薄壁管材的激光加工設備制造技術

本發明專利技術提出一種薄壁管材的激光加工設備，包括旋轉軸、直線軸、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元、Z軸模塊、激光發生器、準直擴束鏡、照明光源、45°反射鏡、CCD、控制系統。所述激光切割頭包括激光噴嘴、保護鏡、聚焦鏡。旋轉軸包括電機、聯軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結構。CCD用以在激光光斑位置調整時觀察光斑聚焦情況，同時在加工過程中隨時查看加工情況，并對加工過程全程錄像。控制系統包括用于控制直線軸、旋轉軸和Z軸模塊的運動控制單元，以及用于控制激光發生器的激光控制單元。本發明專利技術提出的薄壁管材的激光加工設備，加工速度快、加工精度高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于薄壁管材激光微加工領域，涉及一種激光加工設備，特別涉及一種薄壁管材的激光加工設備。
技術介紹
血管支架是指在管腔球囊擴張成形的基礎上，在病變段置入內支架以達到支撐狹窄閉塞段血管，減少血管彈性回縮及再塑形，保持管腔血流通暢，起到一個支撐架的作用來保持血管的張開的作用。部分內支架還具有預防再狹窄的作用。主要分為冠脈支架、腦血管支架、腎動脈支架、大動脈支架等。我國的血管支架加工發展較晚，技術比較落后，加工精度和質量較國外有較大的差距，目前手術所用的支架大多數從國外進口，設備結構復雜，價格昂貴，致使整個手術費用聞昂。與此同時，現有的血管支架切割設備大多采用YAG激光器，這種激光器光束質量差，占地面積大，切割的支架縫面不光滑，熱影響區大，支架的后續處理代價高，更主要的是切割的精度達不到醫療器械對精度的要求。有鑒于此，如今迫切需要一種加工速度快、加工精度高的血管支架激光加工設備。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別是解決現有薄壁管材激光微加工設備采用YAG激光器，加工速度慢、加工精度低的問題。為達到上述目的，本專利技術提出了一種薄壁管材的激光加工設備，包括旋轉軸、直線軸、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元、Z軸模塊、激光發生器、準直擴束鏡、照明光源、45°反射鏡、CCD、控制系統；所述激光切割頭包括激光噴嘴、保護鏡、聚焦鏡。所述旋轉軸包括電機、聯軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結構；所述外殼的一端設置拉桿蓋、拉桿座，另一端設置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設有活塞、軸套、滾動軸承；活塞的兩側分別設有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設有出入口，通過出入口充放氣，所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯軸器將電機的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機的轉動最終帶動拉桿軸旋轉運動。所述旋轉軸用于夾持薄壁管材，并帶動薄壁管材高精度旋轉，旋轉軸的底座安裝在直線軸的 動板上，可沿直線軸進給；直線軸和旋轉軸組成了激光加工設備的精密二維運動平臺；把旋轉軸和直線軸組成的二維運動平臺模塊整體安裝在天然花崗巖材質制作的基準上；該精密二維運動平臺集管材裝夾與材料處理于一體，采用高分辨率光柵尺和高精度編碼器位置反饋實現全閉環控制。所述激光切割頭安裝在Z軸模塊上，Z軸模塊安裝在天然花崗巖的基準上，可手動或者自動實現在Z軸模塊的上下直線運動，從而能夠根據不同管徑調整激光噴嘴下沿距離薄壁管材最表面的距離，控制待加工薄壁管材聚焦光斑的能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據激光光斑的變化調整噴嘴與加工薄壁管材表面的距離。所述激光發生器所發出的激光束經過準直擴束鏡形成水平激光束，而后與照明光源發射的光同時入射至45°反射鏡，45°反射鏡對水平激光束全反射，并對照明光45°增透，激光束垂直入射到聚焦鏡上；透過聚焦鏡的激光束經過保護鏡在焦點處聚成一極小的光斑，光斑在加工平臺上的薄壁管材表面使工件瞬間汽化，再配合輔助高壓氣體供氣單元提供的輔助切割氣體將汽化的金屬吹走。所述CCD接收從45°反射鏡反射的光，CXD用以在激光光斑位置調整時觀察光斑聚焦情況，同時在加工過程中隨時查看加工情況，并對加工過程全程錄像。所述控制系統包括用于控制直線軸、旋轉軸和Z軸模塊的運動控制單元，以及用于控制激光發生器的激光控制單元；所述控制系統與直線軸、旋轉軸、Z軸模塊、激光發生器、CXD連接。在本專利技術的一個實施例中，所述旋轉軸在夾緊管材時，對第一氣腔充氣，高壓氣體會推動拉桿模塊朝第一方向運動，從而帶動外殼、端內蓋和端蓋一起朝第一方向運動(如圖3中的右邊)，直到端蓋的內圓錐面與夾頭的外圓錐面緊貼為止，端蓋繼續向第一方向運動，導致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持該狀態，管材將一直被夾頭抱緊；需要松開管材時，為第二氣腔充氣、第一氣腔放氣，高壓氣體帶動拉桿模塊朝第二方向運動從而推動外殼、端內蓋和端蓋朝第二方向運動(如圖3中的左邊)，進而使得彈性夾頭的外圓錐面與端蓋的內圓錐面相脫離，保持松開狀態，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復力保持松開狀態，管材將被松開。在本專利技術的一個實施例中，所述活塞包括活塞套、活塞內套，活塞套、活塞內套設有O形密封圈密封。在本專利技術的一個實施例中，所述端蓋與外蓋之間設有端內蓋。在本專利技術的一個實施例中，所述旋轉軸裝置包括底座，所述外殼設置于該底座上。在本專利技術的一個實施例中，所述拉桿為中空無縫管。在本專利技術的一個實施例中，所述拉桿的一端設有拉桿旋鈕，可手動旋轉拉桿。在本專利技術的一個實施例中，所述控制系統安裝于PC機中或安裝于手持移動終端中，PC機或手持移動終端通過控制線纜與直線軸、旋轉軸、Z軸模塊、激光發生器、CCD連接。本專利技術提出的薄壁管材的激光加工設備，加工速度快、加工精度高；且各個功能塊模塊化設計，互換性強，更新換代容易，結構緊湊，能夠滿足微小管徑管材加工的精度要求。本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中: 圖1為本專利技術薄壁管材的激光加工設備的結構示意 圖2為旋轉軸的立體 圖3為旋轉軸主要部件的剖視 圖4為工作平臺及立柱的結構示意圖。具體實施例方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“內”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個元件內部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。本專利技術的主要創新之處在于，本專利技術創新地提出了一種薄壁管材的激光加工設備，加工速度快、加工精度高。請參閱圖1，本專利技術薄壁管材的激光加工設備包括旋轉軸5、直線軸4、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元1、Z軸模塊7、激光發生器9、準直擴束鏡、照明光源10、45°反射鏡11、CCD 8、控制系統2。所述激光切割頭包括激光噴嘴14、保護鏡13、聚焦鏡12。控制系統2通過控制線3連接旋轉軸5、直線軸4、Z軸模塊7、激光發生器9、激光切割頭。所述旋轉軸5用于夾持薄壁管材6，并帶動薄壁管材6高精度旋轉，旋轉軸5的底座115安裝在直線軸4的動板上，可沿直線軸4進給。直線軸4和旋轉軸5組成了激光加工設備的精密二維運動平臺；把旋轉軸5和直線軸4組成的二維本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種薄壁管材的激光加工設備，其特征在于，包括旋轉軸、直線軸、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元、Z軸模塊、激光發生器、準直擴束鏡、照明光源、45°反射鏡、CCD、控制系統；所述激光切割頭包括激光噴嘴、保護鏡、聚焦鏡；所述旋轉軸包括電機、聯軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結構；所述外殼的一端設置拉桿蓋、拉桿座，另一端設置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設有活塞、軸套、滾動軸承；活塞的兩側分別設有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設有出入口，通過出入口充放氣,?所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯軸器將電機的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機的轉動最終帶動拉桿軸旋轉運動；所述旋轉軸用于夾持薄壁管材，并帶動薄壁管材高精度旋轉，旋轉軸的底座安裝在直線軸的動板上，可沿直線軸進給；直線軸和旋轉軸組成了激光加工設備的精密二維運動平臺；把旋轉軸和直線軸組成的二維運動平臺模塊整體安裝在天然花崗巖材質制作的基準上；該精密二維運動平臺集管材裝夾與材料處理于一體，采用高分辨率光柵尺和高精度編碼器位置反饋實現全閉環控制；所述激光切割頭安裝在Z軸模塊上，Z軸模塊安裝在天然花崗巖的基準上，可手動或者自動實現在Z軸模塊的上下直線運動，從而能夠根據不同管徑調整激光噴嘴下沿距離薄壁管材最表面的距離，控制待加工薄壁管材聚焦光斑的能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據激光光斑的變化調整噴嘴與加工薄壁管材表面的距離；?所述激光發生器所發出的激光束經過準直擴束鏡形成水平激光束，而后與照明光源發射的光同時入射至45°反射鏡，45°反射鏡對水平激光束全反射，并對照明光45°增透，激光束垂直入射到聚焦鏡上；透過聚焦鏡的激光束經過保護鏡在焦點處聚成一極小的光斑，光斑在加工平臺上的薄壁管材表面使工件瞬間汽化，再配合輔助高壓氣體，供氣單元提供的輔助切割氣體將汽化的金屬吹走；所述CCD接收從45°反射鏡反射的光，CCD用以在激光光斑位置調整時觀察光斑聚焦情況，同時在加工過程中隨時查看加工情況，并對加工過程全程錄像；所述控制系統包括用于控制直線軸、旋轉軸和Z軸模塊的運動控制單元，以及用于控制激光發生器的激光控制單元；所述控制系統與直線軸、旋轉軸、Z軸模塊、激光發生器、CCD連接。...

【技術特征摘要】
1.一種薄壁管材的激光加工設備，其特征在于，包括旋轉軸、直線軸、激光切割頭、輔助高壓氣體供氣單元、Z軸模塊、激光發生器、準直擴束鏡、照明光源、45°反射鏡、CCD、控制系統；所述激光切割頭包括激光噴嘴、保護鏡、聚焦鏡； 所述旋轉軸包括電機、聯軸器、蝸桿、蝸輪、拉桿模塊、外殼、端蓋、夾頭；所述拉桿模塊包括拉桿蓋、活塞、拉桿座、滾動軸承、軸套、拉桿，拉桿為中空結構；所述外殼的一端設置拉桿蓋、拉桿座，另一端設置端蓋；所述拉桿蓋、拉桿座之間設有活塞、軸套、滾動軸承；活塞的兩側分別設有第一氣腔、第二氣腔，第一氣腔、第二氣腔分別設有出入口，通過出入口充放氣，所述出入口連接輔助高壓氣體供氣單元；所述夾頭設置于拉桿的一端，穿過端蓋露出一部分；夾頭通過從旋轉軸靠近拉桿蓋的一端擰入拉桿模塊的另一端螺紋孔中；所述聯軸器將電機的輸出軸和蝸桿軸連接，蝸桿與蝸輪配合，所述蝸輪與拉桿共軸，蝸輪軸即為拉桿軸；電機的轉動最終帶動拉桿軸旋轉運動； 所述旋轉軸用于夾持薄壁管材，并帶動薄壁管材高精度旋轉，旋轉軸的底座安裝在直線軸的動板上，可沿直線軸進給；直線軸和旋轉軸組成了激光加工設備的精密二維運動平臺；把旋轉軸和直線軸組成的二維運動平臺模塊整體安裝在天然花崗巖材質制作的基準上；該精密二維運動平臺集管材裝夾與材料處理于一體，采用高分辨率光柵尺和高精度編碼器位置反饋實現全閉環控制； 所述激光切割頭安裝在Z軸模塊上，Z軸模塊安裝在天然花崗巖的基準上，可手動或者自動實現在Z軸模塊的上下直線運動，從而能夠根據不同管徑調整激光噴嘴下沿距離薄壁管材最表面的距離，控制待加工薄壁管材聚焦光斑的能量分布，同時在加工過程中能夠隨時根據激光光斑的變化調整噴嘴與加工薄壁管材表面的距離； 所述激光發生器所發出的激光束經過準直擴束鏡形成水平激光束，而后與照明光源發射的光同時入射至45°反射鏡，45°反射鏡對水平激光束全反射，并對照明光45°增透，激光束垂直入射到聚焦鏡上；透過聚焦鏡的激光束經過保護鏡在焦點處聚成一極小的光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏志凌，寧軍，夏發平，馬秀云，
申請(專利權)人：昆山思拓機器有限公司，
類型：發明
國別省市：