手術(shù)照明和顏色對醫(yī)院手術(shù)室至關(guān)重要。照明必須使醫(yī)生視線清晰且不能使醫(yī)生疲勞，即使長時間手術(shù)也不疲勞，這最大受益人是病人。因此，手術(shù)區(qū)照明是至關(guān)重要的因素。德國圖特林根的SIMEON醫(yī)療器械公司專業(yè)生產(chǎn)該類產(chǎn)品。海德漢數(shù)控系統(tǒng)幫助他們高精度地生產(chǎn)手術(shù)燈和保證生產(chǎn)的高質(zhì)量。
SIMEON是一家富有現(xiàn)代感的公司，專業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的醫(yī)院手術(shù)燈。SIMEON公司的創(chuàng)新產(chǎn)品選用LED作光源。長時間以來，LED一直用作指示燈或背光燈。LED燈具有亮度高、色溫恰當和工作壽命長等特點，但其作為照明燈的應(yīng)用壽命卻只有短短幾年的時間。不過，現(xiàn)代化的LED 燈作為新一代手術(shù)燈具有突出優(yōu)勢。
相對較大的鹵素燈，LED燈用許多小燈，通過反光鏡形成完美的照明區(qū),單眼反光鏡的笨重手術(shù)燈將成為歷史，傳統(tǒng)手術(shù)燈將被更富現(xiàn)代感的SIMEON手術(shù)燈所取代。
圖1 高精度定位LED燈座關(guān)系到照明區(qū)的均勻照明
先進的燈罩加工
燈罩形狀簡潔，用鑄鋁工藝制造。鑄造該燈罩時，其特殊的形狀本身就是挑戰(zhàn)。鑄造后采用配有海德漢iTNC 530 CNC系統(tǒng)的哈默C 30 U機床進行加工。這臺5軸機床只需一次裝卡就能完成該鑄件的完整加工。
整個加工的具體過程是：裝卡工件后，iTNC 530用3D測頭測量燈罩中的特定位置。這樣能正確地確定鑄件中特定點在空間中的位置。然后，用CAD/CAM系統(tǒng)生成的程序準確地加工該工件。在燈罩與燈柄連接處，燈罩內(nèi)的薄壁中有型腔和孔。如果這個連接部位有輕微誤差就將造成較多的零件報廢。因此，機床和NC系統(tǒng)必須確保高精度地加工。
圖2 用數(shù)控系統(tǒng)對組裝輔件編程
保證最佳照明
LED燈體的燈柄與燈罩內(nèi)壁的準確對準相當關(guān)鍵：圓弧面的傾斜位置由計算確定，使通過圓柱形燈柄固定在燈罩中的LED燈體能形成均勻照明區(qū)。因此5軸加工燈柄的精度必須非常高，因此擺動軸的精度最重要。
KinematicsOpt是一個快速校準的循環(huán)，用于定期檢查旋轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的偏差并將補償值傳到運動特性模型中。重新校準所需時間很短，機床操作人員自己就能完成，無需他人幫助。因此能保證擺動操作的高精度并保持穩(wěn)定。
圖3 薄壁結(jié)構(gòu)需要極高加工精度
高精而可靠的加工
高精度加工和高表面質(zhì)量是醫(yī)療器械產(chǎn)品生產(chǎn)的基本要求。海德漢數(shù)控系統(tǒng)以運動控制的高精度著稱于世。保證高精度的有效途徑之一是最佳地執(zhí)行CAD/CAM系統(tǒng)編程的NC數(shù)控程序，SIMEON公司的燈罩就是這種情況。這種程序通常由大量直線段組成，輪廓過渡受弦差影響。海德漢TNC系統(tǒng)非常高效地在自動平滑輪廓元素間過渡并控制在要求的公差范圍內(nèi)。這是可以達到要求的精度并獲得高質(zhì)量表面的唯一途徑。
SIMEON公司利用了DCM功能，也就是iTNC的動態(tài)碰撞監(jiān)測功能。在5軸聯(lián)動加工中，有效地避免碰撞特別有意義：聯(lián)動的機床軸的數(shù)量越多，NC程序員和加工操作員越難以觀察機床軸的運動。為此，編程中和裝卡時很難預(yù)知實際碰撞危險。DCM不僅對CAD/CAM生成的工件加工有效，同時在裝卡、手動操作或用機床直接編程的程序執(zhí)行中都有效。
圖4 燈罩鑄造完成后，采用配有海德漢iTNC 530 CNC系統(tǒng)的哈默C 30 U機床進只需一次裝卡就能完成該鑄件的完整加工
快速和安全的單件生產(chǎn)
除了批量生產(chǎn)手術(shù)燈外，SIMEON公司有時也用機床生產(chǎn)單件零件，例如組裝工具，對此海德漢數(shù)控系統(tǒng)格外適用。因為其易于理解的簡易編程語言可輕松地對極為復雜的工件編程。SIMEON公司的員工很熟悉這個特性，因此，他們很少查看合理組織的數(shù)控系統(tǒng)文檔。
SIMEON用LED新技術(shù)生產(chǎn)全新手術(shù)燈，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)緊湊而且照明效果好。但這種新型設(shè)計必須用高精度和精湛的生產(chǎn)技術(shù)才能滿足當今醫(yī)療器械行業(yè)對高質(zhì)量的要求。為此SIMEON的銑床全部配備了海德漢TNC數(shù)控系統(tǒng)。
