专利名称：在线监控医用支架管径变化的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线监控医用支架管径变化的设备。
背景技术：
随着材料科学和精密微加工技术的快速发展，医用支架材料种类越来越多，比较常见的有不锈钢316L、镍钛合金、钴基合金、纯铁、镁合金等金属材料，以及高分子等非金属材料。由于医用支架在血管中起到扩张血管壁以阻止血管收缩甚至造成阻塞导致各种病患的产生，要求支架上各筋特征结构尺寸上一致以保持整根支架各点上张力相同，这对医用支架加工工艺提出更高要求。一般医用支架均采用无缝管材来进行加工，由于介入式手术在全球发展并不全面，医用材料技术发展也不均衡，目前国际上对用来作为医用支架的管材并没有较为统一的技术标准，而一般由医用支架研究机构或支架制造商根据相关经验自己来进行规定，医用支架管材提供商根据这些规定来提供相应支架。考虑到医用支架无缝管材是采用拉拔等加工工艺方法来进行生产的，由于工艺的缺陷必然难以保证整根(一般长度会超过2米)支架管材上管径公差均匀性。而送给医用支架制造商的支架管材管径公差整体需要控制在土 IOum范围内，实际上由于加工及检测方面技术不足，不可避免地会在整根支架管材的不同点处管径变化较大甚至超差的问题。因为有上述问题的必然存在，在后端进行支架激光切割过程中，工装夹具的选择需要与管材管径及公差相匹配，否则会导致最后切割出来的支架筋宽一致性公差等难以满足设计要求。而一旦在支架激光加工设备中为该规格管径匹配好工装夹具后，但因管材上个别位置管径公差变化超出规定范围，则会导致管材在进料过程中被工装夹具卡死，进而可能导致旋转电机和直线电机瞬时负载增大，电流增大，电机自身过热，如果长时间无人发现，可能导致电机烧坏。另外，如果在切割过程中被卡死，可能一直在出激光，造成安全风险。因此，必须在支架激光切割前，对医用支架管材的管径进行监控。传统用于监控医用支架管材的方法是在医用支架管材未上料前，用螺旋测微仪逐一测量整根支架的两端和中间各几个管径数据，如果符合关于该规格管径公差要求，即认为该支架管材是可以满足要求的，可以进行上料。这种测量方法由于是在未上料前操作，而且为接触式测量，测量过程中可能对支架管材造成弯扭以及测量工具直接与管材管壁接触造成支架管材外壁损伤而造成报废，而医用支架管材价格昂贵的，必然会给支架制造商带来更大的成本压力。另外，由于整根支架管材很长，采用这种测量方法显然只能在整根支架管材上进行若干段测量，造成难以完全规避因局部管径超差造成进料时被工装夹具卡死带来的风险。本发明公开一种监控医用支架管径公差变化的在线测量方法，该方法在医用支架管材进料前不需要进行单独的管径公差测量，以免在该环节造成对支架管材不必要的损伤，直接将支架管材装夹在支架激光切割设备中，通过在支架切割区域和夹持段间安装非接触式精密测头，进行边加工边在线测量，实时测量支架管材各区段管径及公差变化，一旦有超差现象发生，控制系统将自动报警，报警后进给轴将自动停止不再继续进料，完全规避了因管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死的情况发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是医用支架管采用接触式测量造成测量工具与支架频繁接触导致管壁损伤、以及因医用支架管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死的问题，本发明提供一种新的医用支架管材管径自动测量设备，该设备采用非接触式测头对支架管材管径进行测量，避免接触式测量工具因频繁与支架管材接触而给管壁带来损伤及因医用支架管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，具有信号接收器和信号发生器；支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。上述技术方案中，所述支撑支架管材的装夹工具被安装在测头安装位置的右侧。所述的控制系统发现支架管径超差，控制系统会自动报警，并停止旋转轴进料。所述测头安装在激光切割机二维运动平台右侧，所述的二维运动平台上还设有装夹衬套、管材夹头、直线轴。本发明中，在支架激光切割设备的切割区(靠右端))和支架管材装夹区(靠左端)之间，安装一个非接触式精密测头，一旦支架管材在切割过程中进料，该测头将实时对支架管材经过该其测量截面的区段进行管径公差测量。在最右端支撑支架管材的装夹工具被安装在测头安装位置的右侧，由于采用这种安装布局，必然是支架管材先被测量管径公差，再才通过右端的装夹工具。而一旦在测量工位发现支架管径超差，控制系统会自动报警，进给轴随后停止进料，被测头所测出管径公差超差区段不会被向右推入装夹工具，从而完全规避了因管材管径公差超差而被装夹工具卡死的情况发生。本发明公开的监控医用支架管径公差变化的在线测量设备，与传统管材管径公差监控设备相比，有以下优势:
I)在进料前对支架管材无需进行单独的管径公差测量，完全排除了传统方法在该步人工操作中造成管材弯扭等损伤情况。2)采用非接触测量方式，完全规避了因采用接触式测量造成测量工具与支架频繁接触导致管壁损伤。3)该方法采用在线实时测量，可对整根支架各区段管径公差进行时时测量，一旦发现超差控制系统将自动报警，报警后进给轴将自动停止不再继续进料，完全规避了因管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死的情况发生。本发明的医用支架管径公差变化的在线测量设备还可以进行进一步改进，比如合并医用支架管材管径自动测量设备，该设备由测量平台和进料支撑�？樽槌桑霾饬科教ㄉ瞎潭ㄓ胁饬恐嵯迪低常龅牟饬恐嵯迪低嘲ㄐ幔教ㄏ路缴柚貌饬可璞缚刂葡低常霾饬科教ㄉ献坝凶远霞谐只�、固定轴、直线轴、旋转轴和对射测头，所述进料夹持机构上具有的衬套孔，所述的测量平台左右两侧设有进料支撑�？椤Ｉ鲜黾际醴桨钢校龉潭ㄖ岬挠叶俗坝屑型�。所述固定轴自身被固定在测量平台的直线轴上。所述对射测头设置在固定轴右侧，固定在直线轴的上表面。采用的医用支架管材管径自动测量设备，在医用支架管材进料前对其进行管径公差全自动测量，并将测量数据备份，作为分析加工后支架尺寸公差监控的基础性数据。另外该设备可为医用支架制造商对来料支架管材进行管径公差测量提供便利，完全可取代传统的人工测量方法，避免因人工干预导致支架管材在测量过程中弯扭等损伤。本测量设备采用非接触式测头对支架管材管径进行测量，避免接触式测量工具因频繁与支架管材接触而给管壁带来损伤，从而给支架后工序带来麻烦甚至导致支架管材报废等。本发明公开一种监控医用支架管径公差变化的在线测量方法，在进料前对支架管材无需进行单独的管径公差测量，完全排除了传统方法在该步操作中造成管材损伤情况。采用非接触测量方式，完全规避了因采用接触式测量造成测量工具与支架频繁接触导致管壁损伤。另外，该方法采用在线实时测量，可对整根支架各区段管径公差进行时时测量，一旦发现超差控制系统将自动报警，报警后进给轴将自动停止不再继续进料，完全规避了因管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死的情况发生。通过使用该设备，完全规避了传统方法中存在的问题，取得了较好的技术效果。
图1为测头安装在二维运动平台上效果示意图。图2为测头测量管径原理示意图。图3为测头装在支架激光切割机上效果示意图。图1中，I为装夹衬套；2为对射测头；3为支架管材；4为管材夹头；5为二维运动平台旋转轴；6为直线轴。图2中，7为信号接收器；8为信号发生器；9为支架管材；10为二位运动平台。图3中，11为支架激光切割机；12为进料支撑�？�。下面通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施例实施例1
一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。
实施例2
一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头 和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。所述固定轴的右端装有夹头。所述固定轴自身被固定在测量平台的直线轴上。所述对射测头设置在固定轴右侧，固定在直线轴的上表面。所述测头安装在激光切割机二维运动平台右侧，所述的二维运动平台上还设有装夹衬套、管材夹头、旋转轴、直线轴。
实施例3
一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。在支架激光切割设备的切割区(靠右端))和支架管材装夹区(靠左端)之间，安装一个非接触式精密测头，一旦支架管材在切割过程中进料，该测头将实时对支架管材经过该其测量截面的区段进行管径公差测量。在最右端支撑支架管材的装夹工具被安装在测头安装位置的右侧，由于采用这种安装布局，必然是支架管材先被测量管径公差，再才通过右端的装夹工具。而一旦在测量工位发现支架管径超差，控制系统会自动报警，进给轴随后停止进料，被测头所测出管径公差超差区段不会被向右推入装夹工具，从而完全规避了因管材管径公差超差而被装夹工具卡死的情况发生。
实施例4
一种监控医用支架管径公差变化的在线测量方法，该方法通过将对射测头(图1中2)安装在支架激光切割机(图3所示)内二维运动平台(图1中5和6)上的管材夹头(图1中
4)和管材靠近切割区域的装夹衬套(图1中I)之间，正好让支架管材(图1中3)处于对射测头的信号发生器(图2中8)和信号接收器(图2中7)之间，支架管材先被直接放置在进料支撑�？�(图3中12)上，并穿过二维运动平台上的旋转轴(图1中5)，中间穿过管材夹头(图1中4)，直到穿出管材衬套(图1中I)右端的切割头正在下方的切割区域。由于支架管材(图1中3)先穿过对射测头，再到穿出右测的管材衬套，因此，对管材管径公差的测量是先与穿入管材衬套动作的。管材处于切割状态时，直线轴(图1中6)会带动旋转轴(图1中
5)向右运动，而支架管材(图1中3)被夹持在夹头(图1中4)上，夹头被固定在旋转轴上，因此相当于直线轴带动支架管材向右进行进给运动。给进给过程中，管材会逐步通过对射测头的测量区域。如图2所示，对射测头是通过非接触测量方式来对支架管材进行管径公差测量的，原理为通过信号发生器发射光，这些光处于垂直截面内，足够覆盖管材直径，从而有一部分光被管材挡住无法进入到对面的信号接收器内，假定从信号发生器发生光在垂直方向长度为L，而对面的信号接收器接受光的长度为X，则被测量的支架管径D=L-X。由于采用非接触测量方式，不会对支架管材外壁造成任何损伤。一旦测量出支架管材管径超出其规定的公差范围，则控制系统会自动报警，则直线轴会立即停止向右管材进给运动，从而很好预防了右侧 管材衬套卡住超差管材的情况发生。
实施例5
一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。在支架激光切割设备的切割区(靠右端))和支架管材装夹区(靠左端)之间，安装一个非接触式精密测头，一旦支架管材在切割过程中进料，该测头将实时对支架管材经过该其测量截面的区段进行管径公差测量。在最右端支撑支架管材的装夹工具被安装在测头安装位置的右侧，由于采用这种安装布局，必然是支架管材先被测量管径公差，再才通过右端的装夹工具。而一旦在测量工位发现支架管径超差，控制系统会自动报警，进给轴随后停止进料，被测头所测出管径公差超差区段不会被向右推入装夹工具，从而完全规避了因管材管径公差超差而被装夹工具卡死的情况发生。在线监控医用支架管径变化的设备还和全自动支架管材管径公差测量设备合并在一起使用。管径公差测量设备由一个测量平台和两个进料支撑模块组成，该平台由天然花岗岩作为测量平台，其上固定有测量轴系系统，平台下方放置有测量设备的控制系统，该测量平台上装有自动进料夹持机构、直线轴、旋转轴和对射测头。该测量平台左侧为进料支撑�？椋也庖舶诜庞幸桓鼋现С拍？椋饬壳敖Ъ芄懿姆胖迷谧蟛嗟慕现С拍？樯希⒋硬饬科教ㄉ系男嶂写┏觯钡酱┕远霞谐只股系某奶卓孜�。测量时，支架管材被测量平台上的旋转轴中的夹头夹持�。嬷毕咧嵋黄鹣蛴以硕Ъ芄懿拇┕潭ㄔ诓饬科教ㄉ系亩陨洳馔返牟饬壳颍捎谥Ъ芄懿囊话愣冀铣�(长度一般在3m以内)，被测量后的支架管材继续向右被右侧的进料支撑�？橹С抛�。测量完后，支架管材将完全被放置在右侧的进料支撑模块上，直接取下放入支架激光切割设备加工即可 。
权利要求
1.一种在线监控医用支架管径变化的设备，所述的监控设备固定在激光切割机二维运动平台上，包括非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头信号输入控制系统，所述的控制系统控制旋转轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，具有信号接收器和信号发生器；支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量。
2.根据权利要求1所述的在线监控医用支架管径变化的设备，其特征在于所述支撑支架管材的装夹工具被安装在测头安装位置的右侧。
3.根据权利要求1所述的在线监控医用支架管径变化的设备，其特征在于所述的测量系统发现支架管径超差，控制系统会自动报警，并停止进料轴随进料。
4.根据权利要求1所述的在线监控医用支架管径变化的设备，其特征在于所述测头安装在激光切割机二维运动平台右侧，所述的二维运动平台上还设有装夹衬套、管材夹头、直线轴 。
全文摘要
本发明涉及一种在线监控医用支架管径变化的设备，主要解决现有技术中采用接触式测量造成测量工具与支架频繁接触导致管壁损伤，以及因医用支架管径超差而继续进料导致被后端工装夹具卡死的问题，本发明通过采用包括进料轴、非接触式精密测头和控制系统，非接触式精密测头的测量信号输入控制系统，所述的控制系统控制进料轴进料，控制系统具有自动报警功能，所述的非接触式精密测头设置于支架激光切割设备的切割区和支架管材装夹区之间，支架管材在切割过程中进料时，所述非接触式精密测头对支架管材经过测头测量截面的区段实时进行管径公差测量的技术方案，较好地解决了该问题，可用于医用支架管材测量设备制造行业中。
文档编号G01B11/10GK103212850SQ20121001575
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者魏志凌, 宁军, 夏发平 申请人:昆山思拓机器有限公司
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