無線操作有助于在小型防護(hù)罩中使用，方便進(jìn)行快速檢查，而且最大程度上減少運行中斷。空間精度測試增加了新的維度。
美國印第安納州韋恩堡 — 球桿儀分析是一種經(jīng)證明在測定機(jī)床功能方面行之有效的方法，也是評估數(shù)控機(jī)床輪廓精度最實用、最便捷且最全面的工具。雖然球桿儀在精密加工操作中已經(jīng)普及應(yīng)用20多年，但在對小型機(jī)床進(jìn)行快速功能檢查以及制定機(jī)床的空間精度基準(zhǔn)方面，一家總部位于美國中西部的醫(yī)療設(shè)備制造商展示了最新的無線球桿儀技術(shù)如何發(fā)揮舉足輕重的作用。
作為Avalign Technologies集團(tuán)的一個分部，Nemcomed是為醫(yī)療設(shè)備原始制造商提供植入體、 普通外科器械、刃具、專業(yè)外科器械、器械盒和托盤的全方位服務(wù)供應(yīng)商。Avalign的戰(zhàn)略是為整形設(shè)備、脊椎和創(chuàng)傷領(lǐng)域的原始設(shè)備供應(yīng)商提供“一站式”服務(wù)，旨在供應(yīng)醫(yī)師開展植入手術(shù)所需的全部工具。確保機(jī)床和過程能夠按照規(guī)格生產(chǎn)零件是所有客戶和該公司450多名員工以及聯(lián)邦監(jiān)管機(jī)構(gòu)的共同目標(biāo)。“顯然，我們必須達(dá)到FDA和ISO的要求，”Nemcomed的制造工程師Eric Arnold說，“而且，我們還要考慮到客戶的特殊要求以及個人興趣和自尊，因為我們的產(chǎn)品可能最終要植入人體。也許有一天我們自己也會成為患者，因此我們希望盡可能生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的零件。”
監(jiān)管環(huán)境和客戶要求
作為醫(yī)療設(shè)備制造商，Nemcomed必須同時遵守FDA 21 CFR Part 820《質(zhì)量體系法規(guī)》和《ISO 13485醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)》。為保證機(jī)床質(zhì)量合格，該公司過去一直采用雷尼紹傳統(tǒng)的QC10有線球桿儀。“我們測試XY、YZ和XZ平面，而QC10需要針對各個平面進(jìn)行設(shè)置，因此我們的設(shè)置時間大約為一個半小時。”Arnold說。
該公司在2010年采購了雷尼紹的新款QC20-W無線球桿儀后，對零件質(zhì)量和公司利潤產(chǎn)生了立竿見影的積極影響。新款球桿儀保留了采用數(shù)控機(jī)床圓檢驗程序的原理和功能強(qiáng)大的軟件，因此能夠快速診斷和量化機(jī)床位置誤差，包括伺服不匹配、爬行誤差、反向間隙、重復(fù)性、比例不匹配和幾何精度誤差，同時還提供總體圓度誤差值。同時它也增加了新功能。“無線球桿儀僅需一次設(shè)置 — 不超過15分鐘，即可測試全部三個平面，”Arnold說，“更重要的是，它不會干擾我們的生產(chǎn)設(shè)置，因此當(dāng)我們恢復(fù)生產(chǎn)模式時不需要重新設(shè)定機(jī)床。我們只要取下球桿儀，插入刀具，就可以重新生產(chǎn)零件，這一切在幾分鐘內(nèi)即可完成。”
無線操作亦是Nemcomed小型機(jī)床的理想選擇，Arnold補充道。“機(jī)床制造商了解‘精益操作’對車間空間有多么重要的價值，因此新型機(jī)床設(shè)計占地面積減小了，”他解釋道，“這樣一來，操作有線球桿儀的內(nèi)部空間也就減小了，因此無線數(shù)據(jù)傳輸體現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。測試過程中能夠完全關(guān)閉機(jī)床門也提高了安全性。”
外科手術(shù)植入體和器械
Nemcomed制造大約1000種不同的零件 — 有植入手術(shù)使用的植入體，也有工具，并且為頂級的整形外科原始設(shè)備制造商供應(yīng)零件。公司生產(chǎn)膝蓋、髖關(guān)節(jié)、肩部、手腕、肘部、手指和脊椎植入體；工具包括手術(shù)鑷、手術(shù)刀以及剪線鉗。植入體有一系列型號，每個零件包括五到六個型號，典型批量為30-40件。許多植入體具有復(fù)雜特性，比如彎曲組件或球形組件。
該公司還生產(chǎn)通過內(nèi)部研發(fā)開發(fā)出來的專利產(chǎn)品，然后授權(quán)客戶使用。比如，它的柔性軸 (Flex-Shaft) 和自保持 (Self-Retaining) 技術(shù)獲得了專利，并在包括脊椎手術(shù)和髖關(guān)節(jié)、肩部及膝蓋置換術(shù)在內(nèi)的多種應(yīng)用中得到運用。柔性軸適用于外科手術(shù)螺絲刀、絲錐和鉆頭。
零件一般由不銹鋼、鈦或鈷鉻合金制成，一開始以棒材或鍛件（植入體）形式出現(xiàn)。原材料通過切割工具進(jìn)行處理，然后根據(jù)復(fù)雜程度轉(zhuǎn)到銑床或車削中心。
快速、精準(zhǔn)
“收到新的球桿儀不久之后，我們有一臺機(jī)床不符合規(guī)格，因此我們對它進(jìn)行了測試，并且讓激光干涉儀操作人員也參與測試，”Arnold說，“球桿儀和激光干涉儀的檢測結(jié)果完全相同，因此我們完全相信可以通過球桿儀快速準(zhǔn)確地測試數(shù)控機(jī)床。”
這一快速、精準(zhǔn)的測試功能幫助我們贏得了一個注重質(zhì)量的大客戶，他們需要對校準(zhǔn)過的機(jī)床進(jìn)行驗證。“如果對每臺機(jī)床都進(jìn)行激光干涉儀測試，零件制造成本將使我們難以承受，”Arnold解釋道，“我們向客戶展示了球桿儀和激光干涉儀測試的結(jié)果，他們認(rèn)為球桿儀測試符合他們的驗證要求。從根本上說，QC20-W只需檢測兩臺機(jī)床就可以收回投資回報。”
空間測試制定新的性能基準(zhǔn)
新型球桿儀設(shè)計在測試三個正交平面方面具有獨特的優(yōu)勢，它只需一個參考點，經(jīng)過一次設(shè)置之后，隨附軟件即可對三個平面加以綜合考慮，對空間位置精度進(jìn)行典型測量。Arnold解釋說，該空間精度基準(zhǔn)對Nemcomed來說很重要，因為位置誤差可能會因為勾畫輪廓過程中的多軸同步運動而增大。（注：空間精度對大型機(jī)床和零件來說也很重要，刀具軌跡偏差會因為機(jī)床行程長而增大。）
2010年8月，Nemcomed將韋恩堡工廠的面積擴(kuò)大了10 000平方英尺，整合了另外一個工廠的生產(chǎn)操作，并為新機(jī)床增加了空間： 五臺新型Citizen Swiss機(jī)床和一臺五軸Fanuc Robodrill完善了原有的Mori-Seiki和Mazak五軸銑床、Fadal三軸銑床、Brother和Fanuc線切割機(jī)床以及Samsung三軸車床組成的生產(chǎn)線。公司在20臺機(jī)床上采用球桿儀，包括所有的數(shù)控銑床和線電極電火花加工機(jī)床。維修工程師監(jiān)控預(yù)防性維護(hù)計劃的結(jié)果，進(jìn)行為期3個月的跟蹤，以便及早檢測出誤差，提高安排維護(hù)和維修的效率。
球桿儀附帶一個系統(tǒng)便攜箱，有足夠的空間存放最常用的附件，方便運輸。“我們可以帶著它到我們在全球的四個制造工廠，快速安裝，并完成我們所需的機(jī)床精度驗證，”Arnold說，“切削工件之前就了解機(jī)床的功能，能夠確保我們最大程度上降低廢品率并減少機(jī)床停機(jī)。這在提供優(yōu)質(zhì)零件和保持高生產(chǎn)力的同時降低了制造成本。這就是‘精益制造’的精髓所在 — 提高客戶價值。” 公司在11月份完成了第二次擴(kuò)建，面積增加了14 000平方英尺，Arnold說，隨著公司不斷擴(kuò)建，球桿儀的使用也會越來越廣泛。
