用于缝针的分类和输送装置的 自动控制系统 本发明总体来讲涉及用来自动产生配备好的手术缝针(例如，外科医生用的连有缝线的缝针)的装置，且更特别涉及一种用于缝针进给装置的控制系统，该系统自动传输随机地放置在某一位置上的手术缝针并将缝针输送到某一确定方向的另一位置上。
大多数目前外科医生和医务人员使用的配备好的手术缝针，即缝针一端连有缝线的缝针，都是采用手工方式或半自动方法制成的，如在美国专利第3,611,551,3,980,177和4,922,904,号中所描述的那些方法。例如，在美国第3,611,551号专利中所述，需要有一个操作人员的人工介入以便准确地将缝线置于待锻压地缝针内并调节锻模以便当要被锻压的缝线股具有不同尺寸时增加或减小锻压压力。该方法就人工劳动和效率来讲是昂贵的，因为在进行锻压时需要人工定位。
目前，缝线材料在被切割和被置于手术缝针的锻压端内之前可以缠绕在线管、或轴或绕线架上的方式提供。在美国专利3,980,17中，缝线是由一个绕线架供给的，并装在一个旋转的拉伸架上，在此依次切割切均匀长度的股线。因此，缝线长度是由架子的尺寸决定的，并且需要人工介入来准备好架子以便切割缠绕在其上的手术缝线。而且，每次当需要不同长度的股线时，还需要人工介入来更换架子。
在第4,922,904美国专利中，缝线材料在被插入到手术缝针的弯曲孔内之前是缠绕在线管上的并通过不同的导引装置及一个用来拉直材料的加热装置供给的。在这里所示的一个实施例中，需要一个精细的电视监视装置将拉出的缝线在锻压之前与手术缝针的弯曲孔对齐。在同一实施例中，采用了一个可旋转的编码装置以便在切割之前确定从线管上绕下的缝线材料的长度。在一个替换实施例中，在具有不确定长度的缝线当缝针锻压在一起之后，针线组件在切割之前被进给一段预定距离以得到一段具有预定长度的缝线线股。因此，为获得均匀长度的缝线材料，每一次都需要仔细的操作和准确的控制，为完成这些任务所采用的方法在人力和效率方面也是昂贵的。
非常希望有一种装配好的缝针生产和包装系统，该系统完全自动化，并且能够自动地供给手术缝针以便运输到自动压机上面将其与缝线锻压在一起。
还特别希望提供一个缝针分类装置，该装置能有效而准确地使缝针定向以便依次将缝针运送到自动锻压台。
更希望的是提供一个自动控制系统以保持缝针分类及运输功能的效率及整体性。
因此，该发明的一个目的是提供一个对自动缝针分类装置的控制系统，该分类装置将定位的各个缝针适当地传送到全自动缝针锻压工作台。
本发明的另一个目的就是提供一种成本有效的缝针分类装置，该装置最终消除了操作者介入重复性的手工操作。
而且，本发明的一个目的是提供一个对自动分类装置的自动控制系统，以保持缝针分类功能的整体性，并保证将分出的定向的缝针高度而有效地运送到全自动缝针锻压工作台。
利用对缝针进给装置的控制系统可以达到本发明的这些和其它目的，所述进给装置用来自动地将随机放置在向前的转向传送器上的缝针传送到夹持装置，以便继续传送到一个自动缝针锻压工作台。缝针进给装置包含一个或多个控制机，每个控制机都带有一个夹钳装置，用来将缝针拿起并放下，控制系统包括一个控制装置，用以使转向传送器暂停，为给进装置形成一个闭锁循环；一个可视跟踪装置，用来在转向传送器上一个或多个指定位置处摄取缝针的影像并在闭锁循环中确定每根被识别缝针的位置和方向数据；一个用来暂时存放由可视跟踪装置获得的所述位置和方向数据的存储装置；及一个自控机控制装置，用来从存储装置提取被存放起来的相应于被摄缝针的位置和方向数据以便使自控机中的一个其相应的位置和方向数据拿起被识别的缝针并将该缝针放入夹持装置。
缝针分类系统配有一个重复可视跟踪装置和一个第二自控机装置，它们按上述方式进行操作。在系统中设置重复率是为了保证向自动锻压台以60缝针/分钟的连续的不间断的流速提供缝针。
从下面参照附图所给出的说明和表示本发明优选实施例的详细说明中，将使本发明的好处及优点变得显而易见。
图1是表示本发明的缝针分类装置的作业流程的一个方框图；
图2是一个带有弯曲端85和圆柱部分83的手术缝针19。
图3(a)是本发明的缝针分类装置20的俯视图。
图3(b)为图3(a)中的缝针分类装置的侧视图，该图示出位于第一和第二传送器上方的自动控制装置和包括两个用于跟踪各个缝针位置的电视摄像机以及用于处理所说的数据的控制系统。
图4是缝针给进装置的详细的侧视图，该装置将缝针分开并放置在一个透明传送器上。
图5(a)是一个精密的传送舟皿的详细视图，该舟皿具有夹板以便将一个固定方向的缝针夹住保持不动从而进行下一步的锻压。
图5(b)是精密舟皿的详细剖面图，该图沿图5(a)所示舟皿中的5-5线截取而得。
图5(c)为精密传送舟皿的详图，该舟皿具有可移动并伸出来的夹板，用以安放为自动锻压而固定的方向的缝针。
图6为用于驱动精密传送舟皿夹板的自动推进螺线管的侧视图。
图7为本发明的给进控制系统的每一个控制任务的控制与数据流向的说明草图。
图8(a)-8(b)均为流程图，用以说明各种自动控制、影像控制，和本发明中缝针给进控制系统所实施的传送转换作业。
图9(a)为缝针翻转器(刮板)的侧视图，该翻转器用以确保在自动锻压前，位于传送舟皿上的缝针具有一致的方向。
图9(b)为沿图9(a)中的9-9线剖开的刮板的前视图。
图9(c)-9(e)是用来说明刮板54正在将精密传送器舟皿40上的一只缝针调整成一个方向的前视图。
图10(a)是缝针停止装置95的侧视图，该装置系用于将传送舟皿40的夹板内的缝针19的方向作进一步调整。
图10(b)为将传送舟皿40上的夹持夹板中的缝针19的方向作进一步调整的缝针停止装置95的顶视平面图。
图11(a)为将传送舟皿40上的缝针19的方向作进一步调整的停止装置80的侧视图。
图11(b)为沿图11(a)中的11-11线剖开的停止装置80的前视图，该装置系用于将被传送舟皿40上的缝针的方向作进一步的调整。
本发明给出一种缝针给进装置的控制系统，该给进装置是用来将不同尺寸的手术缝针分类、分开、并传送到一个给每一根缝针连上缝线的自动锻压台。图2表示一个典型的手术缝针19，它具有一个圆柱部分7，一个弧形叶片部分8和一个将缝线锻压进去的缝线接收端(或开口)5。
通常，在如图1所示的缝针分类过程10中，在第11前首先把缝针置入一个振动盘，在第12步对缝针进行自动分类，并在第13步直线地将其送到透明转位传送器，在第14步由可视跟踪系统测定缝针的方向和位置，在第15步由自控装置将缝针拿起，并由自控装置在第16步将其送至一个精密传送器的夹持舟皿中，最后，在第17步缝针被送到一个多轴转位装置，从而进一步将其送至后边的锻压工作台。下面将就实施每一步所使用的装置详细描述。关于缝针分类装置的详细说明见让给本发明相同受让人(代理人登记号8920)的待审批专利申请。
缝针分类和给进装置20的优选实施例在图3(a)系统的俯视图和图3(b)的侧视图中作了说明。如图中所示，大量的缝针19被送至两个振动盘或漏斗21a，b中的一个，在这里，被相应的分离装置22a，b分开，并被随机地放置在两个透明传送器25a，b中的一个之上。两个透明传送器25a，b将随机放置的缝针19沿图3(a)中箭头所示的方向传送，在这里，缝针的位置和方向由放置在远处的可视跟踪系统进行检测，下面将根据图3(b)对该和系统进行详细说明。该跟踪系统在透明传送器25a将缝针向前传送经过照明(反向照射)平台30b和30b时，对每一个可得到的缝针的位置和方向进行检测，并进而在透明传送器25b将缝针向前传送经过照明(反向照射)平台33a和33b时，对每一个可获得的缝针的位置和方向进行检测。由可视跟踪系统获得的方位信息经过处理并转换成两个自控装置50a，b中的每一个可以接受的信息，用以指令相应的自控夹钳55a，b，由透明传送器中的一个将经验明的缝针拿起并输送到单个的夹持舟皿40，舟皿40位于精密传送器35之上，传送器35亦转位成与图3(a)中所示的透明传送器具有相同的方向。本发明的控制系统指令一个自控夹钳，例如，自控装置50a的夹钳55a，将被跟踪的缝针在系统的一个闭锁循环中，即当传送器暂停时，自两个传送器25a，b中的一个之中抓起。若随机放置的缝针的方向使自控夹钳55a，b中的任何一个无法将一根缝针抓起或因精密传送器的有限的运动范围无法将缝针放置在其上面时，控制系统将执行一个矫正过程，以保证缝针19无短缺地由精密传送器35馈进给自动高速锻压工作台(未示出)，该工作台可以完成每分钟60根缝针的锻压。
在优选实施例中，每个传送器25a，b的计时是相同的，但闭锁周期与位相不相符。由于相控计时，可视跟踪系统将在一个转位传送器上，例如25a，对缝针进行识别，与此同时，两个自控装置正在从另一转位传送器25b拿出缝针并将每根缝针放在精密传送器的一个独立的夹持舟皿上。同样地，当两个自控装置由转位传送器25a取出缝针时，可视跟踪系统将识别另一转位传送器25b上的缝针。
自动锻压/缠绕流程10的第一步包括由一个给进装置，例如一个盘或漏斗，引入给定数量的缝针19到一个缝针分离装置。在如图4中侧视图所示的优选实施例中，设置了一个振动漏斗或盘21，它还带有一个光学的或机械的如图传感片24之类的计数设备，从而可以一次地将多达6根缝针周期地送进分类装置22。缝针19由振动漏斗21通过门18分送，靠重力坠落并通过缝针分离装置22，该装置包括有一连串的转向门23a，b和收集门23c，d它们在两个位置间相互交错，从而允许一半的缝针通过并落入两个相隔的溜槽26，28中，最后进入移动着的透明转向传送器25a，b。按照如图4所示转向门23a的位置，被送入缝针分离装置22中的一些缝针19将会偏移并落入一个外部接收器(未示出)，这些缝针可以接着返回到漏斗21。当转向门23a位于图4中虚线转向门23a′所示的位置时，当最多达12根缝针19坠落通过分类装置时，由传感器44对其进行计数，从而由适当的转向门23b和收集门23c、d的开关将其分离。转向门23a，b和收集门23c，d的往复运动是调节好时间的，以保证大约6根缝针通过三条路线中的二条，在同一时间内被放置在每个传送器25a，b之上。在优选实施例中，上述数量的缝针，当其被放置后，大约要占有转向传送器上8吋的长度，从而保证在放置缝针时有一个适当的间隔。最好，转向门23a，b在一个自动控制系统的控制下作往复运动，最好将交替位于两个位置的时间确定为大小为的速率，以使一次大约有3根缝针通过相应的溜槽26，28落在每个透明的转向传送器25a，b上。两个转向门23a，b各自由圆柱活塞27a，b和适当的螺线管或气动马达(未示出)驱动。可以想象，被放置在透明转向传送器25a，b上的任一根缝针19其位置都是随机的和无确定方向的。优选地，每个透明转向传送器25a，b为环形带状传送器，以每秒4时(4in/sec)的稳定速率进行驱动，并如图3(a)所示平行地向精密传送器35行进。
如上所述，参看图3(a)，自动控制装置包括两个位于每个缝针分离装置22a，b的下方的自控器50a，b，并贴近精密转向传送器和透明转向传送器。在此处所介绍的优选实施例中，每个自动控制装置50a、b是一个Adept604-S自控器，在相应的控制器AdeptCC的控制下，每个自控器能以每分钟大约进行40次传送的速率实施缝针的传送。每一自控器是一个四轴SCARA(选择依从装置自控臂)机器人，该机器人具有4个关节：关节1，为肩关节，具有+/-100°转动活动范围；关节2，肘关节，具有+/-140°转动活动范围；关节3作为机器人的主轴可做多达150mm的上下移动，和，关节4，为腕关节，可提供主轴+/-360°的转动。自控夹钳55a，b连接在相应的每个自控装置55a，b的主轴上，并可由气缸(未示出)提供压力实施夹持动作。
现在，参照图3，介绍精密传送器35，它由驱动马达装置42带动，并以可使缝针转向和以大约每秒一根(1根/秒)的速率将具有确定取向的外科缝针送至自动锻压机。一个相同的驱动马达装置43用来带动转向传送器25a，b。如同下面将要详细介绍的，每个驱动马达装置42，43均与控制系统69相连并在其控制下运作，从而可暂停转向动作使能将缝针拿起并将其由转向传送器送至精密传送器。在优选实施例中，控制系统69包括一个程控逻辑控制器(PLC)，它还与Adeppt自动控制器和可视跟踪系统的部件保持数字式联系以控制给进系统。
如图3(b)所示，可视跟踪系统包括一个摄像装置60，它具有两个摄像机62和64，每个都在相应的转向传送器25a的照明平台部分30a和30b之上。如下面将要详加说明的，由每个摄像机62，64所摄得的缝针可视影象均系位映射或适当地数字化的，并由相应的传输介质，如示于图3(b)中的通信线67a，b传输到放于远处的控制系统电脑69，在那里，一个可视控制操作器160将可视影象加以处理，并将数据由通信线197送至自控器50a，b。优选地，传送器25a和25b为透明的并在相应的位置30a，b和33a，b上被从后方照射，从而使上方的摄像装置可以摄得便于处理的清晰的可视影象。可以想见，为了便于描述，在图3(b)中仅给出与照明平台30a，30b相对应的两个摄象机62，64。无论如何，本发明还包括有与传送器25b的照明平台33a和33b相对应的第二组摄象机(未示出)，如上所述，在自控器由传送器25b中拿出和放置缝针时，可以得到传送器25b上缝针的双重影象。对此一系统的重复设计，得以保证供给锻压平台的缝针无瞬时的短缺和以最大的通过量将确定方向的缝针输送给锻压平台。自然，自控技术的改善，或自控装置在快速动作方面可以达到更高的程度，第二组摄像机和第二个自控装置可能就不再需要了。再有一个具有足够速度和精度的自控装置可以从运动中的传送器中拿出随机放置的缝针并直接按指定的位置将其放在锻压平台上。
在优选实施例中，每个摄像机62，64固定在从后面照射的转向传送器25a，b的上方的1米处，并使用焦距在10mm到140mm范围内的电控远距照相镜头，此焦距可以用适当的调节器改变。采用了适当的透镜控制器，以便对每个摄相镜头建立照明光圈，聚焦和视野，同时还由一个联结器RS-232与一个Adept控制器相连接。
缝针分类和给进装置的控制系统的其它部件还包括一个SCADA结点(未示出)，用以监视给进系统并为其定向。该结点由离散的RS-232联结器与每个Adept控制器相连接，用来在运行时，向Adept传输器传输诸如缝针参数，出错信息，如状态信息等数据信息。SCADA结点可以包括一个个人电脑或相应的设备，和适于商业运行的FIXDMACS软件。在缝针改变的过程中，采用串行通讯以改变进入FIX/DMACS＂AdeptSetap＂屏幕上的缝针参数，下面将介绍缝针的改变过程。当操作者输入缝针参数并启动转变过程，FIX/DMACS结点将这些参数传输给自动控制器。
本发明的自控/可视控制系统69包括单独的计算机软件程序，每一程序都与缝针分类和给进系统10所要完成的各项特殊任务相关，并在PCL120的控制下被执行。在图8(a)-8(h)中，用流程图表示了所需完成的任务和这些任务得以实施的PLC控制信号。如图7所示，本发明中自动控制系统69所使用的软件可完成8个主要任务：自控器控制作业150；可视控制作业160；传送转向控制作业180；SCADA结点接口作业195；控制板作业260；作业管理器240；传送器启动作业190；和，透镜控制作业195。上述8项作业，前6项在缝针给进的稳定状态运作的情况下是快速的，这在下面将予说明。图7补充说明了各作业间数据的传输和启动各作业的信号。可以想见，在优选实施例中所使用的软件语言为Adept的V/V+语言，该语言在多任务的环境下可以支持可视控制自控控制。
熟悉此项技术的人都可理解，每种自控装置，控制器，和摄像可视跟踪系统都需有精心地调试和布置的过程，以使给进系统发挥正常的功能。例如，每一自控装置都必须设定关节的位置和布置关节的极限值以保证自控机免于可能发生的结构破坏。再有，必须进行摄象-自控调节，以使可视系统能够精确算出缝针的位置坐标从而使自控机移动到可以拿取的位置。这一过程在摄像机的视场和每个自控机基本位置之间提供一个转换矩阵。
PLC120负责初始驱动自控控制器和自控机。在驱动起来并使自控机关节产生运动以后，即可开始自控机的调节过程，以确认与数字编码器(未示出)同步进行的＂基点＂位置。
启动PLC120，自控机控制器，和传送器25a，b与35在时间上是严格要求的。由自控机控制器的观察，当由PLC120发出自控机启动信号219，自控机控制器通过实施自控机控制作业150，可视控制作业160，传送转向控制作业180，和传送器启动作业190开始了它的正常循环，这将使传送器25a开始运动，等待约达2秒钟，然后，如下所述，启动传送器25b的运作。PLC同时发出自控机启动信号给其它Adept自控机。在这种情况下，PLC将开动缝针给进系统，转向传送器，和锻压机与发出自控机启动信号219结合起来。如下面将进一步说明的，当自控机启动信号减弱，Adept自控机停止其标准作业，并对来自SCADA结点的要求作出响应。
自控机控制作业
在图7中仅以单元150示出一个自控机控制作业图，该单独的自控机控制作业与每个自控机装置50a，b的Adept控制器相连。自控机控制作业150的控制系统软件，作为一个手段，管理着相应的自控相装置50a或50b，自记有被识别的缝针位置的缓冲寄存器FIFO读取数据，这一数据是由可视控制作业160产生并送入的，作业160与控制系统69的程序控制逻辑控制器(PLC)120相连接，控制系统69是用于缝针放置交换，和，传送带25a，b的转向启动的。
如图8(a)-8(c)的方块图所示，每个自控机装置50a，(50b)的自控机控制作业150的稳定操作作如下所述：
首先，相应的自控机控制器通过数据线193连续地查询自FIF0155输入的数据，从而得到在相应的透明传送器25a或25b上被识别的缝针位置的位置坐标数据，如第102步所述。如下面要进一步详细说明的，缝针位置的数据是由可视控制作业160通过相应的数据197提供给FIFO缓冲寄存器的。当一个可以接受的(可以看出的)缝针位置进入FIFO缓冲寄存器155，自控机控制器将由缓冲器移去缝针位置的信息，并如第104步所述，操纵自控机夹钳臂55a，(55b)移向传送带上相应的位置。其次，对于每根被看到的缝针，自控机控制作业150将给自控机夹钳55a，(55b)发出信息，使其靠近缝针圆柱部分7，并如第106步所示，自传送器脱离开，去到贴近精密传送器35的进场位置。然后，自控机控制作业发出一个NEEDLE INGRIPPER(夹钳中的缝针)信息207给PLC，如第108步所示，并等待来自PLC的响应。如图8(a)中第109步所示，和，另外的图7中的视图所示，当PLC接到自控机作业生成的NEEDLE IN GRIPPER信息207时，PLC120将生成由每个自控机50a，b所接受的SAFE TO PLACE(安全放置)信息191。SAFE TO PLACE信息191的目的为告知相应的自控制装置50a，b，可以将一根缝针放到传送器35的精密传送器舟皿40上。作为收到SAFE TO PLACE信息的反应，自控机控制作业150将立即在其将缝针放置在精密传送器之前，在第111步生成一个DON′T INDEXPRECISION CONVEYOR(不准转换精密传送位置)信息204，以为PLC120所接受。当这一信息维持在高水平时，例如，处于逻辑＂1＂的状态，Adept自控机50a或50b将试图将一根缝针放置到精密传送器35的舟皿40上，如图8(b)中的第113步所述。这包括启动精密传送器夹持舟皿40的夹持夹板47，49，以放置夹在其中的缝针，这在下面将予说明。一旦自控机的动作结束，同一根缝针已被放好，自控机作业150将在第117步生成一个NEEDLE PLACE COMPLETE(缝针放置完毕)信息206，以为PLC120所接受，同时，PLC将在第119步生成一个适当的控制信息209，以使精密传送器夹持舟皿40的夹持夹钳将缝针夹持住。在优选实施例中，NEEDLE PLACE COMOPLETE信号206的闭锁时间约为48-64毫秒。在起动这一信号后，自动控制装置50a，b在相同的时间段48-64毫秒将把缝针保持在应有位置上。随即，如图8(b)中第121步所示，自控机将张开其夹钳，并离开夹持舟皿40移回到其进场位置。最后，在第123步DON′T INDEX PRECISIONCONVEYOR信息204被清除，表示PLC(和传送器控制作业)可以明确地开始对精密传送器35进行转向，这是在图8(b)中第125步按照PLC120的指令完成的。
在对精密传送器进行转向前，作为启动传送器转向的安全联锁装置，自控机控制作业150将判断现时被拿起的缝针是否为在FOV由摄像机识别并放置在自控机FIFO的缝针最大数量(3)的最后一根缝针。这一步骤示于图8(c)中的第132步。如果现时被拿起的缝针是最后一根，自控机作业150将为当前的Adept对传送器转向控制作业180发出一个内部控制的LAST PICK(最后的拿取)信息192，如图8(c)中的第134步所示，192表明相应的自控机装置，50a或50b，已经从当前的传送器中拿出了最后一根缝针。如果在每个摄象机视场(＂FOV＂)中所预期的最大缝针数并未从相应的当前的给进传送带25a，(b)中被拿出，即，如图8(c)中第135步所示，在FIFO缓冲寄存器中只放置了两根缝针的位置，则自控机控制作业150将请求传送器控制作业180分别通过INDEX CONVEYOR 1 EARLY(尽早将传送器1转向)或INDEX CONVEYOR 2 EARLY(尽早将传送器2转向)信息211，212，＂及早地＂将传送带转向，如图7所示，如图8(c)中第136步所示。
因为所有影响传送器运动的信息均通过传送器控制作业180发出，故传送器控制作业必须生成一个INDEX CONVEYOR 1 EARLY信息211′或INDEX CONVEYOR 2 EARLY信息212′，以使其它Adept自控机所接受。如果在正常的动作过程中，一个自控机控制作业接到INDEX CONVEYOR 1 EARLY或INDEX CONVEYOR 2 EARLY信息，它将清除其FIFO缓冲寄存器155里面的东西，并如同已由传送器中拿出最后一根缝针那样继续运作。
作为由传送器控制作业180收到表明缝针的最大数目未被拿出或者在相应的摄象机视场中没有缝针或是没有足够的缝针的INDEX CONVEYOR 1 EARLY，信息211′，或INDEX CONVEYOR 2 EARLY，信息212′的结果，如图7所示，其它的Adept自控机将生成相应的CONVEYOR 1 INDEXED EARLY，信息198′，或CONVEYOR 2 INDEXEDEARLY信息199′以为传送器控制作业180所接受。这些信息将使相应的传送器25a(，b)立即停止操作并开始传送带的转向。
控制软件必须改虑到基于V/V+的时间限制的数字输出时浮点的16-32ms的延续的时间。这将影响到安放连同设置与重新设置DON′T INDEX PRECISION CONVEYOR信息204所需的最短时间的计算。
自控机控制作业150对于两种错误类型实施错误的纠正。这些错误分为变址错误和过失错误。至于在所有的其它作业之中，过失错误立即使作业管理240纠正错误以响应和停止自控机控制作业。若一个自控机正在等待在其FIFO中需放置的缝针而两个传送带在相当的时间内未能转向时，将发生变址错误。自控机控制作业150通过要求其它自控机利用INDEX CONVEYOR 1 EARLY(信息211)或INDEX CONVEYOR 2 EARLY(信息212)纠正此类错误。这将强制可视/自控机控制系统清除其FIFO中当前部分里面的东西和使传送带转向。
传送器转向控制作业
传送器转向控制作业180启动每个相应的透明转向传送器25a，b的转向，作业是由传送器启动作业190启动的。所有影响传送器运动的信息通过传送控制作业180将予安排，其流程图示于图8(d)。
如图8(d)，以及图7的另一视图之中所示，传送器控制作业180的第一步141为检验LAST PICK信息192，196，该信息由自控机控制作业150内部生成，并表明由相应的给进透明传送器25a，25b拿取最后一根缝针的运作已经由Adept自控机50a，b中的一个所完成。例如，在图8(d)中的第142步，确定Adept自控机50a(自控机I是否已由传送器I(25a)或传送器II(25b)启动了LAST PICK信息。作为由自控机作业接受LAST PICK信息192，196的结果，传送器控制作业将生成一个相应的INDEX CONVEYOR 1信息198，或，一个INDEX CONVEYOR 2信息199，以为PLC 120所接受。这示于图8(d)中相应的第143步和143′步。显然，每个Adept自控机控制器在由相应的传送器中拿出最后一根缝针之后一定要求PLC120对透明转向传送器25a(，b)进行转向。因此，其它Adept自控机在它能够命令当前的透明传送器25a，(25b)进行之前，必须生成由PLC在相应的第144和144′步所接受的相应的INDEX CONVEYOR 1(或INDEX CONVEYOR 2)信号。如第146和146′步所示，仅在由每个自控机装置收到INDEX CONVEYOR 1(或INDEX CONVEYOR 2)两个信号198，199之后，PLC120命令透明转向传送器25a转向，并在第148和148′步，生成一个相应的CONVEYOR 1 SETTLED信号241，或，CONVEYOR 2SETTLRD信号242，以为传送器控制作业180所接受。应予指出，CONVEYOR 1 SETTLED信号241和CONVEYOR 2 SETTLED信号242是在PLC接到自控机控制作业150要求将传送器25a，(25b)转向的要求之后的2秒钟时生成的。然后，传送器控制作业180通知可视控制作业160根据所接到的内部控制信号241′，242′开始缝针的成象作业，该内部控制信号对应于相应的CONVEYOR 1 SETTLED或CONVEYOR2 SETTLED信号241，242。如图8(d)中的第151和151′步所示，一旦转向传送器25a(25b)被转向，并收到相应的CONVEYORSETTLED信号241，242，可视控制作业160可在相应的摄象机视场中开始缝针的识别。特别是，在可视控制作业160的控制下，如图8(d)中的第153步所示，最近的转向传送器25a(，b)的摄象机62，64，将对其被照射的部分30a，b相应的视场作一次快速扫视，同时，该作业将对影象进行处理，以判断在每个摄象机视场中是否有可识别的缝针存在。
关于这一点，必须区分在视场中仅有缝针存在或查明有缝针和有一个＂可识别＂的缝针存在两者之间的差别。可能有一个缝针存在，但，由于种种原因，可视作业160在执行自动-成象系统，使摄象可视参数改变之前可能不会对缝针的位置坐标作出判断，该系统可自动调节每个摄象机的光圈和可视系统照射参数，从而使摄象机进而得到能处理的加强了的影象。在稳定状态下，当可视作业在其相应的视场内已经＂确认＂了一根缝针时，自动-成象系统不会重复。下面将对自动-成象系统作详细说明。
作业接受LAST PICK信息的其它情况，在当前摄象机视场内无可识别的缝针时，传送器转向控制作业180可能接到由可视控制作业160内部生成的INDEX CONVEYOR EARLY(1或2)信息231，232，或者，在未拿到缝针的最大数量时，可能接到由自控机作业150内部生成的INDEX CONVEYOR EARLY(1或2)信息211，212。在另一种情况下，传送器控制作业180执行如图8(e)流程图所示的如下的过程。
如图8(e)中第157步所示，传送器控制作业接到一个INDEXCONVEYOR 1 EARLY信息，例如，由自控机控制作业150的自控机1传来的信息211，它表明由传送器1无法拿到缝针的最大数量。传送器控制作业立即生成一个送给其它Adept自控机的相应的INDEXCONVEYOR 1 EARLY信息(211′)，如第159步所示。该信息通知其它Adept自控机停止处理传送器1上的缝针并将传送带转向。作为响应，其它Adept自控机将如图8(e)中第161步所示，生成一个相应的CONVEYOR 1 INDEXED EARLY信息(198′)，通过传送器控制作业180其它Adept(例如，自控机2)将立即中止在传送器1上的作业，并根据第一个Adept(自控机1)的要求将尽快地将传送器1转向。传送器控制作业一旦接到这些信息，该作业将立即生成一个送给PLC的INDEX CONVEYOR 1信息(198)，该信息将开始对所要求的传送带，例如象图8(d)中所示的传送器1(25a)，尽快地进行转向。随后，根据所收到的CONVEYOR 1 SETTLED信息，将执行可视控制作业160。
可视控制作业
可视控制作业160控制并处理两个摄象机装置62，64中每一个所摄得的影象。由于两个透明传送器的计时是定相的，在同一时间只有一个摄象机在运行。
特别是，如图3(b)所示，可视控制作业160与每个摄象机62，64相连接，以识别该摄象机镜头的相应视场中可识别缝针的位置，其视场包括位于相应的照明平台30a，30b的一块面积。而后，可视作业160对被识别缝针位置的位置和方向信息进行处理，并通过数据线197向自控机作业FIFO155中记下这些位置。如上所述，如果在摄象机视场中无缝针被摄入，可视控制作业还附带负责启动尽快地将传送器转向。
如上面所简要介绍的，可视控制作业每次操纵传送器25a，25b中的一个完成转向。当Adepts发出命令，即根据收到的由内部生成的CONVEYOR 1 SETILED信息241′或CONVEYOR 2 SETTLED信息242′开始对缝针进行识别，这些信息是由PLC120生成，并由传送器控制作业180发送指令，每次使相应的透明转向传送器25a，25b停止转向。在Adept自控机发出要求PLC为一个透明转向传送器转向之后约2秒钟，每个CONVEYOR SETTLED信息241，242进入高信号(逻辑＂1＂)。在PLC120由Adept自控机处收到下一个相应的INDEX CONVEYOR 1或2信息198，199之前，每个CONVEYOR SETTLED信息1和2(241，242)，保持在高电平信号。
如图8(f)所示，可视作业160启动与传送器调整完毕的信息相连系的摄象机。启动后，摄象机62，64，如第301步所示，为传送带25a，(25b)从背后照明部分30a，b拍摄一张照片。所得的持任何影象首选地被转换为二进制的影象数据，如第303步所示，以为下一步如第305步所示的数字化处理所用。可视控制作业160利用＂可视工具＂检测可接受缝针，并将可接受缝针的拾取点的坐标送给FIFO缓冲器155，以备自控机作业使用。位于背后照明区内的＂可接受＂缝针系指尺寸在缝针参数的公差范围之内的缝针，这些参数是在缝针改变过程中所事先给定的。缝针改变过程系指将需处理的本批配料中的缝针的类型和尺寸通知给进系统软件，并且，该过程如同下边将要进行讨论的必须在缝针配料改变之前予以执行。给定的缝针公差是指相对于自控机的缝针的半径，圆柱宽度，倾角特征等，以及由缝针参数计算所得的计算面积。
自动-成象系统
如上所述，如果被检测的缝针是不可识别20，自动-成象系统则被要求改变摄象机可视参数。于是，如图8(h)所示，在二进制影象数据第305步中被处理之后，应就缝针影象是否具有给定的半径(第307步)，缝针影象是否具有给定的圆柱宽度(第309步)，缝针影象是否具有给定的倾角特征(第311步)，和缝针影象尺寸是否在给定的公差范围之内(第313步)作出判断。如果这些准则中的任一个不符要求，自动-成象系统随即在第315步被执行。自动-成象过程的功能为：对在相应的摄象机视场的同一缝针影象摄取一系列的照片，加强缝针的影象以便更好地对缝针进行识别，这一加强是通过改善照片间的可视参数实现的。于是，在这一系列照片逐个被摄取之后，自动-成象系统将自动地调整摄象机的光圈和可视系统的照射参数，以使可视系统得以对摄象机视场内的缝针进行正常的取象。例如，当调整视场的光照时，摄象机的某些可视参数，诸如增益系数，补偿值，和二进制阈值等将于修正。自动-成象系统直到每个摄象机视场中的缝针被识别之前，一直在执行，并且在执行缝针改变指令之前不再重复。
甚至在对可视控制作业160中的摄象机作了调整时，缝针的影象仍不能很好地生成。这是因为每个摄象机的视场使用了背后照射光源，有缝针的重叠，彼此相接触，或，被视场边缘所夹持等在识别时均未被考虑。因此，如图8(h)中所示，在第319步中，可视控制作业将判断缝针是否重叠或相接触，和，在第321，判断缝针是否距视场边缘过近。
在所有可能的缝针被识别以后，可视控制作业将计算出可接受缝针的缝针拾取点坐标，并将其送入自控机控制作业FIFO缓冲寄存器155，以使自控机将可接受缝针拿起并放在精密传送器之上，如第323步所示。在优选实施例中，在每个透明转向传送器的每个闭锁循环中，可被识别的缝针的最大数量为3。如果小于这个最大数或者没有可被识别的缝针，自控机可以接到尽快将相应的传送器转向的指令，如上所述，这将导致可视系统中止其操作。
可视作业160负责限制写给FIFO的缝针位置的数目在3之内，因为自控机控制作业将按照送给FIFO155的每个缝针位置进行拿取如放置的操作。在优选实施例中，可视作业对传送器转向的每个操作循环被限定为5秒钟。
可视控制作业160可对三种类型的错误实施错误纠正。这些错分为成象错误，处理错误，和过失错误。过失错误导致作业管理器作出错误纠正的响应并立即停止可视控制作业160。当发生成象错误时，可视控制作业160中止所有在当前的视场FOV上的作业，并生成INDEX CONVEYOR 1 EARLY或INDEX CONVEYOR 2 EARLY信息231，233，要求传送带尽快转向，如同前面所述。接到这些信号导致在FIFO中无缝针需要放置并强令可视/自控机两个系统通过缝针的当前视场FOV。如果发生了处理错误，可视控制作业停止对当前缝针的所有处理作业。同时，如果在同一视场FOV中有另一根适宜的缝针的话即开始处理一根新的缝针。作为一种结果，可视作业不会将这根缝针的信息送入FIFO。
传送器启动作业
传送器启动作业190行使启动传送器转向控制作180的职能，一旦由PLC120发出ROBOT ENABLE信息219，即开始执行。一经开始，该作业要求一个INDEX INFEED CONVEYOR 1(25a)，信息237，而后等待约2秒，要求一个INDEX INFEED CONVEYOR 2(25b)，信息239，如图7所示。而后结束作业190，在ROBOT ENABLE信息219减弱并再次升高之前，作业190不再重新调动。
作业管理器
作业管理器240对软件和硬件输入/输出(I/O)信号，整体变量，和可视/自控机系统作业进行初始化。一旦可视/自控机系统作业运行起来，作业管理器对每个正在运行的作业的整体和状态以及这些作业所控制的设备进行监控。在图7中给出了状态查询信息247a-247f。这些设备包括自控机，信息通道，如I/O信号线。作业管理器通过SYSTEM FAIL信息222，和SCADA结点，通过SCADA结点接口作业195向PLC报告所有的错误。SYSTEM FAIL信息222在一个自控机(正在被作业管理器进行检测的)一旦发现阻止其继续运作的过失错误时立即生成。这一信息为运行的-弱小的，并且在Adept自控机重新被启动之前一直维持弱小的状态。因此，PLC根据接到的这个信息必须立即将ROBOT ENABLE 219信息弱小化。
在可视/自控机控制软件发生过失错误时，作业管理器240被用来在程序执行的过程当中，通过对所有稳定状态作业的状态和整体进行不断的查询，检测并发现这些错误。如果确认一个过失错误已经发生，将生成SYSTEM FAIL信息222给PLC，同时，除SCADA结点连接作业，控制盘作业和作业管理器外全部作业将被中断。一个说明最近未被发现的错误的原因的代码，将通过SCADA结点连接作业，由SCADA结点所得到。在某些情况下，在Adept自控机控制器的监控窗口中将会显示出一个出错信息。在SYSTEM FAIL信息生成以后，作业管理将试图改正自控机检测到的任何问题，并通过监控窗口通知操作人员。在大多数情况下，操作者仅需再次生成ROBOT ENABLE信息以重新起动可视/自控机控制软件。
控制盘作业
控制盘作业260表示一个鼠标控制的作业盘，该作业盘允许操作人员作为处理＂调试＂不同的软件之用，进行诊断之用，用以控制自控机的速度，和选定自控机以拿取和放置缝针所欲移动的新位置。此外，控制盘作业允许操作人员停止运行中的可视/自控机系统作业。
SCADA结点连接作业
SCADA结点连接作业195在SCADA结点RS-232接口处查询来自SCADA结点的信息。该作业作为SCADA结点的从动装置，要求Adept和摄象机建立产品更换所需要的作业。这些要求仅当ROBOTENABLE信息219为减活的情况才能成立。
镜头控制作业
镜头控制作业270仅当SCADA结点要求为可视系统引入一种新产品时才被启动，而且只有在脱机作业下才能被执饥镜头控制作业270接受新的缝针参数，同时调整两个摄象机视场的大小以适应新产品的尺寸。这一新产品的引入将影响镜头的移动，焦距，和光圈镜头等，以及内部可视系统的参数，诸如增益系数，二进制阈值，如补偿值等用于成象的参数。一旦摄象机调整完毕，作业即被中止，直至另一个新产品被引入可视/自控机系统。
产品更换
在自控机能够开始缝针给进操作之前，要求缝针更换过程将所需处理的缝针的类型和尺寸通知控制系统软件的可视与自控机控制作业。该缝针更换过程必须在进行缝针配料改变之前完成。如果在启动后第一根缝针配料移动之前更换过程未能完成，将在FIX/DMACS(SCADA结点)的屏幕上显示出错信息，这时自控机已被启动但将不会运行。如果在不同的缝针配料运行之间完成缝针更换过程，可视作业对正在运行中的缝针不予识别。
显然，一个系统操作人员，通过数据线229将缝针参数以适当的单位，如，毫米和度，输到SCADA作业195的FIX/DMACS屏幕上。这些为可视作业所需用的参数包括缝针半径和半径的公差，可接受缝针的角度及其公差，和，缝针宽度及宽度的公差。
除为可视作业输入缝针改变参数之外，摄象机初始设定的参数，连同所需处理的缝针的特殊配料都需通过SCADA结点予以输入，以为系统所用。如图7所示，软件在启动自控机之前，利用用户通过SCADA结点提供的信息自动地调整镜头以适应正确的视场尺寸，焦距，和镜头移动等参数。
图5(a)-5(c)示出了精密传送器舟皿40，每根缝针19由自控机输送到这里。每个舟皿优选地具有一对夹板；一个夹板47被固定地联结住，而第二个夹板49可在槽42中滑行。在操作过程中，一个推杆46沿箭头＂A＂的方向受压，如图5(c)所示，从而压缩弹簧52，它可将移动夹板49的位置沿图示的箭头＂B＂的方向退回，因而可以在两个夹板之间的凹槽内放置缝针19。通常，弹簧52是偏置的，如图5(b)所示，以保持移动夹板49在其夹持位置上，从而在凹槽44中夹住一根缝针19。可以想见，任何一种可松开的夹持机构均可用以在传送器舟皿40上可松开地夹住一根缝针19，能以将一根缝针正确地定向在其相应的舟皿上，以作随后进行的锻压之用。
图6表示一自动推进螺线管机构70，它由PLC120驱动，每驱动一根一次一根缝针19即被送至精密传送器舟皿40，如根据图8(b)第113步所作的说明。自动推进螺线管70可用一个适当的连接板72固定在精密传送器上。在精密传送器上还连接着一个传感器，以检测精密传送器舟皿40的近端。当一个传送器舟皿停在那里以输送缝针19时，自动推进螺线管的一个放松臂56在PLC120的启动下由螺线管所驱动，绕枢轴51旋转，压向推杆46，并使可移动夹板49移向图5(c)所述的位置。而后，自动夹钳55a，b将缝针19置于传送器舟皿40的夹板47，49，之间，以便在该处理夹持。然后，当传送器舟皿40在PLC120(见图8(b)第113步)启动下恢复移动时放松臂56被弹簧78退回。
为在锻压平台上进行自动锻压，缝针必须精确地放置在舟皿40的夹持夹板47，49之间的凹槽44中。这是因为多轴夹钳通常如图1系统框图中第17步所示，必须接受一根精确地被放置的缝针，以使一根缝线(未示出)能以置入缝针19的端部5。为保证每根缝针都以统一的方向输送到自动锻压平台的多轴夹钳，一个缝针定向装置(＂刮板＂)，如图9(a)-9(e)所示，用以为传送器舟皿40上夹板47，49之间夹持的每根缝针定向。刮板包括一个延长了的弧形叶片57，如图9(a)和9(b)中明确示出的，该叶片自一个固定支架58伸出。在图9(c)中所示的优选实施例中，刮板被固定地连接在精密传送器的一端48，以使弧形叶片57在传送器舟皿40向前移动时，将放置在其上的缝针19挖起。在叶片和缝针接触上之后，缝针19的弧部分87被举起并滚过刮板54的弧形叶片57，如图9(c)到9(c)到9(e)所示。刮板54的构造保证了每根送到缝线锻压平台的缝针被定位为相同的方向。
另一种被用来进一步调整精密传送器舟皿上的缝针的机构为图10(a)和图10(b)所示的缝针停止装置95。停止装置95包括一个由驱动马达(未示出)带动的滑轮99和计时带97以转动一个凸轮98，如图10(a)所示。凸轮随动件91用以带动动臂止动器93作往复运动，即，由位于传送器舟皿40的夹持夹板47，49上方的位置到动臂止动器93的叶片94，当精密传送器舟皿40沿如图10(b)中箭头所示的前进方向被传送时，可以压在缝针19的端部85上面。缝针19的向前移动被叶片94所阻止，这强使缝针在传送器舟皿40的夹持夹板47，49中移动，从而使夹持夹板47，49在一个精密的位置上，例如，其圆柱部分83夹住缝针。应予指出，被计时带97驱动的凸轮98被设计成使得动臂止动器93的往复运动与舟皿40的前进运动具有一个时间上相协调的关系，从而使每个传送器舟皿40上的每根缝针在方向上作进一步的调整。在缝针被调整好以后，动臂止动器93运动到其位于传送器舟皿40上方的位置，以等待下一根缝针，按照如上所述的方式对其作进一步的调整。
在精密传送器舟皿40在上述方式下被配以一根调好方向的缝针19之后，将被传送到一个自动锻压平台(未示出)，在这里，一根缝线被固定地系在缝针上。一个停止装置80，如图11(a)和11(b)所示，是在装载缝针的传送器舟皿40到达缝针锻压平台上的舟皿目的地的端部时，对其实施停止的机构。停止装置的叶片82为舟皿40上的缝针提供了一个位置上的精细调节。特别是，叶片82可将缝针调整到与实施自动锻压所需的最后位置在0.001时之内。
尽管此前就优选实施例对本发明进行特别的展示与说明，对于熟悉技术人员可以想象，进一步的和其它的在形式上和细节上的改变均可做到，而不脱离本发明的精神与范围，本发明将仅由所附的权利要求的范围来限定。