揭秘呼吸的質(zhì)量

卡爾蔡司（上海）管理有限公司

揭秘呼吸的質(zhì)量

卡爾蔡司（上海）管理有限公司

TCPAP發(fā)生器是用來(lái)給新生兒提供穩(wěn)定的空氣輸送，因此必須盡可能的密封。生產(chǎn)商whr Hossinger Kunststofftechnik 利用三種不同的測(cè)量方法確保CPAP的精密生產(chǎn)：接觸測(cè)量、光學(xué)測(cè)量及白光測(cè)量。這家位于德國(guó)巴伐利亞州北部的塑料加工公司自從引進(jìn)了最新一代的ZEISS O-INSPECT復(fù)合式測(cè)量機(jī)，不僅提高其內(nèi)部測(cè)量的精確度，還縮短了測(cè)量時(shí)間，未來(lái)需要的外包測(cè)量服務(wù)也會(huì)減少。

新生兒中十分之一早產(chǎn)，很多早產(chǎn)兒體重不足1千克。這些新生兒的生存幾率和健康狀況，很大程度上依靠完善的呼吸支持系統(tǒng)，在必要的情況下，必須提高氧氣的水平。而這正是whr Hossinger Kunststofftechnik 股份公司的CPAP發(fā)生器大展身手的地方?！拔覀兊陌l(fā)生器能拯救24孕周就出生，或體重僅有400克的生命，”質(zhì)量總監(jiān)Armin Hossinger說(shuō)：“這是我們引以為豪的事。”CPAP縮寫CPAP指的是“持續(xù)正壓通氣”（Continuous Positive Airway Pressure）。

CPAP發(fā)生器的原理為：把富含氧氣的空氣通過(guò)管道輸送給各個(gè)嬰兒，利用CPAP這樣的微正壓來(lái)管理CPAP有助于嬰兒自己呼吸，并能促進(jìn)肺的發(fā)育，這些都是在CPAP發(fā)生器的塑料外罩內(nèi)部產(chǎn)生的。通過(guò)硅尖頭或硅面罩，氧氣必須毫無(wú)泄露地輸送到患者的鼻咽區(qū)域。為了盡可能地減輕嬰兒的負(fù)擔(dān)，whr Hossinger Kunststofftechnik使用一種連接器系統(tǒng)，把各個(gè)塑料元件連在一起，而不是使用粘合劑。但只有采用高精度生產(chǎn)出來(lái)的零部件，才能保證CPAP發(fā)生器的氣密性。質(zhì)量檢驗(yàn)的任務(wù)就是確保精確——每年CPAP 發(fā)生器的產(chǎn)量超過(guò)100,000 個(gè)，這是一項(xiàng)艱辛的任務(wù)。

測(cè)量實(shí)驗(yàn)室中的挑戰(zhàn)

Christian Bindl, whr Hossinge的質(zhì)量管理主管列出了他在測(cè)量CPAP發(fā)生器的零部件時(shí)遇到的挑戰(zhàn)：“壁的厚度只有十分之三毫米，允許的誤差范圍只有百分之幾毫米、零部件形態(tài)自由、形狀復(fù)雜、產(chǎn)品的顏色也不同……”因此測(cè)量可能會(huì)非常費(fèi)時(shí)間，比如說(shuō)，要測(cè)量自由形態(tài)零部件的復(fù)雜幾何元素就很費(fèi)時(shí)間，因?yàn)楸仨毜脧牟煌嵌葋?lái)測(cè)量薄壁的厚度很難使用接觸式測(cè)量，而且某些有顏色的產(chǎn)品、必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整光照，使之適合使用光學(xué)測(cè)量方法測(cè)量。此外，醫(yī)學(xué)上的進(jìn)步，對(duì)產(chǎn)品精度的要求也越來(lái)越高。過(guò)去這些年來(lái)，正因?yàn)檫@一切的需求，質(zhì)量檢測(cè)變得十分困難，這個(gè)中等大小的公司需要長(zhǎng)期且昂貴的光學(xué)測(cè)量機(jī)，有時(shí)候測(cè)量任務(wù)必須外包。通過(guò)外部服務(wù)供應(yīng)商，這種繞路而行的做法，不僅意味著額外的成本，而且對(duì)家族式企業(yè)的生產(chǎn)周期也有不利的影響。而且，在公司的光學(xué)測(cè)量機(jī)上，也沒(méi)有空間測(cè)量別的醫(yī)療技術(shù)和汽車行業(yè)制造的產(chǎn)品。

三合一

2014年，Hossinger 和Bindl開始尋找新的測(cè)量方法，同時(shí)也在想方法擴(kuò)充已有的光學(xué)測(cè)量機(jī)的能力。將來(lái)他們計(jì)劃在公司內(nèi)部測(cè)量更多的產(chǎn)品——并且要更準(zhǔn)確、更迅速的測(cè)量。他們經(jīng)過(guò)一些調(diào)研，很快就對(duì)蔡司O-INSPECT復(fù)合式測(cè)量機(jī)產(chǎn)生了興趣，主要因?yàn)槠淠茉谝慌_(tái)機(jī)器上結(jié)合了三種不同的測(cè)量原理：

接觸式測(cè)頭、影像測(cè)頭以及白光測(cè)頭互為補(bǔ)充。除了更高的精度，這機(jī)器還帶來(lái)了提高效率的機(jī)會(huì)。只有一個(gè)問(wèn)題：機(jī)器的測(cè)量范圍只有400 x 400 x 200 mm，這對(duì)whr Hossinger 所生產(chǎn)的大型工件來(lái)說(shuō)太小了。

據(jù)Bindl說(shuō)，不考慮其它廠商測(cè)量機(jī)的原因，是他們沒(méi)有白光測(cè)頭?，F(xiàn)在呢？Hossinger和Bindl與蔡司取得了聯(lián)系。很快他們就作為試點(diǎn)客戶簽署了合同。這家家族式的企業(yè)同意支持蔡司，同時(shí)獲取即將投入市場(chǎng)的最新一代的復(fù)合式測(cè)量機(jī)。作為最早的市場(chǎng)參與者whr Hossinge可以從改進(jìn)版的O-INSPECT 中獲取好處，該機(jī)型不同于以往的蔡司O-INSPECT產(chǎn)品系列。其測(cè)量范圍更大為500 x 400 x 300 mm。對(duì)whr Hossinger 來(lái)說(shuō)，這正是他們需要的，這意味著公司對(duì)新機(jī)器的最終需求終于得到了滿足。

選擇的自由

幾個(gè)月前，公司開始使用這臺(tái)機(jī)器作業(yè)，運(yùn)行的情況令Bindl很滿意：“接觸式、影像、白光傳感器：這三種測(cè)量方法相互作用的方式真是無(wú)與倫比，這讓我們的檢測(cè)過(guò)程非常高效?！彼ㄟ^(guò)CPAP發(fā)生器的一種半套管來(lái)演示這些新的特性。這些半套管之后形成中空的空間，其間形成CPAP的壓力。whr Hossinger 在生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)測(cè)量這些半套管，并進(jìn)行隨機(jī)抽樣。其目的是在生產(chǎn)過(guò)程中鑒別出不牢固的組件，這樣在理想狀況下，在潔凈室里生產(chǎn)的全部CPAP發(fā)生器在最終的功能測(cè)試時(shí)都能通過(guò)，保證沒(méi)有次品。測(cè)量實(shí)驗(yàn)室中，在復(fù)合式測(cè)量機(jī)上進(jìn)行半套管的隨機(jī)抽樣分為三個(gè)步驟。第一步，蔡司O-INSPECT對(duì)工件進(jìn)行接觸式掃描。該步驟大概要花上一分鐘。這時(shí)候，接觸測(cè)頭獲取將兩個(gè)半套管連接在一起的定位銷上孔的位置信息。密封殼上附加著的控制氧氣管適配器的位置及直徑，也是利用接觸式來(lái)測(cè)量。要求公差范圍控制在百分之一到百分之二毫米之間才能防止零部件漏氣或破裂。第二步，測(cè)量機(jī)會(huì)自動(dòng)從接觸式測(cè)量切換到影像測(cè)量。在約1分30秒的時(shí)間里，影像測(cè)頭測(cè)量氧氣管適配器的輪廓。半透明的半外罩——這個(gè)版本是黃色的——使用藍(lán)光照射，以突出其結(jié)構(gòu)。蔡司O-INSPECT提供了不同的選擇，操作人員可以根據(jù)工件的顏色，選用藍(lán)光或紅光照明，不同的光會(huì)形成不同層度的對(duì)比度。該傳感器能反映壁結(jié)構(gòu)的變化，哪怕只是高了百分之二三毫米。之后用這些數(shù)據(jù)來(lái)修正CPAP發(fā)生器，以便對(duì)特定患者鼻子的形狀進(jìn)行匹配。影像的測(cè)量最適合這項(xiàng)任務(wù)，因?yàn)槠淠芸焖偾异`活地呈現(xiàn)出幾何學(xué)元素。之后這個(gè)測(cè)量過(guò)程就無(wú)縫切換到第三步，白光測(cè)頭能以前所未有的速度獲取工件的輪廓，其極高的精度，僅用15秒，就能獲取一個(gè)包含3000個(gè)特征的點(diǎn)云。這些特征可鑒定半套管要匹配部分的密閉輪廓線。白光測(cè)頭對(duì)這個(gè)任務(wù)來(lái)說(shuō)是非常理想的，因?yàn)楸诘暮穸戎挥惺种撩祝浅１?，測(cè)量時(shí)需要獲取多種特征。

精度翻倍，測(cè)量時(shí)間縮短

Bindl很高興：“復(fù)合式測(cè)量機(jī)給計(jì)量人員帶來(lái)了很多自由，他們可以靈活決定用哪種測(cè)頭。即使是已經(jīng)設(shè)置好的程序，也能很方便地從一種方式轉(zhuǎn)換到另一種，不會(huì)有任何的麻煩。”這里用的是CALYPSO軟件，無(wú)論用的是三種中的哪一種測(cè)頭，Bindl與其他同事使用CALYPSO編寫了所有的測(cè)量程序，這讓編程和切換測(cè)量方式更加便捷。

CALYPSO不僅能在不同的測(cè)頭下使用，更能在不同的機(jī)器下使用。他們不僅有復(fù)合式測(cè)量機(jī)，還引進(jìn)了蔡司CONTURA三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但公司只需要兩名同事適應(yīng)一種軟件即可。一臺(tái)機(jī)器的接觸式測(cè)量程序也能用于另一臺(tái)，反之亦然。它們甚至能把服務(wù)供應(yīng)商所獲取的電腦斷層掃描的數(shù)據(jù)與來(lái)自其它測(cè)量機(jī)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換?！斑@讓我們能非常靈活地選擇測(cè)量方法?！?Bindl說(shuō)。

whr Hossinger購(gòu)入的復(fù)合式測(cè)量機(jī)已初顯成效，因?yàn)槠潇`活性好，精度高、速度快。不僅公司外包的測(cè)量任務(wù)更少了，而且利用蔡司O-INSPECT，Bindl和同事現(xiàn)在還能以極高的精度與可重復(fù)性去處理大量的測(cè)量任務(wù)。否則，他們就需要有三臺(tái)不同的測(cè)量機(jī)。質(zhì)量經(jīng)理說(shuō)，“與之前的測(cè)量機(jī)相比，我們現(xiàn)在的檢測(cè)精度翻了一倍。而且要是沒(méi)有白光測(cè)頭，我們花在測(cè)量上的時(shí)間，也要更長(zhǎng)?！睋?jù)Bindl說(shuō)，蔡司O-INSPEC讓whr Hossinger Kunstst offtechnik的計(jì)量人員有了“喘息的空間”。

白光測(cè)頭是怎樣發(fā)揮作用的？

使用白光測(cè)頭無(wú)需接觸就能迅速獲取工件的輪廓。在敏感的、反光的或低反差的表面使用接觸式及影像遇到困難時(shí)，白光測(cè)頭就成了首選的方式。一項(xiàng)精細(xì)的技術(shù)使其成為可能：使用白光照射工件帶色差的特殊光學(xué)測(cè)頭將光線分成光譜顏色。由于光的折射取決于顏色，每個(gè)光譜顏色都有不同的焦平面。光譜儀可分析反射光，并確定是哪種色光的強(qiáng)度最大。 然后測(cè)量機(jī)能確定測(cè)頭和表面的距離，并用這個(gè)信息得到零部件的準(zhǔn)確形貌。 □

whr Hossinger

whr Hossinger Kunststofftechnik股份公司位在德國(guó)羅丁市，擁有60名員工，主要為醫(yī)療技術(shù)和汽車行業(yè)開發(fā)、設(shè)計(jì)并制造工藝塑料系統(tǒng)。

這是一家由家族運(yùn)營(yíng)的公司，成立于1925年，如今他們的產(chǎn)品涵蓋了整個(gè)塑料注塑成型加工鏈。

包括設(shè)計(jì)和工程管理、工具制造、塑料零件的生產(chǎn)和組裝，以及客戶定制包裝、交付和物流策略。

作為雇主，whr Hossinger 因其個(gè)性化的工作時(shí)間而著稱，比如說(shuō)，組裝區(qū)沒(méi)有固定輪班制度。

這就讓這家位于經(jīng)濟(jì)繁榮的巴伐利亞州卡姆地區(qū)的公司，吸引了那些原本在工作與家庭之間難以平衡時(shí)間的工作人員