醫用支架的加工設備的製作方法
2023-10-28 12:20:57 2
專利名稱：醫用支架的加工設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫用支架的加工設備。
背景技術：
隨著材料科學和精密微加工技術的快速發展，醫用支架材料種類越來越多，比較常見的有不鏽鋼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。由於醫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生，要求支架上各筋特徵結構尺寸上一致以保持整根支架各點上張力相同，這對醫用支架加工工藝提出更高要求。一般醫用支架均採用無縫管材來進行加工，由於介入式手術在全球發展並不全面，醫用材料技術發展也不均衡，目前國際上對用來作為醫用支架的管材並沒有較為統一的技術標準，而一般由醫用支架研究機構或支架製造商根據相關經驗自己來進行規定，醫用支架管材提供商根據這些規定來提供相應支架。考慮到醫用支架無縫管材是採用拉拔等加工工藝方法來進行生產的，由於工藝的缺陷必然難以保證整根(一般長度會超過2米)支架管材上管徑公差均勻性。而送給醫用支架製造商的支架管材管徑公差整體需要控制在土 IOum範圍內，實際上由於加工及檢測方面技術不足，不可避免地會在整根支架管材的不同點處管徑變化較大甚至超差的問題。這種同一根支架管材上出現管徑變化甚至超差問題，如果在檢測環節及加工過程中不加以處理，將導致雷射切割後支架筋寬一致性公差不穩定，導致針對支架生產中對支架尺寸精度控制難度加大，甚至會使得所生產的支架難以滿足介入式手術對支架產品尺寸精度的要求，造成支架報廢或是介入式手術失敗等。傳統醫用支架生產過程中，還無法對支架管材管徑變化所帶來的影響進行有效處理，僅是通過雷射切割後對支架尺寸精度進行全面檢測，一旦發現超差或是接近公差限制線情況，就判定該支架為不合格品，只要支架上有一個尺寸超差，都會導致整根支架報廢，正因為此，支架雷射切割後的合格率難有本質性提高，造成極大成本壓力和資源浪費。為了解決這一瓶頸，本發明公開一種自動補償支架管徑公差變化的支架加工方法，該方法通過在線檢測所加工支架管材管徑，並實時將檢測所得管徑數據通過乙太網傳送到控制系統中的數據處理中心，數據處理中心將會立即將所測得的支架管材管徑公差變化值補償到下一段需要切割的圖形文件中，這樣在下一次切割圖形文件時系統會自動按照補償後的新圖形文件來進行切割，從而消除因管徑公差變化帶來對支架尺寸精度造成的不良影響。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中醫用支架雷射切割後的合格率低的問題，本發明提供一種新的醫用支架的加工設備，該設備具有消除了因整根支架各點管徑變化造成最後切割的支架尺寸精度不一致甚至超差、報廢等情況發生的優點。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:一種醫用支架的加工設備，包括管徑公差自動補償設備和在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的管徑公差自動補償設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機；
在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的控制系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，具有信號接收器和信號發生器；支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。上述技術方案中，所述支撐支架管材的裝夾工具被安裝在測頭安裝位置的右側。所述對射測頭安裝在雷射切割機二維運動平臺右側，所述的二維運動平臺上還設有裝夾襯套、管材夾頭、直線軸。所述對射測頭安裝在雷射切割機二維運動平臺右側；所述旋轉軸的右端裝有夾頭；所述旋轉軸被固定在測量平臺的直線軸上。所述對射測頭設置在固定軸右側，固定在直線軸的上表面。所述固定軸的右端裝有夾頭；所述固定軸自身被固定在測量平臺的直線軸上；所述對射測頭設置在固定軸右偵牝固定在直線軸的上表面。所述測量平臺由天然花崗巖製成。對射測頭內的信號接收器用來接受信號發生器發出的光。本發明中，該設備採用實時在線檢測所切割支架管材不同點的管徑實際值，並通過控制系統將該實際值與該支架管材名義管徑進行對比，將所對比得的差值通過控制系統中數據處理中心補償到下一段所需要切割的圖形文件中，以實時修正後續等待切割圖形的管徑值，從而提高支架加工尺寸精度、支架生產合格率和產品質量，避免因合格率差造成過度浪費。本發明公開的一種醫用支架管徑公差自動補償加工加工方法，相對於傳統支架加工方法相比，有以下明顯優勢:
1)傳統支架加工方法中，無法對支架管徑公差變化帶來的影響進行管控，造成所加工支架合格率低；
2)相比於傳統支架加工方法，本專利採用自動補償支架管徑公差變化，能有效地消除整根支架不同點因管徑公差變化帶來的支架尺寸精度不一致甚至超差、報廢等問題。3)採用該方法所加工的支架相比於傳統支架方法所加工的支架，在尺寸精度上有明顯提高，可以將筋寬一致性公差控制在±2um以內(傳統方法只能控制在±5um以內)，從而很好的保證了支架上每根筋剛性及張力一致性，更符合介入式手術對支架產品質量要求，提高了介入式手術成功率。
本發明的醫用支架管徑公差自動補償加工設備，還可以繼續改進，比如合併醫用支架管管逕自動測量設備，該由測量平臺和進料支撐模塊組成，所述測量平臺上固定有測量軸系系統，所述的測量軸系系統包括旋轉軸，平臺下方設置測量設備控制系統，所述測量平臺上裝有自動進料夾持機構、固定軸、直線軸、旋轉軸和對射測頭，所述進料夾持機構上具有的襯套孔，所述的測量平臺左右兩側設有進料支撐模塊。上述技術方案中，所述固定軸的右端裝有夾頭。所述固定軸自身被固定在測量平臺的直線軸上。所述對射測頭設置在固定軸右側，固定在直線軸的上表面。採用的醫用支架管管逕自動測量設備，在醫用支架管材進料前對其進行管徑公差全自動測量，並將測量數據備份，作為分析加工後支架尺寸公差監控的基礎性數據。另外該設備可為醫用支架製造商對來料支架管材進行管徑公差測量提供便利，完全可取代傳統的人工測量方法，避免因人工幹預導致支架管材在測量過程中彎扭等損傷。本測量設備採用非接觸式測頭對支架管材管徑進行測量，避免接觸式測量工具因頻繁與支架管材接觸而給管壁帶來損傷，從而給支架後工序帶來麻煩甚至導致支架管材報廢等。本發明的醫用支架管徑公差自動補償加工設備，還可以繼續改進，合併在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的控制系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，具有信號接收器和信號發生器；支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。監控醫用支架管徑公差變化的在線測量方法，在進料前對支架管材無需進行單獨的管徑公差測量，完全排除了傳統方法在該步操作中造成管材損傷情況。採用非接觸測量方式，完全規避了因採用接觸式測量造成測量工具與支架頻繁接觸導致管壁損傷。另外，該方法採用在線實時測量，可對整根支架各區段管徑公差進行時時測量，一旦發現超差控制系統將自動報警，報警後進給軸將自動停止不再繼續進料，完全規避了因管徑超差而繼續進料導致被後端工裝夾具卡死的情況發生。通過使用該設備，完全規避了傳統方法中存在的問題。採用本發明的設備，進行醫用支架管徑公差自動補償加工加工方法，該方法在支架切割點前端安裝有對射測頭，支架管材在切割過程中，被實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑值通過乙太網快速傳輸到控制系統處理中心，數據處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，從而從圖形文件上消除了因整根支架各點管徑變化造成最後切割的支架尺寸精度不一致甚至超差、報廢等情況發生。取得了較好的技術效果。
圖1為管徑公差自動補償加工原理示意圖。圖2為測頭安裝在二維運動平臺上效果示意圖。圖3為測頭測量管徑原理示意圖。圖4為測頭裝在支架雷射切割機上效果示意圖。
圖1中，I為乙太網；2為測頭。圖2中，I為裝夾襯套；2為對射測頭；3為支架管材；4為管材夾頭；5為二維運動平臺旋轉軸；6為直線軸。圖3中，7為信號接收器；8為信號發生器；9為支架管材；10為二位運動平臺。圖4中，11為支架雷射切割機；12為進料支撐模塊。下面通過具體實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限於本實施例。
具體實施例實施例1
一種醫用支架的加工設備，包括管徑公差自動補償設備和在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的管徑公差自動補償設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機；
在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的測量系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，具有信號接收器和信號發生器；支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。實施例2
一種醫用支架管徑公差自動補償加工加工方法，該方法通過將對射測頭(圖2中2)安裝在支架雷射切割機(圖4所示)內二維運動平臺(圖2中5和6)上的管材夾頭(圖2中4)和管材靠近切割區域的裝夾襯套(圖2中I)之間，正好讓支架管材(圖2中3)處於對射測頭的信號發生器(圖3中8)和信號接收器(圖3中7)之間，支架管材先被直接放置在進料支撐模塊(圖4中12)上，並穿過二維運動平臺上的旋轉軸(圖2中5)，中間穿過管材夾頭(圖2中4)，直到穿出管材襯套(圖2中I)右端的切割頭正在下方的切割區域。由於支架管材(圖2中3)先穿過對射測頭，再到穿出右測的管材襯套，因此，對管材管徑公差的測量是先於穿入管材襯套動作的。管材處於切割狀態時，直線軸(圖2中6)會帶動旋轉軸(圖2中5)向右運動，而支架管材(圖2中3)被夾持在夾頭(圖2中4)上，夾頭被固定在旋轉軸上，因此相當於直線軸帶動支架管材向右進行進給運動。給進給過程中，管材會逐步通過對射測頭的測量區域。如圖2所示，對射測頭是通過非接觸測量方式來對支架管材進行管徑公差測量的，原理為通過信號發生器發射光，這些光處於垂直截面內，足夠覆蓋管材直徑，從而有一部分光被管材擋住無法進入到對面的信號接收器內，假定從信號發生器發生光在垂直方向長度為L，而對面的信 號接收器接受光的長度為X，則被測量的支架管徑D=L-X,測量原理如圖3所示。由於採用非接觸測量方式，不會對支架管材外壁造成任何損傷。
通過上述方法實時測量處於切割狀態下支架管材各點的管徑X，對應到正在切割圖形文件中管徑值也為X，該值通過乙太網快速傳輸到控制系統中的數據處理中心，並在數據處理中心中不斷比較所測得管徑X值與支架管材名義管徑V，將兩者之間的差值Λ X實時補償到待加工的支架圖形文件中，控制系統在執行下一不切割動作時，將接受到已補償好管徑公差的待加工文件，控制軸系按照該圖形文件進行下一步圖形切割，從而有效修正了因支架管材各點管徑公差變化導致支架尺寸精度低的問題，整個原理圖如圖1所示。採用該方法可有效地對管材管徑變化進行實時測量和誤差補償，極大地提高了支架加工精度，並確保了支架雷射切割的合格率，為支架實際生產提供最優加工方案。實施例3
一種醫用支架加工設備，包括管徑公差自動補償設備，該設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機。所述醫用支架管徑公差自動補償加工設備還可以附加在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的控制系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。在支架雷射切割設備的切割區(靠右端))和支架管材裝夾區(靠左端)之間，安裝一個非接觸式精密測頭，一旦支架管材在切割過程中進料，該測頭將實時對支架管材經過該其測量截面的區段進行管徑公差測量。在最右端支撐支架管材的裝夾工具被安裝在測頭安裝位置的右側，由於採用這種安裝布局，必然是支架管材先被測量管徑公差，再才通過右端的裝夾工具。而一旦在測量工位發現支架管徑超差，控制系統會自動報警，進給軸隨後停止進料，被測頭所測出管徑公差超差區段不會被向右推入裝夾工具，從而完全規避了因管材管徑公差超差而被裝夾工具卡死的情況發生。實施例4
一種醫用支架管徑公差自動補償加工設備，包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下 一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機。該醫用支架管徑公差自動補償加工設備還可以附加管徑公差測量設備模塊，管徑公差測量設備由一個測量平臺和兩個進料支撐模塊組成，該平臺由天然花崗巖作為測量平臺，其上固定有測量軸系系統，平臺下方放置有測量設備的控制系統，該測量平臺上裝有自動進料夾持機構、直線軸、旋轉軸和對射測頭。該測量平臺左側為進料支撐模塊，右測也擺放有一個進料支撐模塊，測量前將支架管材放置在左側的進料支撐模塊上，並從測量平臺上的旋轉軸中穿出，直到穿過自動進料夾持機構上的襯套孔為止。測量時，支架管材被測量平臺上的旋轉軸中的夾頭夾持住，隨直線軸一起向右運動，帶動支架管材穿過固定在測量平臺上的對射測頭的測量區域，由於支架管材一般都較長(長度一般在3m以內)，被測量後的支架管材繼續向右被右側的進料支撐模塊支撐住。測量完後，支架管材將完全被放置在右側的進料支撐模塊上，直接取下放入支架雷射切割設備加工即可。實施例5
一種醫用支架的加工設備，包括管徑公差自動補償設備和在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的管徑公差自動補償設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機；
在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的控制系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。在支架雷射切割設備的切割區(靠右端))和支架管材裝夾區(靠左端)之間，安裝一個非接觸式精密測頭，一旦支架管材在切割過程中進料，該測頭將實時對支架管材經過該其測量截面的區段進行管徑公差測量。在最右端支撐支架管材的裝夾工具被安裝在測頭安裝位置的右側，由於採用這種安裝布局，必然是支架管材先被測量管徑公差，再才通過右端的裝夾工具。而一旦在測量工位發現支架管徑超差，控制系統會自動報警，進給軸隨後停止進料，被測頭所測出管徑公差超差區段不會被向右推入裝夾工具，從而完全規避了因管材管徑公差超差而被裝夾工具卡死 的情況發生。
權利要求
1.一種醫用支架的加工設備，包括管徑公差自動補償設備和在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的管徑公差自動補償設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間；直線軸會帶動旋轉軸向右運動，對射測頭實時檢測各點實際管徑，所測得的實際管徑數據通過乙太網傳輸到控制系統處理中心，處理中心將實時對比所測得支架管材某點管徑與對應支架名義管徑的變化量，再將該變化量自動補償到下一段支架圖形文件的管徑上，以調整雷射切割機； 在線監控醫用支架管徑變化的設備，所述的監控設備固定在雷射切割機二維運動平臺上，包括非接觸式精密測頭和控制系統，非接觸式精密測頭信號輸入控制系統，所述的控制系統控制旋轉軸進料，控制系統具有自動報警功能，所述的非接觸式精密測頭設置於支架雷射切割設備的切割區和支架管材裝夾區之間，具有信號接收器和信號發生器；支架管材在切割過程中進料時，所述非接觸式精密測頭對支架管材經過測頭測量截面的區段實時進行管徑公差測量。
2.根據權利要求1所述的醫用支架的加工設備，其特徵在於所述對射測頭安裝在雷射切割機二維運動平臺右側；所述旋轉軸的右端裝有夾頭；所述旋轉軸被固定在測量平臺的直線軸上。
3.根據權利要求1所述的醫用支架加工設備，其特徵在於所述對射測頭設置在固定軸右側，固定在直線軸的上表面；所述固定軸的右端裝有夾頭；所述固定軸自身被固定在測量平臺的直線軸上；對射測頭內的信號接收器用來接受信號發生器發出的光。
4.根據權利要求1所述的醫用支架的加工設備，其特徵在於所述測量平臺由天然花崗巖製成；所述支撐支架管材的裝夾工具被安裝在測頭的右側。
5.根據權利要求1所述的醫用支架的加工設備，其特徵在於所述的控制系統發現支架管徑超差，控制系統會自動報警，並停止進料軸隨進料。
6.根據權利要求1所述的醫用支架的加工設備，其特徵在於所述測頭安裝在雷射切割機二維運動平臺右側，所述的二維運動平臺上還設有裝夾襯套、管材夾頭、直線軸。
全文摘要
本發明涉及一種醫用支架的加工設備，主要解決現有技術中支架雷射切割後的合格率低的問題，本發明通過採用一種醫用支架的加工設備，包括管徑公差自動補償設備和在線監控醫用支架管徑變化的設備，管徑公差自動補償設備包括支架雷射切割機、對射測頭和控制系統處理中心，對射測頭安裝在支架雷射切割機內二維運動平臺上的管材夾頭和管材靠近切割區域的裝夾襯套之間；管材處於切割狀態時，而支架管材被夾持在夾頭上，夾頭被固定在旋轉軸上，支架管材處於對射測頭的信號發生器和信號接收器之間的技術方案，較好地解決了該問題，可用於醫用支架管材測量設備製造行業中。
文檔編號G01B11/10GK103212832SQ201210015688
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者魏志凌, 寧軍, 夏發平 申請人:崑山思拓機器有限公司