无线球棒速度医疗机器测试

摘要球杆分析是评价数控机床轮廓精度的一种实用、简便的方法。尽管球棒在精密加工领域已经司空见惯了20多年，但医疗设备制造商Nemcomed的经验表明，最近推出的一款球棒还有更大的潜力。据该公司称，来自Renishaw (Hoffman Estates, Illinois)的QC20-W无线球棒在小型机器上执行快速能力检查和建立机器体积精度的基准方面有很大的不同。

Nemcomed是Avalign技术的一个分支，是一家位于印第安纳州韦恩堡的医疗植入物和矫形oem设备的供应商。该公司生产超过1000种不同的部件，包括用于膝盖、臀部、肩膀、手腕、肘部、手指和脊柱的植入物，以及钳子和钢丝钳等工具。大多数产品由不锈钢、钛或钴铬制成，批量为30至40块。原材料，通常是巴斯托克或锻件，在转移到轧机或车削中心之前，要先经过切断槽，这取决于复杂程度。

许多植入物具有复杂的特征，如弯曲或球形部件，需要精确的加工。此外，客户通常有他们自己的特殊要求，Nemcomed作为医疗器械制造商的地位要求遵守联邦法规，如FDA 21 CFR Part 820质量体系法规和ISO 13485医疗器械标准。因此，确保机床和工艺能够生产符合规格的零件是一个关键问题。Nemcomed的制造工程师埃里克•阿诺德(Eric Arnold)表示:“知道我们的产品最终可能会进入某人的身体，我们个人也有兴趣和自豪。”“作为未来的潜在患者，我们希望制造出质量最高的部件。”

在购买Renishaw QC20-W球棒以认证机器之前，该公司使用了该设备的前身QC10。新的球棒保留了以前模型的原理，即使用数控循环程序和软件诊断和量化机器定位误差，包括伺服不匹配、粘滑、侧间隙、重复性、比例不匹配和机器几何形状。它还提供了一个整体的圆度值。

不过，阿诺德说，当Nemcomed在2010年收购QC20-W时，QC20-W推出的新功能立即对部件质量和利润产生了积极的影响。他指出，之前的有线球棒需要三个独立的设置来测试机器的X-Y、Y-Z和X-Z平面。这相当于
总安装时间约1.5小时。相比之下，新模型只需要在三架飞机上进行一次测试。现在，总安装时间不到15分钟。“更重要的是，它不会干扰我们的生产设置，所以当我们回到生产模式时，我们不必重新设置机器，”他补充道。“我们取出球棒，插入一个工具，然后在几分钟内重新开始制造零件。”

无线操作对该公司的小型机床也特别有用。阿诺德解释说:“机床制造商了解精益操作对占地面积的价值，所以新机床设计的占地面积更小。”“这使得操纵有线球棒的内部空间更小，所以无线数据传输是一个很大的优势。”他补充说，在测试过程中完全关闭机器门的能力提高了安全性，而用有线球棒是不可能的。

此外，新的球棒设计能够在三个正交平面上通过单个参考点和单个设置进行测试，使配套软件能够通过关联所有三个参数来产生具有代表性的体积定位精度测量。Arnold先生说，这一体积精度基准对Nemcomed来说很有价值，因为在轮廓加工过程中，同步多轴运动可能会加剧定位误差。体积精度对于大型机床和零件也很重要，因为在较长的机床行程中，刀具轨迹偏差会被放大。

在购买该系统后不久，当一台机器出现故障时，该球棒在快速和准确的机器测试方面的潜力变得明显。除了用球棒测试机器外，公司还订购了激光干涉仪测试。结果是相同的，这种精度水平很快促成了一个大的，注重质量的客户，需要验证的机器校准。“为每台机器配备激光干涉仪的费用使得向客户提供零部件的成本变得过高，”阿诺德说。“我们向客户展示了球棒和干涉仪测试的结果，他们同意球棒测试符合他们的验证要求。基本上，QC20-W在测试了两台机器后就收回了成本。”

作为公司预测性维修计划的一部分，维修工程师跟踪三个月的时间框架的结果。阿诺德说，这有助于及早发现错误，并提高安排维护和维修的效率。他补充说，配备了存储各种配件的系统机箱，使该球棒便于运输到该公司的四个全球制造工厂中的任何一个，并迅速安装，并获得所需的机器资格。

2010年8月，Nemcomed完成了其Fort Wayne工厂10000平方英尺的扩建，以巩固另一家工厂的运营，并为新机器增加空间。这使得测试该球棒的机器数量达到20台。阿诺德说，去年11月，Nemcomed又扩建了1.4万平方英尺(约合14000平方英尺)的面积，随着Nemcomed规模的继续扩大，其球杆的使用量也将增加。“在切割零件之前了解机器的性能，使我们能够最大限度地减少报废和机器停机时间。这给了我们高质量的零件和生产力，同时保持低制造成本。这就是精益制造的全部意义所在——更高的客户价值。”