医疗行业精密加工

满足医疗零件严格的质量完成要求可能会带来并非每台机器都能应对的挑战。

随着对医学进步的需求持续加速，主要受人口平均年龄增长的推动，医疗领域的制造商面临着跟上步伐的挑战。虽然这些制造商可能会自然而然地被新开发的机器所吸引，以满足客户对更高效地生产复杂零件的需求，但他们不应该对从经过时间证明的机器中获得的结果感到惊讶。

医疗零件制造机

Bumotec 是加工中心、车铣复合机床和传送机的制造商。它隶属于斯达拉格集团——一家拥有 1,800 名员工的上市公司，总部设在瑞士，但在瑞士以及法国、德国和英国均设有制造工厂。自那时以来，拥有约 35 名员工的美国销售办事处一直位于肯塔基州的希伯伦。 2001.

Bumotec 是集团内八家核心公司之一，专注于医疗和微机械零件。它最初是为服务钟表行业而开发的，最终将其范围扩大到其他行业的类似零件。无论是多品种/小批量生产还是批量生产，这些零件通常都是高价值的，并且涉及小而复杂的形状。

Bumotec 的 FTLs191-RP 高精度车铣复合机（简称 s191）是公司历史悠久的旗舰机床，旨在从棒材中交付成品零件，并在医疗和微机械零件以及半导体、弹药和其他复杂零件上取得成功微型组件，例如手表行业的微型组件。这是该机器如何在为多家医疗制造商生产股骨头部件中获得普及的情况。

生产“从酒吧到盒子”的零件

FTLs191-RP 车铣复合机在一次搬运中将高精度医疗和微机械零件从棒料送到盒子。

s191 是 15 年前开发的，用于处理复杂形状，包括磨光或小数点后四位的尺寸公差——高价值零件。它通常用于难处理的材料，如钛、Waspaloy、陶瓷、玻璃、石英、铬镍铁合金和不锈钢。该机器标配有棒料推料器，但在美国，最常配备棒料进料器和排屑器。也可以使用托盘装载机。

该机床的突出优势之一是取料单元，它是一个完整的副主轴，可作为翻转站运行，允许在水平或垂直位置进行加工。

虽然它是七轴机床（具有五轴联动加工），但它仅与 Fanuc 31i-B5 控制一起提供，作为简化其操作的解决方案。该公司认为这台机器是全球性的，因此它在这台机器上制定了 FANUC 控制标准，因为它在国际上的知名度以及在精密零件生产中处理每个运动轴的能力。

直线电机，直接驱动扭矩机器在主 C 轴上具有 25 马力，在 B 轴上具有 15 马力，在重拍上具有 12 马力（它确实在两个地方使用滚珠丝杠以确保 OSHA 安全，但仅用于定位而不是在加工轴）。重拍主轴与 C 轴对齐，并具有几乎相同的力。但是一旦它从C收到工件，它就可以重新定向以垂直工作。

该机器具有一个重取单元 - 一个完整的副主轴，作为翻转站运行，允许在水平或垂直位置进行加工。

另一种选择是安装在相对主轴旁边的双爪虎钳，也可用于抓取工作。如果车削不需要相反的主轴，则虎钳可以将零件从切断处取出，重新定位并保持它进行铣削工作。

大多数基于夹头的机器作为棒料铣削解决方案出售，但它们也可以设置用于生坯。他们可以使用直径从 32 毫米到 65 毫米的棒材。 Bumotec 与 Hainbuch 和其他供应商密切合作，提供无需制造和装载夹具的快速更换解决方案。快速设置和转换使机器能够很好地适应多品种、小批量的原型环境。

基于夹头的系统提供的灵活性，以及​​公司宣传的“从棒材到盒子”生产零件的能力，满足了客户的需求，其中许多客户拥有 ISO 医学认证和/或 FDA 认证。他们需要能够在单一平台上展示可在多台机器上转移和重复的既定流程，并以一致的精度获得，从设置到转换。

该机器还具有换刀装置的测量功能。

工具更换器最多可容纳三层，每层可容纳 30 个工具。

结合雷尼绍技术，OMP400 光学测头测量零件，TS27R 接触式对刀测头检查刀具在长度和直径上的破损。这是一台紧凑型机器，但在 10,000 磅时提供了良好的刚性。标准主轴转速为 30,000 rpm，可选择 40,000 rpm，线性驱动器提供 1.2-G 加速度。使用婚礼蛋糕样式，三层旋转木马，工具更换器可容纳 90 个工具（每个压板 30 个）。

如何加工股骨头

虽然 s191 用于各种行业的一系列复杂零件，但一个应用程序很好地展示了它的全部功能。在髋关节置换手术（用于缓解关节炎疼痛或有时作为髋部骨折的治疗）期间，股骨头——股骨（大腿骨）上端的球——被替换为假体。 Bumotec 专注于为股骨头生产等工艺进行机器改造，并为需要这些零件的医疗供应商找到了一个很好的市场利基。

据该公司称，它为这些零件开发的交钥匙流程与过去的生产方式不同。它利用重取单元在工作区操作零件，将其从棒料带到成品，包括车削、铣削、磨削和超精加工。股骨头系列包括三种不同尺寸，由铬钴棒制成。不同的棒材直径和夹头用于适应不同的零件尺寸，但程序和工具保持不变。砂轮也可以调整，从 28 毫米到 35 毫米。

由铬钴棒制成的股骨头需要车、铣、磨和超精加工。

在零件生产过程中，第一站，即主轴，负责处理 ID、面和 OD 的初始阶段。然后，副主轴使用 Ottet 夹头接收零件，这是一种主要为薄壁工件设计的夹头品牌，可以夹持内径或外径。对于股骨头的截断操作，它通过在 ID 上展开来夹紧。在这个阶段，零件的球体被切割，从水平位置开始（为了更好的排屑），然后旋转到垂直位置。应用三种不同的砂轮粒度，然后抛光和超精加工完成机器上的零件。

零件的光洁度为 4 微米，大约需要 12 分钟才能完成。该机器的真正价值在于其在生产股骨头等部件方面的自主性。程序已经写好了。一旦装载棒材，机器几乎不需要监督。只要有材料可用并且在换刀器中保持新的工具，机器就可以无限期地继续生产。工具更换器位于工作区之外，因此可以在过程的任何阶段更换工具。

在机器无人看管的情况下，操作员可以在白天重新用于做其他事情。他或她可能同时运行三到四台机器，或者可能参与其他项目。交钥匙机器可以提供强大的、可重复的过程，几乎不需要监控。当它落地时，它会立即制造零件，并且可以轻松地将定义明确的流程转移到其他位置以实现流程可重复性。

托盘装载

在 Bumotec 展厅中，s191 配备了码垛机，而不是用于生产股骨头的棒材进料器。一次装载十个托盘，每个托盘有 20 到 30 个工件（取决于零件尺寸）。 B 轴用于加工和零件操作。使用 HSK 40 刀柄，B 轴在加工过程中执行车削和铣削操作。但是一旦零件完成，它会将当前的工具换成 Schunk 双爪夹持器。托盘回到工作区，B 轴夹住球并将其装回托盘上。重点是让人们离开机器，让流程自行处理。