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研究生: 彭正熒
Cheng-ying Peng
論文名稱: 留置針半自動研磨設備之開發
Development of a Semi-Automatic Grinding Equipment for Hemodialysis Catheters
指導教授: 鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 修芳仲
Fang-Jung Shiou
黃正光
Cheng-kuang Huang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 109
中文關鍵詞: 留置針鐵氟龍研磨製程運動控制半自動化表面粗糙度
外文關鍵詞: hemodialysis catheters, Teflon, roughness, grinding, motor driver, semi-automatic
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  • 針對新型醫療洗腎用留置針的製程中鐵氟龍導管加工,本研究嘗試開發半自動之研磨設備以提升產能與品質。加工的胚料是由鐵氟龍管材套入特製治具圓棒後,以熱縮方式形成之細長導管並有兩段不等內徑。本研究對此胚料開發的機台包含主軸夾持、XY進給平台與研磨砂輪等三大模組機構,而藉由運動控制與資料擷取等介面技術將系統電控與機構進行連結。系統軟體之開發是先透過分析加工之作動流程,後撰寫程式完成以圖控操作之人機介面。開發完成的設備,能利用成型砂輪對導管胚料的前半部磨平並產生弧狀的輪廓。本研究實驗的進行是使用表面粗度儀與機器視覺量測加工後導管的輪廓特徵。實驗結果發現留置針導管於研磨後之平均表面粗糙度可至0.11μm(Ra)之水準,而導管的幾何形狀亦符合功能需求。


    The main purpose of this study is to develop a set of semi-automatic grinding equipment for the production of the Teflon tubes using as hemodialysis catheters. The stocks, which have two sections with different diameters, are shipped along with cylindrical steel bars. The machine developed by this work composes of three modules: holding fixture, XY table and grinding wheel. They are connected to the system control device through the interface of motor drivers and data acquisition units. Based on the analysis of the manufacturing process of Teflon catheters, a graphical user interface was then developed for the operation of machine. Equipped with a surface grinding wheel, the machine developed can effectively create the necessary profile on the Teflon tubes. Surface roughness tester and optical inspection device are used to measured to quality of output products. The experimental data shows that the average roughness of the products approximately equals 0.11μm(Ra) and the geometric profiles of the product meet the functional requirements.

    摘 要 I Abstract II 誌謝 III 目 錄 IV 圖目錄 VII 表索引 X 第一章 緒論1 1.1 研究背景1 1.2 研究目的3 1.3 文獻回顧4 1.4 研究方法5 1.5 論文架構6 第二章 機構模組8 2.1 系統開發與組成11 2.2 主軸夾持模組14 2.2.1 氣壓夾頭14 2.2.2 線性滑軌及滑座15 2.3 XY進給平台模組18 2.3.1 XY平台18 2.3.2線性滑軌20 2.3.3 聯軸器21 2.3.4 導螺桿22 2.3.5 軸承28 2.4 研磨模組31 2.4.1 砂輪32 2.4.2 修砂刀具34 2.4.3 砂輪主軸35 2.4.4 軸承座37 2.4.5 皮帶與皮帶輪38 第三章 電控模組與程式開發40 3.1 電控元件40 3.2 氣壓元件41 3.3 馬達與驅動器44 3.3.1 步進馬達原理44 3.3.2 步進馬達驅動器47 3.3.3 直流無刷馬達原理47 3.3.4 直流無刷馬達驅動器51 3.3.5 伺服馬達原理53 3.3.6 伺服馬達驅動器與控制模式56 3.4 介面技術與電控盤59 3.4.1 運動控制卡59 3.4.2 資料擷取卡60 3.4.3 介面整合架構62 3.4.3 電控盤設計63 3.5 程式開發65 3.5.1 運動流程規劃65 3.5.2 人機介面操作與說明69 第四章 實驗分析與檢測71 4.1 幾何形狀檢測71 4.1.1 機器視覺系統71 4.1.2 影像處理75 4.1.3 實驗結果與討論77 4.2 表面粗糙度檢測82 4.2.1 表面粗度儀82 4.2.2 實驗結果與討論85 第五章 結論與未來展望87 參考文獻89 附錄A 位置模式驅動器接線圖93 附錄B 表面粗度實驗數值94 附錄C 市售導管表面粗度量測數值95 附錄D 設備系統實體圖96 作者簡介97

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