CN218050870U - 一种新型医用支架激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型医用支架激光切割机，包括激光控制单元、运动控制单元、气动控制与执行单元、精细激光切割头、精密运动平台X轴、精密运动平台Z轴以及旋转轴，所述激光控制单元与精细激光切割头控制连接，所述运动控制单元与精密运动平台X轴和精密运动平台Z轴控制连接，所述气动控制与执行单元与旋转轴控制连接，旋转轴固定于精密运动平台X轴的移动部件上，精细激光切割头与精密运动平台Z轴的移动部件固定连接，精细激光切割头位于旋转轴出料端的一侧。本实用新型的新型医用支架激光切割机，实现了机器紧凑型布局，并通过参数化的精准控制技术，对影响支架加工的运动和物理参数实现更快捷精准的控制，大大提高切割精度。

Description

一种新型医用支架激光切割机

技术领域

本实用新型属于数控机床精密切割技术领域，特别涉及一种新型医用支架激光切割机。

背景技术

国内外以往同类设备采用标准小孔径旋转夹爪和集成式设计理念，运动参数和激光参数的分离式控制，只能加工φ10以内管径的医用支架问题，不能加工大管径医用支架，加工精度低。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种新型医用支架激光切割机，实现了机器紧凑型布局，并通过参数化的精准控制技术，对影响支架加工的运动和物理参数实现更快捷精准的控制，大大提高切割精度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种新型医用支架激光切割机，包括激光控制单元、运动控制单元、气动控制与执行单元、精细激光切割头、精密运动平台X轴、精密运动平台Z轴以及旋转轴，所述激光控制单元与精细激光切割头控制连接，所述运动控制单元与精密运动平台X轴和精密运动平台Z轴控制连接，所述气动控制与执行单元与旋转轴控制连接，旋转轴固定于精密运动平台X轴的移动部件上，精细激光切割头与精密运动平台Z轴的移动部件固定连接，精细激光切割头位于旋转轴出料端的一侧。

进一步的，在所述精密运动平台X1轴靠近旋转轴进料端的一侧的端面上固定有一进料支撑架，进料支撑架的上端面上设有用于容纳待加工外科手术器械的V型槽，所述V型槽与旋转轴同中心轴设置。

进一步的，在所述精密运动平台X轴靠近旋转轴出料端的一端前侧设有一随动支撑装置，随动支撑装置与精密运动平台X轴上的移动部件连接，所述随动支撑装置包括支撑台，在所述支撑台的上端面设有向精密运动平台X轴延伸的装夹部，在所述装夹部上设有与精密旋转轴同中心轴设置的装夹孔，装夹部的下端面与精密运动平台X轴的上端面连接，精密运动平台X轴带动旋转轴和随动支撑装置同时左右移动。

进一步的，所述精密运动平台X1包括第一底座和第一移动板，在第一底座的宽度方向的两端均设有一第一限位板，所述第一限位板的高度高于第一底座的高度，在第一底座的上端面上对称设有两个第一滑轨，在第一移动板与其移动方向平行的前后两侧通过第一支撑板与第一底座可滑动连接，旋转轴的前后两侧分别与第一移动板的前后两侧固定连接，在第一移动板的下端面设有一第一滑块，在所述第一滑块上对称设有两个与第一滑轨相适配的凹槽，第一滑轨与第一滑块可滑动嵌设连接；精密运动平台X轴与直线电机电连接，第一移动板与直线电机的定子连接，运动控制单元与直线电机电性控制连接。

进一步的，所述第一移动板设于第一底座长度方向的中部，在第一移动板的两侧对称设有两个缓冲件，所述缓冲件的纵截面呈倒U型，开口端的两侧分别与第一底座固定可滑动连接；在两个所述第一限位板的上端面之间设有一顶端板，旋转轴位于顶端板的上方，两者间隔设置。

进一步的，所述精密运动平台Z轴包括底板、第二移动板和气缸，在底板的宽度方向的两端均设有一第二限位板，所述第二限位板的高度高于底板的高度，气缸固定在一侧的第二限位板的外侧，气缸的气缸轴穿设其所在第二限位板与第二移动板固定连接；第二移动板侧纵截面呈倒U型，在底板的上端面上对称设有两个第二滑轨，第二移动板开口端的两侧与底板的上端面抵接，在第二移动板的下端面设有两个第二滑块，在所述第二滑块上对称设有两个与第二滑轨相适配的凹槽，第二滑轨与第二滑块可滑动嵌设连接，精密运动平台Z轴上底板的外侧面通过第一连接件与第二移动板的上端面固定连接；精细激光切割头固定在第二移动板的上端面上；在所述底板靠近远离气缸的一端设有缓冲件，缓冲件位于第二移动板与该端限位板之间，缓冲件的纵截面呈U型，开口端的两侧分别与底板固定可滑动连接。

进一步的，所述旋转轴为内部中空结构，所述旋转轴包括旋转轴外壳、夹头柄、气缸系统、轴承旋转系统、夹头、夹头帽和夹头推杆，所述旋转轴外壳的上端盖和下端盖内侧对称设有第一旋转电机座和第二旋转电机座，第一旋转电机座和第二旋转电机座上安装有旋转电机；所述夹头柄通过转体法兰与旋转电机相连接，夹头柄贯穿轴承转动系统，并与轴承转动系统可转动连接；所述气缸系统设于轴承转动系统外侧，与轴承转动系统固定连接；所述夹头置于夹头柄内；所述夹头包括夹头主体，所述夹头主体包括前端和尾端，所述前端自固定端到自由端依次同轴设有圆锥台部、圆柱部和凸台部，所述凸台部直径小于圆柱部直径，所述圆柱部靠近凸台部一端圆周外壁设有外沿部，所述外沿部与夹头柄前端面、圆柱部外壁构成嵌槽；所述夹头推杆左端与气缸系统连接，右端设有向下的延伸部，所述延伸部插入嵌槽内；所述夹头帽呈“7”形，包括第一竖直部、第二竖直部以及连接第一竖直部和第二竖直部的水平部，所述第一竖直部下端面与凸台部侧壁抵接，第二竖直部与夹头推杆可拆卸连接；所述轴承转动系统包括第一固定连接部、第二固定连接部和转动连接部，所述第一固定连接部与气缸系统左端面下部可拆卸连接的，右端与第二固定连接部可拆卸连接；所述第二固定连接部上端与气缸可拆卸连接，下端与转动连接部可转动连接；所述气缸系统包括气缸、活塞以及固定于活塞上的活塞连杆，所述活塞连杆前端下部通过连接块与夹头推杆左端相连接，尾端自由端设有螺纹，与夹头柄内部通过螺纹连接。

本实用新型的新型医用支架激光切割机区别于国内外以往同类设备采用标准小孔径旋转夹爪和集成式设计理念，实现了设备加工大管径医用支架的能力和机器紧凑型布局，并通过参数化的精准控制技术，对影响支架加工的运动和物理参数实现更快捷精准的控制；随动支撑装置将管材束缚在一个内孔内，内孔与管材的配合公差很小，从而实现切割的公差。

本实用新型完全从用户的激光微加工需求出发，从部件、激光微加工系统、工艺系统等方面开展正向化和模块化设计，从兼容气动自动控制式微细精密薄壁管夹持系统的旋转轴、自适应微细精密管形状公差变化的随动支撑系统、自主化研制的精密运动平台、带高分辨率位置闭环反馈传感器的直线轴Z、同轴实时监控支架激光加工动态过程的精细激光切割头等，配置运动控制系统和激光信号控制器，可实现运动参数和激光参数（电流、频率、脉宽）的联动控制，区别于传统支架激光切割机运动参数和激光参数的分离式控制，实现了医用支架激光加工工艺精准式控制。

附图说明

图1为本实用新型所述的新型医用支架激光切割机结构示意图；

图2为本实用新型所述的精密运动平台Z轴结构示意图；

图3为本实用新型所述的随动支撑装置的结构示意图；

图4为本实用新型所述的旋转轴结构示意图。

其中，1-精密运动平台X轴，2-随动支撑装置，3-精密运动平台Z轴，4-精细激光切割头，5-旋转轴，6-激光控制单元，7-运动控制单元，8-气动控制与执行单元，9-进料支撑架，10-缓冲件，91-V型槽，101-第一底座，102-第一移动板，103-第一限位板，104-第一滑轨，105-第一支撑板，106-顶端板，301-底板，302-第二移动板，303-气缸，304-第二限位板，305-第二滑轨，306-第二滑块，501-夹头柄，502-气缸系统，503-轴承旋转系统，504-夹头，505-夹头推杆，506-夹头帽， 507-上端盖，508-下端盖，509-旋转电机，510-第一旋转电机座，511-第二旋转电机座，512-转体法兰，5041-前端，5042-尾端，50411-圆锥台部，50412-圆柱部，50413-凸台部，50414-外沿部，5061-第一竖直部，5062-第二竖直部，5063-水平部，5031-第一固定连接部，5031-第二固定连接部，5033-转动连接部，5021-气缸，5022-活塞，5023-活塞连杆，5024-连接块，21-支撑台，22-装夹部，221-装夹孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，一种新型医用支架激光切割机，包括激光控制单元6、运动控制单元7、气动控制与执行单元8、精细激光切割头4、精密运动平台X轴1、精密运动平台Z轴3以及旋转轴5，所述激光控制单6元与精细激光切割头4控制连接，所述运动控制单元7与精密运动平台X轴1和精密运动平台Z轴3控制连接，所述气动控制与执行单元8与旋转轴5控制连接，旋转轴5固定于精密运动平台X轴1的移动部件上，精细激光切割头4与精密运动平台Z轴3的移动部件固定连接，精细激光切割头4位于旋转轴5出料端的一侧；在所述精密运动平台X轴1靠近旋转轴5进料端的一侧的端面上固定有一进料支撑架9，进料支撑架9的上端面上设有用于容纳待加工外科手术器械的V型槽91，所述V型槽91与旋转轴5同中心轴设置；在所述精密运动平台X轴1靠近旋转轴5出料端的一端前侧设有一随动支撑装置2，随动支撑装置2与精密运动平台X轴1上的移动部件连接，所述随动支撑装置2位于直线轴X2靠近精细激光切割头6的一端的内侧，随动支撑装置2包括支撑台21，在所述支撑台21的上端面设有向精密运动平台X轴1延伸的装夹部22，在所述装夹部22上设有与精密旋转轴5同中心轴设置的装夹孔221，装夹部22的下端面与精密运动平台X轴1的上端面连接，精密运动平台X轴1带动旋转轴5和随动支撑装置2同时左右移动。

所述精密运动平台X轴1包括第一底座101和第一移动板102，在第一底座101的宽度方向的两端均设有一第一限位板103，所述第一限位板103的高度高于第一底座101的高度，在第一底座101的上端面上对称设有两个第一滑轨104，所述第一移动板102与其移动方向平行的前后两侧通过第一支撑板105与第一底座101可滑动连接，旋转轴5的前后两侧分别与第一移动板102的前后两侧固定连接，在第一移动板102的下端面设有一第一滑块（图中未显示），在所述第一滑块上对称设有两个与第一滑轨104相适配的凹槽，第一滑轨104与第一滑块可滑动嵌设连接；所述第一移动板102设于第一底板101长度方向的中部，在第一移动板102的两侧对称设有两个缓冲件10，所述缓冲件10的纵截面呈U型，开口端的两侧分别与第一底座101固定可滑动连接；在两个所述第一限位板103的上端面之间设有一顶端板106，旋转轴5位于顶端板106的上方，两者间隔设置；精密运动平台X轴1与直线电机电连接，第一移动板102与直线电机的定子连接，运动控制单元7与直线电机电性控制连接。

所述精密运动平台Z轴3包括底板301、第二移动板302和气缸303，在底板301的宽度方向的两端均设有一第二限位板304，所述第二限位板304的高度高于底板301的高度，气缸303固定在一侧的第二限位板304的外侧，气缸303的气缸轴穿设其所在第二限位板304与第二移动板302固定连接；第二移动板302侧纵截面呈倒U型，在底板301的上端面上对称设有两个第二滑轨305，第二移动板302开口端的两侧与底板301的上端面抵接，在第二移动板302的下端面设有两个第二滑块306，在所述第二滑块306上对称设有两个与第二滑轨305相适配的凹槽，第二滑轨305与第二滑块306可滑动嵌设连接；第二移动板302位于底板301的中部，在第二移动板302的两端与两侧的第二限位板304之间分别设有一缓冲件10，缓冲件10的纵截面呈U型，开口端的两侧分别与底板301固定可滑动连接。

所述精密旋转轴5为内部中空结构，所述精密旋转轴5包括旋转轴外壳、夹头柄501、气缸系统502、轴承旋转系统503、夹头504、夹头帽506和夹头推杆505，所述旋转轴外壳的上端盖507和下端盖508内侧对称设有第一旋转电机座510和第二旋转电机座511，第一旋转电机座510和第二旋转电机座511上安装有旋转电机509；所述夹头柄501通过转体法兰512与旋转电机509相连接，夹头柄501贯穿轴承转动系统503，并与轴承转动系统503可转动连接；所述气缸系统502设于轴承转动系统503外侧，与轴承转动系统503固定连接；所述夹头504置于夹头柄501内。

所述夹头504包括夹头主体，所述夹头主体包括前端5041和尾端5042，所述前端5041自固定端到自由端依次同轴设有圆锥台部50411、圆柱部50412和凸台部50413，所述凸台部50413直径小于圆柱部50412直径，所述圆柱部50412靠近凸台部50413一端圆周外壁设有外沿部50414，所述外沿部50414与夹头柄501前端面、圆柱部50412外壁构成嵌槽；所述夹头推杆505左端与气缸系统502连接，右端设有向下的延伸部5051，所述延伸部5051插入嵌槽内；所述夹头帽506呈“7”形，包括第一竖直部5061、第二竖直部5062以及连接第一竖直部5061和第二竖直部5061的水平部5063，所述第一竖直部5061下端面与凸台部50413侧壁抵接，第二竖直部5062与夹头推杆505可拆卸连接。

所述轴承转动系统503包括第一固定连接部5031、第二固定连接部5031和转动连接部5033，所述第一固定连接部5031与气缸系统502左端面下部可拆卸连接的，右端与第二固定连接部5032可拆卸连接；所述第二固定连接部5032上端与气缸5021可拆卸连接，下端与转动连接部5033可转动连接。

所述气缸系统包括气缸5021、活塞5022以及固定于活塞5022上的活塞连杆5023，所述活塞连杆5023前端下部通过连接块5024与夹头推杆505左端相连接，尾端5042自由端设有螺纹，与夹头柄501内部通过螺纹连接。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，包括激光控制单元、运动控制单元、气动控制与执行单元、精细激光切割头、精密运动平台X轴、精密运动平台Z轴以及旋转轴，所述激光控制单元与精细激光切割头控制连接，所述运动控制单元与精密运动平台X轴和精密运动平台Z轴控制连接，所述气动控制与执行单元与旋转轴控制连接，旋转轴固定于精密运动平台X轴的移动部件上，精细激光切割头与精密运动平台Z轴的移动部件固定连接，精细激光切割头位于旋转轴出料端的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，在所述精密运动平台X轴靠近旋转轴进料端的一侧的端面上固定有一进料支撑架，进料支撑架的上端面上设有用于容纳待加工外科手术器械的V型槽，所述V型槽与旋转轴同中心轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，在所述精密运动平台X轴靠近旋转轴出料端的一端前侧设有一随动支撑装置，随动支撑装置与精密运动平台X轴上的移动部件连接，所述随动支撑装置包括支撑台，在所述支撑台的上端面设有向精密运动平台X轴延伸的装夹部，在所述装夹部上设有与精密旋转轴同中心轴设置的装夹孔，装夹部的下端面与精密运动平台X轴的上端面连接，精密运动平台X轴带动旋转轴和随动支撑装置同时左右移动。

4.根据权利要求1所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，所述精密运动平台X1包括第一底座和第一移动板，在第一底座的宽度方向的两端均设有一第一限位板，所述第一限位板的高度高于第一底座的高度，在第一底座的上端面上对称设有两个第一滑轨，在第一移动板与其移动方向平行的前后两侧通过第一支撑板与第一底座可滑动连接，旋转轴的前后两侧分别与第一移动板的前后两侧固定连接，在第一移动板的下端面设有一第一滑块，在所述第一滑块上对称设有两个与第一滑轨相适配的凹槽，第一滑轨与第一滑块可滑动嵌设连接；精密运动平台X轴与直线电机电连接，第一移动板与直线电机的定子连接，运动控制单元与直线电机电性控制连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，所述第一移动板设于第一底座长度方向的中部，在第一移动板的两侧对称设有两个缓冲件，所述缓冲件的纵截面呈倒U型，开口端的两侧分别与第一底座固定可滑动连接；在两个所述第一限位板的上端面之间设有一顶端板，旋转轴位于顶端板的上方，两者间隔设置。

6.根据权利要求1所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，所述精密运动平台Z轴包括底板、第二移动板和气缸，在底板的宽度方向的两端均设有一第二限位板，所述第二限位板的高度高于底板的高度，气缸固定在一侧的第二限位板的外侧，气缸的气缸轴穿设其所在第二限位板与第二移动板固定连接；第二移动板侧纵截面呈倒U型，在底板的上端面上对称设有两个第二滑轨，第二移动板开口端的两侧与底板的上端面抵接，在第二移动板的下端面设有两个第二滑块，在所述第二滑块上对称设有两个与第二滑轨相适配的凹槽，第二滑轨与第二滑块可滑动嵌设连接，精密运动平台Z轴上底板的外侧面通过第一连接件与第二移动板的上端面固定连接；精细激光切割头固定在第二移动板的上端面上；在所述底板靠近远离气缸的一端设有缓冲件，缓冲件位于第二移动板与该端限位板之间，缓冲件的纵截面呈U型，开口端的两侧分别与底板固定可滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型医用支架激光切割机，其特征在于，所述旋转轴为内部中空结构，所述旋转轴包括旋转轴外壳、夹头柄、气缸系统、轴承旋转系统、夹头、夹头帽和夹头推杆，所述旋转轴外壳的上端盖和下端盖内侧对称设有第一旋转电机座和第二旋转电机座，第一旋转电机座和第二旋转电机座上安装有旋转电机；所述夹头柄通过转体法兰与旋转电机相连接，夹头柄贯穿轴承转动系统，并与轴承转动系统可转动连接；所述气缸系统设于轴承转动系统外侧，与轴承转动系统固定连接；所述夹头置于夹头柄内；所述夹头包括夹头主体，所述夹头主体包括前端和尾端，所述前端自固定端到自由端依次同轴设有圆锥台部、圆柱部和凸台部，所述凸台部直径小于圆柱部直径，所述圆柱部靠近凸台部一端圆周外壁设有外沿部，所述外沿部与夹头柄前端面、圆柱部外壁构成嵌槽；所述夹头推杆左端与气缸系统连接，右端设有向下的延伸部，所述延伸部插入嵌槽内；所述夹头帽呈“7”形，包括第一竖直部、第二竖直部以及连接第一竖直部和第二竖直部的水平部，所述第一竖直部下端面与凸台部侧壁抵接，第二竖直部与夹头推杆可拆卸连接；所述轴承转动系统包括第一固定连接部、第二固定连接部和转动连接部，所述第一固定连接部与气缸系统左端面下部可拆卸连接的，右端与第二固定连接部可拆卸连接；所述第二固定连接部上端与气缸可拆卸连接，下端与转动连接部可转动连接；所述气缸系统包括气缸、活塞以及固定于活塞上的活塞连杆，所述活塞连杆前端下部通过连接块与夹头推杆左端相连接，尾端自由端设有螺纹，与夹头柄内部通过螺纹连接。

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