Kunngjøring av resultater:

Vi forklarte systematisk det revolusjonerende produksjonsparadigmet til"integrert,-engangsklemming"av robotens kirurgiske pinsettkjeve basert på det japanske Mazak QTE-100MSYL fem-aksen联动 presisjonsdrei- og fresesenter. Denne teknologien brøt gjennom de geometriske begrensningene til tradisjonelle tre-aksemaskiner, og oppnådde én-nøyaktig fresing og forming av de komplekse strømningskanalene, romlig vridd buede overflater, mikrotennmønstre og høy-hengselhull inne i tangkjeven. Det løftet designfriheten, produksjonsnøyaktigheten og effektiviteten til et nytt nivå, og konverterte virkelig den digitale tredimensjonale modellen uten tap til en fysisk enhet.

Forskning og utvikling Bakgrunnssmertepunkter:

Kjevene til den kirurgiske robottangen er ikke enkle flate plater eller rette stenger. Designet deres inkluderer komplekse ergonomiske kurver, interne kabel-/rørkanaler, presise roterende leddstrukturer og mikroskopiske tennermønstre for økt gripekraft. Tradisjonell produksjon er avhengig av en fler-prosesskombinasjon"dreiing + multi-aksefresing + elektrisk utladningsbearbeiding + manuell polering."Denne modellen har fatale mangler: flere klemmer forårsaker kumulative feil, noe som gjør det vanskelig å garantere kritiske dimensjonstoleranser (som symmetrien til de to tangkjevene, konsentrisiteten til hengselhullene); behandling av komplekse indre hulrom og kanaler er vanskelig, noe som resulterer i dårlig overflatekvalitet; Behandlingskonsistensen til mikroskopiske tannmønstre er lav, og den er avhengig av dyktige arbeidere. Dette fører til store svingninger i produktkonsistens, lav produksjonseffektivitet, og gjør det vanskelig å oppnå mer komplekse og optimaliserte design. Markedet trenger et presserende behov for en universell produksjonsløsning som nøyaktig og sømløst kan realisere komplekse design med høy presisjon.

Kjerneteknologisk innovasjon:

Vår kjerneinnovasjon ligger i-dypende anvendelse av"fem-akser联动 presisjonsdreiing og fresing kombinert prosessering"teknologi.

• Kombinert dreiing og fresing og en{0}}gangsklemming:Mazak QTE-100MSYL integrerer en svært stiv dreiespindel og en høyytelsesfresespindel. Etter at stangmaterialet er satt inn, kan maskinen automatisk fullføre alle prosesser som yttersirkeldreiing, endeflatebehandling, kompleks konturfresing, boring, tapping osv. i samme koordinatsystem. Dette betyr at fra et enkelt stangmateriale til det endelige formede kjevelegemet, bortsett fra den senere overflatebehandlingen, er det ikke behov for sekundær fastspenning, noe som eliminerer standardkonverteringsfeilen ved kilden.
• Fem-aksekoordinert maskinering av romlige buede overflater:Tradisjonelle maskiner med tre-akser kan bare utføre lineære bevegelser i X-, Y- og Z-retningene, noe som resulterer i lav effektivitet og dårlig nøyaktighet ved behandling av komplekse buede overflater. Vår fem-aksemaskin legger til to roterende akser (B-akse og C-akse), slik at verktøyet kan orienteres i alle vinkler. Dette gjør at freseren alltid kan kontakte arbeidsstykkets overflate i den optimale vinkelen (vertikal eller tangent), noe som fullfører den jevne behandlingen av høy-kvalitet av de komplekse tre-dimensjonale"vektreduksjon"buede flater eller ergonomiske fingerstøtter buede flater på kjeven som brukes til å redusere kontaktflaten med vevet og lette skyllingen i en gang.
• Mikroverktøy og mikro-funksjonsbehandling:Vi bruker ultra-harde mikrofresere med diametre så små som 0,2 mm. Under fem-aksekoordinert bearbeiding kan vi nøyaktig gravere de anti-mikroskopiske tannmønstrene på kjevens parringsoverflate. Disse tennene er ikke lenger enkle rette linjer, men tredimensjonale kurvetenner optimalisert i henhold til gripemekanikken, og gir tilstrekkelig friksjon til å forhindre vevsglidning og minimere vevskompresjonsskader i størst grad. Samtidig kan de innvendige fine spylekanalene også bearbeides direkte med høy glatthet.
• Online måling og intelligent kompensasjon:Maskinen integrerer høy-presisjonssonder og kan utføre online måling av nøkkeldimensjoner under maskineringsprosessen. Basert på måleresultatene kan den sanntid kompensere for feil forårsaket av verktøyslitasje og termisk deformasjon, og sikre at størrelsesstabiliteten til hver del i batchproduksjon er innenfor toleranseområdet på ±0,01 mm.

Virkningsmekanisme:

Kjernemekanismen for driften er"deterministisk kartlegging fra digital modell til fysisk enhet."I det fem-akse联动 numeriske kontrollsystemet beregnes den tre-dimensjonale CAD-modellen av kjeven for å danne en kontinuerlig og jevn bevegelsesbane for verktøyets midtpunkt i det fem-dimensjonale rommet (X, Y, Z, B, C). Maskinverktøyets presise servosystem sikrer at verktøyet beveger seg strengt langs denne banen. På grunn av en-gangsklemming forblir det relative forholdet mellom arbeidsstykket og verktøymaskinens koordinatsystem uendret. Derfor, enten det er den ytre konturen, det indre hulrommet, hullsystemet eller overflaten, er den relative posisjonsnøyaktigheten mellom dem fullstendig bestemt av den geometriske nøyaktigheten til maskinverktøyet og interpolasjonsnøyaktigheten til det numeriske kontrollsystemet, og når presisjonsgrensen som mekanisk produksjon kan oppnå. Dette gjør det mulig for designere å bryte seg løs fra begrensningene til prosessgjennomførbarhet og fokusere på funksjonell optimalisering av instrumentet. Den nøyaktige og kontrollerbare behandlingen av mikroskopiske tannmønstre optimaliserer direkte friksjonsegenskapene til kjevestrukturgrensesnittet.

Effektverifisering:

Etter å ha blitt inspisert av en koordinatmålemaskin (CMM), har de viktigste dimensjonstoleransene (som konturnøyaktighet, symmetri og hengselhullposisjonsnøyaktighet for de sammenkoblede kjevestykkene) for kjevene produsert av denne prosessen vist en forbedring med en størrelsesorden sammenlignet med den tradisjonelle prosessen. Når de observeres under et elektronmikroskop, er klarheten, konsistensen og skarpheten til de mikroskopiske tannmønstrene langt overlegne i etse- eller stemplingsprosessene. Funksjonstester har vist at de bipolare kjevene produsert ved denne prosessen har ekstremt høy elektrodejusteringsnøyaktighet, jevne gnister under elektrokoagulering og ingen sidelekkasje. Klinisk tilbakemelding indikerer at de nye kjevene har en mer"fast"og"konsekvent"gripende følelse, og kan gi mer pålitelig mekanisk tilbakemelding under fine operasjoner. Når det gjelder produksjonseffektivitet, er prosesseringssyklusen for enkelt-stykke blitt forkortet med mer enn 40 %.

Forsknings- og utviklingsstrategi og filosofi:

Vår filosofi er:"Den ultimate geometriske presisjonen er det fysiske grunnlaget for et enestående kirurgisk instrument."Vi tror at presisjonen til robotkirurgi til syvende og sist må oppnås gjennom millimeter-nivå og mikro-newton-nivå presise bevegelser av de endoskopiske instrumentene. Dette krever at selve instrumentene har høyest mulig og konsistent geometrisk presisjon. Vår strategi er å investere i fem-aksen联动 dreie- og fresekomposittteknologi, som representerer det høyeste nivået av metallskjæring. Med"superkraft"av utstyret sikrer vi"overpresisjon"av produktene. Vi er forpliktet til å digitalisere og automatisere produksjonsprosessen i størst mulig grad, konsentrere menneskelig kreativitet om design og prosessprogrammering, og overlate den repeterende nøyaktige utførelsen til maskinene.

Fremtidsutsikter:

I fremtiden vil vi bevege oss mot"integreringen av additiv og subtraktiv produksjon"og"adaptiv prosessering."Vi vil utforske bruken av metall 3D-utskrift (SLM) for å lage kjeveemner med interne konforme kjølekanaler eller uregelmessige hulrom, og deretter bruke en fem-akse presisjonsmaskinverktøy for endelig forming og etterbehandling, og kombinerer fordelene med begge. Samtidig vil vi utvikle et intelligent adaptivt kontrollsystem basert på sammensmelting av multi-sensorinformasjon under behandlingen (som vibrasjon, akustisk emisjon og skjærekraft), som gjør det mulig for maskinverktøyet å automatisk optimalisere skjæreparametere og takle materialmikro-ujevnheter, og oppnå en sann"intelligent produksjonsenhet,"og kontinuerlig leder den teknologiske grensen for ultra-presisjonsbehandling av medisinsk utstyr.