用于分開沿縱向方向延伸的圓柱形工件的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在用于將沿縱向方向延伸的直徑在亞毫米范圍內(nèi)的圓柱形工件(36)分離成各個分段(74)的設(shè)備，在所述設(shè)備中，工件在夾緊裝置(4)中被引導(dǎo)，所述夾緊裝置具有至少一個第一夾緊塊和第二夾緊塊(6、7)以及在各夾緊塊(7)之間在朝向另一個夾緊塊(6)的側(cè)面上引入的用于工件(36)的導(dǎo)入開口(10)和確定工件(36)的進給方向的縱向槽(32)，所述縱向槽用于在夾緊塊(6、7)之間容納和引導(dǎo)工件(36)。夾緊裝置(4)具有確定工作區(qū)(46)的、中斷縱向槽(32)且橫向于該縱向槽延伸的、用于激光束(L)和切割氣體(SG)的通孔(68)。在工作區(qū)(46)中設(shè)有切割頭(2)，所述切割頭具有與通孔(68)對準的用于激光束(L)和切割氣體(SG)的射出口。通過這些措施能夠精確地將工件(36)分離成各個分段(74)。
【專利說明】用于分開沿縱向方向延伸的圓柱形工件的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將沿縱向方向延伸的直徑在亞毫米范圍的圓柱形工件分開成各個分段的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]特別是在制造在醫(yī)學(xué)中使用的脈管支架或者說支撐架時，需要這樣的精確且可再現(xiàn)地制造的結(jié)構(gòu)元件，所述結(jié)構(gòu)元件的形式為直徑在例如100至300 μ m之間的亞毫米范圍內(nèi)并且長度在毫米范圍內(nèi)的細的小管，所述小管的制造會導(dǎo)致顯著的技術(shù)問題。細的圓柱形工件、通常是卷繞到儲備卷上的空心圓柱形的管作為半成品用作用于這種結(jié)構(gòu)元件的原材料，必須在事前的附加加工之后從所述圓柱形工件分離出各個結(jié)構(gòu)元件。在此，分離過程構(gòu)成特別的制造問題，在所述分離過程中，從必要時經(jīng)預(yù)處理的工件分離出形成各個結(jié)構(gòu)元件的區(qū)段。
[0003]例如由DE 10 2007 018 537 Al已知一種用于將制造支撐架所使用的空心圓柱形工件利用激光束分開成各個分段的設(shè)備，在所述設(shè)備中，以夾緊力使工件在導(dǎo)向體中被引導(dǎo)并且其中利用激光束分離工件的突出于導(dǎo)向體的自由端。此外，在DE 10 2008 011 232Al和US2003/0234242 Al中公開了用于制造支撐架的設(shè)備，在所述設(shè)備中，用于利用激光束加工的空心圓柱形的半成品支承在夾緊裝置中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)在，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種設(shè)備，利用所述設(shè)備能夠經(jīng)濟地以大量制造這種結(jié)構(gòu)元件。此外，本發(fā)明的任務(wù)還在于，給出一種適合于制造這種結(jié)構(gòu)元件的方法。
[0005]在設(shè)備方面，按照本發(fā)明，所述任務(wù)利用一種具有權(quán)利要求1所述的特征的設(shè)備來解決。按照這些特征，用于降沿縱向方向延伸的直徑在亞毫米范圍內(nèi)的圓柱形工件分開成各個分段的所述設(shè)備包括如下特征:
[0006]a)夾緊裝置，具有至少一個第一和第二夾緊塊以及至少在其中一個夾緊塊中在朝向另一個夾緊塊的側(cè)面上引入的用于工件的導(dǎo)入開口和確定工件的進給方向的縱向槽，所述縱向槽用于在夾緊塊之間容納和引導(dǎo)工件，
[0007]b)夾緊裝置具有確定工作區(qū)的、中斷縱向槽且橫向于縱向槽延伸的、用于激光束和切割氣體的通孔，
[0008]c)在工作區(qū)中設(shè)置有切割頭，所述切割頭具有與通孔對準的用于激光束和切割氣體的射出口。
[0009]通過位于第一和/或第二夾緊塊中的導(dǎo)入開口便于將工件導(dǎo)入在向第一和/或第二夾緊塊中在相應(yīng)相對置的夾緊塊的側(cè)面上所引入的縱向槽中。
[0010]因為在工作區(qū)中對工件進行加工，所述工作區(qū)在利用激光束加工工件期間以及在加載切割氣體期間能實現(xiàn)在通孔的兩側(cè)上的支承工件，不僅能夠精確地加工工件、例如引入縱向縫隙，而且能夠精確地分離出小的分段。
[0011]此外，當通孔同時設(shè)置為用作用于利用激光束從工件分離出的分段的第一出口并且能利用柔性軟管連接到第一收集容器上時，能保證可靠且受控的操縱分離的短的分段。
[0012]所述設(shè)備其他有利的實施方案在引用權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求中給出。
[0013]在方法方面，按照本發(fā)明，所述任務(wù)利用具有權(quán)利要求10的特征的方法來解決。用于將沿縱向方向延伸的圓柱形工件分離成各個分段的方法包括如下步驟:
[0014]a)將工件導(dǎo)入夾緊裝置的導(dǎo)入開口中，
[0015]b)使工件進給，直至該工件橫跨通孔，
[0016]c)在通孔之內(nèi)利用激光束實施分離切割，
[0017]d)將分離出的分段通過與通孔對準的出口排出并且利用切割氣體通過柔性軟管將分段進一步運輸?shù)降谝皇占萜髦小?br> [0018]因為所述工件支承在通孔的兩側(cè)上，所以能夠精確地加工以及精確地分離。即使此時形成的分段的長度略微超過通孔的凈寬度，也能夠通過出口有針對性地排出分離出的分段并且利用切割氣體將其進一步運輸至收集容器，因為分段通過由切割氣體施加的壓力落到通孔中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了進一步闡述本發(fā)明參閱在附圖中示出的實施例。圖中:
[0020]圖1以示意性原理圖示出按照本發(fā)明的設(shè)備，
[0021]圖2以透視的局部視圖示出在所述設(shè)備中使用的夾緊裝置的用作夾緊體的組件，
[0022]圖3以縱剖視圖示出在圖2中示出的夾緊體，
[0023]圖4示出夾緊體在位于夾緊裝置中的通孔的區(qū)域內(nèi)的放大視圖。

【具體實施方式】
[0024]按照圖1，所述設(shè)備包括一個切割頭2，在所述切割頭中，由未示出的激光射線源產(chǎn)生的激光束被聚焦，以用于切割支承在夾緊裝置4中的工件。附加地，給切割頭2供應(yīng)切割氣體SG，在圖1中未示出的工件在切割期間用所述切割氣體加載。夾緊裝置4包括第一和第二夾緊塊6或7，在所述夾緊塊之間容納和引導(dǎo)外直徑在亞毫米范圍內(nèi)的細的圓柱形工件、特別是由塑料或貴金屬制成的、外直徑在ΙΟΟμπι至ΙΟΟΟμπι之間的圓形管。第一夾緊體8裝入第一夾緊塊6中，而第二夾緊體9裝入第二夾緊塊7中，各夾緊體在加工期間這樣固定或者夾緊工件，使得所述工件在加工期間仍可以軸向移動或轉(zhuǎn)動。
[0025]在圖1中以在夾緊裝置4這樣的側(cè)面上的俯視圖示出設(shè)備，在所述側(cè)面上，工件通過導(dǎo)入開口 10導(dǎo)入到第一和第二夾緊塊6、7之間或者導(dǎo)入到裝入第一或第二夾緊塊6或7中的第一和第二夾緊體8或9之間。
[0026]夾緊裝置4支承在機架12中，其中，在所示實施例中，第一夾緊塊6剛性地支承在機架12中，而第二夾緊塊7沿雙箭頭14的方向可移動地支承在機架中，從而第二夾緊塊7可以朝向第一夾緊塊6進給。在夾緊塊6、7之間設(shè)置預(yù)緊的彈簧16，在該實施例中是用作拉力彈簧的螺旋彈簧，所述彈簧的預(yù)緊以及由此作用在夾緊體8、9之間的夾緊力F1是可調(diào)的。在所示實施例中，彈簧16以其一個端部固定在用于沿軸向引導(dǎo)彈簧16的芯軸20的凸緣18上。在第二夾緊塊7中設(shè)有開口，與彈簧16的另一個端部力鎖合地連接的剛性的間隔元件21穿過所述開口。在該開口下方，設(shè)置有配設(shè)有一個螺紋和兩個相互對置的縱向縫隙24的套筒26，在所述套筒上擰上滾花螺母28，設(shè)置在間隔元件21上并且穿過縱向縫隙24的保持銷29作用在所述滾花螺母的下側(cè)上，從而借助于滾花螺母28能實現(xiàn)預(yù)緊的粗調(diào)。為了進行預(yù)緊的微調(diào)，凸緣18與微米驅(qū)動裝置30連接并且可以利用該微米驅(qū)動裝置軸向調(diào)整，從而能夠?qū)A緊力F1進行精調(diào)。
[0027]在各夾緊塊6、7之間，與彈簧16平行地設(shè)置有能氣動地以壓力氣體DG操縱的升降缸31，利用所述升降缸能夠施加逆著夾緊力F1作用的反力F2，從而便于將線狀的工件導(dǎo)入第一和第二夾緊體8、9之間。
[0028]圖2以透視圖示出分別設(shè)置在第一和第二夾緊塊6、7(圖1)中的第一或第二夾緊體8、9。如圖2所示，第一夾緊體8通過板條形成，所述板條在沿軸向方向延伸的窄側(cè)上具有橫截面成形為V形的刃口，將+板條可以以所述刃口導(dǎo)入到位于第二夾緊體9中的、橫截面同樣成形為V形的縱向槽32中，所述縱向槽在第二夾緊體9的整個長度上延伸。刃口在其端部上削平并具有大致等于工件36的直徑的寬度。
[0029]在所述板條的朝向?qū)腴_口 10的端部上，板條配設(shè)有導(dǎo)入斜面34，從而導(dǎo)入開口10由于通過導(dǎo)入斜面34連同在第二夾緊體9中延伸直至端側(cè)的縱向槽32在端側(cè)上形成的凹口而擴大，從而便于將細的圓柱形工件36導(dǎo)入到縱向槽32中。
[0030]工件36通過直線及轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置40供應(yīng)給第一和第二夾緊體8、9，利用所述直線及轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置所述工件能沿其縱軸線沿雙箭頭42的方向往復(fù)運動或者沿雙箭頭44的方向繞其縱軸線轉(zhuǎn)動。
[0031]第一和第二夾緊體8、9確定一個喇叭形的工作區(qū)46，在所述工作區(qū)的內(nèi)部，在同時供應(yīng)切割氣體SG的情況下，可以利用靜止的激光束L將工件36分離成各個分段。此外，在將所述工件分成各個分段之前，還可以附加地將多個在周邊上分布的切口或縱向縫隙引入工件36中。在利用激光束L進行加工時，工件36在分離時繞其縱軸線轉(zhuǎn)動。備選于此地，也可以通過使激光束L橫向于工件36縱軸線運動來實施分離切割。在分離之前通過軸向移動工件36來引入必要時所需的縱向縫隙。
[0032]第一和第二夾緊塊6、7或者裝入所述夾緊塊中的第一或第二夾緊體8、9這樣設(shè)計，使得它們沿工件的進給方向觀察僅直至在工作區(qū)46中形成的用于激光束2和切割氣體SG的通孔68 (圖3)之前向工件36上施加夾緊力。
[0033]此外在工作區(qū)46的區(qū)域中，用于分離出的分段的第一和第二出口 48或50位于第二夾緊體9上，這些出口分別通過柔性軟管52與第一或第二收集容器54、56連接。按照這種方式，分離的分段受控地從工作區(qū)46導(dǎo)出。所述軟管52優(yōu)選由金屬的、緊密纏繞的金屬線制成，以便特別是在運輸由塑料制成的分段時防止所述分段在軟管52的內(nèi)壁上的靜電充電和粘附。
[0034]在第二夾緊體9上與板條相對地設(shè)置有支座60，所述支座具有錐形變細的、喇叭形的、形成半錐體的凹槽62，以便能夠使同樣錐形地成形的切割頭2以射出口和工件36之間僅幾個十分之一毫米的距離地定位在工件36上方。出于該原因，第一夾緊體8的朝向工作區(qū)的端側(cè)64也傾斜地成形。
[0035]現(xiàn)在如圖3所示，傾斜的端側(cè)64和位于支座60中的喇叭形的凹槽62與位于第二夾緊體9中的臺階孔66對準，所述臺階孔在夾緊裝置4中形成用于激光束和切割氣體的通孔68。支座60與此相應(yīng)地在通孔的背離導(dǎo)入開口 10的側(cè)面上鄰接于通孔地位于通孔68旁并且覆蓋位于夾緊體9中的縱向槽32。通孔68因此橫向于縱向槽32延伸，中斷所述縱向槽并且與射出口 48對準。
[0036]所述位于工作區(qū)46中的通孔68在圖4中放大地示出。此外，在圖4中以虛線繪出導(dǎo)入到喇叭形的工作區(qū)46中的切割頭2，所述切割頭的射出激光束L和切割氣體SG的射出口 69與通孔68對準，其中，切割頭2的中軸線70和通孔68的中軸線72重合。
[0037]圖4示出如下的情況，在所述情況中，工件36這樣進給，使得所述工件以其自由端部伸入位于支座60下方的縱向槽32中并橫跨通孔68。工件36的直徑D小于縱向槽32的深度T，從而在設(shè)置在第二夾緊體9上的支座60與工件36之間存在窄的間隙S。
[0038]因為工件36在分離或加工期間橫跨通孔68并且不僅由于在第一和第二夾緊體8、9之間作用的夾緊力而被固定，而且在自由端部上還由第二夾緊體9支撐，所以在利用激光束處理期間工件36的變形和彎曲受到限制，從而分離切割和縱向切割都能以高精度實施。
[0039]所述分離出的分段74通過流入通孔68中的切割氣體SG自動地向下朝第一出口48 (圖2和圖3)推送輸出并通過軟管52供應(yīng)給第一收集容器54 (圖2)。設(shè)置在工作區(qū)46旁或者在通孔68旁的支座60用于朝第二出口 50可靠地運輸不能通過通孔68運出的較長的分段，以便將這些較長的分段運送給第二收集容器56。通過支座60防止了，較長的分段在切割氣體SG的作用下不受控制地被吹走。如果僅制造短的分段74，原則上也可以省去支座60。
[0040]在該實施例中制造由鉬Pt制成的外直徑為163 μ m和長度約為1000 μ m的管形的分段70，所述分段在周邊上設(shè)有縱向縫隙，所述縱向縫隙在分段70的整個長度上延伸。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將沿縱向方向延伸的直徑在亞毫米范圍內(nèi)的圓柱形工件(36)分離成各個分段(74)的設(shè)備，包括以下特征: a)夾緊裝置(4)，具有至少一個第一夾緊塊和第二夾緊塊出、7)以及至少在其中一個夾緊塊⑵中在朝向另一個夾緊塊(6)的側(cè)面上引入的用于工件(36)的導(dǎo)入開口(10)和確定工件(36)的進給方向的縱向槽(32)，所述縱向槽用于在各夾緊塊(6、7)之間容納和引導(dǎo)工件(36)， b)夾緊裝置(4)具有用于激光束(L)和切割氣體(SG)的通孔(68)，所述通孔確定工作區(qū)(46)、中斷縱向槽(32)且橫向于該縱向槽延伸， c)在工作區(qū)(46)中設(shè)置切割頭(2)，所述切割頭具有與通孔(68)對準的用于激光束(L)和切割氣體(SG)的射出口。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述通孔(68)設(shè)有用于利用激光束(L)從工件(31)上分離的分段(74)的第一出口(48)，并且所述通孔能利用柔性軟管(52)連接到第一收集容器(54)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述第一夾緊塊和第二夾緊塊(6、7)構(gòu)造成，使得所述第一夾緊塊和第二夾緊塊僅直到通孔(68)向工件(36)上施加夾緊力(F1)，并且在夾緊裝置(4)中在通孔￠8)旁邊鄰接于該通孔地在所述通孔背離導(dǎo)入開口(10)的側(cè)面上設(shè)置覆蓋縱向槽(32)的支座(60)。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中，所述夾緊裝置(4)與導(dǎo)入開口(10)對置地具有第二出口(50)，所述第二出口用于不能通過第一出口(48)導(dǎo)出的分段，其中，所述第二出口(50)能利用另一個柔性軟管(52)連接到第二收集容器(56)上。
5.按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中，所述縱向槽(32)位于第二夾緊塊(7)中，并且向?qū)χ玫牡谝粖A緊塊(6)作為夾緊體(8)包括能導(dǎo)入到縱向槽(32)中的板條。
6.按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中，所述第一和/或第二夾緊塊(7)垂直于縱向槽(32)可移動地支承在機架(12)中。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，設(shè)置有可調(diào)地預(yù)緊的彈簧(16)，以用于施加夾緊力(F1)。
8.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，在各夾緊塊(6、7)之間設(shè)置可氣動操縱的升降缸(32)，以用于施加反向于夾緊力(F1)作用的反力(F2)。
9.按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備具有設(shè)置在夾緊裝置(4)前面的轉(zhuǎn)動及直線驅(qū)動裝置(40)，以用于使工件(36)轉(zhuǎn)動和進給。
10.一種用于利用按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備將沿縱向方向延伸的圓柱形工件(36)分離成各個分段(74)的方法，包括以下步驟: a)將工件(36)導(dǎo)入到夾緊裝置(4)的導(dǎo)入開口(10)中， b)使工件(36)進給，直至該工件橫跨通孔(68)， c)在通孔(68)的內(nèi)部利用激光束(L)實施分離切割， d)利用切割氣體(SG)將分離出的分段(74)通過與通孔(68)對準的出口(48)排出并通過柔性軟管(52)將分段(74)進一步運輸?shù)降谝皇占萜?54)中。
【文檔編號】B23K26/14GK104395034SQ201380034105
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】J·巴赫邁爾, D·潘卡茨, A·格拉澤 申請人:羅芬-巴瑟爾激光技術(shù)有限責任兩合公司