CN202506982U - 一种支架激光切割设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种支架激光切割设备，包括有激光切割头、Z轴、伺服电机以及激光传输光路结构；其中，所述激光传输光路结构包括有设置于激光切割头轴线一侧位置的照明光源与光纤激光器、设置于激光切割头轴线位置上的450反射镜、设置于450反射镜下方的聚焦镜以及设置于聚焦镜下方的保护镜，所述450反射镜上方设置有反射镜盖板。本实用新型支架激光切割设备采用光纤激光器，通过多个光学元器件，极大的提高了激光功率和功率密度，在激光传输光路结构的设计中实现中抑制回程光对激光器的损坏，同时整个加工过程具有可回溯性，符合支架的全生命周期管理。
Description
技术领域
本实用新型属于激光精细加工技术领域，尤其涉及一种用于医用支架激光切割的支架激光切割设备。
背景技术
随着各种急慢性血管阻塞疾病严重威胁人类生命安全和健康，而心脑血管阻塞疾病是最大杀手。支架是一种植入到血管病变部位的金属网状结构，用以改善病变部位的血流状况，对血管起到支撑的作用。医用支架一般会通过介入式手术植入血管的病患处，并最终与血管内壁贴合，因此，医用支架对支架形位公差、表面光洁度等有严格要求。激光微加工因其在微小管径管材切割方面优于传统的机械加工方法，因而成为医用内支架加工的主要加工方法。
支架激光切割是由相互重叠的激光脉冲点在金属管上沿切割线移动,同时输入高压氧辅助熔化切割。激光聚焦点处材料熔融气化,熔渣被气体吹出,在金属管壁上形成切割轨迹。在激光切割时候，激光峰值功率低，气化蒸发材料会黏贴在切割前沿，使得切割的切缝表面不光滑，同时在激光切割时候，材料不同工件表面的反射不同，尤其在切割金属材料时更甚，反射回的部分回程光沿着原光路返回激光器，会影响激光器的正常工作，反射的回程光达到一定的程度，甚至会损坏激光器。
由于支架是高精密的医用器件，对生产、运输等的每一个环节，需要进行严格管理，必须具有可追溯性，而这些都是现有激光切割设备所不具有的，且目前现有技术在支架切割时激光峰值功率低，反射的回程光影响激光器的正常工作，不能实时监控生产过程。
故，实有必要进行开发研究，针对目前现有技术存在的缺陷，以提供一种支架激光切割设备。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种支架激光切割设备，其可极大地提高激光功率和功率密度，并可抑制回程光对激光器的损坏，同时整个加工过程具有可回溯性，符合支架的全生命周期管理。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种支架激光切割设备，包括有激光切割头、Z轴、伺服电机以及激光传输光路结构；其中，所述激光传输光路结构包括有设置于激光切割头轴线一侧位置的照明光源与光纤激光器、设置于激光切割头轴线位置上的450反射镜、设置于450反射镜下方的聚焦镜以及设置于聚焦镜下方的保护镜，所述450反射镜上方设置有反射镜盖板。
进一步地，所述激光切割头顶部设置有CCD监视系统、激光切割头底部设置有喷嘴；所述CCD监视系统主要用于加工过程实时监测，便于光斑的调试，以及对支架全生命周期回溯管理。
进一步地，所述光纤激光器直接与激光切割头整体连接在一起，从激光器中打出的光，被45度镜反射向下传输到管材表面。
进一步地，所述450反射镜安装在所述反射镜盖板的底下，该450反射镜可以通过安装座及反射镜盖板上的顶丝来实现x，y两个角度自由度的调整。
进一步地，所述450反射镜上设置附着一层保护膜，该保护膜具有单通道性，允许从激光发射器发射的激光穿过450反射镜，而衰减反射回程光。
本实用新型支架激光切割设备采用光纤激光器，通过多个光学元器件，极大的提高了激光功率和功率密度，在激光传输光路结构的设计中可实现抑制回程光对激光器的损坏，同时整个加工过程具有可回溯性，符合支架的全生命周期管理。
附图说明
图1是本实用新型支架激光切割设备的原理结构图。
其中，对各元件标号说明如下：1.CCD监视系统， 4.照明光源，5.450反射镜，6.光纤激光器， 8.调节螺钉，10.切割嘴，15.反射镜盖板，16.伺服电机，17.Z轴装置
图2是本实用新型支架激光切割设备的激光传输光路图示。
其中，对各元件标号说明如下：1.CCD监视系统， 4.照明光源，5.450反射镜，6.光纤激光器， 9.辅助气体，11.待加工管材， 13.聚焦镜，14.保护镜
图3是本实用新型激光传输光路结构的组合图示。
其中，对各元件标号说明如下：1.CCD监视系统，2.CCD调焦旋钮，3.CCD安装座，4.照明光源，5.450反射镜，6.光纤激光器，7.聚焦镜调焦微分头，8.调节螺钉，9.辅助气体，10.切割嘴，11.待加工管材，12.工作平台,18.保护膜。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1、图2所示，本实用新型支架激光切割设备包括有激光切割头、Z轴装置17、伺服电机16以及激光传输光路结构。其中，激光切割头顶部设置有CCD监视系统1、激光切割头底部设置有切割嘴10。所述激光传输光路结构包括有设置于激光切割头轴线一侧位置的照明光源4与光纤激光器6、设置于激光切割头轴线位置上的450反射镜5、设置于450反射镜5下方的聚焦镜13以及设置于聚焦镜13下方的保护镜14。其中，所述450反射镜5上方设置有反射镜盖板15；所述切割嘴10上方一侧设置有调节螺钉8。
所述光纤激光器6直接与激光切割头整体连接在一起，从激光器中打出的光，被45度镜5反射向下传输到待加工管材11表面。45度反射镜5安装在所述反射镜盖板15的底下，该45度反射镜5可以通过安装座及反射镜盖板15上的顶丝来实现x，y两个角度自由度的调整。全部的光学部件固定在Z轴装置17上，由伺服电机16驱动Z轴装置17直线运动，可以控制聚焦镜13与工作平台12之间的距离从而调整加工平面聚焦光斑的能量分布，所述光学部件主要包括CCD监视系统1、激光发生器6、照明光源4、聚焦镜13、450反射镜5等。所述保护镜14用于保护聚焦镜13在激光切割时飞溅熔渣不被损伤，需要定期清理保护镜13上粘附的熔渣。
所述CCD监视系统1安装在激光切割头顶部，其主要用于加工过程实时监测，便于光斑的调试，以及对支架全生命周期回溯管理，即 CCD监视系统能够对加工全程录像。其中，CCD监视系统1的焦距调整可通过转动CCD调焦旋钮2，从而带动CCD监视系统1内的聚焦镜上下移动来实现CCD焦距的调整。而激光切割头自身的焦距调整是通过其上的聚焦镜调焦微分头7来调整的。同时调整调节螺钉8可以水平调节，以调整聚焦镜13与切割嘴10之间的同轴度。
请参照图2、图3所示，所述照明光源4发射的光和光纤激光器6发射的激光同时入射到450反射镜5， 450反射镜5对激光全反，并对照明光45度增透，光束垂直入射到聚焦镜13上，通过控制聚焦镜13与工作平台12之间的距离调整加工平面聚焦光斑的能量分布，透过聚焦镜13的激光聚焦于工作平台上的待加工薄壁管材11的表面上。激光聚焦到待加工管材11表面上，不同材料会出现不同程度的反射，尤其对于切割金属材料反射现象更强烈，反射光沿着原光路回路到达激光器，会影响激光器的正常工作，如果有大量的激光返回激光器甚至会损坏激光器。因此在结构实现中对切割嘴进行特殊的设计，减少反射光进入切割嘴。同时反射镜上设置附着一层保护膜18，该保护膜18具有单通道性，即允许从激光发射器发射的激光穿过450反射镜，而衰减反射回程光。此外，引入辅助保护气体9，高压辅助气体9，一方面减少切割时熔渣等进入切割嘴10，同时能够较少反射的回程光。所以，最后进入激光器的反射回程光已经极其微弱，不会对激光器的正常工作带来影响。
所述切割嘴设计为直径mm的锥形切割嘴，切割嘴内孔的孔径一般设计在1mm以下，具体可为0.3mm、0.5mm、0.8mm，这样可减少回程光进入。因为切割嘴直径太大，会导致切缝变宽，而切割嘴直径太小，会引起光束准直困难，诱使光束被小的切割嘴口削截。因此本实用新型设计直径mm的锥形切割嘴，本实施例中切割嘴内孔的直径为0.5mm，以同时减少回程光进入。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种支架激光切割设备，包括有激光切割头、Z轴、伺服电机以及激光传输光路结构，其特征在于：所述激光传输光路结构包括有设置于激光切割头轴线一侧位置的照明光源与光纤激光器、设置于激光切割头轴线位置上的450反射镜、设置于450反射镜下方的聚焦镜以及设置于聚焦镜下方的保护镜，所述450反射镜上方设置有反射镜盖板。
2.如权利要求1所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述激光切割头顶部设置有CCD监视系统、激光切割头底部设置有喷嘴；所述CCD监视系统主要用于加工过程实时监测，便于光斑的调试，以及对支架全生命周期回溯管理。
3.如权利要求1所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述喷嘴上方一侧设置有调节螺钉。
4.如权利要求2或3所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述光纤激光器直接与激光切割头整体连接在一起，从激光器中打出的光，被45度镜反射向下传输到管材表面。
5.如权利要求4所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述450反射镜安装在所述反射镜盖板的底下，该450反射镜可以通过安装座及反射镜盖板上的顶丝来实现x，y两个角度自由度的调整。
6.如权利要求5所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述450反射镜上设置附着一层保护膜，该保护膜具有单通道性，允许从激光发射器发射的激光穿过450反射镜，而衰减反射回程光。
7.如权利要求6所述的支架激光切割设备，其特征在于：所述喷嘴设计为直径为毫米级的锥形喷嘴，可减少回程光进入 。
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