CN101259038A - 一种牙套加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牙套加工方法，通过扫描装置扫描加工工作台上的牙模三维坐标数据并传送给控制计算机，控制计算机读取对应牙形模板数据；根据扫描数据和牙套初始外冠生成原则生成牙套初始外冠，并侦测牙套初始外冠坐标数据与牙形模板外冠数据进行差值运算，得到牙套修正外冠数据；根据牙模扫描数据和牙套修正外冠数据进行牙套三维建模，得到牙套模型并进行外冠以外材料的自动裁切，设定光线投影方向及亮度；对加工工作台上的牙模进行扫描并与牙套模型数据进行差值运算，得到牙套的逐点加工数据，向加工机床发送加工命令进行牙套加工。本发明可以获得接近自然齿形外冠的牙套，牙套外冠修改方便；牙套内冠与牙外形紧密配合，提高了牙科治疗水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工方法，更具体地说，涉及一种牙套加工方法。
背景技术
在牙齿齿形的损害中，因龋齿、虫牙等牙病所导致的牙齿齿形损害或因物理原因造成的牙齿齿形损害是最为常见。对上述损害的齿形进行修复，现有牙科技术通常是采用在受损齿形的受损位置粘结上修补材料，然后进行打磨的方法进行修补，这种方法对于受损大的齿形修补工作量大，而且修补后的牙形外冠质量完全决定于牙医个人的技术水平，牙形外冠形状很难达到人的牙齿的一般牙形外冠形状，使病人在牙齿修补后感到不适。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种牙套加工方法，可以加工出内冠与受损牙齿的牙形吻合、外冠达到人的相应牙齿的一般牙形外冠形状的牙套，提高牙科治疗水平。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种牙套加工方法，其特征在于：通过控制计算机和与该控制计算机连接的扫描装置获取和处理牙套加工数据，所述牙套加工方法包括如下步骤：
S1、将牙模安装在加工工作台上，启动扫描装置对牙模进行扫描，并将扫描的牙模外形对扫描基点的三维坐标数据传送给控制计算机，控制计算机读取数据库中的与所述牙模对应的牙形模板数据；
S2、控制计算机根据扫描数据和牙套初始外冠生成原则生成牙套初始外冠，控制计算机自动逐点侦测牙套初始外冠坐标数据，并与调用的牙形模板外冠对应位置的数据比较差值，当所述差值大于设定阀值时，该点坐标选用牙形模板外冠的对应坐标，当所述差值小于等于设定阀值时，该点坐标不变，完成后得到牙套修正外冠数据；
S3、控制计算机根据牙模扫描数据和上述牙套修正外冠数据，采用三维成像技术进行牙套三维建模，得到包括内冠和外冠的牙套模型，并自动裁切外冠与内冠交界处外冠以外的材料，然后设定光线投影方向及亮度；
S4、将加工工作台上的牙模替换为加工坯料，扫描装置扫描坯料外缘对扫描基点的三维坐标，与上述牙套模型的内冠和外冠数据进行差值运算，得到牙套的逐点加工数据，根据牙套的逐点加工数据向加工机床发送加工命令进行牙套加工。
在本发明的牙套加工方法中，所述扫描基点为所述加工工作台加工件安装孔轴线与加工件安装面的交点。
在本发明的牙套加工方法中，步骤S2中的所述牙套初始外冠生成原则为：牙套顶部外冠至内冠的厚度为一设定值，牙套自顶部至内冠与外冠分界处的侧部外冠至内冠的厚度成线性变化，内冠与外冠分界处厚度为零。
在本发明的牙套加工方法中，步骤S4中的所述差值运算为：同一平面上牙套模型的内冠数据和外冠数据的坐标值分别与坯料边界点的坐标值之差。
在本发明的牙套加工方法中，步骤S3包括手动修改牙套局部厚度，及手动修改牙套外冠的局部边缘区域曲线，手动修改操作可逆。
在本发明的牙套加工方法中，步骤S3包括将生成的牙套模型数据加入数据库中形成新的牙形模板数据。
在本发明的牙套加工方法中，所述牙模为单个齿牙模。
在本发明的牙套加工方法中，所述牙模为两个齿以上的牙模，所述步骤S1中的牙形模板数据包括对应的牙套模型数据和对应的牙桥数据；所述步骤S3中包括在各个齿的牙套模型生成完成后，根据调用对应牙桥数据生成牙桥连接相连相邻两个牙套；所述步骤S4中包括扫描装置扫描坯料外缘三维坐标，与上述牙桥数据进行差值运算。
在本发明的牙套加工方法中，步骤S4包括，实时显示加工进度并实时校验发送加工数据的完整性和正确性。
实施本发明的牙套加工方法，与现有技术比较，其有益效果是：
1、本方法可以通过扫描牙模数据和牙形模板数据生成外冠接近人的自然齿形外冠的牙套，大大提高了牙科治疗水平；
2、牙套模型生成后，牙套外冠可以进行手动修改，使牙套外冠更大程度满足要求；
3、牙套内冠由扫描牙模数据加工而成，能够保证牙套内冠与牙外形的紧密配合。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明牙套加工方法实施例一的流程图。
图2是本发明牙套加工方法中的差值运算原理图。
具体实施方式
实施例一
本发明的牙套加工方法是通过加工系统的控制计算机和与该控制计算机连接的扫描装置获取和处理牙套加工数据，并使用牙套加工数据控制牙套加工机床进行牙套加工。
如图1所示，本发明的牙套加工方法包括如下步骤：
步骤一，将需要配制牙套的牙模(由牙科医生根据病人的病牙制作)安装在机床加工工作台上，启动扫描装置对牙模进行扫描，并将扫描的牙模外形对扫描基点的三维坐标数据传送给控制计算机，控制计算机读取数据库中与牙模对应的牙形模板数据。扫描基点是扫描装置的参照点，扫描装置以扫描基点为原点建立坐标系，理论上，扫描基点可以以加工工作台加工间安装面的任一确定点为基点，通常取加工工作台加工件安装孔轴线与加工件安装面的交点作为基点。
在本实施例中，扫描装置对牙模的扫描，是先确定一个基点，然后以此基点为基准对牙模进行逐行扫描获得牙模外形三维坐标数据。在其它实施例中，扫描装置可采用现有的面扫描技术，以提高扫描效率。扫描装置可采用激光扫描仪或其它常用扫描仪。数据库中的牙形模板数据可以采用对人的正常牙齿进行扫描来建立。
步骤二，控制计算机根据牙模的扫描数据和牙套初始外冠生成原则生成牙套初始外冠，控制计算机自动逐点侦测牙套初始外冠坐标数据，并与调用的牙形模板外冠对应位置的数据比较差值，当差值大于设定阀值时，选用牙形模板外冠的对应坐标作为该点坐标，当差值小于等于设定阀值时，该点坐标不变，逐点完成差值运算后得到牙套的修正外冠数据。在本实施例中，牙套初始外冠生成原则为：牙套顶部外冠至内冠的厚度为一设定值，牙套自顶部至内冠与外冠分界处的侧部外冠至内冠的厚度成线性变化，内冠与外冠分界处厚度为零。在其它实施例中，牙套顶部外冠至内冠的厚度可以分区设定两个或多个厚度值。上述阀值的设定起到保证牙套的修正外冠接近牙形模板外冠的作用，阀值越小，牙套的修正外冠越接近牙形模板外冠，实际加工中该阀值由操作者结合加工经验获得经验数据。
步骤三，控制计算机根据牙模扫描数据和上述牙套修正外冠数据，采用现有三维成像技术进行牙套的三维建模，得到包括内冠和外冠的牙套模型，自动裁切外冠与内冠交界处外冠以外的材料，并设定光线投影方向及亮度，得到可视的牙套三维模型。操作者可以手动修改牙套模型的局部厚度，及手动修改牙套外冠的局部边缘区域曲线，而且手动修改操作可逆，以方便修改不恰当或修改错误时可方便地恢复到上一次或者操作者认定的任一正确的操作处，重新进行手动修改。在本步骤中，可以将生成的牙套模型数据加入数据库中形成新的牙形模板数据。
步骤四，牙套模型生成完毕后，将加工工作台上的牙模替换为加工坯料，扫描装置以与牙模扫描的同一扫描基点为基点扫描坯料外缘的三维坐标，与上述牙套模型的内冠和外冠数据进行差值运算，得到牙套的逐点加工数据，根据牙套的逐点加工数据向加工机床发送加工命令进行牙套加工。差值运算为：在同一剖切平面上，牙套模型的内冠数据和外冠数据的坐标值分别与坯料边界点的坐标值之差。如图2所示，如在平行于xoy坐标面的剖切平面上，牙套模型的内冠边缘13坐标值Xa与加工坯料1的边界11的相应点(即与内冠边缘Y坐标相同的边界点)的坐标值Xb之差ΔXn即为X方向的加工数据。而牙套模型的内冠边缘13坐标值Xa与加工过程中可能的材料边缘12的相应点的坐标值Xc之差ΔXn’用于对加工数据正确性的实时校验。传输数据的完整性通过现有的异或校验技术来完成。
当然，在步骤四中，在加工数据传输和控制比较可靠的前提下，也可以不进行加工数据的完整性和正确性的实时校验。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，区别是：在本实施例步骤三中，不设置操作者手动修改牙套模型。即控制计算机根据牙模扫描数据和牙套修正外冠数据，采用现有三维成像技术进行牙套三维建模，得到包括内冠和外冠的牙套模型后，即进入步骤四完成加工数据生成。
在上述实施例中，牙模可以是单个齿牙模，也可以是两个齿以上的牙模。当牙模为两个齿以上的牙模时，步骤一中的牙形模板数据包括对应的牙套模型数据和对应的牙桥数据(数据库中包括分别连接人体口腔各位置两相邻齿的各牙桥数据，牙桥数据通过扫描牙桥模型的方式建立)；步骤三中包括在各个齿的牙套模型生成完成后，根据调用对应牙桥数据生成牙桥，连接相邻两个牙套；步骤四中包括扫描装置扫描坯料外缘三维坐标，与牙桥数据进行差值运算，生成牙桥加工数据。
Claims (9)
1、一种牙套加工方法，其特征在于：通过控制计算机和与该控制计算机连接的扫描装置获取和处理牙套加工数据，所述牙套加工方法包括如下步骤：
S1、将牙模安装在加工工作台上，启动扫描装置对牙模进行扫描，并将扫描的牙模外形对扫描基点的三维坐标数据传送给控制计算机，控制计算机读取数据库中的与所述牙模对应的牙形模板数据；
S2、控制计算机根据扫描数据和牙套初始外冠生成原则生成牙套初始外冠，控制计算机自动逐点侦测牙套初始外冠坐标数据，并与调用的牙形模板外冠对应位置的数据比较差值，当所述差值大于设定阀值时，该点坐标选用牙形模板外冠的对应坐标，当所述差值小于等于设定阀值时，该点坐标不变，完成后得到牙套修正外冠数据；
S3、控制计算机根据牙模扫描数据和上述牙套修正外冠数据，采用三维成像技术进行牙套三维建模，得到包括内冠和外冠的牙套模型，并自动裁切外冠与内冠交界处外冠以外的材料，然后设定光线投影方向及亮度；
S4、将加工工作台上的牙模替换为加工坯料，扫描装置扫描坯料外缘对扫描基点的三维坐标，与上述牙套模型的内冠和外冠数据进行差值运算，得到牙套的逐点加工数据，根据牙套的逐点加工数据向加工机床发送加工命令进行牙套加工。
2、如权利要求1所述的牙套加工方法，其特征在于：所述扫描基点为所述加工工作台加工件安装孔轴线与加工件安装面的交点。
3、如权利要求1所述的牙套加工方法，其特征在于，步骤S2中的所述牙套初始外冠生成原则为：牙套顶部外冠至内冠的厚度为一设定值，牙套自顶部至内冠与外冠分界处的侧部外冠至内冠的厚度成线性变化，内冠与外冠分界处厚度为零。
4、如权利要求1所述的牙套加工方法，其特征在于，步骤S4中的所述差值运算为：同一平面上牙套模型的内冠数据和外冠数据的坐标值分别与坯料边界点的坐标值之差。
5、如权利要求1至4之一所述的牙套加工方法，其特征在于：在步骤S3中，包括手动修改牙套局部厚度，及手动修改牙套外冠的局部边缘区域曲线，手动修改操作可逆。
6、如权利要求5所述的牙套加工方法，其特征在于：在步骤S3中，包括将生成的牙套模型数据加入数据库中形成新的牙形模板数据。
7、如权利要求5所述的牙套加工方法，其特征在于：所述牙模为单个齿牙模。
8、如权利要求5所述的牙套加工方法，其特征在于：所述牙模为两个齿以上的牙模，所述步骤S1中的牙形模板数据包括对应的牙套模型数据和对应的牙桥数据；所述步骤S3中包括在各个齿的牙套模型生成完成后，根据调用对应牙桥数据生成牙桥连接相连相邻两个牙套；所述步骤S4中包括扫描装置扫描坯料外缘三维坐标，与上述牙桥数据进行差值运算。
9、如权利要求5所述的牙套加工方法，其特征在于：步骤S4包括，实时显示加工进度并实时校验发送加工数据的完整性和正确性。
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