專利名稱：應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的z軸隨動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，屬于醫(yī)用支架激光設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著材料科學和精密微加工技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)用支架材料種類越來越多，比較常見的有不銹鋼316L、鎳鈦合金、鈷基合金、純鐵、鎂合金等金屬材料，以及高分子等非金屬材料。由于醫(yī)用支架在血管中起到擴張血管壁以阻止血管收縮甚至造成阻塞導致各種病患的產(chǎn)生，要求醫(yī)用支架上各筋特征結(jié)構(gòu)尺寸上一致以保持整根醫(yī)用支架各點上張力相同，這對醫(yī)用支架加工工藝提出更高要求。一般醫(yī)用支架均采用無縫管材來進行加工，由于介入式手術(shù)在全球發(fā)展并不全面，醫(yī)用材料技術(shù)發(fā)展也不均衡，目前國際上對用來作為醫(yī)用支架的管材并沒有較為統(tǒng)一的技術(shù)標準，而一般由醫(yī)用支架研究機構(gòu)或醫(yī)用支架制造商根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗自己來進行規(guī)定，醫(yī)用支架管材提供商根據(jù)這些規(guī)定來提供相應(yīng)醫(yī)用支架?？紤]到醫(yī)用支架無縫管材是采用拉拔等加工工藝方法來進行生產(chǎn)的，由于工藝的缺陷必然難以保證整根(一般長度會超過2米)醫(yī)用支架管材上管徑公差均勻性。而送給醫(yī)用支架制造商的醫(yī)用支架管材管徑公差整體需要控制在±10um范圍內(nèi)，實際上由于加工及檢測方面技術(shù)不足，不可避免地會在整根醫(yī)用支架管材的不同點處管徑變化較大甚至超差的問題。醫(yī)用支架激光切割工藝中，要保證整根醫(yī)用支架上所有連接桿、筋、圓弧等特征整體加工質(zhì)量，要求嚴格控制切割頭下端的切割嘴與醫(yī)用支架管材距離保持固定不變，這樣才能確保激光與醫(yī)用支架管材作用時焦點處于管材上固定高度，從而確保整根醫(yī)用支架上各特征加工精度的一致性。傳統(tǒng)醫(yī)用支架管材檢測方法，是通過人工用螺旋測微儀對管材上若干點進行接觸式測量，以判斷該管材管徑公差是否符合要求。這種測量方法由于采用人工檢測，并在檢測過程中因檢測工具頻繁接觸管材外表面，有導致醫(yī)用支架管材磨損、變形等風險，而且這種檢測方法，不可能能檢測到管材上每一段上管徑公差，必然造成位置管徑超差但被遺漏檢查的情況。而傳統(tǒng)醫(yī)用支架加工方法，無法適應(yīng)醫(yī)用支架管材管徑變化，只能直接對管材進行加工，因此導致加工后醫(yī)用支架尺寸精度難以控制，只要醫(yī)用支架上出現(xiàn)一個特征尺寸超差，必然造成整根醫(yī)用支架報廢，最終導致醫(yī)用支架生產(chǎn)合格率低，造成大量成本浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，通過在線測量醫(yī)用支架管材上各點相對切割嘴的距離，并將該距離與醫(yī)用支架切割工藝中要求切割嘴相對管材名義距離值進行對比，計算出兩者的偏差值，并將該偏差值反饋給控制系統(tǒng)，在下一步對該點進行加工時，控制系統(tǒng)將會自動補償該偏差值，通過Z軸修正切割嘴距離該點的相對距離，從而確保即使因該點管徑變化也能通過自動Z軸來修正切割嘴相對管材距離為恒定值，最終保證了醫(yī)用支架管材切割激光焦距恒定，有效地提高了醫(yī)用支架加工精度和醫(yī)用支架生產(chǎn)合格率；有效地解決了傳統(tǒng)醫(yī)用支架生產(chǎn)中因無法對醫(yī)用支架管材管徑變化進行有效控制而帶來的醫(yī)用支架加工精度低、穩(wěn)定性不高、材料浪費大、生產(chǎn)成本高等問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，包括Z軸動板、切割頭、切割嘴、精密高度測頭、旋轉(zhuǎn)軸和工作臺；在工作臺上設(shè)有X軸動板和Z軸動板，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置于X軸動板上、可隨X軸動板左右移動，切割頭和精密高度測頭設(shè)置于Z軸動板上、可隨Z軸動板上下移動，在切割頭上設(shè)有切割嘴，用于切割管材。在工作臺上設(shè)有立柱，所述Z軸動板固定于所述立柱上。在所述旋轉(zhuǎn)軸的右端設(shè)有夾頭，用于夾持管材；所述旋轉(zhuǎn)軸的中心軸為空心結(jié)構(gòu)，供管材從其中穿過。在工作臺上、旋轉(zhuǎn)軸之后設(shè)有支撐模塊，用于支撐管材。在工作臺上、旋轉(zhuǎn)軸之前設(shè)有夾持器，用于夾持管材。在所述X軸動板和Z軸動板上分別設(shè)有設(shè)有伺服電機，用于驅(qū)動X軸動板左右移動，驅(qū)動Z軸動板上下移動。優(yōu)選的，所述Z軸隨動系統(tǒng)還包括支撐架，用于支撐整個Z軸隨動系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述Z軸隨動系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，用于控制所述的Z軸隨動系統(tǒng)的動作。所述控制系統(tǒng)位于支撐架的下方。所述控制系統(tǒng)包括工控機、顯示器、鍵盤、鼠標、控制器和驅(qū)動器。Z軸隨動系統(tǒng)直接被固定在花崗巖立柱上，整體構(gòu)成Z軸，Z軸具有上下運動功能。另外，因為激光切割頭固定在Z軸動板上，同時安裝了立式測頭在Z軸動板上，測頭可以實時測量管材距離切割嘴的相對高度值，并將該值反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)反過來控制Z軸帶動切割頭上下微小運動，從而自動適應(yīng)支架管材管徑公差變化，這種運動一測量——反饋——自動調(diào)整調(diào)整的機制，可稱之為隨動系統(tǒng)，而該隨動系統(tǒng)是基于Z軸模塊的，因此被稱之為Z軸隨動系統(tǒng)。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在線測量醫(yī)用支架管材上各點相對切割嘴的距離，并將該距離與醫(yī)用支架切割工藝中要求切割嘴相對管材名義距離值進行對比，計算出兩者的偏差值，并將該偏差值反饋給控制系統(tǒng)，在下一步對該點進行加工時，控制系統(tǒng)將會自動補償該偏差值，通過Z軸修正切割嘴距離該點的相對距離，從而確保即使因該點管徑變化也能通過自動Z軸來修正切割嘴相對管材距離為恒定值，最終保證了醫(yī)用支架管材切割激光焦距恒定，有效地提高了醫(yī)用支架加工精度和醫(yī)用支架生產(chǎn)合格率。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)醫(yī)用支架生產(chǎn)設(shè)備，具有如下優(yōu)勢:
1)傳統(tǒng)設(shè)備的Z軸系統(tǒng)不具備通過實時補償管徑公差變化來確保切割嘴與管材相對距離保持恒定；
2)傳統(tǒng)設(shè)備中Z軸系統(tǒng)并沒有在線測量醫(yī)用支架管材上各點相對切割嘴的距離的功
倉泛; 3)傳統(tǒng)方法中為了盡可能提高醫(yī)用支架合格率，采取人工接觸式測量每根支架管材的直徑，這種方法有造成醫(yī)用支架管材外表面磨損、彎曲編寫等風險，而且通過這種方法不可能全部檢測出醫(yī)用支架管材每一個點對應(yīng)的實際管徑，即使能檢測出部分管徑直數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也難以反饋給控制系統(tǒng)，從而及時通過Z軸調(diào)整切割嘴相對管材距離值。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖1為Z軸隨動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖2為圖1的局部放大 圖3為Z軸隨動系統(tǒng)在支架激光切割機上的效果 圖中I為切割嘴，2為Z軸動板，3為立柱，4為切割頭，5為精密高度測頭，6為旋轉(zhuǎn)軸，7為支撐模塊，8為管材，9為X軸動板，10為工作臺，11為支撐架，12為控制系統(tǒng)，13為夾持器。
具體實施方式
實施例如圖1-2所示，一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，包括切割嘴1、Z軸動板2、立柱3、切割頭4、精密高度測頭5、旋轉(zhuǎn)軸6、支撐模塊7、X軸動板9、工作臺、支撐架11、控制系統(tǒng)12和夾持器13。在工作臺10上設(shè)有X軸動板9和Z軸動板2，旋轉(zhuǎn)軸6設(shè)置于X軸動板9上、可隨X軸動板9左右移動，切割頭4和精密高度測頭5設(shè)置于Z軸動板2上、可隨Z軸動板2上下移動，在切割頭4上設(shè)有切割嘴1，用于切割管材8。在工作臺10上設(shè)有立柱3，Z軸動板2固定于所述立柱3上。在所述旋轉(zhuǎn)軸6的右端設(shè)有夾頭，用于夾持管材8 ;所述旋轉(zhuǎn)軸6的中心軸為空心結(jié)構(gòu)，供管材8從其中穿過。在工作臺10上、旋轉(zhuǎn)軸6之后設(shè)有支撐模塊7，用于支撐管材8。在工作臺10上、旋轉(zhuǎn)軸6之前設(shè)有夾持器13，用于夾持管材8。支撐架11，用于支撐整個Z軸隨動系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)12位于支撐架11的下方，用于控制所述的Z軸隨動系統(tǒng)的動作；控制系統(tǒng)12包括工控機、顯示器、鍵盤、鼠標、控制器和驅(qū)動器。在工作時，管材8穿過旋轉(zhuǎn)軸，被旋轉(zhuǎn)軸6上的夾頭夾持住，，旋轉(zhuǎn)軸隨X軸動板O一起向右運動，實現(xiàn)進給功能；旋轉(zhuǎn)軸6通過其右端的夾頭夾持管材8，夾緊與松開動作通過氣動系統(tǒng)來實現(xiàn)控制，而控制系統(tǒng)通過I/O模塊來控制氣動系統(tǒng)的通氣和關(guān)氣，從而控制夾頭張緊和松開，夾頭張緊則對應(yīng)管材被夾緊。支撐模塊7支撐管材8，夾持器13夾持管材8，切割嘴I切割管材8。Z軸上的精密高度測頭5處于管材8進給方向的正上方，實時測量管材8上表面相對切割嘴I的距離h，并將該距離h值快速傳輸給控制系統(tǒng)12，控制系統(tǒng)12將實時比較該距離h值與工藝上設(shè)定的切割嘴I距離管材8上表面的名義H值的偏差，比較出偏差后將自動修正管材8上該點對應(yīng)切割嘴I的距離h’，控制系統(tǒng)12將根據(jù)修正后的h’值來實時調(diào)整相對管材該點的距離值。通過這種方式，即使管材8上不同點管徑公差有變化，均能通過隨動Z軸系統(tǒng)來實時調(diào)整切割嘴I相對管材8上對應(yīng)點的實際距離值，使得最終保證切割嘴I相對管材8的高度距離值恒定，從而保證激光加工過程中激光焦點相對管材8各點固定不變，不會因管材8各點管徑公差變化而發(fā)生變化，有效地提高了醫(yī)用支架外表面加工質(zhì)量、減少了內(nèi)壁掛渣、提高了尺寸加工精度，最終使得醫(yī)用支架整體加工質(zhì)量提高，合格率顯著提高，醫(yī)用支架生產(chǎn)成本下降等。以上實施例目的在于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的保護范圍，所有由本發(fā)明簡單變化而來的應(yīng)用均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，包括Z軸動板(2)、切割頭(4)、切割嘴(I)、精密高度測頭(5)、旋轉(zhuǎn)軸(6)和工作臺(10);在工作臺(10)上設(shè)有X軸動板(9 )和Z軸動板(2 )，旋轉(zhuǎn)軸(6 )設(shè)置于X軸動板(9 )上、可隨X軸動板(9 )左右移動，切割頭(4)和精密高度測頭(5)設(shè)置于Z軸動板(2)上、可隨Z軸動板(2)上下移動，在切割頭(4)上設(shè)有切割嘴(1)，用于切割管材(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，在工作臺(10)上設(shè)有立柱(3)，所述Z軸動板(2 )固定于所述立柱(3 )上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)軸(6)的右端設(shè)有夾頭，用于夾持管材(8);所述旋轉(zhuǎn)軸(6)的中心軸為空心結(jié)構(gòu)，供管材(8)從其中穿過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，在工作臺(10)上、旋轉(zhuǎn)軸(6)之后設(shè)有支撐模塊(7 )，用于支撐管材(8 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，在工作臺(10)上、旋轉(zhuǎn)軸(6)之前設(shè)有夾持器(13 )，用于夾持管材(8 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，在所述X軸動板(9)和Z軸動板(2)上分別設(shè)有伺服電機，用于驅(qū)動X軸動板(9)左右移動，驅(qū)動Z軸動板(2)上下移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，所述Z軸隨動系統(tǒng)還包括支撐架(11)，用于支撐整個Z軸隨動系統(tǒng)。
8 .根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，所述Z軸隨動系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)(12)，用于控制所述的Z軸隨動系統(tǒng)的動作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(12)位于支撐架(11)的下方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(12)包括工控機、顯示器、鍵盤、鼠標、控制器和驅(qū)動器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，其特征在于，包括Z軸動板(2)、切割頭(4)、切割嘴(1)、精密高度測頭(5)、旋轉(zhuǎn)軸(6)和工作臺(10)。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于醫(yī)用支架激光切割中的Z軸隨動系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)醫(yī)用支架生產(chǎn)設(shè)備，具有如下優(yōu)勢具備通過實時補償管徑公差變化來確保切割嘴與管材相對距離保持恒定；具備在線測量醫(yī)用支架管材上各點相對切割嘴的距離的功能；有效地提高了醫(yī)用支架加工精度和醫(yī)用支架生產(chǎn)合格率。
文檔編號B23K26/36GK103212817SQ201210015770
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 夏發(fā)平 申請人:昆山思拓機器有限公司