我們經(jīng)常在醫(yī)療領域的一些關鍵領域工作。 由于空間很小，醫(yī)療器械所允許的公差極小，甚至很多是亞微米級的，所以現(xiàn)在醫(yī)療領域廣泛青睞多傳感器測量系統(tǒng)來開發(fā)、維護和提高PCB醫(yī)療器械的質量。

在整形外科移植領域，如人工全髖關節(jié)的球窩關節(jié)、脛骨、全膝關節(jié)和踝關節(jié)植入物需要高精度的測量方法。 這些植入物的表面是由非均勻有理樣條 (NURBS) 形成的高階曲線。 電路板小編發(fā)現(xiàn)，由于移植元器件必須與假體元器件甚至植入人體的元器件相匹配，所以往往是不規(guī)則的、彎曲的。 復雜的 3D 曲線增加了從一個方向測量所有平面的難度，這使得某些類型的傳感器難以對其進行有效測量。

視頻測量系統(tǒng)適用于測量具有相交平面的棱柱形工件。 當平面相交時，就會出現(xiàn)邊緣，視頻可以輕松測量邊緣。 整形外科移植部件通常由連續(xù)的規(guī)則曲線（人工髖關節(jié)配件）或復雜的輪廓曲面（人工膝關節(jié)配件）組成，其形狀就像人體器官的輪廓。 這些表面幾乎沒有或沒有平面或交叉邊。

視頻傳感器雖然擅長測量邊緣和曲面點，但要使用大量的數(shù)據(jù)點來獲取即使是輪廓曲面直線段的數(shù)據(jù)也是非常費力和不切實際的。 觸發(fā)式探頭也有同樣的局限性，因為探頭需要靠近每個點并在觸發(fā)后返回原位——雖然可行，但也不適合測量大批量產(chǎn)品。

判斷人工膝關節(jié)的仿生曲線輪廓是否符合PCB設計要求的最好方法是采用激光測量。 激光傳感器在多傳感器測量系統(tǒng)中是如何工作的？ 激光傳感器將光線投射到工件表面，傳感器獲取反射光和散射光，自動計算激光與工件在三維空間中的距離。 激光可以測量一個點，或者當工件從激光上向下移動或激光掃描PCB工件時，也可以得到并計算出一系列的數(shù)據(jù)點。 您可以自定義采樣間隔和采樣率。

當激光射線在工件上方移動時，測量軟件會不斷計算出激光與工件表面的距離，通過Z軸平臺控制的閉環(huán)定位使激光傳感器保持在捕獲范圍內(nèi)。 這樣可以快速獲取數(shù)據(jù)點的準確位置。 激光對焦比視頻自動對焦更快更準確。 由于激光是非接觸式傳感器，因此避免了對工件表面的潛在損壞和對無菌工件的潛在污染。

在大多數(shù)情況下，操作員可能難以固定膝關節(jié)假體以確保激光指向所有關鍵表面。 這時，將假體安裝在旋轉分度臺上是一種解決方案。 同時減少了人工裝卸工件和夾具的步驟，加快了測量速度。

一般采用探頭從膝關節(jié)彎曲面建立基準，然后旋轉分度臺，使膝關節(jié)假體旋轉，呈現(xiàn)最理想的激光傳感器測量面。 由于基準點設置在待測表面的反面，因此測量系統(tǒng)必須配備完整的三維測量軟件。 當分度器旋轉時，軟件可以旋轉坐標系。 這樣，無論旋轉分度器的位置如何，激光捕獲的每個數(shù)據(jù)點都可以在測量軟件控制的3D空間中找到。

另一種測量膝關節(jié)假體復雜輪廓的方法是使用 Renishaw SP25 接觸式掃描測頭。 PCB廠了解到，與激光類似，操作人員決定掃描的起點和終點。 不同之處在于，當系統(tǒng)在工件表面移動并采集數(shù)據(jù)點時，探頭始終接觸假體表面。 與觸發(fā)式測頭不同，SP25 接觸式掃描測頭始終與工件保持接觸。 與激光一樣，數(shù)據(jù)點密度和掃描速度可以定制。 當多傳感器系統(tǒng)配備SP25時，必須安裝配套的3D測量軟件，以跟蹤3D空間中的數(shù)據(jù)點。

還有其他方法可以測量固定在旋轉分度臺上的膝關節(jié)假體。 上述線性激光和接觸式探頭掃描可以掃描分度臺上假體的頂面。 因為線性掃描表示的是 3D 工件的一個線性部分，所以這個部分可以被視頻傳感器作為一個邊緣來測量。 將假體旋轉90度，當光線從背后照射到工件上時，斷面就變成了明顯的“棱”。 該技術需要良好的測量透鏡系統(tǒng)，其工作距離遠且受膝關節(jié)假體斜度的影響較小。

由于“截面”大于光學窗口，當系統(tǒng)自動跟蹤邊緣并在多個窗口中獲取數(shù)據(jù)點時，可以適當應用“尋邊器”等功能。

膝關節(jié)假體安裝在旋轉分度臺上，可以測量其整個表面。 緩慢旋轉分度器，每次只旋轉幾個角度，即可完成多次線性掃描（或尋邊），生成數(shù)據(jù)點陣。 這些數(shù)據(jù)點陣可以導入到 3D 擬合軟件中。 得到旋轉中心后，軟件會顯示工件數(shù)據(jù)與工件CAD模型的一致性。

一些貼合PCB的軟件甚至可以進行數(shù)據(jù)點陣的幾何尺寸和公差分析，同時滿足多種需求，圖表與設計文件之間的任何偏差。 這種分析不僅可以用于每個工件的驗收階段，還可以在生產(chǎn)過程中提高后續(xù)工件生產(chǎn)的準確性和效率。

醫(yī)療設備制造商需要隨時記錄和控制PCB生產(chǎn)過程，其中還包括應用檢測設備來控制和監(jiān)控產(chǎn)品質量。 電路板廠發(fā)現(xiàn)，多傳感器測量系統(tǒng)可以快速準確地檢測醫(yī)療設備的重要尺寸，并最大限度地減少工件裝卸次數(shù)。 確保生產(chǎn)的工件符合設計規(guī)范是游戲的名稱。 最終結果將影響醫(yī)療設備制造商資產(chǎn)負債表的健康——最終影響患者的健康。