崔勇  上海医疗器械(集团)有限公司手术器械厂

刘福林  葆美(上海)贸易有限公司

    本文介绍了宝美铣车复合机床的特点，以及在微创医疗器械零件加工中的经验，在实际使用中取得很好的效果。

    微创手术,是指通过、胸腔镜等内窥镜在人体内施行手术的一种新技术。微创手术具有创伤小、疼痛轻、xxx的优越性，“微创”这一概念已深入到外科手术的各种领域，监控系统也不xx于内窥镜，更多是采用介入的方式，如脊柱外科、。还有其他方式，如显微外科广泛应用于手术外科等。各种复杂、异型微小零件组成这些精密控制机械来完成整个手术过程，多个零件之间配合动作是否象外科手术医生手指一样灵巧、xx，很大程度上取决于每个零件型面的设计和制造水平。目前，国内外xx微创器械加工均采用铣车复合机床。我们上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂，近两年连续引进瑞士宝美技术（BUMOTEC）公司 2台铣车复合加工中心（见图1），组成微创车间关键生产设备，打破了国外技术垄断，使整体工艺水平、制造能级和生产能力得到了全面的提升，荣获上海市制造业与高新技术产业自主创新品牌，在行业中堪称{yl}，“金钟”品牌成为手术器械民族工业的一面旗帜。

图1 宝美S-191linear铣车复合加工中心

瑞士宝美公司不仅提供了精度高，非常适合微创零件加工的机床，还提供数10种零件加工整体解决方案，包括编程、刀具、工装等，因此在医疗械加工行业有着非常广泛的应用。

  1， 瑞士宝美S-191linear机床简介

机床的数控系统

S-191主机配备了FANUC 30系列31i-A{jd0}纳米级数控系统，可控制40轴。{jd0}的高速处理器配合高速CNC内部总线以及用于高速数据传送的光缆，以钠米为单位xx计算位置命令，可以使机床平滑移动并提高加工精度，无论是铣削还是车削均可以实现纳米极别的高质量表面加工。机床运行程序的实际时间决定了你可以加工到多快多好，复杂的自由曲面，在AI轮廓控制中最多可以预读1000个指定的程序段，通过预读判断指定的形状，控制速度和加速度，使机床发挥最加的性能来进行超高速加工。配合专业的后置处理程序，输入3D图形直接生成数控加工程序，得以实现数字化制造。

机床的配置

这是一款用于加工棒料六面体零件的典型高效机床（图2），而且通过夹具快换系统，也非常适合多品种零件的批量加工。它的布局为紧凑型动柱式床身结构，床身材料为整体高强度抗振铸铁。卧式安置的两根车床主轴相对装于床身的正面，左面是固定的正主轴，右侧为副主轴，它可沿45度斜面进行立卧转换。由于任何机床的主轴轴线均称之为Z，因此围绕Z轴转动的功能称为C（同理，围绕X、Y直线轴转动的坐标轴为A和B），这两根正副车主轴均具有C轴回转功能，只不过当副主轴如图2所示转到立式位置时，其自转轴坐标就定为A了。同时副主轴又可沿床身左右运动，为了将其区分于Z轴运动，故将它命名为W轴运动。

               图2 S-191linear 结构图

从图2中我们还能看到，床身的斜面上安装有一个滑台，滑台沿床身导轨作左右Z向直线运动；安置在滑台上的立柱，可前后作Y向运动；而安装在立柱上的装刀主轴箱，则可上下作X向运动。该装刀主轴还具有B轴回转动能，能作-30°~+115°连续回转。

行程：

X=410mm Y=200mm

Z=400mm W=310mm                               

C&A=360°B=+115°/ -30°       

分辨率：

直线轴 X-Y-Z-W：0.0001mm

旋转轴 A-B-C：0.0001°

主轴通棒料直径：32/50/65mm

刀具电主轴{zg}转速：30,000rpm

刀库容量：30/60把

  2，在微创零件加工中的应用

  实现本地加工

宝美机床有3个旋转轴，机床就显得很灵活，可以加工一些一般的五轴机床不能加工的部位，比如打中心孔，铣锥度回转夹具，这样就可以实现本地加工，即在同一台机床上加工夹具，再用此夹具加工工件，可以保证较好的装夹精度。如图3、4、6零件需要在背主轴装夹辅助夹具，特别是图4零件由于尺寸长、中间壁薄，铣削远端时候需要中间有辅助支撑（根据零件形状本机床自制），否则有振颤现象。

  开发宝美机床后置编程

    由于我们厂使用UG 设计软件，宝美{dy}台机床就位后，联合UG及宝美公司开发了该机床后置软件，xxWindows操作环境，以UG为实体造型的核心技术，可以完成简单，复杂零件的建模，曲面造型功能、装配、标注等。提供了清根铣、投影加工、插铣加工等多种高效的曲面加工方法针对多轴加工还提供了四轴旋转铣、五轴精加工、五轴侧刃铣切、五轴钻孔等加工方式，并运动仿真。该软件大大提高了我厂创新能力，缩短各类异型精密零件交付周期。

图6 颈椎前路钢板

图7 左偏钩

  便捷的实用程序

  宝美公司还开发了许多软件。举例来说，如果操作者忘了对刀，在执行加工程序时，机床调到此把刀具时会知道，就会自动去对刀，然后再加工；加工过程中后台程序模拟加工比实际加工快一个节拍，及时发现撞机的可能并且避免。

  对于比较规则的几何形状，配合瑞士宝美机床特定的G代码定义所要加工的面，在调试时根据实测值可以在机床上很快找到要修改的值，不必知道这个值应该是多少，只要知道该吃多少或放多少就可以了，熟练的操作工就可以修改，大大提高了调试的效率。

图3取石钳

图4大抓钳

图5血管钳

图8 微创生产车间

3， 结束语

   经过一段时间的使用，宝美机床在微创零件加工方面的表现不错，精度高，容易掌握，还提供多种接口，方便实现数控加工程序的传送，在编程方面，UG后置处理编程软件也很方便，总体感觉瑞士宝美机床很灵巧，非常适合精加工，在实际生产中，要根据机床的特点合理使用机床和加工参数，让机床发挥出更大的效益。在未来的发展中，上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂坚持以市场为导向和“为用户着想、做得更好”的服务宗旨、实施差异化竞争的发展战略、倡导“金钟人的利益与金钟品牌价值同一”的品牌文化理念，提升“金钟”品牌的知名度和美誉度，让“金钟”手术器械走遍全国、走向世界，创造中国手术器械民族制造工业的奇迹、为迎来“金钟”手术器械更加明媚的春天而持续创新。