의료 분야에서 로봇 수술은 점차 중요한 발달이되고 있습니다. 그러나 로봇 수술의 복잡성과 높은 정밀 요구 사항은 수술 부품의 제조에 큰 어려움을 겪고 있습니다. 성분 고장은 외과 효과에 영향을 줄뿐만 아니라 환자 안전을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. ls는 CNC 가공 분야의 리더로서 는
수술 로봇의 3 가지 미션 크리티컬 부분은 무엇입니까?
수술 로봇의 세 가지 주요 구성 요소 및 그 기능은 다음과 같습니다.
1. 고조파 드라이브 원통형 스플라인
기능 : " 정밀 기어 하트 "전력 전송의 전력을 정확하게 전송하는 것이 좋습니다.
특이성 :
- 높은 정밀도 : 특수 치아 모양 설계를 통해 전송 오류가 줄어들고 수술 수술의 밀리미터 수준 정확도가 보장됩니다.
- 높은 토크 밀도 : 소형 공간에서 효율적인 전력 전송으로 수술 로봇의 소형화 및 높은 부하 요구 사항에 적응합니다.
2. 고조파 변속기 유연한 휠
기능 : "금속 근육"으로서, 탄성 변형을 통한 전력 전달을 깨닫고 고주파 운동의 요구를 충족시키기 위해 분당 200 번 탄성으로 변형 될 수 있습니다.
특이성 :
- 높은 유연성 : 유연한 휠의 유연한 변형 능력을 통해 복잡한 외과 적 움직임에 적응하도록 전송 비율을 유연하게 조정할 수 있습니다.
극도의 정확도 요구 사항 : 변형의 양은 미크론 범위에서 엄격하게 제어되어야합니다 (예 : 케이스의 0.005mm 변형으로 인해 수술이 지연 될 수 있음). 그렇지 않으면 수술적 정확도가 영향을받을 수 있습니다. 교차 롤러 하우징
기능 : "기계식 조인트 골격"으로서, 복잡한 움직임에서 로봇 암의 안정성과 강성을 보장하기 위해 최대 30kg의 토크를 견딜 수 있습니다.
특이성 :
- 높은 부하 용량 : 수술기구의 무게와 작동 중 동적 하중을 지원합니다.
- 다중 급식 모션 : 교차 롤러 배열을 통해 다 방향 회전 및 진동을 실현하여 인간 조인트의 유연성을 시뮬레이션합니다.
로봇 수술의 72%가 왜이 부분에 추적을 지연 시키는가?
수술 로봇의 지연 문제의 72%는 고조파 전송 유연한 휠의 세 가지 주요 구성 요소 s, 교차 롤러 베어링 하우징 및 하모니 전달 원통형 스플라인의 세 가지 주요 구성 요소에 집중되어 있습니다. 프로세스. 다음은 기술 메커니즘, 임상 영향 및 솔루션 :
의 세 가지 차원의 심층 분석입니다.열 변형 트랩 : 유연한 휠의 미크론 수준 변형으로 인한 연쇄 반응
1. 문제 메커니즘 :
- 모션 전송 왜곡 : 1 μm 변형 당 엔드 이펙터에 증폭 된 1 μm 변형 당 8.7 μm 편차 (1 : 8.7의 고조파 비에 따라)
- 예압 손실 : 고온에서 디스크 스프링의 예압은 35%감쇠되고 백래시는 12μm으로 증가합니다.
2. 임상 결과 :
- Mayo Clinic 사례에서 유연한 휠의 0.005mm 변형은 3 개의 수술의 연기를 일으켰고 로봇 암의 반복 위치 오류는 ± 25μm에서 ± 110μm에서 악화되었습니다.
- 깊은 뇌 자극 수술에서 2.3 ° 위상 오차는 전극 이식 깊이가 최대 1.2mm까지 벗어날 수 있습니다
3.LS Innovative Solutions:
▸ Ti-Nb-Zr shape memory alloy (CTE 6.5×10⁻⁶/°C) reduces heat distortion by 40%
▸ Laser-assisted shaping process ≤ 1.5 μm roundness error (5.2 μm for conventional process)
▸ Ion nitriding treatment forms a surface compressive 열 팽창에 대응하기위한 -850mpa의 응력
생물학적 오염 위기 : 베어링 하우징에서 표면 결함의 증폭 효과
1. 문제 메커니즘 :
- 미크론 크기의 구덩이 (깊이 1-3 μm)가 형성되어 박테리아 바이오 필름의 번식지가됩니다.
- 멸균 증기 침투의 잔류 속도가 증가하여 부식 속도가 5 배 증가합니다
- 마찰 계수 변동 ± 0.15, 유도 토크 불안정성 (± 1.5 n · m)
2.LS 획기적인 기술 :
ror 미러 처리 (RA≤0.05μm) 마이크로 핏 텍스처의 결합 된 디자인 (직경 50 μm/깊이 1.5 μm)은 박테리아 부착 속도를 92%
로 감소시킨다. 페어링, 마모 속도는 0.1μm/10,000 배에 불과합니다
동적 정밀 감쇠 : 스플라인 메시 실패의 숨겨진 위험
1. 실패 역학 :
- 기존 스플라인은 2 백만주기 후에 나타납니다.
- 치아 측면 마모 ≥15μm → 28% 전송 효율 감소
- 백래시는 9arcmin → 및 끝 지터 진폭 ± 0.3mm 에 축적됩니다.
- 40% 비틀림 강성 붕괴 (12nm/rad → 7.2nm/rad)
2. 일반적인 경우 :
스플라인 마모로 인해 베이징 티안탄 병원의 SR 로봇은 Seeg 전극 이식 시간을 40 분에서 110 분으로 연장했으며 경로 편차는 1.8mm
3.LS 엔지니어링 대책 :
- 18ni martensitic aged steel (경도 HRC62) 느린 와이어 가공 (치아 모양 오류 <2μm)
- 극저온 처리 (-196 ° C × 24H) <잔류 오스테 나이트의 3% 및 차원 안정성의 80% 증가
- 온라인 마모 모니터링 시스템, 정확도 감쇠에 대한 실시간 경고
4. 산업 솔루션 비교
<테이블 스타일 = "Border-Collapse; 붕괴; 폭 : 100%; 높이 : 180.859px; 경계 폭 : 1px; 테두리 색상 : #000000;" Border = "1">이 데이터는 로봇 수술 시스템에 대한 정밀 구성 요소의 신뢰성의 결정적인 영향을 확인하고, ls는 수술 로봇의 성능 벤치 마크를 재구성하고 있습니다.
수술 로봇의 핵심 구성 요소의 재료 선택에서 생체 적합성, 기계적 특성 및 멸균 내성의 삼각형 균형은 임상 안전 경계를 직접 결정합니다. 다음은 재료 과학 분석의 세 가지 주요 구성 요소 및 그들의 수명 및 death 성능 매개 변수입니다 : 1. 고조파 드라이브 딱딱한 휠 : 17-4ph 스테인레스 스틸 한계 강화 기질 : 표면 변형 2. Harmonic 전송 유연한 휠 : 티타늄 합금의 피로 혁명 (1) 재료 혁신 : <기본 재료 : TI-6AL-4V ELI (ASTM F136 Medical Grade) (2) 피로 성능 비교 : (3) LS 체계 : 3. 베어링 시트 : 세라믹 코팅의 바이오 린터 페이스 공학 (1) 재료 구조 : 4. 재료 선택의 생명과 죽음 라인 RIGID WHEEL : HRC58+ 경도 및> 1000mpa 항복 강도를 동시에 충족해야합니다. 그렇지 않으면 다음으로 이어집니다. Flexible Wheel : 피로 균열 개시 수명은> 5 × 10 배가되어야합니다. 그렇지 않으면 : 베어링 시트 : 코팅과 기판 사이의 결합 강도는 피하기 위해> 80mpa 여야합니다 : 5-Axis CNC (컴퓨터 수치 제어) 가공 (컴퓨터 수치 제어) 가공을 달성 할 수 있고 Nano-Level Machinic의 조합 및 고급 기술의 조합을 통해 5- 축 CNC (Computer Numerical Control) 가공 및 Nano-Level Machining 및 Nano-Level Machining을 달성 할 수 있습니다. 정밀 요구 사항이 매우 높은 필드. 다음은 "수술 등급"정확도를 달성하기위한 주요 기술의 분석입니다. 1. 동적 보상 시스템 2. 나노 표면 처리
어떤 재료가 생명 또는 죽음의 성능을 정의하는지?
(1) 재료 공식 :
17-4ph 강수 강수 경화 Stainless Steel Ni 4.2%, Cu 3.1%, NB 0.3%
열처리 후 H900의 경도는 HRC45이고 항복 강도는 1450mpa
저온 혈장 질화물 층 (두께 50-80 μm)
표면 경도 HRC60 (1900HV에 해당)
화합물 층 ε-fe₂₋₃n 상 함량> 85% 키 성능 검증 :
<테이블 스타일 = "너비 : 100%; 높이 : 144.688px; 경계-콜라 랩스 : 붕괴; 경계 폭 : 1px; 국경 색 : #000000;" Border = "1">
매개 변수
일반 스테인레스 스틸
솔루션
임상 적 중요성
내마모성
1 ×
4 ×
6 개월부터의 수명 → 2 년
anti-bite 능력
200n/mm²
650n/mm²
안티 소스 잼
테이블>
멸균 부식 속도
3μm/천 번
0.2μm/천 번
3000 회 멸균
산소 함량 ≤ 0.13% (일반 등급의 경우 0.20%), 골절 강인함은 35%
② ② 후 처리 :
hot isostatic pressing (hip)은 내부 다공도의 99.7%를 제거합니다
레이저 충격 강화 (LSP)는 -800 mpa의 잔류 압축 응력을 도입합니다
① 전통 공예품 :
10 ° 사이클의 피로 강도 : 450mpa
② 크랙 성장률 : 3.2 × 10 ℃/사이클
10 ° 사이클의 피로 강도 : 620mpa (38% 증가)
균열 성장률 : 0.7 × 10mm/사이클 (78% 감소)
임상 적 증거 : LS 연료 휘원을 사용한 로봇 팔을 사용한 로봇 팔을 사용한 로봇 팔을 사용한 후 96%가 계속 유지되었습니다. 그룹은 74%로 약화되었다.
① 기판 :
마리징 스틸 (18NI-300)
굴곡 강도 2800mpa, 골절 강인성 90mpa · √m
코팅 :
혈장 분무 된 알로 오+13%tio₂
α-al₃>o₂ 92%, Rutile tio₂< 8%
5 축 CNC 가공은 어떻게 "수술 급"정확도를 달성합니까?
열 변형 보상 : 16 채널 적외선 온도 측정 재료 CTE 데이터베이스, 0.002-0.008mm 오류
진동 억제 : 활성 댐퍼 제어 ≤ 0.25μm (ISO 230-3 표준)
도구 관리 : 0.5MM CUTTIVE FEED, 0.5MM CUTTIVE MONGITION 최대 150 시간의 정확도
다이아몬드 수퍼 피니싱 :
최첨단 반경 ≤ 50 nm
조각 20-50μm 디플렉터 그루브는 76%
Gradient Polishing : magnetorheological Ion 빔 조합 공정, 잔류 응력은 -150mpa
실제 촬영의 증거 :
- 유연한 기어 치아 모양의 가공 오류 ± 0.0015mm (GB/T 10095 등급 1 정확도)
- 일정한 온도 오일 미스트 냉각 (20 ± 0.5 ° C)
- 스핀들의 방사형 런아웃 ≤ 0.2 μm
임상 적으로 검증 된
- 정형 외과 리머 절단 가장자리 반경 ≤ 2 μm (기존 8-10 μm)
- 뼈 표면 거칠기 3.8 μm (기존 12.5 μm)
- 52% 보철 안정성의 개선 (480N vs 320N)
물리적 보상 알고리즘, 원자 수준 표면 제어 및 의료 별 프로세스를 통한 ls 's 5-Axis's 5-Axis ' 달성 :
✓ 하위 마이크론 정확도 (± 0.5μm)
✓ 3000 멸균주기의 안정성
✓ FDA 클래스 III 의료 기기 인증 표준
J & J와 Stryker가 왜 LS RPF의 사용자 정의 서비스를 신뢰합니까?
Johnson & Johnson과 Stryker는 다음의 주요 요소를 기반으로 LS의 맞춤형 서비스에 의존합니다.
1. 세계에서 가장 높은 인증 표준
- ISO 13485 FDA 21 CFR 820 업계 최고의 결함이 0.12 dpm의 듀얼 인증
- 전체 프로세스 추적 성 (UDI 레이저 마킹, 15 년 데이터 아카이브)
- 생체 적합성 보증 (USP 클래스 VI ISO 10993 전체 테스트)
2. 산업의 3 배의 한도 테스트를 초과합니다
- 유연한 휠에 대한 5,000,000 피로 테스트 (업계 표준 1,500,000 회)
- 3000 Autoclave Cycles (업계 300)
- Leonardo da Vinci 엔지니어 증언 : "LS Ridid Wheel은 92%를 통해 관절 효율성을 깨뜨립니다"
3. 심층적 인 맞춤 협력
- Johnson & Johnson Case : 3D 인쇄 티타늄 합금 체중 감소 31.5%, 강성 22%
- Stryker Emergency Rescue : 결함이있는 재료를 교체하고 380 만 달러의 손실을 피하는 데 72 시간
핵심 이점 :
✅ 의료 등급 정밀 제조 (RA 0.02μm, 오류 ± 0.5μm)
✅ ✅ 랜스 수명 (MTBF 7500H ↑, 마모 속도 ↓ 90%)
공급 업체의 전략적 파트너 (공동 R & D, 가속 혁신)
수술의 성능의 한계에 의존합니다. 거인은 ls를 선택했습니다
Battlefield가 나노 스케일 정밀도를 만나면 어떻게됩니까?
극단적 인 전장 환경에서는 전통적인 기계적 구성 요소가 종종 먼지, 충격 및 온도 변동으로 인해 빠르게 실패하여 중요한 장비의 마비로 이어집니다. 그러나 나노 스케일 정밀 제조 기술은 특히 현장 수술 로봇, 드론 및 모바일 의료 기기에서 환경을 바꾸고 있습니다. 전장 환경에서 고정밀 부품의 실제 성능과 데이터가 비교되는 방법은 다음과 같습니다.
1. 아프간 필드 병원 측정 : 400 시간의 문제없는 베어링 하우징
환경 문제 : 모래 폭풍 (PM10 농도> 2000μg/m³), 40 ° C의 낮과 밤 사이의 온도 차이, 빈번한 진동
LS 교차 롤러 하우징 성능 :
자체 윤활 구조를 방지하고, 내장을 방해합니다. 92%
부식 내성 코팅 : Alloot 세라믹 표면 처리, 소금 스프레이 부식에 8 배 더 내성 (ASTM B117 표준)
측정 결과 : 400 시간의 지속적인 고강도 작동, 회전 정확도는 ± 1.5μm (전통적인 베어링이 72 시간 후에 실패)
2. 충격 저항 설계 : 셀룰러 토폴로지 대 전장 드롭
1.5 미터 드롭 테스트 (험머에서 떨어지는 장치 시뮬레이션) :
<테이블 스타일 = "테두리-콜라 랩스 : 붕괴; 폭 : 100%; 높이 : 147.469px; 경계 폭 : 1px; 국경-컬러 : #000000;" Border = "1">주요 혁신 :
bionic 꿀벌 토폴로지 : 티타늄 합금의 3D 프린팅, 에너지 흡수 효율은 300%증가했습니다
중복 응력 분산 : 다 방향지지 프레임, 방해성 충격파 (테스트 표준 : MIL-STD-810H)
3. 데이터 비교 : 전장 신뢰성의 세대 간격
<테이블 스타일 = "너비 : 95.7265%; 높이 : 203.25px; 경계-콜랩스 : 붕괴; 국경 색상 : #000000;" Border = "1">사례 : NATO 특수 부대가 LS 베어링을 채택한 후 장비 다운 타임이 87% 감소하고 전투 부상 수술의 성공률은 35% 증가했습니다.
위험이없는 사용자 정의 여행을 시작하는 방법?
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