CN105138726A - 可编码工件的制造方法及其识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可编码工件的制造方法，包括如下步骤：1）工件模型的获得；2）工件标识可识别信号；3）将可识别信号编码为平面图形；4）生成三维编码工件；5）3D打印加工。本发明简化了加工流程，降低生产成本。采用3D打印设备制造复杂模型和简单模型的区别不大，将立体二维码添加到模型上，不仅对加工成本影响极小，而且不需要其他辅助标记方式；其次，可以减少出错，鲁棒性强。本发明还提供一种可编码工件的识别方法，包括如下步骤：1）光学识别；2）还原工件标识。利用光学识别技术对立体二维码进行识别后还原为原始编码，可以减少出错，鲁棒性强，提高了识别准确率，有利于提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化加工领域，尤其涉及一种可编码工件的制造方法及其识别方法。
背景技术
在工业自动化技术领域，工件数据化是实现自动化的重要技术环节。而工件编码是工件数据化的一个必要流程，常采用在工件上标记条形码、平面二维码或文字的方式来实现。在现有技术中，一种方式是先加工制造出工件，而后将准备好的条形码或平面二维码以粘贴方式固定在工件相应位置，这种方式涉及专门贴标工作环节，增加了加工流程，并且容易发生混乱和错误，消耗了一定的人力和物力成本。另一种方式是直接在工件表面进行喷涂、彩印等方式来标识编码，但对于形状复杂或不规则的工件在工件，以及工件表面材料不易着色的工件，这种方式也难以实现有效编码。在实际工件批量加工过程中，一旦发生故障、错误或混乱，由于数十个或更多工件混放一起，并且每个工件都没有身份识别信息，后续加工将难以进行有效识别和区分，影响加工流程的顺利完成，降低生产效率。尤其是在自动化生产线上，自动化切割设备根据所识别到的特定的工件给出特定的切割指令，因而亟需对每个工件在加工过程中进行快速自动化可识别标识，并且要求要有较好的容错性。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的问题，提供一种可编码工件的制造方法及其识别方法，解决了可编码工件的不易加工和不易自动识别的问题，提高了可编码工件的生产制造效率，减少了出错率。
本发明公开了一种可编码工件的制造方法，包括如下步骤：
1）工件模型的获得
所述工件模型可通过三维扫描设备直接获得模型工件，也可通过三维图形设计软件构建；
2）工件标识可识别信号
在工件模型上标识可识别信号；
3）将可识别信号编码为平面图形
将可识别信号按一定程序规则编码为平面图形，所述平面图形为二维码图形；
4）生成三维编码工件
基于所述二维码图形的原始模型网格，将原始模型网格图形投影到平面上，按一定规则再编码为三维编码；
5）3D打印加工
采用3D打印设备加工制造出所述可编码工件。
步骤4）所述规则为所述二维码白色区域编码为平面，所述二维码黑色区域编码为凹坑形态。
所述凹坑呈倒四棱锥状。
作为优选，步骤5）所述3D打印设备为SLA型快速成型机。
本发明还公开了一种可编码工件的识别方法，包括如下步骤：
1）光学识别
通过3D打印设备制造出的工件的二维码区域，利用凹坑和平面对光线的反射特征不同，在配备合适的光源的情况下使用视频采集设备得到的图像具备有比较明显的区域分割特征；
2）还原工件标识
采用常用的二维码图像解析方法将图像还原为原始编码。
作为一种实施方式，所述原始编码由数字、字母和符号组成。
作为另一种实施方式，所述原始编码由数字和字母组成。
与现有技术相比，本发明一种可编码工件的制造方法，解决了现有技术中存在的问题。首先，本发明简化了加工流程，降低生产成本。采用3D打印设备制造复杂模型和简单模型的区别不大，将立体二维码添加到模型上，不仅对加工成本影响极小，而且不需要其他辅助标记方式；其次，可以减少出错，鲁棒性强。编码与工件模型为一体化结构，不会因编码和工件分离或标记染料剥离造成错误。本发明还提供一种可编码工件的识别方法，利用光学识别技术对立体二维码进行识别后还原为原始编码，可以减少出错，鲁棒性强，提高了识别准确率，有利于提高生产效率。
附图说明
图1为本发明可编码工件的制造方法工艺流程图。
图2为本发明可编码工件的识别方法流程图。
图3为本发明一种实施例平面视图。
图4为本发明一种实施例立体视图。
图5为本发明一种实施方式平面视图。
图6为本发明图5所述实施例的立体视图。
图7为本发明一种实施例局部示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种可编码工件的制造方法及其识别方法做进一步详细阐述，请一并参阅图1～图7。
实施例1：
一种可编码工件的制造方法，包括如下步骤，请参阅图1。
1）工件模型的获得
所述工件模型可通过三维扫描设备直接获得工件模型，也可通过三维图形设计软件构建；作为具体实施方式，所述工件为牙颌模型或假牙。
2）工件标识可识别信号
在工件模型上标识可识别信号；作为优选，可识别信号设置在工件模型侧面，以不影响加工为宜。
3）将可识别信号编码为平面图形
将可识别信号按一定程序规则编码为平面图形，所述平面图形为二维码图形；
4）生成三维编码工件
基于所述二维码图形的原始模型网格，将原始模型网格图形投影到平面上，按一定规则再编码为三维编码；
5）3D打印加工
采用3D打印设备加工制造出所述可编码工件。
作为优选实施方式，步骤4）所述规则为所述二维码白色区域编码为平面，所述二维码黑色区域编码为凹坑形态。
作为优选实施方式，所述凹坑呈倒四棱锥状。
作为优选实施方式，步骤5）所述3D打印设备为SLA型快速成型机。所述快速成型机单位时间产能大、精度高，适用于工业规模化生产制造各类工件或工件模型。
实施例2：
作为一种具体实施例，所述工件为牙颌模型，所述牙颌模型按照本发明制造方法加工步骤如下，请参阅图3～图7带编码的牙颌模型工件。
1）牙颌模型的获得。所述牙颌模型可通过牙科用三维扫描仪直接扫描到电脑端，通过电脑端软件对模型进行修补，获得符合要求的牙颌模型；也可通过G-magics等三维图形设计软件直接构建出三维牙颌模型。
2）牙颌标识可识别信号。在牙颌模型上标识可识别信号，所述可识别信号为包含患者姓名、病例编号等信息的数字、字母或符号组成的原始编码；作为优选，可识别信号设置在牙颌模型侧面，以不影响加工为宜。
3）将可识别信号编码为平面图形。将可识别信号按一定程序规则编码为平面图形，所述平面图形为二维码图形。
4）生成三维编码牙颌模型。基于所述二维码图形的原始模型网格，将原始模型网格图形投影到平面上，按一定规则再编码为三维编码。
5）3D打印加工。将所述三维编码牙颌模型导入快速成型机控制端，通过控制端启动牙颌模型的加工，经过一个加工周期，所述可编码的3D打印牙颌模型便被制造完成。所述快速成型机包括但不限于SLA快速成型机、金属粉末烧结快速成型机。
作为优选实施方式，步骤4）所述规则为所述二维码白色区域编码为平面，所述二维码黑色区域编码为凹坑形态。因为不同区域交错排列，最终形成了立体效果的二维码立体结构。
作为一种实施方式，所述凹坑呈倒四棱锥状。所述凹坑包括但不限于三棱锥状、球形等。
步骤5）所述3D打印设备为SLA型快速成型机。
在隐形牙套的生产过程中，大量的牙颌模型，即工件，被生产出来，所述牙颌模型1’即本发明所述工件1，将本发明应用于隐形牙套的生产工艺中，将推动隐形牙套的生产由现有的手工操作向自动化方向发展。
对于某个患者，口腔医师通过软件设计了一系列由初始牙列状态到最终牙列状态的中间牙颌模型三维数据，所述中间牙颌模型都带有患者姓名、编号、步骤等信息，将所述带有大量信息的牙颌模型三维数据导入快速成型机控制端，然后由快速成型机快速制造出相应的带立体二维码2的牙颌模型，包括牙颌模型本体1’，在所述牙颌模型本体1’上设置有立体二维码2。
所述立体二维码2由小方格3构成。
所述小方格3形成一网格平面6，所述网格平面6内有小方格凹坑4。所述凹坑4内部呈倒三棱锥或倒四棱锥或半球形等。作为优选，本实施例凹坑4内部呈倒四棱锥结构。
为了防止因加工过程产生的立体二维码2不能自动识别问题，本发明做了进一步改进，给所述立体二维码2设置了一个编号5，所述编号5可进行人工读取。作为优选实施方式，所述编号5由数字和字母组成，或由数字和符号组成，或由数字、字母和符号组成。
作为优选实施方式，所述立体二维码2与所述牙颌模型本体1’为一体结构。快速成型过程中，所述立体二维码2随着牙颌模型本体1’一并成型，设置在牙颌模型本体1’的舌侧或腭侧。
本发明公开了一种可编码工件的制造方法，解决了现有技术中存在的问题。首先，本发明能够简化加工流程，降低生产成本。采用3D打印设备制造复杂模型和简单模型的区别不大，将立体二维码添加到模型上，不仅对加工成本影响极小，而且不需要其他辅助标记方式；其次，可以减少出错，鲁棒性强。编码与工件模型为一体化结构，不会因编码和工件分离或标记染料剥离造成错误；本发明所用编码方式进一步降低误码率。
实施例3：
本发明还公开了一种可编码工件的识别方法，包括如下步骤，请参阅图2。
1）光学识别
通过3D打印设备制造出的工件的二维码区域，利用凹坑和平面对光线的反射特征不同，在配备合适的光源的情况下使用视频采集设备得到的图像具备有比较明显的区域分割特征。
2）还原工件标识
采用常用的二维码图像解析方法将图像还原为原始编码。所述解析方法可以采用图像分析方式，也可以采用压力方式，还可以采用计算机触觉等方式。
所述原始编码由数字、字母和符号组成。作为改进实施方式，所述原始编码由数字、字母和符号中的任一项或任两项组成。
作为一种具体实施例，所述工件为牙颌模型。通过SLA快速成型机以逐层叠加的方式打印出树脂牙颌模型及其二维码图形，通过紫外光照射来固化树脂，从而获得完整的被编码的牙颌模型，编码信息以二维码形式体现。所述二维码高低不同的两类小方块构成，一类为凹坑形态方块，另一类为平面形态方块，所述凹坑形态与所述平面形态的数十块小方块共同组成了一个立体形态的二维码结构。当光线照射所述立体二维码时，因为凹坑形态与平面形态对光线反射的不同，识别设备通过图像采集镜头获得的图像具有明显的区域分割特征。采用本领域常用的二维码图像解析方法，可将所获得的图像解码，将图像信息还原为原始编码。
本发明还提供一种可编码工件的识别方法，利用光学识别技术对立体二维码进行识别后还原为原始编码，可以减少出错，鲁棒性强，提供了识别准确率，有利于提高生产效率。
与现有技术相比，本发明一种可编码工件的制造方法，解决了现有技术中存在的问题。首先，本发明简化了加工流程，降低生产成本。采用3D打印设备制造复杂模型和简单模型的区别不大，将立体二维码添加到模型上，不仅对加工成本影响极小，而且不需要其他辅助标记方式；其次，可以减少出错，鲁棒性强。编码与工件模型为一体化结构，不会因编码和工件分离或标记染料剥离造成错误。本发明还提供一种可编码工件的识别方法，利用光学识别技术对立体二维码进行识别后还原为原始编码，可以减少出错，鲁棒性强，提供了识别准确率，有利于提高生产效率。
以上描述仅为本发明的实施例，谅能理解，在不偏离本发明构思的前提下，对本发明的简单修改和替换皆应包含在本发明的技术构思之内。
Claims (7)
1.可编码工件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）工件模型的获得
所述工件模型可通过三维扫描设备直接获得模型工件，也可通过三维图形设计软件构建；
2）工件标识可识别信号
在工件模型上标识可识别信号；
3）将可识别信号编码为平面图形
将可识别信号按一定程序规则编码平面图形，所述平面图形为二维码图形；
4）生成三维编码工件
基于所述二维码图形的原始模型网格，将原始模型网格图形投影到平面上，按一定规则再编码为三维编码；
5）3D打印加工
采用3D打印设备加工制造出所述可编码工件。
2.如权利要求1所述的可编码工件的制造方法，其特征在于：步骤4）所述规则为所述二维码白色区域编码为平面，所述二维码黑色区域编码为凹坑形态。
3.如权利要求2所述的可编码工件的制造方法，其特征在于：所述凹坑呈倒四棱锥状。
4.如权利要求1所述的可编码工件的制造方法，其特征在于：步骤5）所述3D打印设备为SLA型快速成型机。
5.可编码工件的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）光学识别
通过3D打印设备制造出的工件的二维码区域，利用凹坑和平面对光线的反射特征不同，在配备合适的光源的情况下使用视频采集设备得到的图像具备有比较明显的区域分割特征；
2）还原工件标识
采用常用的二维码图像解析方法将图像还原为原始编码。
6.如权利要求5所述的可编码工件的识别方法，其特征在于：所述原始编码由数字、字母和符号组成。
7.如权利要求5所述的可编码工件的识别方法，其特征在于：所述原始编码由数字和字母组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201210 Shanghai city Pudong New Area Zu Road No. 2305 A block 122 Building 2 North Gate God's favored one Applicant after: SHANGHAI SMARTEE DENTI-TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: ZHEJIANG YINCHILI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 201203 building 725, Zhangjiang Road, 6, Shanghai, Pudong New Area Applicant before: SHANGHAI SMARTEE DENTI-TECHNOLOGY CO.,LTD. Applicant before: ZHEJIANG YINCHILI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201210 Shanghai Pudong New Area Zuchong Road 2305 Tianzhijianzi A Block 122 North Gate 2 Floor Applicant after: Zhengya Dental Technology (Shanghai) Co.,Ltd. Applicant after: ZHEJIANG YINCHILI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 201210 Shanghai Pudong New Area Zuchong Road 2305 Tianzhijianzi A Block 122 North Gate 2 Floor Applicant before: SHANGHAI SMARTEE DENTI-TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant before: ZHEJIANG YINCHILI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201210 Shanghai Pudong New Area Zuchong Road 2305 Tianzhijianzi A Block 122 North Gate 2 Floor Applicant after: Zhengya Dental Technology (Shanghai) Co.,Ltd. Applicant after: Zhejiang Zhengya Dental Co.,Ltd. Address before: 201210 Shanghai Pudong New Area Zuchong Road 2305 Tianzhijianzi A Block 122 North Gate 2 Floor Applicant before: Zhengya Dental Technology (Shanghai) Co.,Ltd. Applicant before: ZHEJIANG YINCHILI MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151209 |