CN110267620B - 用于制作牙科修复件的方法以及牙科加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使用机床(10)、特别是特定用于牙医诊所的牙科加工机制作牙科修复件的方法，在第一步骤中，旋转的加工刀具(16)对工件(18)进行旋转铣削或车削加工或打磨，在此期间，加工刀具除了至少一个入口路径和/或出口路径之外都基本上持续地与工件(18)接触，即空程为0％，其方式是，加工刀具基本上完整螺旋形地加工工件(18)的外轮廓(19)。此外，本发明还涉及一种牙科加工机床。

Description

用于制作牙科修复件的方法以及牙科加工机床

技术领域

本发明涉及一种用于制作牙科修复件的方法。此外，本发明还涉及一种牙科加工机床。

背景技术

传统的牙科加工机床基本上按照这样的方法来加工工件，根据所述方法，与预先规定的参数相符地加工或铣削工件，牙科加工机床的加工刀具为了产生希望的轮廓或表面沿预先规定的加工轨道运动。加工刀具这里以传统的方式相对于工件运动，使得所述加工刀具切入工件中并在移动经过所述预先规定的加工轨道之后从工件上离开并且开始新的加工轨道。加工刀具因此直至牙科修复件制造完成之前多次接合到要加工的工件上并重新从工件上离开，以便相对于工件重新定位加工刀具并使加工刀具走过新的加工轨道。

DE 10 2008 027 941 B4公开了一种用于铣削工件的圆形部段的方法，其中，驱动具有至少一个端侧切削刃的旋转铣刀绕刀具旋转轴线旋转，所述刀具旋转轴线关于工件旋转轴线具有一定的偏心度，并且所述旋转铣刀通过朝工件旋转轴线的方向进给在偏心度不断减小的情况下而与工件发生接合作用。

DE 10 2010 061 116 A1公开了一种用于去除材料地加工特别是面式坯料以制造牙科工件的方法，所述牙科工件特别是嵌体、牙冠、牙桥、连片、植入物上部结构或类似物，在所述方法中，利用旋转的刀具交替地在坯料的内弧面位置加工出工件的冠内侧以及在坯料的拱背位置加工出冠外侧。为了对于主要的材料去除使用刀具工作部的侧面，附加地在坯料的内弧面位置和拱背位置之间等分角的位置处在元位置中执行对工件的加工。

DE 10 2015 010 322 A1公开了一种用于对工件进行铣削的方法，在所述方法中，通过铣刀至少在凹入的部分区域中对工件进行铣削，其方式是，铣刀沿铣削轨道相对于工件运动，所述铣削轨道至少在铣削凹入的部分区域时铣刀运动所在的区域内具有类似于次摆线的走势。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种改进的用于制作牙科修复件的方法，所述方法设置了通过加工刀具对工件更有效的加工轨道，由此能缩短加工时间并且能够提高加工质量。通过加工刀具实现的更有效的加工轨道此外还提供了这样的优点，即，减小了工件磨损，并且还能降低在加工期间工件发生的碎裂风险。

为此，本发明提供一种用于使用机床制作牙科修复件的方法，所述机床具有多轴工件臂和至少一个刀具主轴，在第一步骤中，旋转的加工刀具对工件进行车削或打磨，在此期间，加工刀具除了进入路程和/或离开路程之外都持续地与工件接触，其方式是，加工刀具基本上完整螺旋形地加工所述工件的外轮廓，并且沿着一个单独的加工轨道制作所述工件的完整的要建立的几何结构，而不必离开工件。

此外，本发明提供一种牙科加工机床，具有多轴工件臂和马达驱动的刀具主轴，并且具有用于所述牙科加工机床的加工策略的控制装置，其特征在于，所述控制装置控制多轴工件臂的运动，同时至少对于相对运动的90％保持加工刀具与工件的持续接触，其方式是，基本上螺旋形地对工件的外轮廓进行车削加工，并且沿着一个单独的加工轨道制作所述工件的完整的要建立的几何结构，而不必离开工件。

本发明提供一种用于使用机床、特别是特定用于牙医诊所的牙科加工机床制作牙科修复件的方法，所述机床具有多轴工件臂和至少一个刀具主轴，在第一步骤中，旋转的加工刀具对工件进行旋转铣削或车削加工或打磨，在此期间，加工刀具除了至少一个进入路程和/或离开路程之外都基本上持续地与工件接触，就是说以百分之0的空程(Luftkampf)或几个百分比、特别是小于百分之10的空程接触，其方式是，所述加工刀具基本上完整螺旋形地加工工件的外轮廓。利用本发明也可以旋转铣削复杂的三维结构。此时，沿螺旋轴线观察，总是存在加工的螺旋形走势，可以理解的是，在另外两个维度上观察形状可能特别明显地不同于圆形。

所述牙科加工机床特别是构造成5/0轴机床，就是说具有5个工件臂的运动轴，而没有用于刀具的运动轴。

根据本发明在加工期间、就是说在加工刀具与工件首次接触之后和最后接触之前，特别优选地在加工刀具和工件之间存在持续的接触。由此始终施加基本上相同的加工力。加工系统保持在张紧下，从而不会出现可能的驱动间隙。加工精度明显提高。在具体情况下，所述接触也可以短时地中断，特别是对于要求这种中断的复杂的结构。但中断的次数很小，特别是小于十次，优选只有一次并且特别优选没有中断。相同的情况也适用于中断时间和/或中断路程。中断时间和中断路程根据本发明优选都应小于10％、特别优选小于1％。

本发明此外还提供一种用于使用机床、特别是特定用于牙医诊所的牙科加工机床制作牙科修复件的方法，所述机床具有多轴工件臂和至少一个刀具主轴，在第一步骤中，旋转的加工刀具对工件进行旋转铣削或车削加工或打磨，在此期间，将工件制成凸形的、即无凹腔的中间产品，而在第二步骤中，同样通过旋转铣削或车削加工通过逐渐切入工件的空腔中而加工完成工件的空腔，同时形成工件的凹形。

此外，本发明还涉及一种牙科加工机床，特别是牙医诊所的牙科加工机床，具有多轴工件臂和马达驱动的刀具主轴，并且具有用于所述牙科加工机床的加工策略的控制装置，特别是除了进入路程和离开路程之外，所述控制装置还控制多轴工件臂的运动，使得保持加工刀具与工件之间基本上持续的接触，就是说空程为百分之0，其方式是，基本上螺旋形地对工件的外轮廓进行车削加工。

本发明的一个构思是，为机床的加工刀具在工件的加工轨道设置这样的策略，利用所述策略能够实现所有可能的几何结构。这里重要的是，实现根据本发明的这样的特征，即，加工刀具与工件存在持续的接触，就是说，沿着一个单独的加工轨道制作完整的要建立的几何结构，而不必离开工件。

这种加工策略有利地设置了尽可能好的加工刀具的切削条件，这是因为以这种方式可以避免在传统的加工策略中由于与工件接合作用和离开工件产生的不平度。同样在加工易碎材料、如例如玻璃陶瓷或类似材料时可以减少加工工件中出现的碎裂。这可以有利地通过加工刀具在工件上螺旋形的、即没有尖角的加工轨道来实现。

根据一个优选的改进方案设定，在第二步骤中，加工出工件的空腔。前面所述的通过加工刀具对工件进行螺旋形加工的加工策略因此同样可以用于形成刀具(工件)的空腔。

根据一个优选的改进方案设定，以恒定的进给速度进行加工。由此，可以有利地实现工件恒定的材料去除并由此形成精确的表面几何结构。

根据另一个优选的改进方案设定，每个加工步骤实现最高一次工件和加工刀具之间的靠近和最高一次工件与加工刀具的远离，并且对于通过所述牙科加工机床制作牙科修复件，特别是设置最多两个加工步骤。设置最多两个加工步骤因此以有利的方式提供了一种有效的用于制作牙科修复件的方法，其中，能够有效且精确地建立工件外部的几何结构以及工件的空腔。

根据另一个优选的改进方案设定，在第一步骤和第二步骤期间，在工件和加工刀具之间保持恒定的压力，并且尽可能避免加工发生方向变化。由于工件保持在多轴工件臂上，工件可以相对于加工刀具在空间上这样运动和/或转动，使得在工件和加工刀具之间在走过预先规定的加工轨道时始终存在工件和加工刀具之间的恒定的压力。同样，由于工件相对于加工刀具的可运动性，也可以避免加工刀具方向变化形式的加工方向改变。

根据另一个优选的改进方案设定，在牙科修复件要制作的角部处，通过工件臂使工件转动，使得由工件施加到加工刀具上的力的方向发生尽可能小的变化，特别是保持不变，同时保持加工刀具由于所施加的加工力发生的弯曲。由此可以有利地建立牙科修复件高精度的几何结构。

根据另一个优选的改进方案设定，附加的第三步骤中，在预备边缘

上、在咬合面上和/或在工件的接头上进行铣削。由此可以有利地执行工件的抛光或最终加工。

根据另一个优选的改进方案设定，在加工步骤中原则上螺旋形地进行加工，特别是也在工件的齿龈空腔处螺旋形地进行加工。由此即使在工件的齿龈空腔的区域内也能够提供实现均匀的材料去除或牙科修复件均一的表面质量。

根据另一个优选的改进方案设定，在嵌体、高嵌体和/或贴面作为牙科修复件时，以这样的方式对边缘进行螺旋形的铣削，使得加工方向始终朝向所述边缘。这有利地使得工件的边缘具有平缓或倒圆的轮廓。

根据另一个优选的改进方案设定，在加工中，工件相对于加工刀具走过螺旋形的路径，并且在第一步骤中，每单位时间产生基本上恒定的去除体积，并且特别是在工件和加工刀具之间提供恒定的力。以这种方式，可以有利地形成要制作的牙科修复件的精确的表面几何结构，此时这是以高效的方式实现的，由此有利地减少了加工时间。

根据另一个优选的改进方案设定，所述控制装置构造成，用于加工工件可能的齿龈空腔。由此，即使在工件的齿龈空腔的区域内也能提供均匀的材料去除或牙科修复件均一的表面质量。

根据另一个优选的改进方案设定，所述牙科加工机床构造成5/0轴铣床，就是说具有五个用于多轴工件臂的轴，而没有用于加工刀具的轴，并且尤其是在第一步骤期间使用四个轴，而在第二步骤期间使用五个轴。由此工件可以相对于转动的加工刀具走过每种预先规定的加工轨道，由此可以实现牙科修复件所有可能的表面几何结构。此外，对于这种轴分配，所述加工、特别是旋转打磨的精度非常高。由于工件臂均匀的载荷，通常存在的轴-铰链间隙根本不会产生影响。每个轴承都在单侧保持在支承部上，就保持在“止挡”上。可以实现几十微米的加工精度。

根据另一个优选的改进方案设定，这样来适配牙科加工机床的进给，使得存在恒定的切削条件并且特别是能够在2000转/分至50000转/分的范围内适配调整牙科加工机床的转速。通过设置恒定的切削条件，由此可以有利地实现均匀的表面去除。由此，设置恒定的切削条件与加工机床的转速的可适配调整性的组合就用于实现这种表面去除，以便由此实现均匀的材料去除，从而得到精确的去除结果。

所述的实施形式和改进方案可以任意地相互组合。

本发明其他可能的设计方案、改进方案和实施形式也包括本发明前面说明的或者下面参考实施例说明的特征的没有明确提及的组合。

附图说明

附图应提供对本发明实施形式的进一步理解。这些附图示出实施形式并用于与说明书相结合来解释本发明的原理和构思。

其他实施形式和许多所述的优点参考附图得出。附图所示出的各元件不是一定符合相对于彼此的比例关系示出的。

其中：

图1示出根据本发明的一个优选的实施形式在工件上去除材料的示意图；

图2示出根据本发明的另一个优选的实施形式在工件上去除材料的示意图；

图3示出根据本发明的优选的实施形式在工件上去除材料的示意图；

图4示出根据本发明的优选的实施形式在工件上去除材料的示意图；以及

图5示出根据本发明的优选的实施形式的牙科加工机床的示意图。

具体实施方式

在附图的各图示中，如果没有相反地说明，相同的附图标记表示相同或功能相同的元件、构件或部件。

图1示出根据本发明的一个优选实施形式在工件上进行材料去除的示意图。

这种使用(在图1中没有示出的)机床来制作牙科修复件的方法包括：在第一步骤中，用旋转的加工刀具16对工件18仅车削加工。备选于此，所述旋转的加工刀具16例如也可以旋转铣削或打磨工件18。加工刀具18除了至少一个进入路程和/或离开路程以外与工件18持续接触。加工刀具16因此具有0％的空程，其方式是，所述加工刀具基本上完整螺旋形地加工工件18的外轮廓19。

对工件18的加工优选以恒定的进给速度进行。备选地，加工刀具的进给速度可以根据加工几何结构或要加工的材料与加工刀具的转速相关地变化。

对于每个加工步骤，最多发生一次工件18和加工刀具16之间的接近，以及最高一次工件18与加工刀具16的远离。此外，所述方法最多具有两个用于通过牙科加工机床制作牙科修复件的加工步骤。由此，优选可以实现高加工效率和高加工质量。

在第一步骤和第二步骤期间，优选在工件和加工刀具之间设置恒定的压力。要尽可能避免发生加工方向变化。在牙科修复件的要形成的角部处，通过(在图1中未示出的)工件臂使工件优选这样转动，使得由工件施加到加工刀具上的力的方向发生尽可能小的变化。特别是保持由工件18施加到加工刀具16上的力的方向，从而保持了加工刀具16由于所施加的加工力产生的弯曲。

工件18在加工中相对于加工刀具16通过螺旋形的路径。在第一步骤中，每单位时间产生基本上恒定的去除体积。此外，在工件18和加工刀具16之间提供恒定的力。(在图1中没有示出的)牙科加工机床优选构造成5/0轴铣床。因此，多轴工件臂具有五个轴，而加工刀具16具有零个轴。在第一步骤期间，优选使用四个轴，而在第二步骤期间使用五个轴。

图2示出根据本发明的另一个优选实施形式在工件上的材料去除的示意图。

这种用于制作牙科修复件的方法包括：在第一步骤中，旋转的加工刀具(所述加工刀具在图2中没有示出)对工件18进行车削加工。备选地，所述工件18也可以例如旋转铣削或打磨。

在这种加工中，工件18被制作成凸形的、即无凹腔的中间产品，而在第二步骤中，同样通过车削加工或备选地通过旋转铣削，通过逐渐切入所述工件，在形成工件的凹形的情况下，加工完成工件18的空腔21。所述加工原则上螺旋形地进行。此外，单位时间实现恒定的去除体积，并且因此在工件18和加工刀具之间特别是施加恒定的力。

对于在图2中示出的对作为牙科修复件的嵌体的铣削，以这样的方式螺旋形地铣削边缘24，使得加工方向始终朝向边缘24。同样的情况在例如以高嵌体和/或贴面作为牙科修复件时也适用。

图3示出根据本发明的一个优选实施形式在工件上的材料去除的示意图。在附加的第三步骤中，在工件18的预备边缘22上进行铣削。附加地或备选地，例如可以在咬合面和/或工件18的接头上进行铣削。

图4示出根据本发明的一个优选实施形式在工件上的材料去除的示意图。在图4中示出的对工件18的咬合表面的最终加工同样是通过工件相对于加工刀具走过螺旋形的加工路径来实现的。

图5示出根据本发明的优选实施形式的牙科加工机床的示意图。所述牙科加工机床或机床10具有多轴工件臂12和马达驱动的刀具主轴14。此外，所述牙科加工机床具有控制装置26，用于实现加工机的加工策略。

所述控制装置26构造成，控制进入路程和离开路程，在保持加工刀具16与工件18之间的持续接触或运动、即以0％的空程控制多轴工件臂12的运动。这是这样来实现的，即，基本上螺旋形地车削加工工件18的外轮廓。此外，所述控制装置26构造成用于加工工件18的可能的齿龈空腔。

牙科加工机床优选构造成5/0轴铣床。因此，多轴工件臂具有五个轴，而加工刀具16具有零个轴。在第一步骤期间，尤其是在此使用四个轴，而在第二步骤期间使用五个轴。所述牙科加工机床的进给优选能这样适配调整，使得存在恒定的切割条件并且特别是牙科加工机床的转速能在2000转/分至50000转/分的范围内适配调整。

尽管前面参考优选实施例对本发明进行了说明，但本发明不是仅限于此，而是可以以多种方式和形式进行改动。特别是本发明可以以多种多样的方式进行改变或改动，而不会偏离本发明的核心。

例如加工策略或预先规定的加工轨道能这样与工件的几何结构相适配，使得加工轨道、特别是螺旋形加工轨道的尺寸设置能够与工件要制成的几何结构相适配。螺旋形的加工轨道在尺寸上特别是可以这样变化，使得可以建立工件或要制作的牙科修复件的任意几何结构。

Claims (22)

1.用于使用牙科加工机床制作牙科修复件的方法，所述机床具有多轴工件臂(12)和至少一个刀具主轴(14)，在第一加工步骤中，旋转的加工刀具(16)对工件(18)进行铣削，在此期间，加工刀具除了进入路程和离开路程之外都持续地与工件(8)接触，其方式是，加工刀具基本上螺旋形地加工所述工件(18)的完整的外轮廓(19)，其特征在于，加工系统保持在张紧下并且在工件与加工刀具之间保持恒定的压力，并且所述牙科加工机床构造成5/0轴铣床，该5/0轴铣床具有五个用于多轴工件臂(12)的轴，而没有用于加工刀具(16)的轴。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机床(10)是规定用于牙医诊所的牙科加工机床。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个加工过程中加工刀具与工件之间的接触的中断小于10次和/或加工刀具相对于工件的运动的小于10％是在加工刀具与工件之间没有接触的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，加工刀具与工件之间的接触是持续的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二加工步骤中，加工所述工件(18)的空腔(21)。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，以恒定的进给速度和/或以恒定的力进行加工。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每个加工步骤实现最多一次工件(18)和加工刀具(16)之间的靠近和最多一次使工件(18)与加工刀具(16)的远离。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于通过所述牙科加工机床制作牙科修复件设置最多两个加工步骤。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在第一加工步骤和第二加工步骤期间，在工件(18)和加工刀具(16)之间保持恒定的压力，并且尽可能避免加工发生方向变化。

10.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在牙科修复件要制作的角部处，通过工件臂(12)使工件(18)旋转，使得由工件(18)施加到加工刀具(16)上的力的方向发生尽可能小的变化，同时保持加工刀具(16)由于所施加的加工力而发生的弯曲。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，由工件(18)施加到加工刀具(16)上的力的方向保持不变。

12.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在附加的第三步骤中，在预备边缘(22)上、在咬合面上和/或在工件(18)的接头上进行铣削。

13.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在加工步骤中原则上螺旋形地进行加工。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，也在工件(18)的齿龈空腔(21)处螺旋形地进行加工。

15.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在嵌体、高嵌体和/或贴面作为牙科修复件时，以如下方式对边缘螺旋形地进行铣削，即加工方向始终朝向所述边缘。

16.牙科加工机床，具有多轴工件臂(12)和马达驱动的刀具主轴(14)，并且具有用于所述牙科加工机床的加工策略的控制装置(22)，所述控制装置构造成，用于除了进入路程和离开路程之外控制多轴工件臂(12)的运动，同时保持加工刀具(16)与工件(18)的持续接触，其方式是，基本上螺旋形地对工件(18)的完整的外轮廓(19)进行铣削，其特征在于，加工系统保持在张紧下，在工件与加工刀具之间能够确保恒定的压力，并且所述牙科加工机床构造成5/0轴铣床，该5/0轴铣床具有五个用于多轴工件臂(12)的轴，而没有用于加工刀具(16)的轴。

17.根据权利要求16所述的牙科加工机床，其特征在于，所述牙科加工机床是牙医诊所的牙科加工机床。

18.根据权利要求16所述的牙科加工机床，其特征在于，除了进入路程和离开路程之外，所述控制装置控制多轴工件臂(12)的运动。

19.根据权利要求16所述的牙科加工机床，其特征在于，所述控制装置控制多轴工件臂(12)的运动，同时保持加工刀具(16)与工件(18)之间至少99％的持续接触。

20.根据权利要求16所述的牙科加工机床，其特征在于，所述控制装置(22)构造成用于加工工件(18)可能的齿龈空腔(21)。

21.根据权利要求16至20之一所述的牙科加工机床，其特征在于，适配牙科加工机床的进给，使得存在恒定的切削条件。

22.根据权利要求21所述的牙科加工机床，其特征在于，能够在2000转/分至50000转/分的范围内适配牙科加工机床的转速。

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