沿備料的長度形成多個切口以形成產(chǎn)品的系統(tǒng)和方法
【專利說明】沿備料的長度形成多個切口以形成產(chǎn)品的系統(tǒng)和方法
[0001 ] 本申請是申請日為2009年12月8日，國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/067217，中國申請?zhí)枮?00980149278.2，發(fā)明名稱為“用于在產(chǎn)品中形成切口的微切割機”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明揭示用于在導(dǎo)管、導(dǎo)線和類似產(chǎn)品中形成切口的微切割機，包括可直接控制切割成產(chǎn)品的所得材料束的尺寸的雙刀片微切割機，其可俘獲每一切口的圖像以供進行反饋控制和準確性校驗，且其一般可切割任何材料(例如塑料)，而與所述材料的導(dǎo)電性無關(guān)。
[0003]相關(guān)申請案的交叉參考
[0004]本非臨時申請案主張2008年12月8日申請的第61/120,703號和2009年4月3日申請的第61/166,480號臨時申請案的優(yōu)先權(quán)。這兩個臨時申請案都以全文引用的方式并入本文中。
[0005]有關(guān)依據(jù)聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)作出的發(fā)明的權(quán)利的聲明
[0006]不適用
[0007]對列于附錄中以壓縮光盤提交的“序列列表”、表或計算機程序的參考
[0008]不適用
【背景技術(shù)】
[0009]醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用高柔性且可扭轉(zhuǎn)的導(dǎo)管和導(dǎo)線在人體內(nèi)部深處執(zhí)行精密程序。血管內(nèi)程序通常從腹股溝處開始，將導(dǎo)管和導(dǎo)線插入腹股溝的股動脈中，并向上導(dǎo)航到心臟、腦，或必要時其它解剖結(jié)構(gòu)。一旦就位，就取出導(dǎo)線，由此可使用導(dǎo)管來傳遞治療多種病癥的藥物、支架(stent)、栓塞裝置，或者其它裝置或藥劑。導(dǎo)管可為球囊導(dǎo)管，其本身直接用于治療，或利用其上預(yù)先裝載的球囊可擴張支架進行治療。常常將不透射線的染料注射到導(dǎo)管中，以致可在過程內(nèi)或在診斷程序的情況下觀察血管，所述染料可以是經(jīng)由導(dǎo)管傳遞的主要試劑或唯一試劑。
[0010]根據(jù)定義，血管內(nèi)程序在精密解剖結(jié)構(gòu)中且對精密解剖結(jié)構(gòu)起作用，所述精密解剖結(jié)構(gòu)即血管本身，其也常常受疾病損害。避免血管損傷特別關(guān)鍵。如果血管中的血液發(fā)生“滲漏”，就會對正常毛細管通路外部接觸血液的任何組織造成直接損傷，和/或可能引起放血或“滲血”等致命問題。當(dāng)治療動脈瘤時，導(dǎo)管尖端的控制尤為重要。動脈瘤具有極其脆弱的氣球狀血管壁，如果不精確控制導(dǎo)線或?qū)Ч?，就容易刺穿血管壁?br>[0011]利用當(dāng)前技術(shù)機器(如公開的專利中所描述)制造的導(dǎo)線和導(dǎo)管的功能有限。此類微切割機的實例揭示于2000年1月18日頒予雅各布森(Jacobsen)等人的第6，014，919號美國專利中。由于現(xiàn)有的這些機器具有單刀片設(shè)計和其它平面形狀，使得這些機器缺乏可靠地控制小(小于0.0 0 2 〃)特征必需的精確度。其也缺乏精確控制和校驗較大特征的能力，這樣可能影響這些裝置的安全性和/或性能。這些機器也只能夠?qū)?dǎo)電的備料起作用，因為這些機器依賴于備料的導(dǎo)電性來確定備料相對于切割刀片的位置。刀片在備料中制造的每一切口都基于電磁感測的備料表面的位置以及預(yù)先編程的所需切口的深度。一旦制造出切口，就將備料件旋轉(zhuǎn)180度，再次感測所述表面，且實行另一預(yù)先編程的切割以達到所需深度。當(dāng)切割機不能確定所切割的備料的精確直徑(在切割位置處)時，就根據(jù)預(yù)先編程的深度來實行每次切割而不考慮所述直徑。此問題的原因在于，備料并不總是具有均勻形狀和直徑——沿備料的長度常常會存在缺陷，這些缺陷可能影響備料的圓度和備料任何特定位置處的直徑兩者。
[0012]當(dāng)按當(dāng)前切割機所實行的方式切割備料時，連續(xù)反向切割形成一小束具有不同厚度的剩余材料。這一材料束稱為所得材料束(resu 1 tant beam)。如果備料切口位置處的直徑比預(yù)期的厚，那么所得材料束將比較厚，且因此柔性不如預(yù)期的柔性。如果備料切口位置處的直徑比預(yù)期的薄，那么所得材料束將比較薄，且因此不如預(yù)期的牢固。因此，決定強度(安全性)和柔性(性能)的關(guān)鍵尺寸是所得材料束的寬度，在當(dāng)前的微切割機中，這一尺寸不是直接控制的，而是由兩個不精確測量值得到的結(jié)果一一第一次切割時刀片與備料之間相對距離的測量值以及第二次切割時刀片與備料之間相對距離的測量值。備料表面的任何缺陷，或此類材料直徑的不一致性，都直接轉(zhuǎn)移到所得材料束。這樣會對最終產(chǎn)品(不管是導(dǎo)線、導(dǎo)管還是其它裝置)帶來安全性和性能兩個方面的問題。這在相對于較大尺寸的備料形成尺寸較小的所得材料束時尤為重要，因為與所得材料束的較小尺寸相比較，與備料的較大直徑有關(guān)的可接受的公差可能大得不可接受?，F(xiàn)有技術(shù)也不能切割任一種非導(dǎo)電性材料，例如塑料?，F(xiàn)有切割機依賴于導(dǎo)電性來感測所切割的材料的表面，且接著實行切割。
[0013]因此，宜創(chuàng)造一種用于加工導(dǎo)管、導(dǎo)線和其它裝置的微切割機，其利用雙刀片同時切割兩側(cè)，能夠直接控制所得材料束的寬度且能夠微切割非導(dǎo)電性材料，例如塑料。此類機器將比當(dāng)前的微切割機更快、更可預(yù)測且更通用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]一種用于沿備料的長度形成多個切口以形成產(chǎn)品的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含:備料控制器，其固持備料并沿X軸饋送備料;切割設(shè)備，其包括第一切割部件、第二切割部件和第一馬達，所述第一馬達實質(zhì)上平行于Z軸移動所述第一切割部件和所述第二切割部件以形成所述多個切口中的每一對切口，所述切割設(shè)備包括一個或多個第二馬達，所述第二馬達控制沿Y軸在第一切割部件的第一切割點與第二切割部件的第二切割點之間的相對間隙距離，每一對切口基于所述相對間隙距離在備料中留下所得材料束；以及電子控制器，其以通信方式耦合到備料控制器，控制所述備料控制器的操作以在已經(jīng)形成每一對切口后沿X軸饋送備料，且其以通信方式耦合到切割設(shè)備，控制第一馬達的操作以形成每一對切口且控制所述一個或多個第二馬達的操作以控制所述相對間隙距離。
[0015]一種用于沿備料的長度形成多個切口以形成產(chǎn)品的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含:備料控制器，其固持備料且沿X軸饋送備料;切割設(shè)備，其包括第一切割刀片和第二切割刀片，所述切割設(shè)備包括驅(qū)動第一切割刀片的第一主軸馬達和驅(qū)動第二切割刀片的第二主軸馬達，所述切割設(shè)備包括沿Y軸移動第一切割刀片的第一步進馬達和沿Y軸移動第二切割刀片的第二步進馬達，由此沿Y軸在第一切割刀片與第二切割刀片之間產(chǎn)生相對間隙距離，所述切割設(shè)備包括第一馬達，所述第一馬達實質(zhì)上平行于Z軸移動第一切割部件和第二切割部件以形成所述多個切口中的每一對切口，每一對切口在備料中基于相對間隙距離留下所得材料束；以及電子控制器，其以通信方式耦合到備料控制器，控制備料控制器的操作以在已經(jīng)形成每一對切口后沿X軸饋送備料，且其以通信方式耦合到切割設(shè)備，控制第一馬達的操作以形成每一對切口，并控制第一步進馬達和第二步進馬達的操作，由此控制相對間隙距離。
[0016]一種沿備料的長度切割多個切口以形成產(chǎn)品的方法，其包含以下步驟:(a)將備料沿X軸移到第一位置；(b)將第一切割部件移到第一Y軸位置并將第二切割部件移到第二Y軸位置，以在第一切割部件與第二切割部件之間產(chǎn)生一個或多個相對間隙距離；(C)沿Z軸同時移動第一切割部件和第二切割部件，同時保持所述一個或多個相對間隙距離，以切割備料形成所述多個切口中的每一對切口以及具有大致等于所述一個或多個相對間隙距離的一個或多個寬度的所得材料束；(d)將備料移到后續(xù)X軸位置；以及(e)重復(fù)步驟(b)到(d)，直到每一對切口都已經(jīng)形成。
【附圖說明】
[0017]圖1說明一個實施例中的微切割機的總體概述；
[0018]圖2A說明一個實施例中的圖1的微切割機的切割組合件的部分剖開的平面圖；
[0019]圖2B說明在一個實施例中處于圖2A的切割組合件的饋料槽內(nèi)的一件圓柱形備料的橫截面圖；
[0020]圖3說明由圖1的成像系統(tǒng)和CPU產(chǎn)生的桌面圖像，其描繪一旦用切割組合件切割的備料；
[0021 ]圖4說明圖1的切割組合件的成像系統(tǒng)；
[0022]圖5A、5B和5C說明根據(jù)一個實施例切割的產(chǎn)品的不同視圖；以及
[0023]圖6A和6B說明根據(jù)一個實施例切割形成不同產(chǎn)品的數(shù)件圓柱形備料的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0024]本文中揭示的微切割機利用一對微切割刀片或其它切割部件來精確切割圓柱形備料的相對側(cè)。通過兩側(cè)同時切割，同時緊密控制各刀片或切割部件之間的距離，所揭示的微切割機能夠制造出用于介入醫(yī)療程序的高性能導(dǎo)管、導(dǎo)線和相關(guān)產(chǎn)品，以及用于多種其它用途的其它裝置。盡管一個實施例主要設(shè)計用于將備料切割成具柔性且可扭轉(zhuǎn)的醫(yī)療用導(dǎo)線和導(dǎo)管，但所揭示的微切割機無疑也可用于其它應(yīng)用，并且可適于精確地微切割多種圓柱形材料或可能甚至可具有非圓形橫截面形狀的其它擠壓備料。微切割機主要將關(guān)于切割導(dǎo)線和導(dǎo)管來進行描述，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認識到所述實施例的更廣適用性。
[0025]圖1說明根據(jù)一個實施例的微切割機的總體布局。微切割機101包括切割組合件140，其一般具有至少一對刀片或切割部件，以及兩個或更多個備料控制器，所述備料控制器包括饋料馬達和旋轉(zhuǎn)馬達，用于在切割圓柱形備料時精確地推進和控制