4個可靠質量方案鑄就手術機器人的生命信任

手術機器人，被譽為外科醫生的“延伸的精密雙手”，正重新定義現代手術的邊界。它不僅是高端醫療裝備的集大成者與核心支柱，更以超高的準確性、靈活性及可靠性改變了手術程序。在手術室這個以生命為考量的戰場上，機器人的每一次動作都無可逆，其穩定性與精準度至關重要。

手術機器人系統核心的穩定與精準并非僅源于精妙的運動算法與智能系統，更深深地植根于每一個機械臂關節、每一組傳感器、每一處傳動結構的極致可靠之中。因此，對手術機器人零部件的質量控制，是一場必須“零缺陷”的追求，是從微觀尺度捍衛生命的科技長征。

手術機器人的零件制造通常涉及例如結構件、傳動件、緊固件等精密部件的數控加工以及金屬和各種非金屬材料的增材制造制品。零部件要求精度高，質量控制嚴格，通常需要微米級的精度，任何微小的偏差都可能會影響手術的效果。而手術機器人的零件往往具有復雜的結構和形狀，這對于手術機器人零件的質量控制提出了更高的要求。

• 如何高效滿足來自于醫療設備傳動件、結構件及連接件等多樣化需求？

• 如何滿足涂層與微觀形貌分析、金屬熱處理后的材料組織高分辨觀察需求？

• 如何應對常規測量手段精度不足，無法滿足零部件尺寸、裝配精度達到嚴格的要求？

答案馬上揭曉！

多樣化產品覆蓋接觸式、光學掃描或復合式測量

以口腔種植機器人為例，其夾持器結構一般設置在手術機器人的主單元，用于接收來自使用者的夾持操作，結構包括本體、傳動軸、夾持元件。對于這類手術機器人的精密夾持器，其質量控制難點在于：

• 常規裝夾難以確保工件水平的快速調整

• 末端微小球體接觸式測量易受力變形

• 復雜特征回轉工件采用常規方法測量困難

解決方案

ZEISS O-INSPECT融合接觸式掃描測頭、影像測頭、白光測頭及轉臺系統的全方位一體化測量方案。

• 多測頭復合式方案確保夾持器及相關配件測量的精準性

• 轉臺確保快速工件水平調整，影像及白光實現非接觸測量

• 結合多個傳感器及轉臺高效完成黑白標識及關鍵定位點測量

• 一機多用覆蓋客戶多品種復雜部件多樣化測量任務

三坐標測量設備滿足高精度尺寸測量

手術機器人的核心部件如諧波減速器的尺寸精度決定著機器人的傳動誤差，而任何微小的偏差都可能會影響手術的效果。因此核心部件的尺寸問題不容忽視，需要滿足：

• 標準及非標準特殊齒形小模數齒輪的參數分析需求

• 波發生器數微米的輪廓度、長短軸直徑、法蘭孔位置度測量需求

• 數微米精度小模數柔輪鋼輪測量需求

解決方案

蔡司高精度三坐標測量系統能夠提供準確的尺寸測量信息和更快的檢測時間。

• 出色的測量精度及重復性，滿足公差要求

• 軟件配套曲線公式生成及形狀最佳擬合技術滿足輪廓度測量評價要求

• 一體化滿足多樣化尺寸、形位公差及漸開線或端面齒齒輪參數分析需求

光鏡及掃描電鏡實現高分辨率觀察分析

手術機器人在手術過程中使用的刀具往往都有涂層，這些涂層具有優異的抗菌性和耐磨性，能夠有效降低手術刀具在使用過程中交叉感染的風險，延長手術刀具的使用壽命。對于涂層的微觀形貌觀察、成分分析、表面粗糙度測量在確保涂層工藝的質量時尤為重要。

解決方案

蔡司工業顯微鏡涵蓋了從光學顯微鏡到電子顯微鏡再到X射線顯微鏡，能夠觀察從毫米到微米再到納米不同尺度范圍的微觀組織形貌，擴展功能后也可實現元素成分分析，覆蓋微觀分析領域的全場景需求。

• 針對螺紋部分高度、深度以及角度的精確測量

• 刀具螺紋部分表面面粗糙度測量

• 材料表面涂層的形貌以及成分分析

三維光學掃描逆向快速獲取質量數據

在手術機器人的設計制造過程中，往往需要對外殼及結構部件進行逆向以優化結構設計，提高產品性能，縮短制造周期。快速高效地獲取外殼及結構部件的三維數據是其中的關鍵。

解決方案

蔡司三維光學掃描系統可對真實工件進行快速全場掃描和幾何圖形采集。掃描工件及其幾何形狀后，制造商可在CAD軟件包中將三維幾何形狀處理為CAD模型，以便后續產品優化。

• 準確快速的全域數據采集

• 標準幾何圖形和自由曲面的表面重建