滑塊借助于穿過它并與上述夾具支架相接合的螺栓保持在上述的夾具支架上，該滑塊由彈性裝置向外偏壓，上述螺栓克服上述的彈性偏壓力而將滑塊保持在夾具支架上，從而用于限定可通過擰緊或擰松上述螺栓而改變的夾具的打開狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，在上述滑槽內(nèi)設(shè)置一個調(diào)節(jié)螺釘，該調(diào)節(jié)螺釘規(guī)定了越過后螺栓不能被擰緊的位置。
16. 一種自動焊接方法，使適于用作短距放射治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每一個管子的一端封閉，該方法包含如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將每個管子單獨(dú)地供到處于打開狀態(tài)的夾具中；將上述的處于打開狀態(tài)已裝有管子的夾具送到焊接臺；通過設(shè)置在焊接臺上的夾具作動機(jī)構(gòu)使夾具關(guān)閉，以牢牢地夾住上述的管子；和焊接上述管子的一端，使之封閉。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，還包含在運(yùn)送上述夾具的過程中使管子在滑板上滑動的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于，還包含如下步驟將焊好的管子送到上述滑板的具有一個切口區(qū)的卸料位置；和使管子通過上述切口區(qū)落下。
19. 一種自動焊接方法，使適于用作短距放射治療蝕囊的許多端部敞開管子中的每一個管子的一端封閉，該方法包含如下的反復(fù)進(jìn)行的步驟將上述管子供入安裝在夾具支架上的夾具中；將管子送過焊接臺，在焊接臺通過焊接作業(yè)將上述管子的一端焊接，使其封閉；卸下焊好的管子，上述的夾具以滑塊的結(jié)構(gòu)形式可滑動地安裝在夾具支架的滑槽內(nèi)，并借助于穿過它且與上述夾具支架相接合的螺栓保持在上述夾具支架上，上述滑塊受到在它與上述夾具支架之間作動的彈性件的向外偏壓，上述的螺栓克服上述的彈性偏壓力而將上述滑塊保持在夾具支架上，從而用于限定上述滑塊的打開狀態(tài)，該打開狀態(tài)可通過擰緊或松開螺栓而改變，其中，在上述滑槽內(nèi)設(shè)置一個調(diào)節(jié)螺釘，以規(guī)定越過后螺栓不能被擰緊的位置。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的或每一個夾具用Elkonite合金制成。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，上述的夾具支架用Elkonite合金制成。
22. 用于實(shí)施上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)規(guī)定的方法的設(shè)備。
23. 一種基本上按參看圖1-6所說明的適于焊接用作短距放射治療蝕囊的管子的端部使之封閉的方法。
24. 一種用于基本上按參看圖1-4所說明的適于焊接用作短距放射治療蝕囊的管子的端部使之封閉的設(shè)備。
全文摘要
在一種焊接方法適于用作短距放射治療蝕囊(100)的許多端部敞開管子中的每一個管子的一端封閉,將每個管子裝入夾具(52)內(nèi),然后將它送至焊接臺(80)上,并將其一端焊接封閉,最后將它從夾具(52)卸下。在轉(zhuǎn)臺(50)的周邊上可設(shè)置多個夾具,每個夾具在第一工作臺上接納一個管子,然后送到焊接臺(80),焊接后再送到卸料臺(90)排出。上述管子可通過擒縱機(jī)構(gòu)(40)逐個裝入上述夾具內(nèi)。本發(fā)明還涉及實(shí)施上述方法所用的設(shè)備。
文檔編號A61N5/10GK1326395SQ9981351
公開日2001年12月12日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月20日
發(fā)明者C·尚克斯, K·赫勒, R·哈爾格倫, J·克魯爾 申請人:尼科梅德成像有限公司