Објава резултата:

Систематски смо излагали револуционарну производну парадигму„интегрисано,-једнократно стезање“вилице роботске хируршке клешта засноване на јапанском Мазак КТЕ-100МСИЛ пет-оси联动 прецизном центру за окретање и глодање. Ова технологија је пробила геометријска ограничења традиционалних машина са три{4}}осе, постигавши-једнократно прецизно глодање и формирање сложених канала протока, просторно уврнуте закривљене површине, шаре микро зуба и високо{7}}прецизне рупе за шарке унутар чељусти клешта. Подигао је слободу дизајна, тачност производње и ефикасност на нови ниво, заиста претварајући дигитални тродимензионални модел без губитка у физички ентитет.

Позадина истраживања и развоја Болне тачке:

Чељусти роботских хируршких пинцета нису једноставне равне плоче или равне шипке. Њихов дизајн укључује сложене ергономске кривине, унутрашње кабловске/цевне канале, прецизне ротирајуће структуре зглобова и микроскопске шаре зуба за повећану силу хватања. Традиционална производња се ослања на комбиновање процеса у више- корака„стругање + више-глодање на више оса + обрада са електричним пражњењем + ручно полирање.“Овај модел има фаталне недостатке: вишеструко стезање узрокује кумулативне грешке, што отежава гарантовање критичних димензионалних толеранција (као што је симетрија две чељусти клешта, концентричност рупа за шарке); обрада сложених унутрашњих шупљина и канала је тешка, што резултира лошим квалитетом површине; конзистентност обраде микроскопских узорака зуба је ниска и ослања се на квалификоване раднике. Ово доводи до великих флуктуација у конзистентности производа, ниске ефикасности производње и отежава постизање сложенијих и оптимизованих дизајна. Тржишту је хитно потребно универзално производно решење које може прецизно и неприметно да реализује сложене дизајне са високом прецизношћу.

Основна технолошка иновација:

Наша основна иновација лежи у-дубокој примени„комбинована обрада пето-оси联动 прецизног стругања и глодања“технологије.

• Комбиновано стругање и глодање и{0}}једнократно стезање:Мазак КТЕ-100МСИЛ интегрише веома круто вретено за стругање и вретено за глодање високих перформанси. Након што је материјал шипке уметнут, машина може аутоматски да заврши све процесе као што су окретање спољашњег круга, обрада чеоних површина, сложено контурно глодање, бушење, урезивање, итд. у истом координатном систему. То значи да од једног материјала шипке до коначно формираног тела чељусти, осим за каснију површинску обраду, нема потребе за секундарним стезањем, елиминишући грешку конверзије референтне вредности на њеном извору.
• Координисана обрада просторно закривљених површина са пет{0} оса:Традиционалне машине са три{0}}осе могу да изводе само линеарна кретања у правцима Кс, И и З, што резултира ниском ефикасношћу и слабом прецизношћу при обради сложених закривљених површина. Наша машина са пет-осова додаје две ротирајуће осе (Б-оса и Ц-оса), омогућавајући алату да буде оријентисан под било којим углом. Ово омогућава глодалу да увек додирује површину радног предмета под оптималним углом (вертикално или тангентно), довршавајући високо-квалитетно глатку обраду тих сложених тродимензионалних-"смањење тежине"закривљене површине или ергономске закривљене површине за подршку за прсте на вилици које се користе за смањење површине контакта са ткивом и олакшавање испирања у једном потезу.
• Микро алатке и обрада микро{0}}функција:Користимо ултра{0}}тврде микро глодалице пречника од 0,2 мм. Под пет{3}}осно координисаном обрадом, можемо прецизно да угравирамо микроскопске - узорке зуба против клизања на површини вилице која се спаја. Ови зуби више нису једноставне праве линије, већ тродимензионални закривљени зуби оптимизовани у складу са механиком хватања, обезбеђујући довољно трења да спречи клизање ткива и минимизира оштећење компресије ткива у највећој мери. У исто време, унутрашњи канали за фино испирање такође се могу директно обрађивати са великом глаткоћом.
• Онлине мерење и интелигентна компензација:Машина интегрише високо{0}}прецизне сонде и може да обавља онлајн мерење кључних димензија током процеса обраде. На основу резултата мерења, у реалном времену-може да компензује грешке изазване хабањем алата и термичком деформацијом, обезбеђујући да је стабилност величине сваког дела у серијској производњи унутар опсега толеранције од ±0,01 мм.

Механизам деловања:

Основни механизам његовог деловања је„детерминистичко мапирање од дигиталног модела до физичког ентитета“.У систему нумеричке контроле са пет -осних 联动, тродимензионални ЦАД модел чељусти се израчунава да формира непрекидну и глатку путању средишње тачке алата у пето-димензионалном простору (Кс, И, З, Б, Ц). Прецизан серво систем машине алатке обезбеђује да се алат креће стриктно дуж ове путање. Због једнократног-стезања, релативни однос између радног комада и координатног система машине алатке остаје непромењен. Стога, било да се ради о спољној контури, унутрашњој шупљини, систему рупа или површини, тачност релативне позиције између њих је у потпуности одређена геометријском тачношћу машине алатке и прецизношћу интерполације нумеричког система управљања, достижући границу прецизности коју механичка производња може постићи. Ово омогућава дизајнерима да се ослободе ограничења изводљивости процеса и фокусирају се на функционалну оптимизацију инструмента. Прецизна и контролисана обрада микроскопских узорака зуба директно оптимизује карактеристике трења на интерфејсу структуре вилице{9}}.

Провера ефикасности:

Након прегледа помоћу машине за координатно мерење (ЦММ), кључне толеранције димензија (као што су тачност контуре, симетрија и тачност положаја отвора шарке упарених делова чељусти) чељусти произведених овим процесом показале су побољшање за ред величине у поређењу са традиционалним процесом. Када се посматра под електронским микроскопом, јасноћа, конзистентност и оштрина микроскопских узорака зуба су далеко бољи од оних у процесу гравирања или штанцања. Функционални тестови су показали да биполарне чељусти произведене овим процесом имају изузетно високу тачност поравнања електрода, уједначене варнице током електрокоагулације и без бочног цурења. Клиничке повратне информације показују да нове чељусти имају више"чврсто"и"доследан"осећај хватања и може пружити поузданију механичку повратну информацију током финих операција. Што се тиче ефикасности производње,-циклус обраде једног комада је скраћен за више од 40%.

Стратегија и филозофија истраживања и развоја:

Наша филозофија је:"Крајња геометријска прецизност је физичка основа изванредног хируршког инструмента."Верујемо да се прецизност роботске хирургије на крају мора постићи прецизним покретима ендоскопских инструмената на милиметарском-нивоу и микро{1}}њутну-нивоу. Ово захтева да сами инструменти имају највећу могућу и доследну геометријску прецизност. Наша стратегија је да инвестирамо у композитну технологију стругања и глодања са пет-осова, која представља највиши ниво сечења метала. Са"супер сила"опреме, обезбеђујемо"суперпрецизност"производа. Посвећени смо дигитализацији и аутоматизацији процеса производње у највећој мери, концентришући људску креативност на дизајн и програмирање процеса, и препуштајући машинама које се понављају, прецизно извођење.

Будућа перспектива:

У будућности ћемо ићи ка„интеграција адитивне и субтрактивне производње“и„адаптивна обрада“.Истражићемо употребу металног 3Д штампања (СЛМ) за прављење празних делова чељусти са унутрашњим конформним каналима за хлађење или неправилним шупљинама, а затим ћемо користити прецизну машину са пет-ала за финално обликовање и завршну обраду, комбинујући предности оба. Истовремено ћемо развити интелигентни адаптивни контролни систем заснован на фузији информација са више-сензора током обраде (као што су вибрације, акустична емисија и сила сечења), омогућавајући машини да аутоматски оптимизује параметре сечења и носи се са микро-неравнинама материјала, постижући праве"интелигентна производна јединица",и непрекидно водећи у технолошкој граници ултра{0}}прецизне обраде медицинских уређаја.