人工关节打磨抛光机器人

一、人工关节表面处理的客观性
　　人工关节有肩关节、肘关节．腕关节、指间关节 、髋关节、膝关节及踝关节等。人工关节由金属和高密度的塑胶质材，依照人体关节的构造、形状和功能制作而成，金属的种类，包括合金 (Titanium )、 钴铬合 金(Cobalt-Chrome )及不钢 (Stainless steel )等，而塑胶材质是高密度耐磨损的聚乙烯(Polyethylenc)。要保证人工关节具有平滑的关节面。因而人工关节的表面处理十分重要。

　　目前人工关节的表面处理主要依靠人工来打磨抛光。人工的打磨抛光不仅工效低，而且很难保证一致性，因此存在着许多人为的隐患。

　　因此兰生采用机器人集成为人工关节打磨抛光柔性单元，具有很高的灵活性、重复精度以保证工艺的可重复性及保证质量的稳定。

二、兰生人工关节打磨抛光机器人的集成
（一）、选用的机器人：

　　2台德国KUKA KR30HAz工业机器人。该机器人具有30 kg的承载能力且最大作用范围为近两米。每台机器人在整个工艺流程中处理不同的工作步，且在此过程中不需要将植入物放下。
（二）、机器人的周边设备：

　　1、高速电主轴：三种高速转轴供选择，Precise SD5084、FISHER MFF1224/42、FISHER MFF1224

　　2、两台以PC为基础的库卡机器人控制系统，包括带视窗操作界面的控制面板

　　3、气动夹持器

　　4、夹持器更换系统

　　5、打磨及抛光工位

　　6、测量设备

　　7、冲洗或清洁部件及相应的清洁膏

　　8、堆垛系统

　　9、机器人编程

　　10、机器人与打磨设备之间的接口

　　11、变位工作台

　　12、控制器

　　13、电气柜

　　14、安全围栏及安全门

三、人工关节打磨抛光机器人机床的特点与价值
　　在两个机器人舱内均安装有集成了测量设备的打磨及抛光工位，在此工位上，两台机器人可以对髋关节假体逐步分区进行加工处理。在此过程 中，KR30HA可使假体始终保持在一个规定的位置。为使在更换到第二台机器人后还能够保持假体的位置，机器人将假体与相应的夹持器一起接过。库卡机器人可分三个班次打磨及抛光批量最多200个的植入物。在完成打磨及抛光以后，在机器人舱外还会接着进行一项附加的表面处理工序。

　　该项目成功的一个重要前提就是为这项应用而专门设计开发的气动夹持器。终端效应器必须能将髋关节假体牢牢握住，但是又不允许对其造成任何损伤。

1、精确度极高

　　为使机器人能够极为精确的完成工作而对其进行了完全的测量。这是其他生产商所提供的机器人不具有的独有特征。

2、更大经济效益

　　与之前主要为手工传递的工艺相比，全自动化带来了更高的生产能力、可复制的质量，并最终带来了更大的经济效益。经济上的优势还在于其所需占用的场地小、性价比高。

3、灵活性高

　　灵活的机器人可传送不的产品系列，每个系列可能包含六至八种不同的髋关节假体。另外，机器人还可以在不用放下假体的情况下完成多个工作步骤。如果使用其他的技术设备，则必须不断的取下假体并将其送到下一个设备。

4、节拍时间短

　　使用两台机器人可使节拍时间很短。