La présente invention concerne un appareil automatique de découpe dentaire qui est utilisé pour préparer, par des opérations de découpe, des prothèses dentaires destinées à remplacer des dents manquantes dans la cavité buccale d'un patient, comme par exemple des couronnes et des "inlays", ainsi que plus particulièrement, un appareil automatique de découpe dentaire dans lequel une cassette à outils, logeant une pluralité de types d'outils de coupe et/ou une pluralité d'un type d'outil de coupe, est disposée de manière amovible dans la position souhaitée.
Les prothèses dentaires permettant d'effectuer des remplacements de dents manquantes dans la cavité buccale d'un patient, telles que les couronnes et les "inlays" (la prothèse dentaire ou les prothèses dentaires sont appelées parfois simplement "prothèse" ou "prothèses" dans la suite) doivent être installées avec une très grande précision. Jusqu'à présent, on avait habituellement réalisé les prothèses par des procédés de moulage de précision, comme par exemple le procédé de moulage à cire perdue. En outre, pour réaliser ces prothèses, un grand nombre d'étapes était nécessaire, commençant par la préparation par le dentiste de la cavité devant recevoir la prothèse et se poursuivant par la prise d'une empreinte (moulage) de la partie manquante et la réalisation d'un modèle en plâtre.
En outre, comme indiqué ci-dessus, la prothèse doit être préparée avec une très grande précision dimensionnelle et la loi prévoit, au Japon, que ce travail doit être confié à une personne ayant des qualifications reconnues, appelée "technicien dentaire".
A l'heure actuelle, on assiste à différents développements dans le domaine des technologies d'usinage faisant appel à l'informatique. Il s'agit des technologies désignées globalement par l'acronyme CAD ("computer aided design" ou "conception assistée par ordinateur") et CAM ("computer aided manufacturing" ou "fabrication assistée par ordinateur"). Différentes tentatives ont été faites pour mettre en oeuvre ces technologies CAD/CAM pour la réalisation des prothèses dentaires susmentionnées.
La technologie décrite dans le brevet japonais, mis à la disposition du public pour consultation No. 187 802/1983, en est un exemple. Ce brevet porte sur une technologie faisant appel à un procédé d'usinage de type numérique contrôlé par ordinateur. Plus particulièrement, ce brevet divulgue une technologie faisant appel à un lecteur d'un type sans contact utilisant une onde lumineuse ou une onde acoustique pour "lire" la forme de la prothèse, les données obtenues étant ensuite converties en signaux numériques qui sont envoyés à une machine outil du type à contrôle numérique, ce qui permet de réaliser une prothèse s'adaptant avec précision dans la partie du corps concernée (partie à remplacer). Toutes les opérations sont exécutées automatiquement par un ordinateur.
Comme exemple de machine outil à contrôle numérique du type utilisé ici, on peut citer les machines de micro-découpage. Pour effectuer les découpes de précision sur des petites pièces qui doivent être découpées avec une grande précision (ce qui est le cas des prothèses), on a commencé à utiliser au cours des dernières années - grâce aux progrès réalisés dans le domaine des machines-outils - des groupes de machines-outils appelés habituellement "ensembles d'usinage". Dans la suite, une machine-outil à commande numérique sera parfois appelée simplement "appareil d'usinage".
Dans ces circonstances, pour réaliser efficacement des prothèse avec une haute précision, on a proposé différentes améliorations concernant le mécanisme de l'appareil lui-même, ainsi que le matériau soumis au procédé de découpage et les outils de coupe. Par exemple, comme amélioration concernant l'appareil d'usinage lui-même, on a proposé un appareil d'usinage de petite taille avec un mécanisme d'ouverture et de fermeture automatique du mandrin de la broche, utilisant l'air comprimé. Jusqu'ici, ce mécanisme d'ouverture et de fermeture automa-tique du mandrin de la broche tenant l'outil de coupe et utilisant l'air comprimé ne pouvait être installé que sur des appareils d'usinage de grande taille, à cause de la complexité de sa construction.
Toutefois, l'utilisation de différents moyens permet maintenant de l'installer même dans un appareil de petite taille.
Par ailleurs, les prothèses fabriquées par CAD/CAM doivent être réalisées avec une grande précision dimensionnelle sous la forme d'un élément d'une seule pièce ayant la forme de la partie à remplacer (dent manquante du patient). Egalement, il doit être possible de fabriquer un grand nombre de prothèses ayant des formes différentes, d'une manière continue et simple, sans complications. Pour atteindre cet objectif, on réalise par avance avec le matériau un élément semi-fini ayant une taille et une forme proches de celle de la prothèse à préparer, par exemple ayant la forme d'une colonne ou d'un rectangle (cet élément semi-fini est parfois appelé simplement dans la suite "semi-produit").
Comme exemples de matériaux qui peuvent être utilisés pour la réalisation de semi-produits, on peut citer des matériaux allant de matériaux relativement mous tels que des alliages dentaires de métaux nobles à des matériaux relativement rigides tels que des alliages dentaires de titane et des éléments allant d'éléments moulés avec une précision relativement bonne et qui se prêtent facilement à une découpe (résines dentaires synthétiques, généralement appelées "résines dentaires composites" et parfois simplement "résines") à des éléments de dimensions relativement imprécises à cause de leurs propriétés et qui sont difficiles à façonner, comme par exemple les céramiques dentaires.
Actuellement, lorsqu'on utilise différents matériaux pour réaliser les semi-produits, pour transformer par découpe le semi-produit en prothèse ayant la forme souhaitée, on effectue un usinage dans lequel un outil de coupe est tenu à l'extrémité d'une broche, l'usinage s'effectuant généralement par rotation. A cette fin, une condition à satisfaire pour effectuer l'usinage avec une bonne efficacité et une haute précision est que les opérations de découpe soient définies au préalable et que les outils de coupe appropriés soient prêts.
En particulier, il faut tenir compte des différences entre l'usinage grossier et l'usinage de finition (usinage fin) etc., des différences de dureté dues aux différents matériaux utilisés, de la détérioration du bord de coupe de l'outil de coupe se produisant après le façonnage d'un certain nombre de semi-produits et qui oblige à changer d'outil de coupe pour maintenir la productivité et la précision de l'usinage.
Dans ce contexte, on va décrire ci-après d'une manière un peu plus détaillée les outils de coupe utilisés en CAD/CAM dentaire. Dans le cas d'une utilisation de céramiques dentaires ou de résines dentaires composites comme matériaux de la prothèse, la préférence va à un outil de coupe à diamant; dans le cas d'un façonnage de métaux dentaires, en particulier d'alliage de titane pour prothèses dentaires, on préfère utiliser un outil de coupe en carbure. Par exemple, lorsqu'on souhaite obtenir par usinage une pièce correspondant à une portion supérieure d'une dent (une telle pièce étant parfois appelée simplement "couronne" dans la suite), l'opérateur ou l'opératrice doit sélectionner parmi les outils ceux ayant la pointe avec la taille et la dimension appropriées à la tâche à exécuter.
Concernant les prothèses susmentionnées du type couronne, il en existe deux types, celles destinées aux dents arrière et celles destinées aux dents avant. D'autre part, il existe également des prothèses appelées "inlays" qui sont utilisées pour remplir une cavité formée en découpant une portion de dent dans laquelle une carie dentaire s'était produite. Les "inlays" peuvent être de différents types en termes de taille et de forme. Pour réaliser de tels "inlays" par usinage avec une bonne précision, on doit auparavant choisir les outils de coupe ayant la taille et la forme adaptées à la forme à obtenir. Les outils de coupe ainsi choisis au préalable sont montés et fixés par l'opérateur sur un mandrin d'une broche, selon l'étape de l'opération de façonnage.
Toutefois, lorsque les outils de coupe sont remplacés manuellement un par un, cela interrompt chaque fois le façonnage, même quand celui-ci est réalisé automatiquement sous le contrôle d'un ordinateur. Dans ces conditions, non seulement le façonnage est inefficace, mais également les complications auxquelles était confronté l'opérateur ne sont pas résolues. Ainsi, il est difficile de dire que les avantages du contrôle par ordinateur sont mises à profit pleinement.
Pour surmonter ces complications et améliorer l'efficacité, on peut envisager d'utiliser des broches capables de tenir le nombre d'outils de coupe nécessaires. En d'autres termes, en utilisant un tel assemblage, des outils de coupe ayant la taille et la forme voulues sont d'abord installés (immobilisés) sur les broches respectives et laissés en place jusqu'à la fin de l'opération de découpe contrôlée par l'ordinateur. Dans ce cas, comme les opérations de découpe ne sont pas interrompues, non seulement l'efficacité du façonnage est améliorée, mais également l'opérateur n'a plus besoin d'avoir à se soucier de changer les outils de coupe.
Toutefois, la construction décrite ci-dessus présente de nouveaux problèmes: non seulement l'appareil atteint une taille importante, mais également son cout est élevé. En effet, quand le nombre de broches augmente, les broches doivent être positionnées, ce qui n'est pas sans poser des problèmes de précision non négligeables. Egalement, comme il est impossible d'utiliser plusieurs broches en même temps (la prothèse qui est façonnée est extrêmement petite et cela pose des problèmes d'encombrement), cette construction ne permet pas de beaucoup diminuer la durée du façonnage. En plus, le risque d'un incident est augmenté proportionnellement à l'augmentation du nombre des éléments constitutifs.
Dans ces conditions, il est tout à fait évident que la productivité serait considérablement augmentée avec une construction où au plus deux broches seraient prévues pour diminuer autant que possible la taille globale de l'appareil et où le changement des outils de coupe serait assuré automatiquement sous le contrôle d'un ordinateur incorporé dans l'appareil d'usinage. Toutefois, pour choisir convenablement les outils de coupe en fonction de l'avancement de l'opération d'usinage, non seulement il faut un programme important et compliqué pour le contrôle par l'ordinateur, mais également il faut faire appel à une technologie très élaborée pour que l'appareil puisse fonctionner efficacement. Or, dans l'état actuel de l'art, ces possibilités n'existent pas.
Il existe donc une demande pour un appareil d'usinage dans lequel les outils de coupe sont changés automatiquement, qui soit d'une conception plus simple et qui ne nécessite pas d'interventions notables de la part de l'opérateur.
La présente invention concerne un appareil automatique de découpe dentaire selon la revendication 1. Un tel appareil est utilisé pour préparer des prothèses dentaires telles que des couronnes et des "inlays" par des procédés CAD/CAM, des outils de coupe étant placés de manière amovible dans un mandrin et dans une cassette pour outils, par une opération automatique contrôlée, par laquelle l'outil de coupe nécessaire est placé automatiquement dans le mandrin d'une broche ou dans la cassette à outils ou libéré automatiquement du mandrin ou de la cassette, en fonction des ordres émis par le mécanisme de contrôle automatique prévu pour l'appareil d'usinage,
et la cassette à outils munie des outils de coupe nécessaires pour le travail prévu pouvant être fixée simplement et avec précision en une position prédéterminée par rapport à l'appareil d'usinage.
Les présents inventeurs ont effectué des recherches importantes et approfondies pour surmonter les problèmes susmentionnés de l'art antérieur. Suite à ces recherches, ils ont inventé un appareil automa-tique de découpe dentaire d'une construction dans laquelle les outils de coupe peuvent être détachés automatiquement d'un mandrin et d'une cassette à outils par un mécanisme de contrôle automatique comprenant:
des moyens d'engagement prévus sur la cassette à outils et sur un bloc de base pour maintenir la cassette à outils d'une manière amovible sur le bloc de base dans la relation souhaitée, la cassette à outils étant pourvue sur sa face avant d'au moins deux alésages pour l'insertion de tiges, dans lesquels chaque tige d'outil, ayant pour fonction de recevoir et de tenir l'outil de coupe, peut être insérée et le bloc de base étant fixé au corps principal de l'appareil automatique de découpe dentaire; et un moyen de connexion pour connecter le moyen d'engagement de la cassette à outils au bloc de base afin de fixer la cassette à outils.
Par ailleurs, les inventeurs ont trouvé que, dans la construction décrite ci-dessus, il est préférable qu'au moins un détecteur de proximité soit prévu dans une position prédéterminée sur un côté du bloc de base auquel la cassette à outils est fixée et que le détecteur de proximité puisse distinguer le type d'un -signal fourni à la cassette à outils fixée;
le moyen d'engagement comprend la combinaison d'une goupille de fixation de la cassette perpendiculaire à la surface arrière de la cassette à outils et d'un alésage formé par une rainure aménagée sur une surface supérieure du bloc de base et par une rainure aménagée sur la surface inférieure d'un bloc de blocage mobile verticalement, par rapport au bloc de base, au-dessus du bloc de base, l'alésage étant engagé par la goupille de fixation de la cassette et le moyen de connexion ayant une structure pour presser le bloc de blocage contre le côté du bloc de base; et une vis d'ajustement est prévue pour ajuster la distance (espacement) entre la cassette à outils et le bloc de base, sur la surface arrière de la cassette à outils et/ou sur la surface avant du bloc de base.
La fig. 1 est une vue latérale explicative afin de décrire une forme d'exécution d'un appareil automa-tique de découpe dentaire dans un état dans lequel une cassette à outils est fixée sur un bloc de base dans un corps principal de l'appareil selon la présente invention; la fig. 2 est une vue avant explicative de la forme d'exécution représentée sur la fig. 1; la fig. 3 est une vue avant explicative pour la description du bloc de base de la fig. 1, dont la cassette à outils a été détachée; et La fig. 4 est une vue explicative agrandie et en perspective, montrant une forme d'exécution dans laquelle un évidement permettant de distinguer les cassettes, est prévu dans un coin inférieur sur la surface arrière de la cassette à outils.
L'appareil automatique de découpe dentaire, selon la présente invention, est décrit en détail en se reportant aux formes d'exécution suivantes.
Dans les dessins, le chiffre 1 indique une cassette à outils métallique, dont la face frontale est pourvue d'au moins deux alésages 1a pour l'insertion de -tiges d'outils ayant une taille prédéterminée, comme représenté sur la fig. 4. La cassette métallique 1 à outils a approximativement la forme d'un L ayant un évidement dans la portion inférieure du côté droit et ayant des surfaces avant et arrière parallèles entre elles en étant plates, comme représenté sur la fig. 2.
A noter que les alésages 1a pour l'insertion des -tiges des outils ont une taille (un diamètre) allant d'environ 15 à 25 mm et, comme représenté sur la fig. 2, quand environ dix à quinze alésages 1a pour insérer les tiges des outils sont disposés en deux ou trois rangées, il est possible de monter librement le nombre d'outils de coupe nécessaires et il n'est pas indispensable de changer souvent l'outil de coupe. Ceci est avantageux du point de vue de la commodité d'utilisation.
En outre, comme il est préférable que la surface avant de la cassette 1 à outils soit perpendiculaire aux alésages 1a pour insérer les tiges des outils pour des raisons opératoires qui seront expliquées plus loin, la cassette 1 à outils a, de préférence, une épaisseur allant de 20 à 30 mm, ce qui permet d'assurer une force de retenue des tiges 3 des outils, comme décrit plus loin.
Dans la forme d'exécution représentée sur les dessins, deux goupilles 1b de fixation de la cassette sont des éléments en forme de tige constituant des éléments d'engagement disposés parallèlement l'un à l'autre et perpendiculairement à la surface arrière de la cassette 1 à outils. La goupille 1b de fixation de la cassette est fixée à la cassette 1 pour outils par une vis de fixation 1c de la goupille qui pénètre depuis la surface avant de la cassette 1 à outils en étant vissée. Quand les deux goupilles 1b de fixation de la cassette sont connectées par des moyens de connexion au bloc de base 4 et au bloc de blocage 6 comme cela sera décrit plus loin, la cassette 1 à outils est fixée et tenue dans une position prédéterminée.
Le chiffre 2 indique un outil de coupe qui peut avoir une partie constituant le bord de coupe (non représenté) ayant différentes formes. Sur la fig. 1, la portion de manche 2a de l'outil de coupe 2 fait saillie vers l'extérieur depuis la surface avant de la cas-sette 1 à outils. La partie manche 2a est prévue pour être saisie par un mandrin (non représenté) d'une broche de l'appareil de découpage, qui a été déplacée par un mécanisme de contrôle automa-tique. Dans ces conditions, habituellement, la partie constituant un bord de coupe est positionnée sur la cassette à outils 1.
Quand l'outil de coupe 2 est choisi correctement en fonction de la nature du matériau de la prothèse dentaire façonnée comme décrit ci-dessus, l'efficacité est élevée. En l'occurrence, pour façonner des céramiques dentaires et des résines composites dentaires, on préfère utiliser un outil à diamant. Par contre, pour façonner des métaux dentaires, en particulier pour façonner des alliages dentaires de titane, on préfère utiliser un outil de coupe en carbure.
Par ailleurs, le choix correct de la forme de la partie constituant un bord de coupe selon la forme à obtenir par usinage, permet d'effectuer les opérations avec une bonne précision et une bonne efficacité. Par conséquent, il est utile de prévoir différents types d'outils de coupe. Cela signifie qu'il est préférable de prévoir les outils 2 de coupe ayant différentes formes au niveau de la partie constituant le bord de coupe. Toutefois, ceci entraîne un problème de cout élevé. Ainsi, différents produits disponibles commercialement sont utilisables pour une utilisation en tant qu'outil de coupe 2. Toutefois, comme l'épaisseur de la partie manche 2a de l'outil de coupe 2 varie, il se pose un autre problème à savoir que l'outil de coupe 2 ne peut pas être logé et tenu de manière stable dans la cassette 1 à outils.
Pour surmonter ce problème et pour pouvoir saisir fermement l'outil de coupe 2 par la tige 3 de l'outil, comme décrit plus loin, un anneau de retenue 2b en résine synthétique est installé sur la partie manche 2a de l'outil de coupe 2. En d'autres termes, chacun des anneaux de retenue 2b ayant un diamètre externe constant est pourvu au préalable d'un trou traversant de taille (diamètre) variable correspondant à l'épaisseur de la partie manche 2a de l'outil de coupe 2 à utiliser, et l'anneau de retenue 2b est placé au préalable sur la partie manche 2a de l'outil de coupe 2. Ainsi, non seulement le problème d'avoir chaque fois à changer la tige 3 de l'outil peut être évité, mais également l'anneau de retenue 2b est bon marché, ce qui apporte des avantages sur le plan des couts.
En outre, comme le mandrin de la broche saisit la partie manche 2a de l'outil de coupe 2, on peut avoir des parties de manche 2a ayant différentes épaisseurs. Dans ces conditions, même quand l'anneau de retenue 2b est ajusté sur la partie manche 2a entre la portion à saisir par le mandrin de la broche et la partie constituant le bord de coupe, cela ne pose absolument aucun problème.
Le chiffre 3 indique une tige d'outil ayant pour fonction de recevoir et tenir l'outil de coupe 2 et dont le côté arrière est inséré sans jeu dans l'alésage 1a pour la tige de l'outil; une bride 3a de tige ayant un diamètre externe supérieur au diamètre de l'alésage 1a pour l'insertion de la tige de l'outil est prévue dans sa région médiane; et deux à quatre rainures 3c sont aménagées depuis la partie avant de la tige 3 jusqu'à la bride 3a de la tige. La tige 3 de l'outil est pourvue d'un alésage légèrement plus petit que le diamètre externe de l'anneau de retenue 2b. Lorsque l'anneau de retenue 2b est mis en place et comme il élargit les rainures 3c, l'anneau de retenue 2b permet une prise sure, grâce à son élasticité.
En outre, il est préférable qu'une ouverture à l'extrémité de la tige 3 de l'outil soit prévue en formant un entonnoir vers l'extérieur, pour que l'anneau de retenue 2b puisse être facilement inséré. En outre, pour fixer la tige 3 de l'outil à la cassette 1 à outils, on utilise une vis 3b de positionnement de la tige. En d'autre termes et comme représenté sur la fig. 2, un trou à vis (non représenté) ayant une taille prédéterminée est aménagé au préalable dans une partie médiane entre deux alésages adjoignants 1a pour l'insertion des tiges des outils et la vis 3b de positionnement des tiges est vissée dans ce trou de vis, pour positionner deux tiges 3, 3 d'outil sur la tête d'une vis de positionnement 3b unique.
Le chiffre 4 indique un bloc de base dans lequel en particulier, une surface avant (sur le côté de la cassette 1 à outils) est disposée perpendiculairement au corps principal 5 de l'appareil. Une des raisons pour lesquelles le bloc de base 4 est disposé de cette manière est qu'il constitue un élément de positionnement important pour le mandrin de la broche. Une explication détaillée de cet aspect sera donnée lors de la description faite plus loin de l'échange des outils de coupe 2. Une surface supérieure du bloc de base 4 est creusée avec deux rainures 4a, 4a ayant une section transversale avec la forme d'un demi-cercle pour permettre l'engagement avec les goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette, qui sont des éléments en forme de tige constituant les moyens d'engagement prévus sur la cassette 1 à outils.
Le chiffre 6 indique un bloc de blocage ayant une surface inférieure parallèle à la surface supérieure du bloc de base 4 et un alésage traversant (non représenté) disposé verticalement dans la portion médiane du bloc et avec une partie creuse, cylindrique, ayant une largeur supérieure à celle de l'alésage traversant et située au-dessus de l'alésage traversant. Egalement, la surface inférieure du bloc de blocage 6 dans des positions correspondant aux emplacements des deux rainures 4a, 4a aménagées dans la surface supérieure du bloc de base 4, comporte deux rainures 6a, 6a ayant une section transversale de forme semi-cylindrique pour constituer un moyen d'engagement venant s'engager avec les goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette, qui sont des éléments en forme de tiges servant de moyen d'engagement et prévus sur la cassette 1 à outils.
Les rainures 6a, 6a sont combinées avec les rainures 4a, 4a, pour former des alésages ronds. Les goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette sont insérées et engagées dans les alésages ronds ainsi constitués.
Comme moyen de connexion pour connecter dans leur état d'engagement les goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette qui sont des éléments en forme de tiges constituant les moyens d'engagement prévus sur la cassette 1 à outils aux moyens d'engagement constitués par les deux rainures 4a, 4a aménagées dans la surface supérieure du bloc de base 4 et les deux rainures 6a, 6a aménagées dans la surface inférieure du bloc de blocage 6, on utilise un système dans lequel un trou pour vis (non représenté) est prévu dans le bloc de base 4 en une position correspondant au trou traversant du bloc de blocage 6 et à une extrémité supérieure d'une vis de blocage 7c destinée à être vissée dans ce trou à vis,
on a fixé une bride cylindrique de blocage 7b sur une surface inférieure d'une barre de blocage 7 pourvue d'un levier 7a sur un côté de celle-ci et qui est installée librement dans la cavité cylindrique aménagée sur la surface supérieure du bloc de blocage 6.
Plus précisément, quand la barre de blocage 7 est tournée horizontalement à l'aide du levier 7a, la vis de blocage 7c, qui avait été introduite au préalable par le trou traversant du bloc de blocage 6, est vissée dans le trou à vis dans le bloc de base 4. A ce moment, la bride de blocage cylindrique 7b prévue sur la surface inférieure de la barre de blocage 7 est libérée dans la cavité cylindrique aménagée sur la surface supérieure du bloc de blocage 6, grâce à quoi le bloc de blocage 6 se trouve dans un état où il ne peut se déplacer, pas plus dans la direction longitudinale que dans la direction transversale, alors qu'il peut tourner dans cette position.
Dans cet état, le bloc de blocage 6 est soulevé légèrement et les deux goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette - qui sont des éléments en forme de tiges constituant les moyens d'engagement prévus sur la cassette 1 à outils - peuvent être insérées et engagées dans les moyens d'engagement constitués par les deux rainures 4a, 4a aménagées dans la surface supérieure du bloc de base 4 et les deux rainures 6a, 6a aménagées dans la surface inférieure du bloc de blocage 6. Ensuite, la barre de blocage 7 est tournée horizontalement en tenant le levier 7a, grâce à quoi on visse fermement la vis de blocage 7c dans le trou de vis du bloc de base 4 et on connecte les deux goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette constituant le moyen d'engagement prévu sur la cassette 1 à outils au bloc de base 4.
Ainsi, la cassette 1 à outils peut être fermement fixée au bloc de base 4 d'une manière complètement amovible par l'intermédiaire des goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette, tout en lui assurant la relation de position souhaitée.
Dans l'agencement décrit ci-dessus, on peut introduire une modification dans laquelle une des deux goupilles 1b, 1b de fixation de la cassette servant de moyen d'engagement de la cassette à outils 1 avec le bloc de base 4 et le bloc de blocage 6 est remplacée par une goupille disposée perpendiculairement sur la face frontale du bloc de base 4 et un alésage pour engager ledit moyen d'engagement constitué par l'une des deux rainures 4a, 4a aménagées dans la surface supérieure du bloc de base 4 et l'une des deux rainures 6a, 6a aménagées sur la surface inférieure du bloc de blocage 6 est agencée dans la surface arrière de la cassette 1 à outils. Dans ce cas, la goupille 1b de fixation de la cas-sette modifiée peut être vissée au moyen d'un écrou à une portion faisant saillie de la surface arrière du bloc de base 4.
Le chiffre 8 indique un bloc de détection par contact 8, dont la surface avant est disposée perpendiculairement au corps principal 5 de l'appareil. Dans une position prédéterminée d'une portion supérieure de la surface avant du bloc solide de détection par contact 8, il y a un détecteur à contact 9 intervenant lors de la saisie de l'outil de coupe 2 par le mandrin de la broche, pour déterminer la distance entre la surface d'extrémité avant du mandrin et l'extrémité avant de l'outil de coupe 2 lorsque le mandrin se déplace.
Après la saisie de l'outil de coupe 2 par le mandrin, l'outil de coupe 2 est déplacé avec le mandrin jusqu'à amener l'extrémité de l'outil de coupe 2 en contact avec le détecteur à contact 9 et un ordinateur incorporé au corps principal de l'appareil saisit et numérise le mouvement dans un système tridimensionnel à axes X, Y et Z et il mémorise ce mouvement. A ce moment ce contact confirme clairement que l'outil de coupe 2 est tenu fermement.
Le chiffre 10 indique au moins un détecteur de proximité disposé en une position prédéterminée sur la surface du bloc de base 4 à laquelle la cassette 1 à outils est fixée. La raison pour laquelle on prévoit un détecteur de proximité 10 est donnée ci-après. Dans le cas où le nombre de détecteurs de proximité 10 est de deux, le dispositif de proximité additionnel 10 est prévu pour confirmer que la cassette 1 à outils a été installée et l'autre détecteur de proximité 10 permet de distinguer les différents types de cassettes 1 à outils.
La raison pour laquelle une telle identification est nécessaire réside dans le fait que l'outil de coupe 2 doit correspondre au matériau usiné ou, en d'autres termes, il faut utiliser comme outil de coupe, un outil de coupe à diamant ou un outil de coupe en carbure selon les circonstances, comme cela a été décrit précédemment.
Egalement, chaque cassette 1 à outils est prévue exclusivement pour un type d'outil de coupe et le côté inférieur de la surface arrière d'une cassette 1 à outils comporte un évidement 1d, comme représenté sur la fig. 4, pour pouvoir distinguer les cassettes. Par exemple, elle peut être exclusivement prévue pour des outils en carbure fritté.
Dans ce contexte, le détecteur de proximité 10 est installé dans le bloc de base 4 de manière à se trouver dans la position où est aménagé l'évidement 1d permettant de distinguer les cassettes, Ainsi, par exemple, quand deux détecteurs de proximité 10 sont prévus et que des signaux sont reçus par les deux détecteurs de proximité 10, l'appareil confirme que la cassette 1 à outils pour des outils de coupe à diamant a été fixée dans la position souhaitée; par contre, quand un signal ne vient que d'un détecteur de proximité 10, l'appareil confirme que la cassette 1 à outils avec des outils de coupe en carbure fritté a été fixée dans la position souhaitée. On préfère utiliser un tel système parce qu'il permet d'éviter que l'outil de coupe 2 ne soit mal choisi pour le matériau à usiner.
Le chiffre 13 indique des vis d'ajustement qui sont au nombre de quatre paires, quatre vis étant prévues pour la cassette 1 à outils deux pour le bloc de base 4 et deux pour le bloc de blocage 6, ces vis étant aboutées deux par deux, comme représenté sur la fig. 1 et sur la fig. 3. Le fait d'ajuster les longueurs faisant saillie des vis d'ajustement 13 permet l'utilisation de cassettes 1 à outils ayant différentes épaisseurs et également, il devient possible d'utiliser des outils de coupe 2 ayant différentes longueurs, car l'extrémité arrière de la partie manche 2a de l'outil de coupe peut être placée sensiblement dans la même position, quel que soit l'outil de coupe 2 utilisé.
Toutefois, dans le cas où la position de la cassette 1 à outils est ajustée en utilisant les vis d'ajustage 13, un nouveau problème peut se poser, à savoir que la relation de position avec le détecteur de proximité 10 ne peut pas être maintenue. En particulier, la distance entre la cassette 1 à outils et le détecteur de proximité 10 peut être trop importante. Par conséquent, il peut arriver que le détecteur de proximité 10 ne transmet pas de signal, alors qu'en fait la cassette 1 à outils est installée. Pour empêcher un tel phénomène de se produire, on effectue un ajustement de la position du détecteur de proximité 10 sur le côté gauche faisant face à l'avant en utilisant la vis 11 d'ajustement de la position du détecteur de proximité (voir figs.
2 et 3) et on effectue un ajustement de la position du détecteur de proximité 10 sur le côté droit en utilisant la vis 12 d'ajustement de la position du détecteur de proximité (voir fig. 1).
Finalement, le détachement (échange) de l'outil de coupe 2 par le mécanisme de contrôle automatique, et en particulier la manière dont un outil de coupe 2, logé dans la cassette 1 à outils de coupe, est placé dans le mandrin ou sorti de celui-ci est expliquée ci-après. Les procédés possibles sont en gros de deux types. Un procédé fait appel à un mécanisme qui est avantageux pour les appareils de petites dimensions et il comprend de déplacer le mandrin lui-même sur la base de coordonnées de l'appareil d'usinage numérisées au préalable dans un système tridimensionnel à axes X, Y et Z. Ce procédé est optimal dans le cas où le corps principal de l'appareil a une taille réduite au minimum, ce qui est le cas dans l'invention où l'objet soumis aux opérations de découpe est limité à une prothèse dentaire.
Dans l'autre procédé, dans lequel un bras mobile (non représenté) est utilisé, le mouvement de ce bras est saisi dans l'espace tridimensionnel comme dans le cas du mouvement du mandrin ci-dessus et les coordonnées de tous les outils de coupe 2 sont enregistrées dans l'appareil. Dans ce cas, bien qu'une pluralité de cassettes 1 à outils soient à disposition et utilisées, le problème se pose de ce que l'appareil lui-même devient inévitablement très grand.
Comme décrit ci-dessus, l'appareil automatique de découpe dentaire de la présente invention est particulièrement bien adapté à des procédés de découpe d'éléments de petite taille du type prothèse dentaire (couronne ou "inlay"), faisant appel à des techniques CAD/CAM.
La petite taille de l'appareil avait, dans le passé, les effets néfastes suivants. Il était impossible de préparer par avance une pluralité d'outils de coupe, de changer l'outil de coupe et les opérations compliquées nécessaires pour changer d'outil de coupe empêchaient une automatisation complète de la machine.
Par contre, avec les appareils automatiques de découpe dentaire de la présente invention, quand l'opérateur place par avance le nombre d'outils de coupe nécessaires dans des cassettes à outils prédéterminées et qu'il installe la boîte dans une position d'installation prédéterminée sur l'appareil d'usinage, il devient possible d'effectuer une fabrication automatique dans laquelle un mécanisme de contrôle automatique placé dans l'appareil, permet de sortir automatiquement les outils de coupe de la boîte et de les saisir par le mandrin de la broche et également de les en libérer, en fonction des ordres d'usinage donnés. Il va sans dire que l'invention est utilisable même lorsque l'appareil d'usinage fonctionne dans un mode où un mandrin est prévu par avance pour chaque outil de coupe, comme cela se pratique depuis quelques années.
En outre, en même temps, pour assurer la saisie précise de l'outil de coupe par le mandrin de la broche, la cassette à outils et les outils de coupe doivent toujours être positionnés de manière identique et l'échange d'un jeu d'outils de coupe peut facilement être réalisé en détachant la cassette à outils.
Au vu de ce qui précède, l'appareil automatique de découpe dentaire selon la présente invention contribue utilement à améliorer la technologie des soins dentaires.
Alors que l'invention a été décrite en détail et en se reportant à des formes d'exécution spécifiques de celle-ci, il est clair pour l'homme de l'art que différents changements et modifications peuvent intervenir sans se départir de l'esprit de l'invention et sortir de son domaine d'application.