一种加工义齿的方法、计算设备和数控机床系统技术方案

本发明专利技术提供了一种加工义齿的方法包括以下步骤：根据义齿内冠模型数据、义齿内冠扫描数据获取第一变换关系；根据第一变换关系、第二变换关系、义齿外冠模型数据、义齿外冠扫描数据确定义齿外冠的加工路径；根据加工路径，驱动数控机床加工义齿外冠。

A method of machining a denture, a computing device and a CNC machine tool system

The invention provides a method for processing denture comprises the following steps: according to the data model in the denture denture, crown crown scanning data acquisition first transform; according to the first second transformation, transformation, denture crown crown denture model data, scan data to determine the processing path of denture crown; according to the processing path, drive CNC machining of denture crown.

【技术实现步骤摘要】
一种加工义齿的方法、计算设备和数控机床系统
本专利技术涉及义齿加工
，具体涉及一种加工义齿的方法、计算设备和数控机床系统。
技术介绍
义齿，又称假牙、牙齿修复物、牙齿修复体。一般来说，加工义齿的方式有两种：一种方式是通过铣削、雕刻、切割、打磨等加工手段直接获得义齿外冠。这种方式工艺较为简单，但是义齿的观感和真实牙齿有较为明显的区别，通常用于不易显露部位的义齿制备，例如臼齿的制备。另一种方式是先加工出义齿内冠，然后对照最终成型义齿的模型(例如CAD模型，或者根据CAD模型打印出的义齿模型)，在内冠上逐层堆瓷并逐层烧结，形成堆瓷后的义齿外冠，随后对堆瓷后的义齿外冠进行打磨或修补，从而完成义齿的制造。这种方式制造的义齿也可以称为“烤瓷义齿”或“烤瓷牙”。烤瓷义齿在观感上和真实牙齿非常接近，但是现有的义齿外冠打磨操作通常由牙科技师手工进行，一方面受牙科技师的能力、经验、状态影响较大，精确度难以稳定在较高水平，另一方面，效率低下，耗时较长。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种采用堆瓷工艺加工义齿的方法与装置，通过采用数控机床对义齿外冠进行打磨，改变以往人工打磨义齿外冠的方式，提高了义齿的加工效率和精确度。本专利技术提供一种加工义齿的方法，义齿包括义齿内冠和义齿外冠，该方法包括以下步骤：S10：根据义齿内冠模型数据、义齿内冠扫描数据获取第一变换关系。S30：根据第一变换关系、第二变换关系、义齿外冠模型数据、义齿外冠扫描数据确定义齿外冠的加工路径。S50：根据加工路径，驱动数控机床加工义齿外冠。其中，义齿内冠根据义齿内冠模型数据制备。义齿外冠根据对义齿内冠进行堆瓷后形成。义齿内冠模型数据为根据备牙扫描数据进行建模而获得的义齿内冠的模型数据。义齿外冠模型数据为根据备牙扫描数据进行建模而获得的义齿外冠的模型数据。义齿内冠扫描数据为通过对义齿内冠进行三维扫描获得的扫描数据。义齿外冠扫描数据为通过对义齿外冠进行三维扫描获得的扫描数据。第一变换关系为模型坐标系和扫描仪坐标系的坐标变换关系。第二变换关系为扫描仪坐标系与机床坐标系的坐标变换关系。模型坐标系为义齿内冠模型数据和义齿外冠模型数据所位于的坐标系。扫描仪坐标系为义齿内冠扫描数据和义齿外冠扫描数据位于的坐标系。机床坐标系为加工义齿用的数控机床所在的坐标系。进一步的，对义齿内冠和义齿外冠进行扫描时，义齿内冠和义齿外冠在承载工具上的位置姿态相同。步骤S10进一步包括：S11：根据第一ISS关键点和第二ISS关键点，计算第一SHOT特征描述子和第二SHOT特征描述子。第一ISS关键点为义齿内冠模型数据的ISS关键点，第二ISS关键点为义齿内冠扫描数据的ISS关键点；第一SHOT特征描述子是与第一ISS关键点相应的SHOT特征描述子，第二SHOT特征描述子是与第二ISS关键点相应的SHOT特征描述子。S12：在第一ISS关键点和第二ISS关键点中，基于第一SHOT特征描述子和第二SHOT特征描述子，获得基于SHOT特征描述子的最佳匹配，形成义齿内冠模型数据和义齿内冠扫描数据的匹配点对。S13：根据匹配点对，利用RANSAC算法计算出义齿内冠模型数据到义齿内冠扫描数据的初始变换关系。S14：根据初始变换关系，对义齿内冠模型数据进行坐标变换，形成初始变换后的义齿内冠模型数据。S15：根据ICP算法，计算初始变换后的义齿内冠模型数据到义齿内冠扫描数据的精确变换关系。S16：根据初始变换关系和精确变换关系，获得第一变换关系。进一步的，第二变换关系的获取步骤包括：S22：获取标定器和机床坐标系的位置关系；其中，标定器被安装在数控机床上。S24：获得标定器和扫描仪坐标系的位置关系。S26：根据标定器和机床坐标系的位置关系，以及标定器和扫描仪坐标系的位置关系，获得第二变换关系。步骤S30进一步包括：步骤S32：根据第一变换关系和第二变换关系，获得目标义齿外冠模型数据，目标义齿外冠模型数据为机床坐标系下的义齿外冠模型数据。步骤S34：根据第二变换关系，获得目标义齿外冠扫描数据，目标义齿外冠扫描数据为机床坐标系下的义齿外冠扫描数据。步骤S36：根据目标义齿外冠模型数据和目标义齿外冠扫描数据，确定义齿外冠的加工路径。可选的，步骤S32进一步包括：根据第一变换关系，获得扫描仪坐标系下义齿外冠模型数据。根据第二变换关系，获得目标义齿外冠模型数据。优选的，步骤S32进一步包括：根据第一变换关系和第二变换关系，获得第三变换关系；其中，第三变换关系为模型坐标系和机床坐标系的变换关系。根据第三变换关系，获得目标义齿外冠模型数据。进一步的，加工路径通过计算目标义齿外冠扫描数据和目标义齿外冠模型数据中对应点的差来确定。进一步的，如果差小于或不大于特定阈值，则加工路径为空(Null)；如果差大于或不小于特定阈值，则确定加工路径。进一步的，特定阈值为数控机床的加工精度。为实现义齿加工的方法，本专利技术还提供了一种计算设备，包括处理器和存储介质，其特征在于，存储介质(非瞬时性存储介质)用于存储有加工义齿的控制程序，处理器用于执行控制程序；当控制程序被处理器执行时，实现以下步骤：S10：根据义齿内冠模型数据、义齿内冠扫描数据获取第一变换关系。S30：根据第一变换关系、第二变换关系、义齿外冠模型数据、义齿外冠扫描数据确定义齿外冠的加工路径。S50：根据加工路径，驱动数控机床加工义齿外冠。其中，义齿内冠根据义齿内冠模型数据制备。义齿外冠根据对义齿内冠进行堆瓷后形成。义齿内冠模型数据为根据备牙扫描数据进行建模而获得的义齿内冠的模型数据。义齿外冠模型数据为根据备牙扫描数据进行建模而获得的义齿外冠的模型数据。义齿内冠扫描数据为通过对义齿内冠进行三维扫描获得的扫描数据。义齿外冠扫描数据为通过对义齿外冠进行三维扫描获得的扫描数据。第一变换关系为模型坐标系和扫描仪坐标系的坐标变换关系。第二变换关系为扫描仪坐标系与机床坐标系的坐标变换关系。模型坐标系为义齿内冠模型数据和义齿外冠模型数据所位于的坐标系。扫描仪坐标系为义齿内冠扫描数据和义齿外冠扫描数据位于的坐标系。机床坐标系为加工义齿用的数控机床所在的坐标系。进一步的，对义齿内冠和义齿外冠进行扫描时，义齿内冠和义齿外冠在承载工具上的位置姿态相同。步骤S10进一步包括：S11：根据第一ISS关键点和第二ISS关键点，计算第一SHOT特征描述子和第二SHOT特征描述子。第一ISS关键点为义齿内冠模型数据的ISS关键点，第二ISS关键点为义齿内冠扫描数据的ISS关键点；第一SHOT特征描述子是与第一ISS关键点相应的SHOT特征描述子，第二SHOT特征描述子是与第二ISS关键点相应的SHOT特征描述子。S12：在第一ISS关键点和第二ISS关键点中，基于第一SHOT特征描述子和第二SHOT特征描述子，获得基于SHOT特征描述子的最佳匹配，形成义齿内冠模型数据和义齿内冠扫描数据的匹配点对。S13：根据匹配点对，利用RANSAC算法计算出义齿内冠模型数据到义齿内冠扫描数据的初始变换关系。S14：根据初始变换关系，对义齿内冠模型数据进行坐标变换，形成初始变换后的义齿内冠模型数据。S15：根据ICP算法，计算初始变换后的义齿内冠模型数据到义齿内冠扫描数据的精确变换关系。S16：根据初始变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控机床，其特征在于，包括加工主轴，加工工具(优选打磨工具)，三维扫描仪(优选固定焦距的三维扫描仪)，扫描主轴；所述加工工具被安装在所述加工主轴上，并且能够沿着所述加工主轴所在方向做直线运动；所述三维扫描仪被安装在所述扫描主轴上，并且能够沿着所述扫描主轴所在方向做直线运动；其中，所述扫描主轴与所述加工主轴平行或者基本平行，并且所述三维扫描仪的主光轴与所述扫描主轴平行或者基本平行。

【技术特征摘要】
2016.11.21 CN 20161104867441.一种数控机床，其特征在于，包括加工主轴，加工工具(优选打磨工具)，三维扫描仪(优选固定焦距的三维扫描仪)，扫描主轴；所述加工工具被安装在所述加工主轴上，并且能够沿着所述加工主轴所在方向做直线运动；所述三维扫描仪被安装在所述扫描主轴上，并且能够沿着所述扫描主轴所在方向做直线运动；其中，所述扫描主轴与所述加工主轴平行或者基本平行，并且所述三维扫描仪的主光轴与所述扫描主轴平行或者基本平行。2.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述数控机床包括第一直线轴(X轴)、第二直线轴(Y轴)、第三直线轴(Z轴)、第一旋转轴(A轴)、第二旋转轴(B轴)，所述第一旋转轴(A轴)...

【专利技术属性】
技术研发人员：向贤毅，胡富强，张勇，李志勇，罗剑，张进，王岱，谢小甫，庄富强，鲁宇，高源，邹强，吴明军，
申请(专利权)人：宁波频泰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33