專利名稱：金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，在醫(yī)學(xué)支架及 實(shí)驗(yàn)用具上有著廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)背景金屬的精細(xì)切割一直是微加工界的一個研究熱點(diǎn)，隨著激光技術(shù)的發(fā)展， 激光切割由于其切割速度快、激光精細(xì)切割以其切縫窄、熱影響區(qū)小、切口 光潔、切割速度快、柔性好、污染少等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而成為金屬精細(xì)切割中新 興的加工技術(shù)。而金屬細(xì)管的精細(xì)切割更是近年來研究得較熱的一個領(lǐng)域。除了作為各 種實(shí)驗(yàn)用具外， 一個較為令人關(guān)注的應(yīng)用背景是醫(yī)學(xué)血管支架的切割。血管 支架在心血管病的治療中應(yīng)用越來越廣泛，國內(nèi)外對心血管支架的切割技術(shù) 的研究開展得比較廣泛。目前大多使用的是YAG激光器對金屬細(xì)管進(jìn)行切割，而使用YAG激光器 的不足之處是光束質(zhì)量差、熱影響區(qū)大、轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差等，影響了切 割質(zhì)量，難以獲得高質(zhì)量的切割效果。同時還有噪音大、成本較高、需水冷裝 置、體積大而要占用較大的空間等缺點(diǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有切割方法的上述缺陷，提供了一種金屬 細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，本系統(tǒng)具有光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)換效 率高等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。包括有光纖激光 器10、激光器控制系統(tǒng)20、電腦30、精密機(jī)床70、機(jī)床控制系統(tǒng)40和激光 工作頭50;40相連接；光纖激光器10通過光纖110與固定在精密機(jī)床70上的、在機(jī)床70帶動下能夠作平移運(yùn)動的激光工作頭50相連接，工件80固定在精密機(jī)床 70上的轉(zhuǎn)子90上并位于激光工作頭50的下方，在轉(zhuǎn)子90帶動下能夠作轉(zhuǎn)動。 供氣系統(tǒng)60通過氣體傳輸管120與激光工作頭50上的進(jìn)氣口相連通。 所述的光纖激光器10輸出的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。 由于本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體泵浦光纖激光器作為光源，其結(jié)構(gòu)簡單，體 積小，轉(zhuǎn)換效率高，激光光束質(zhì)量好，可通過光纖傳導(dǎo)，壽命長，免維護(hù)。 再結(jié)合高精度的機(jī)床，通過軟件指令兩套控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制激光輸出與工 件的運(yùn)作，通過達(dá)到兩者的相對三維運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了金屬的三維精細(xì)加工。
圖1金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)示意圖圖中10、光纖激光器，20、激光器控制系統(tǒng)，30、電腦，40、機(jī)床控 制系統(tǒng)，50、激光工作頭，60、供氣系統(tǒng)，70、精密機(jī)床，80、工件，90、 轉(zhuǎn)子，110、光纖，120、氣體傳輸管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例中所使用的術(shù)語"細(xì)管"為管經(jīng)不大于4mm、管壁厚不超過lmm 的中空直管。如圖1所示，本實(shí)施例包括光纖激光器10、加工軟件、激光器控制系統(tǒng) 20、精密機(jī)床70、機(jī)床控制系統(tǒng)40、供氣系統(tǒng)60和激光加工頭50。通過電 腦30上的工作軟件輸出指令到達(dá)激光器控制器20，使其調(diào)節(jié)光纖激光器10 按要求出光，這束高質(zhì)量的光束經(jīng)過傳導(dǎo)光纖110到達(dá)集成在精密機(jī)床70上 的激光工作頭50上，通過其內(nèi)在的聚焦系統(tǒng)聚焦輸出照射在加工工件80上。 此時，電腦30輸出的指令到達(dá)機(jī)床控制系統(tǒng)40，使其控制激光加工頭50按 需求做平移運(yùn)動，同時，控制精密機(jī)床上的轉(zhuǎn)子90帶動工件80轉(zhuǎn)動，從而 實(shí)現(xiàn)了工件與激光束的相對三維運(yùn)動。當(dāng)需要時，電腦30可輸出指令，可通過供氣系統(tǒng)60輸出輔助氣體經(jīng)過氣體傳輸管120傳到激光工作頭所集成的進(jìn)氣口上。在激光器控制系統(tǒng)的控制下，光纖激光器發(fā)出的一束高光束質(zhì)量的激光束，此激光束經(jīng)激光工作頭照射50在工件80上與其發(fā)生作用。同時運(yùn)行加 工軟件，通過工作精密機(jī)床運(yùn)作，具體是集成在機(jī)床上的激光頭50平行運(yùn)動， 工件80在機(jī)床的帶動下做轉(zhuǎn)動，二者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了相對三維運(yùn)動。從而實(shí)現(xiàn)了 激光對其的三維微細(xì)加工。
權(quán)利要求1、金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，其特征在于包括有光纖激光器(10)、激光器控制系統(tǒng)(20)、電腦(30)、機(jī)床(70)、機(jī)床控制系統(tǒng)(40)和激光工作頭(50)；其中，激光器控制系統(tǒng)(20)與光纖激光器(10)相連，機(jī)床控制系統(tǒng)(40)與機(jī)床(70)連接，電腦(30)分別與激光器控制系統(tǒng)(20)和機(jī)床控制系統(tǒng)(40)相連接；光纖激光器(10)通過光纖(110)與固定在機(jī)床(70)上的、在機(jī)床(70)帶動下能夠作平移運(yùn)動的激光工作頭(50)相連接，工件(80)固定在機(jī)床(70)上的轉(zhuǎn)子(90)上，工件(80)在轉(zhuǎn)子(90)帶動下能夠作轉(zhuǎn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，其特征在于 供氣系統(tǒng)(60)通過氣體傳輸管(120)與激光工作頭(50)上的進(jìn)氣口相連 通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，其特征在于 所述的光纖激光器(10)輸出的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種金屬細(xì)管的激光三維精密切割系統(tǒng)，在醫(yī)學(xué)支架及實(shí)驗(yàn)用具上有著廣泛的應(yīng)用。包括光纖激光器、電腦、激光器控制系統(tǒng)、精密機(jī)床、精密機(jī)床控制系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和激光加工頭。根據(jù)金屬細(xì)管的大小，將其固定在精密機(jī)床的卡具上，按照加工的要求，在軟件里進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過激光器控制系統(tǒng)和精密機(jī)床控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)激光束于工件的相對三維運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對工件的三維精密加工。由于本實(shí)用新型采用光纖激光器作為光源，其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，轉(zhuǎn)換效率高，激光光束質(zhì)量好，壽命長，免維護(hù)，在加工過程中不需要龐大的冷卻裝置。同時，所應(yīng)用的精密機(jī)床精度高，軟件操作方便，因此，能對金屬細(xì)管進(jìn)行三維切割等精密加工。
文檔編號B23K101/06GK201102127SQ20072019064
公開日2008年8月20日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者翟立斌, 蔣茂華, 瑩 趙, 趙宏亮, 陳繼民 申請人:北京工業(yè)大學(xué)