CN112022382B - 一种牙套的自动切割方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙套的自动切割方法及装置，该方法包括：搭建由工业机器人、切割工具和牙套组成的机器人工作站，建立牙套模型、切割工具模型与机器人模型在实际加工环境下的空间位姿关系；自动生成牙套模型对应的牙套切割线，从牙套切割线上采集若干位置点，根据空间位姿关系规划机器人模型在每个位置点处对应的姿态，生成机器人运行轨迹；将机器人运行轨迹进行仿真和后处理，转换为实际机器人可识别的机器人轨迹指令，控制实际机器人带动待加工的牙套或切割工具移动，执行切割；本发明能够适用于任意品牌机器人对牙套的自动切割，切割轨迹自动计算，无需任何人工干预，精度和平顺性高，适用于牙齿矫正治疗中牙套的全自动批量加工。

Description

一种牙套的自动切割方法及装置

技术领域

本发明属于柔性加工技术领域，更具体地，涉及一种牙套的自动切割方法及装置。

背景技术

牙齿正畸矫正中的隐形矫治器(隐形牙套)技术具有美观、易清洁、最终矫正结果可预见等优点。隐形牙套的制作需要经过3D扫描数字建模、渐变矫正CAD建模、制造牙模和牙套毛坯、渐变矫正牙套切割加工等流程。

现有技术中，牙套切割加工主要依靠工人手动切割，切割效果依赖于工人经验，切割过程耗费人力并且生产效率低。申请号CN201410505449.3的发明专利公开了一种无托槽隐性矫治器的切割方法，其提出了一种采用五轴机床对牙套进行切割的方法，但是该方法的切割轨迹来自人工点选，无法实现全自动生成。另外，五轴机床设备昂贵，不适合牙套的大批量定制加工。申请号201811242694.4的发明专利公开了一种隐形矫治器的生产方法及装置，其提出了一种隐形矫治器的生产方法和装置的思路，但未介绍切割线的生成方法和切割设备的具体构造，该专利的方法应用到实际还有很大难度。

工业机器人具有结构紧凑，灵活性高，价格远低于五轴机床的优势。目前工业机器人已广泛应用到焊接、喷涂、激光切割、切割和3D打印等复杂作业中。采用工业机器人对隐形牙套进行加工能够提高生产效率和加工质量，机器人牙套切割的主要问题是如何实现切割线的自动计算并提高切割精度。由于牙套是佩戴在人的口腔中的，如果外形边缘不光滑，就会对牙龈或牙齿本身产生伤害；牙套本身由于个体化差异较大，每一个均为具有独特形状的个体，如果实现自动化生产，对于大量的具有个体差异的牙套进行切割时，就不易切割出符合要求的产品。因此，研究一种能够保证产品切割边缘的圆润性的机器人自动切割系统，这对于切割效率的提高具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种牙套的自动切割方法及装置，通过机器人工作站搭建，位置和姿态切割轨迹生成，仿真、后处理实现了工业机器人对牙套的自动切割，不需要人工选点，能够实现工业机器人对牙套的全自动批量加工。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种牙套的自动切割方法，包括以下步骤：

S1：获取机器人模型、切割工具模型以及待加工的牙套模型，建立实际加工环境下所述牙套模型、切割工具模型与机器人模型之间的空间位姿关系；

S2：生成牙套模型对应的牙套切割线，包括：

分别计算所述牙套模型中相邻两颗牙齿模型之间在沿牙龈曲面上的牙缝区域，将各牙齿模型以及相邻两颗牙齿模型之间的所述牙缝区域融合，得到全牙模型；

从牙套模型中剔除所述全牙模型，生成单孔洞的牙龈模型；识别所述牙龈模型上的边界线，基于邻域关系顺序连接形成闭环的初始切割线；

对所述初始切割线进行平顺和过渡处理，并将处理后的初始切割线投影到牙套模型上，得到牙套切割线；

S3：从所述牙套切割线上采集若干位置点并规划每个位置点处的姿态，生成机器人运行轨迹；

S4：将所述机器人运行轨迹转换为实际机器人可识别的机器人轨迹指令，控制实际机器人带动待加工的牙套或切割工具移动，执行切割。

优选的，上述自动切割方法，从所述牙套切割线上采集若干位置点并规划每个位置点处对应的姿态具体为：

采用剔除共线点的方式从牙套切割线上采集位置点

N表示位置点的总个数；

遍历每一个位置点P_i(i＝0，1，...N-2)，计算位置点P_i的法向作为姿态的z轴，所述法向通过该位置点P_i所在平面及邻域平面的法向加权平均得到，记为z_i；

计算相邻两个位置点P_i和P_i+1组成的单位向量

根据位置点P_i的姿态的z轴z_i以及所述单位向量计算姿态的x轴x_i，

根据位置点P_i的姿态的z轴z_i和x轴x_i计算姿态的y轴y_i，

得到位置点P_i对应的姿态点(x_i，y_i，z_i)；

最后一个位置点P_N-1的姿态点与P₀与相同，形成闭环。

优选的，上述自动切割方法，采用剔除共线点的方式从牙套切割线上采集位置点具体为：

遍历牙套切割线上的各轨迹点，依次计算相邻的三个轨迹点之间的角度，当该角度小于预设的角度阈值时判定相邻的三个轨迹点共线，剔除三个轨迹点中的中间点。

优选的，上述自动切割方法，对所述初始切割线进行过渡处理具体为：

确定相邻两颗牙齿模型之间的公共最近点，所述公共最近点为相邻两颗牙齿模型之间的最短路径的中点；

在初始切割线上查找与所述公共最近点距离最短的过渡点，分别在所述过渡点两侧的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；

分别在所述过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定各自对应的控制点；

根据过渡起点、过渡终点和控制点对位于相邻两颗牙齿模型之间的初始切割线进行B样条过渡，得到过渡处理后的初始切割线。

优选的，上述自动切割方法，所述分别在所述过渡点两侧的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点具体为：

分别从所述过渡点两侧的初始切割线上搜索相邻两颗牙齿模型的最低点，所述最低点为距离牙齿模型的咬合面最远的点；

根据预设的第一过渡参数分别在过渡点与每颗牙齿模型的最低点之间的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；所述第一过渡参数用于定义过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离与过渡点、最低点之间的距离的比值。

优选的，上述自动切割方法，所述分别在所述过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定各自对应的控制点具体为：

根据预设的第二过渡参数分别在过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定过渡起点和过渡终点；所述第二过渡参数用于定义过渡点、控制点之间的距离与过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离的比值。

优选的，上述自动切割，对所述初始切割线进行平顺处理具体为：

对所述初始切割线进行滤波去噪，并采用B样条曲线拟合对去噪后的初始切割线进行平顺处理。

优选的，上述自动切割，所述从牙套模型中剔除所述全牙模型，生成单孔洞的牙龈模型具体为：

从牙套模型中删除与所述全牙模型的距离小于预设的距离误差阈值的网格，得到单孔洞的牙龈模型。

优选的，上述自动切割，所述识别所述牙龈模型上的边界线，基于邻域关系顺序连接形成闭环的初始切割线具体为：

通过模型网格的邻域关系搜索确定边界线并顺序连接，若一条边界线包含多条邻域边界，则选择夹角最小的一条邻域边界进行连接。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种牙套的自动切割装置，包括机器人离线编程模块、加工机器人以及切割工具；

所述机器人离线编程模块用于执行上述任一项所述的自动切割方法的步骤，输出机器人轨迹指令给加工机器人；

所述加工机器人的端部连接所述切割工具或待加工的牙套，用于在机器人轨迹指令的控制下带动切割工具或待加工的牙套移动，以使切割工具对牙套进行自动切割加工。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明无需任何人工选点，能够实现工业机器人对牙套的自动切割，适用于牙齿矫正过程中牙套的全自动批量切割。

(2)本发明对切割线进行全局平顺和牙齿间过渡处理，确保切割线轨迹平顺、牙齿之间平滑过渡；切割轨迹的形状和密度可通过参数调整，能够提高牙套切割后用户佩戴的舒适性。

(3)本发明通过设置偏置参数自动实现切割工具的半径补偿，有利于提高加工精度。

(4)本发明具有广泛适用性和计算稳定性，适用于任意品牌和自由度的机器人对牙套的自动切割。

附图说明

图1是本发明实施例提供的牙套的自动切割方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的被动加工场景下牙套、切割工具与机器人的位姿关系的示意图；

图3是本发明实施例提供的牙套切割线自动生成方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的单孔洞的牙龈模型示意图；

图5是本发明实施例提供的对初始切割线进行过渡处理的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的牙齿模型间过渡处理的示意图；

图7是本发明实施例提供的对位置点P_i进行姿态规划的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

图1本实施例提供的一种牙套的自动切割方法的流程图，参见图1，该方法包括以下步骤：

S1：获取机器人模型、切割工具模型以及待加工的牙套模型，建立牙套模型、切割工具模型与机器人模型在实际加工环境下的空间位姿关系；

本实施例中，在离线编程软件中导入机器人模型、牙套模型和切割工具模型，根据实际的加工场景将机器人模型、牙套模型和切割工具模型放置在世界坐标系中，确定牙套模型、切割工具模型与机器人模型在世界坐标系中的位姿关系；实际加工时，机器人切割牙套的工作站可采用主动加工或被动加工，在主动加工中，切割工具安装在机器人末端法兰上，牙套固定在机器人外部的工作空间中，机器人带动切割工具移动，对牙套进行切割；在被动加工中，牙套安装在机器人末端法兰上，切割工具固定在机器人外部的工作空间中，机器人带动牙套移动，使切割工具对牙套进行切割；图2为本实施例提供的被动加工场景下牙套、切割工具与机器人的位姿关系的示意图。

S2：自动生成牙套模型对应的牙套切割线，图3是本实施例提供的牙套切割线自动生成方法的流程图，如图3所示，该牙套切割线自动生成方法具体包括：

(1)分别计算牙套模型中相邻两颗牙齿模型之间在沿牙龈曲面上的牙缝区域，将各牙齿模型以及相邻两颗牙齿模型之间的所述牙缝区域融合，得到全牙模型；

牙套模型中包括牙齿和牙龈，部分牙套模型还包含粘贴附件或基座。然后识别牙套模型中包含的多个单颗牙齿模型，本实施例中，牙套模型和单颗牙齿模型均为网格模型，例如常用的三角片模型。

识别出单颗牙齿模型之后，需要进一步识别相邻两颗牙齿模型之间的牙缝区域，本实施例采用邻域搜索的方式计算相邻两颗牙齿模型之间的牙缝区域，然后将所有的牙齿模型以及相邻两颗牙齿模型之间的牙缝区域组成一个整体，组成的整体记为全牙模型。

(2)从牙套模型中剔除全牙模型，生成单孔洞的牙龈模型；识别牙龈模型上的边界线，基于邻域关系顺序连接形成闭环的初始切割线；

图4是本实施例提供的单孔洞的牙龈模型示意图，获取全牙模型后，从牙套模型中删除与全牙模型的距离小于预设的距离误差阈值的网格，得到单孔洞的牙龈模型；其中，该距离误差阈值可作为偏置参数来生成实际加工时的牙套切割线，偏置参数用于保证牙模切割边缘的精度；

由于后续切割加工过程中所使用的切割工具存在一定的厚度/宽度，导致理论计算的牙套切割线与实际加工后产生的切割线之间不可避免存在偏差；为了解决这一问题，本实施例在从牙套模型中剔除全牙模型时设置偏置参数(即距离误差阈值)，通过偏置参数来控制边界去除的精度；具体而言，从牙套模型中删除与全牙模型的距离小于预设的偏置量的网格，得到只有牙龈部分的单孔洞牙龈模型；该偏置量可根据切割工具的半径进行设置，例如当采用半径0.5mm的铣刀进行切割，可将偏置量设置为0.5mm。

得到单孔洞的牙龈模型之后，识别该牙龈模型的边界线，该边界线可通过三角网格的邻域关系搜索得到；然后将边界线顺序连接形成闭环的初始切割线，由于模型中的三角片数量很多，采用邻域关系顺序连接时，如果一条边界线包含两条或两条以上的邻域边界，则优先选择夹角最小的一条邻域边界进行连接。

进一步的，为了得到更加平滑的初始切割线，作为一个优选的示例，在得到闭环的初始切割线之后，对该初始切割线进行滤波去噪，并采用B样条曲线拟合对去噪后的初始切割线进行平顺处理。具体的：首先对初始切割线进行全局平顺，具体是先采用高斯滤波去除初始切割线上的噪音点，当然滤波方式并不局限于高斯滤波，也可以采用其他常用的滤波方法；然后采用误差可控的三次B样条曲线拟合得到平顺切割线；全局平顺后的初始闭合切割线如图4中所示的白色闭环曲线。

进一步的，由于部分牙齿模型中间的初始切割线比较尖锐，按此制作的牙套可能不满足佩戴的舒适性要求，为此，需要把初始切割线上的尖锐部分去除，从而实现平滑过渡的效果。作为一个优选示例，在生成初始切割线或者对初始切割线进行平滑处理之后，本示例还对相邻两颗牙齿模型之间的初始切割线进行过渡处理，图5是本实施例提供的对初始切割线进行过渡处理的流程示意图，参见图5，过渡处理的方法具体包括：

1)首先确定相邻两颗牙齿模型之间的公共最近点，该公共最近点为相邻两颗牙齿模型之间的最短路径的中点；

2)在初始切割线上查找与公共最近点距离最短的过渡点，分别在该过渡点两侧的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；具体的：

分别从过渡点两侧的初始切割线上搜索相邻两颗牙齿模型的最低点，该最低点为距离牙齿模型的咬合面最远的点；

根据预设的第一过渡参数分别在过渡点与每颗牙齿模型的最低点之间的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；本示例中，第一过渡参数用于定义过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离与过渡点、最低点之间的距离的比值。该距离可以是直线距离，也可以是曲线距离，本实施例不做具体限定；当采用曲线距离时，该曲线距离的计算方法是将构成曲线的多个直线段的长度进行叠加。

3)分别在过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定各自对应的控制点；具体的：

根据预设的第二过渡参数分别在过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定过渡起点和过渡终点；本示例中，第二过渡参数用于定义过渡点、控制点之间的距离与过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离的比值。由于控制点很大概率上无法定位在初始切割线上，因此，该距离优选采用直线距离进行计算。

4)最后，根据过渡起点、过渡终点和控制点对位于相邻两颗牙齿模型之间的初始切割线进行B样条过渡，得到过渡处理后的初始切割线。

下面结合图6对以上过渡处理的过程作进一步详细说明，参见图6，首先计算相邻两颗牙齿模型之间的最近点A和B，进而计算A点和B点的中点，称为公共最近点；接着在初始切割线上寻找距离公共最近点最短的点作为过渡点，图5中的C点即为过渡点。

在初始切割线上过渡点C的两侧寻找过渡起点P₁和过渡终点P₄，该过渡起点P₁和过渡终点P₄的确定方式为：首先从过渡点C向两侧搜索牙齿模型的最低点D和E，然后设置第一过渡参数r，第一过渡参数r用于确定从C到P₁的距离与从C到D的距离比例，以及从C到P₄的距离与从C到E的距离比例；第一过渡参数r可取0.2～1，过渡起点P₁和过渡终点P₄可以共用同一个第一过渡参数r，也可以分别为过渡起点P₁和过渡终点P₄设置各自对应的第一过渡参数r。

然后，在过渡起点P₁和过渡终点P₄的切向方向上确定控制点P₂和P₃，该控制点P₂和P₃的计算方法为：设置第二过渡参数，该第二过渡参数用于确定从C到P₂的距离与从C到P₁的距离比例，以及从C到P₃的距离与从C到P₄的距离比例；本实施例中，第二过渡参数可以取大于0小于等于1的任意值，控制点P₂和P₃可以共用同一个第二过渡参数，也可以分别为控制点P₂和P₃设置各自对应的第二过渡参数。例如：设置过渡点C到控制点P₂的距离为过渡点C到过渡起点P₁的一半，过渡点C到控制点P₃的距离为过渡点C到过渡终点P₄的一半。

最后，可通过控制点P₁，P₂，P₃和P₄拟合生成三次B样条曲线，完成对初始切割线的过渡处理。

(3)将初始切割线投影到牙套模型上，得到最终的牙套切割线。

将步骤(2)中得到的切割线投影到牙套模型上，若投影后的曲线存在交叉，删除交叉点，最终得到平顺、精度高的牙套切割线。

S3：从牙套切割线上采集若干位置点，规划每个位置点对应的姿态，生成机器人运行轨迹；

首先对步骤S2中生成的牙套切割线进行采样，采样的目的是为了在不影响精度条件下采用更少的轨迹点表达切割线轨迹，作为一个具体的示例，本实施例采用的采样方法为删除共线点，具体地：遍历牙套切割线上的各轨迹点，依次计算相邻的三个轨迹点之间的角度，当该角度小于预设的角度阈值时判定相邻的三个轨迹点共线，剔除三个轨迹点中的中间点。通过角度阈值判断三点是否共线，实际应用中角度阈值可取1°～10°。

采样之后，需要计算每个位置点处的姿态信息，假设从牙套切割线上采集的位置点为

N表示位置点的总数，其取值与采样时选取的角度阈值有关；

(1)遍历每一个位置点P_i，i＝0，1，...N-2，首先在牙套模型的局部坐标系中计算位置点P_i的法向作为姿态的z轴，位置点P_i的法向通过该位置点P_i所在平面及邻域平面的法向加权平均得到，记为z_i；

(2)将每个位置点P_i的前进方向记为姿态的x轴，首先计算相邻两个位置点P_i和P_i+1组成的单位向量

然后根据单位向量计算姿态的x轴x_i：

(3)最后，根据位置点P_i的姿态的z轴z_i和x轴x_i计算y轴y_i，

得到位置点P_i对应的姿态点(x_i，y_i，z_i)；

(4)根据牙套模型的局部坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵，将位置点P_i对应的姿态点(x_i，y_i，z_i)转换到世界坐标系中，生成机器人运行轨迹；转换矩阵的计算方法为可采用现有方法获得，不作具体限制。

图7为位置点P_i的姿态规划示意图，最后一个位置点P_N-1的位置和姿态与第一个位置点P₀相同，形成闭环。

S4：将机器人运行轨迹转换为实际机器人可识别的机器人轨迹指令，控制实际机器人带动待加工的牙套或切割工具移动，执行切割；

在离线编程软件中对机器人运行轨迹进行机器人仿真模拟和后处理，其中，仿真的目的是为了检测在模拟切割过程中是否存在碰撞、超程或不可达等问题，在仿真确认没有问题后，通过后处理器将机器人运行轨迹转换为用户使用的机器人指令格式并导出给加工机器人，输出机器人轨迹为小线段轨迹，加工机器人在该机器人轨迹指令的控制下，即可自动带动牙套或切割工具移动，实现牙套的切割。

实施例二

本实施例提供了一种牙套的自动切割装置，包括机器人离线编程模块、加工机器人以及切割工具；

其中，机器人离线编程模块中加载有离线编程软件，主要用于获取机器人模型、切割工具模型以及待加工的牙套模型，建立实际加工环境下所述牙套模型、切割工具模型与机器人模型之间的空间位姿关系；生成牙套模型对应的牙套切割线，从牙套切割线上采集若干位置点，根据空间位姿关系规划机器人模型在每个位置点处对应的姿态，生成机器人运行轨迹；将机器人运行轨迹转换为实际机器人可识别的机器人轨迹指令，并将该机器人轨迹指令输出至加工机器人；机器人轨迹指令的具体生成过程参见实施例一，此处不再赘述。

根据实际加工场景的不同，加工机器人的末端法兰可以连接切割工具或者待加工的牙套，在实际切割之前，首先需要标定实际机器人与切割工具、牙套之间的位姿关系，使其与机器人离线编程模块中建立的牙套模型、切割工具模型与机器人模型之间的空间位姿关系完全相同，标定完成之后，加工机器人在机器人轨迹指令的控制下带动切割工具或待加工的牙套移动，使切割工具对牙套进行自动切割加工。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种牙套的自动切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取机器人模型、切割工具模型以及待加工的牙套模型，建立所述牙套模型、切割工具模型与机器人模型之间的空间位姿关系；

S2：生成牙套模型对应的牙套切割线，包括：

分别计算所述牙套模型中相邻两颗牙齿模型之间在沿牙龈曲面上的牙缝区域，将各牙齿模型以及相邻两颗牙齿模型之间的所述牙缝区域融合，得到全牙模型；

从牙套模型中剔除所述全牙模型，生成单孔洞的牙龈模型；识别所述牙龈模型上的边界线，基于邻域关系顺序连接形成闭环的初始切割线；

对所述初始切割线进行平顺和过渡处理，并将处理后的初始切割线投影到牙套模型上，得到牙套切割线；对所述初始切割线进行过渡处理具体为：

确定相邻两颗牙齿模型之间的公共最近点，所述公共最近点为相邻两颗牙齿模型之间的最短路径的中点；

在初始切割线上查找与所述公共最近点距离最短的过渡点，分别在所述过渡点两侧的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；分别在所述过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定各自对应的控制点；

根据过渡起点、过渡终点和控制点对位于相邻两颗牙齿模型之间的初始切割线进行B样条过渡，得到过渡处理后的初始切割线；

S3：从所述牙套切割线上采集若干位置点并规划机器人模型在每个位置点处对应的姿态，生成机器人运行轨迹；

S4：将所述机器人运行轨迹转换为实际机器人可识别的机器人轨迹指令，控制实际机器人带动待加工的牙套或切割工具移动，执行切割。

2.如权利要求1所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，从所述牙套切割线上采集若干位置点并规划每个位置点处的姿态具体为：

采用剔除共线点的方式从牙套切割线上采集位置点

N 表示位置点的总个数；

遍历位置点P_i,i＝0,1,…N-2，计算位置点P_i的法向作为姿态的z轴，所述法向通过该位置点P_i所在平面及邻域平面的法向加权平均得到，记为z_i；

计算相邻两个位置点P_i和P_i+1组成的单位向量

根据位置点P_i的姿态的z轴z_i以及所述单位向量计算姿态的x轴x_i，

根据位置点P_i的姿态的z轴z_i和x轴x_i计算姿态的y轴y_i，

得到位置点P_i对应的姿态点(x_i,y_i，z_i)；

最后一个位置点P_N-1的姿态点与P₀相同，形成闭环。

3.如权利要求2所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，采用剔除共线点的方式从牙套切割线上采集位置点具体为：

遍历牙套切割线上的各轨迹点，依次计算相邻的三个轨迹点之间的角度，当该角度小于预设的角度阈值时判定相邻的三个轨迹点共线，剔除三个轨迹点中的中间点。

4.如权利要求1或3所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，所述分别在所述过渡点两侧的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点具体为：

分别从所述过渡点两侧的初始切割线上搜索相邻两颗牙齿模型的最低点，所述最低点为距离牙齿模型的咬合面最远的点；

根据预设的第一过渡参数分别在过渡点与每颗牙齿模型的最低点之间的初始切割线上确定过渡起点和过渡终点；所述第一过渡参数用于定义过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离与过渡点、最低点之间的距离的比值。

5.如权利要求1或3所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，所述分别在所述过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定各自对应的控制点具体为：

根据预设的第二过渡参数分别在过渡起点、过渡终点沿初始切割线的切向方向上确定过渡起点和过渡终点；所述第二过渡参数用于定义过渡点、控制点之间的距离与过渡点、过渡起点/过渡终点之间的距离的比值。

6.如权利要求1所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，对所述初始切割线进行平顺处理具体为：

对所述初始切割线进行滤波去噪，并采用B样条曲线拟合对去噪后的初始切割线进行平顺处理。

7.如权利要求1所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，所述从牙套模型中剔除所述全牙模型，生成单孔洞的牙龈模型具体为：

从牙套模型中删除与所述全牙模型的距离小于预设的距离误差阈值的网格，得到单孔洞的牙龈模型。

8.如权利要求1所述的牙套的自动切割方法，其特征在于，所述识别所述牙龈模型上的边界线，基于邻域关系顺序连接形成闭环的初始切割线具体为：

通过模型网格的邻域关系搜索确定边界线并顺序连接，若一条边界线包含多条邻域边界，则选择夹角最小的一条邻域边界进行连接。

9.一种牙套的自动切割装置，其特征在于，包括机器人离线编程模块、加工机器人以及切割工具；

所述机器人离线编程模块用于执行权利要求1-8任一项所述的自动切割方法的步骤，输出机器人轨迹指令给加工机器人；

所述加工机器人的端部连接所述切割工具或待加工的牙套，用于在机器人轨迹指令的控制下带动切割工具或待加工的牙套移动，以使切割工具对牙套进行自动切割加工。

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