蔡司揭秘O-INSPECT复合式测量机呼吸的质量

2021-08-19 19:30:45 26

TCPAP发生器是用来给新生儿提供稳定的空气输送，必须尽可能地密封。生产商whrHossingerKunstst-offtechnik利用三种不同的测量方法确保CPAP的生产：接触测量、光学测量及自光测量。位于惠国巴伐利亚州北部的塑料加工公司自从引进了ZEISSO-INSPECT复合式测量机，不仅提高其内部测量的精度，还缩短了测量时间，未来需要的外包测量服务也会减少。

ChristianBindl，质量管理主管

新生儿中十分之一早产，很多早产儿体重不足1千克。这些新生儿的生存几率和健康状况，很大程度上依靠完善的呼服支持系统，在必要的情况下，提高氧气的水平。而这正是whrHossingerKunststofftechnik股份公司的CPAP发生器大展身手的地方。“我们的发生器能拯救24孕周就出生，或体重仅有400克的生命，”质量总监ArminHossinger说：“这是我们引以为豪的事。”CPAP缩写CPAP指的是“持续正压通气”（ContinuousPositiveAirwayPressure）。CPAP发生器的原理如下：把富含氧气的空气通过管道输送给各个婴儿，利用CPAP这样的微正压来管理CPAP有助于婴儿自己呼服，并能促进肺的发育，这些都是在CPAP发生器的塑料外罩内部产生的。通过硅尖头或硅面罩，氧气毫无泄露地输送到患者的鼻咽区域。为了尽可能地减轻婴儿的负担，whrHossingerKunststofftechnik使用一种连接器系统，把各个塑料元件连在一起，而不是使用粘合剂。但只有采用高精度生产出来的零部件，才能保证CPAP发生器的气密性。质量检验的任务就是确保精度一一每年CPAP发生器的产量超过100,000个，这是一项艰辛的任务。

测量实验室中的挑战

ChristianBindl,whrHossinge的质量管理主管列出了他在测量CPAP发生器的零部件时遇到的挑战：“壁的厚度只有十分之三毫米，允许的误差范围只有百分之几毫米、零部件形态自由、形状复杂、产品的颜色也不同……”因此测量可能会非常费时间，比如说，要测量自由形态零部件的复杂几何元素就很费时间，因为必须得从不同角度来测量薄壁的厚度很难使用接触式测量，而且某些有颜色的产品、必须进行适当的调整光照，使之适合使用光学测量方法测量。此外，医学上的进步，对产品精度的要求也越来越高。过去这些年来，正因为这一切的需求，质量检测变得十分困难，这个中等大小的公司需要长期且昂贵的光学测量机，有时候测量任务必须外包。通过外部服务供应商，这种绕路而行的做法，不仅意昧着额外的成本，而且对家族式企业的生产周期也有不利的影晌。而且，在公司的光学测量机上，也没有空间测量别的医疗技术和汽车行业制造的产品。

2014年，Hossinger和Bindl开始寻找新的测量方法，同时也在想方法扩充己有的光学测量机的能力。将来他们计划在公司内部测量更多的产品一一并且要更准确、更迅速的测量。他们经过一些调研，很快就对蔡司O-INSPECT复合式测量机产生了兴趣，主要因为其能在一台机器上结合了三种不同的测量原理：接触式测头、影像测头以及自光测头互为补充。除了精度，这机器还带来了提高效率的机会。只有一个问题：机器的测量范围只有400x400x200mm，这对whrHossinger所生产的大型工件来说太小了。

发生器的单个零部件必须符合质量标准

据Bindl说，不考虑其它厂商测量机的原因，是他们没有白光测头。现在昵？Hossinger和Bindl与蔡司取得了联系。很快他们就作为试点客户签署了合同。这家家族式的企业同意支持蔡司，同时获取即将投入市场的复合式测量机。作为市场参与者whrHossinge可以从改进版的0-IN-SPECT中获取好处，该机型不同于以往的蔡司0-INSPECT产品系列。其测量范围更大为500x400x300mm。对whrHossinger来说，这正是他们需要的，这意昧着公司对新机器的需求终于得到了满足。

选择的自由

几个月前，公司开始使用这台机器作业，运行的情况令Bindl很满意：“接触式、影像、自光传感器：这三种测量方法相互作用的方式，这让我们的检测过程高效。”他通过CPAP发生器的一种半套管来演示这些特性。这些半套管之后形成中空的空间，其间形成CPAP的压力。whrHossinger在生产开始和结束时测量这些半套管，并进行随机抽样。其目的是在生产过程中鉴别出不牢固的组件，这样在理想状况下，在洁净室里生产的全部CPAP发生器在功能测试时都能通过，保证没有次品。测量实验室中，在复合式测量机上进行半套管的随机抽样分为三个步骤。步，蔡司0-INSPECT对工件进行接触式扫描。该步骤大概要花上一分钟。这时候，接触测头获取将两个半套管连接在一起的定位销上孔的位置信息。密封壳上附加着的控制氧气管适配器的位置及直径，也是利用接触式来测量。要求公差范围控制在百分之一到百分之二毫米之间才能防止零部件漏气或破裂。第二步，测量机会自动从接触式测量切换到影像测量。在约1分30秒的时间里，影像测头测量氧气管适配器的轮廓。半透明的半外罩一一这个版本是黄色的一一使用蓝光照射，以突出其结构。

适用于各种测量任务的测头

蔡司0-INSPECT提供了不同的选择，操作人员可以根据工件的颜色，选用蓝光或红光照明，不同的光会形成不同层度的对比度。该传感器能反映壁结构的变化，哪怕只是高了百分之二三毫米。之后用这些数据来修正CPAP发生器，以便对特定患者鼻子的形状进行匹配。影像的测量适合这项任务，因为其能快速且灵活地呈现出几何学元素。之后这个测量过程就无缝切换到第三步，白光测头速度获取工件的轮廓，仅用15秒，就能获取一个包含3000个特征的点云。这些特征可鉴定半套管要匹配部分的密闭轮廓线。白光测头对这个任务来说是理想的，因为壁的厚度只有十分之三毫米，非常薄，测量时需要获取多种特征。

适用于金银丝结构的小直径的探针测量

精度翻倍，测量时间缩短

Bindl很高兴：“复合式测量机给计量人员带来了很多自由，他们可以灵活决定用哪种测头。即使是己经设置好的程序，也能很方便地从一种方式转换到另一种，不会有任何的麻烦。”这里用的是CALYPS0软件，无论用的是三种中的哪一种测头，Bindl与其他同事使用CALYPS0编写了所有的测量程序，这让编程和切换测量方式更加便捷。CALYPS0不仅能在不同的测头下使用，更能在不同的机器下使用。他们不仅有复合式测量机，还引进了蔡司C0NTURA三坐标测量机，但公司只需要两名同事适应一种软件即可。一台机器的接触式测量程序也能用于另一台，反之亦然。它们甚至能把服务供应商所获取的电脑断层扫描的数据与来自其它测量机器的数据进行交换。“这让我们能灵活地选择测量方法。”Bindl说。

hrHossinger购入的复合式测量机己初显成效，因为其灵活性好，精度高、速度快。不仅公司外包的测量任务更少了，而且利用蔡司0-INSPECT，Bindl和同事现在还能以精度与可重复性去处理大量的测量任务。否则，他们就需要有三台不同的测量机。质量经理说，“与之前的测量机相比，我们现在的检测精度翻了一倍。而且要是没有白光测头，我们花在测量上的时间，也要更长。”据Bindl说，蔡司0-INSPEC让whrHossingerKunststofftechnik的计量人员有了“喘息的空间”。

ChristianBindl在CALYPSO上进行编程

白光测头是怎样发挥作用的？

使用白光测头无需接触就能迅速获取工件的轮廓。在敏感的、反光的或低反差的表面使用接触式及影像遇到困难时，白光测头就成了选择方式。一项精细的技术使其成为可能使用白光照射工件带色差的特殊光学测头将光线分成光谱颜色。由于光的折射取决于颜色，每个光谱颜色都有不同的焦平面。光谱仪可分析反射光，并确定是哪种色光的强度。然后测量机能确定测头和表面的距离，并用这个信息得到零部件的准确形貌。

简介

whrHossinger

whrHassingerKunststafftechnik股份公司位在德国罗丁市，拥有60名员工，主要为医疗技术和汽车行业开发、设计并制造工艺塑料系统。这是一家由家族运营的公司，成立于1925年，如今他们的产品涵盖了整个塑料注塑成型加工链。包括设计和工程管理、工具制造、塑料零件的生产和组装，以及客户定制包装、交付和物流策略。作为雇主，whrHassinger因其个性化的工作时间而著称，比如说，组装区没有固定轮班制度。这就让这家位于经济繁荣的巴伐利亚州卡姆地区的公司，吸引了那些原本在工作与家庭之间难以平衡时间的工作人员。

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