CN112372143B - 壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统，包括待打标组件，待打标组件由牙颌模型以及覆盖在所述牙颌模型上的壳状牙齿矫治器组成，在牙颌模型上设置有信息标识；获取待打标组件的第一图像信息；对待打标组件的第一图像信息进行解析，得到信息标识对应的标识信息，从标识信息中提取所述待打标组件的定位标识信息；通过定位标识信息获取待打标组件当前的位姿状态信息，并根据位姿信息调整激光打标装置至以使与待打标组件放置状态一致的第一空间状态；在第一空间状态下控制激光打标装置调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制激光打标装置将预设打标标识打印在所述壳状牙齿矫治器打标区域内。

Description

壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统

技术领域

本发明属于牙齿矫治技术领域，更确切的说涉及壳状牙齿矫治器制造技术，尤其涉及一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统。

背景技术

近年来，通过佩戴壳状牙齿矫治器进行牙齿矫治的隐形矫治技术收到越多人的青睐，由于壳状牙齿矫治器佩戴舒适、可摘戴，并且美观，被越来越多的人选择。在壳状牙齿矫治器制备的技术中，一种制备方法是，首先制备出实体的壳状牙齿矫治器，之后在实体的壳状牙齿矫治器上采用热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器，之后通过切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器，再对壳状牙齿矫治器进行清洗、消毒、包装、派发等过程，使患者能够直接佩戴使用。

在壳状牙齿矫治器的制备过程中，不同的病例，或者同一病例不同矫治步骤的牙齿矫治器可能在同一产线上进行生产，或者分散在其他的产线上进行生产，同时又是一个高定化的产品，对不同矫治步骤要求比较高，在最后分配到正畸患者手中时，需进行统一的分拣，其分拣的依据壳状牙齿矫治器设置的打标标识；

现有的打标标识通过人工进行，其生产效率低，没有针对不同高度的牙齿设置不同的打印工艺参数，人工打标也进一步的给壳状牙齿矫治器产生了二次污染；同时也无法满足现有自动化生产需求，因此本申请提供了解决问题的技术方案。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术缺陷，提供一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统，解决了激光打标装置可随壳状牙齿矫治器适配的牙颌模型的高度变化随动的调整打标高度，使其打印的标识更加清晰可辨。

本发明提供的技术方案如下：

一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法，包括待打标组件，所述待打标组件由牙颌模型以及覆盖在所述牙颌模型上的壳状牙齿矫治器组成，在所述牙颌模型上设置有信息标识；获取所述待打标组件的第一图像信息；对所述待打标组件的第一图像信息进行解析，得到所述信息标识对应的标识信息，从所述标识信息中提取所述待打标组件的定位标识信息；通过所述定位标识信息获取所述待打标组件当前的位姿状态信息，并根据所述位姿信息调整激光打标装置至以使与所述待打标组件放置状态一致的第一空间状态；在所述第一空间状态下控制所述激光打标装置调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制所述激光打标装置将预设打标标识打印在所述壳状牙齿矫治器打标区域内；其中，打标完成后，将打标完成的所述待打标组件设置为打标组件，在所述打标组件上打印的所述预设打标标识设置为打标标识。

优选的，还包括：获取所述打标组件的第二图像信息；对所述打标组件的第二图像信息进行解析，得到与所述打标标识对应的对应的打标标识信息；判断所述打标标识对应的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致，当不一致时，将所述打标组件进行标记，并进行异常处理；当一致时，所述打标组件执行下一指令。

优选的，还包括：从所述标识信息中提取所述待打标组件的身份标识信息；根据所述身份标识信息检索出对应的所述预设打标信息。

优选的，包括：从所述待打标组件的所述标识信息中提取所述定位标识信息，根据所述定位标识信息将所述待打标组件当前的所处平面位置信息映射在第一坐标中；在所述第一坐标中获取所述待打标组件的所述位姿状态信息。

优选的，包括：获取所述激光打标装置在所述第一坐标中当前所处的空间状态信息；根据所述空间状态信息获取所述激光打标装置对应的空间位姿信息；确定在第一空间状态中所述待打标组件的所述位姿状态信息与所述激光打标装置的所述空间位姿信息在同一平面状态下的方位差信息；根据所述方位差信息调整所述激光打标装置，使所述激光打标装置与所述待打标组件的当前位姿状态一致。

优选的，构建所述打标区域包括：在所述第一坐标中获取打印所述预设打标标识的第一打标候选区的位置信息；对第一打标候选区的位置信息对应的第一打标候选区进行栅格化处理，在与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置获取与所述第一打标候选区内与各栅格点的各高度差值；根据各高度差值滤除不满足第一条件的栅格点，对筛选出满足第一条件的栅格点构建第二候选打标区域，所述第二候选打标区域设置在所述待打标组件对应的坐标位置上；在所述第二候选打标区域内根据预设算法确定所述打标区域。

优选的，包括：获取所述第一候选打标区域内各栅格点与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置的各高度差值，滤除掉所述第一候选打标区域内大于第一阈值的高度差值对应栅格点，将筛选出的栅格点构建所述第二候选打标区域。

优选的，还包括：在所述第二候选打标区域内提取所述待打标组件中牙颌模型的每个牙齿的中心位置信息，并将对应的中心位置信息拟合成预打标区域中心线；将所述预打标区域中心线与所述预设打标信息组合成的打标图形的中心线进行定位处理；在所述第二候选打标区域内进行定位处理过程中滤除不满足要求的栅格点，并构建所述第三候选打标区域；在所述第三候选打标区域内根据预设算法确定所述打标区域。

优选的，还包括：在所述第二候选打标区域内各栅格点与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置的各高度差值中分别滤除掉大于第二阈值以及小于第三阈值的栅格点；在所述第三候选打标区域内筛选出的栅格点构建为所述打标区域。

优选的，所述打标焦点位置信息的构建包括：在所述打标区域中获取每一栅格点坐标高度值，选取出第一坐标高度值和第二坐标高度值进行二分值计算，将计算的结果设置为所述预设打标焦点位置信息，在打标时根据所述预设打标焦点位置信息调整所述激光打标装置的高度至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制所述激光打标装置将所述预设打标标识打印在所述待打标组件上。

优选的，所述打标焦点位置信息的构建包括：在打标区域内获取所述激光打标装置打标时的能量出射点对应的预设打标距离值以及各栅格点坐标高度值，在各栅格点坐标高度值上叠加所述预设打标距离值，得到所述激光打标装置的能量出射点在所述打标区域中各栅格点对应的各打标高度值；根据各所述打标高度值调整所述激光打标装置至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制所述激光打标装置将所述预设打标标识打印在所述待打标组件上。

优选的，还包括：根据所述标识信息中提取所述待打标组件的身份标识信息；根据所述身份标识信息检索出对应的打印区域信息以及所述打标焦点位置信息。

一种壳状牙齿矫治器的激光打标系统，可执行上述所述的激光打标方法在待打标组件上进行打标；所述壳状牙齿矫治器的激光打标系统包括：待打标组件、控制装置、第一识别装置、激光打标装置及转运装置；所述控制装置分别与所述第一识别装置、所述激光打标装置及所述转运装置通信连接；

其中，所述待打标组件由牙颌模型以及覆盖在所述牙颌模型上的壳状牙齿矫治器，所述牙颌模型上设置有信息标识；所述第一识别装置，与识别工位对应设置，用于获取所述待打标组件的第一图像；所述激光打标装置，与打标工位对应设置，用于在所述待打标组件中的所述壳状牙齿矫治器的打标区域内打印预设打标标识；所述转运装置，用于将所述待打标组件依次转送至所述识别工位和打标工位处；

所述控制装置控制所述第一识别装置获取所述待打标组件的第一图像，并对所述第一图像上的信息标识进行解析，获取完成后，所述控制装置控制所述转运装置将所述待打标组件转运至所述激光打标装置的工位处；所述控制装置从所述信息标识中查找所述打标组件上的定位标识，根据所述定位标识获取当前所述待打标组件的位姿状态，并根据所述位姿信息调整激光打标装置至以使与所述待打标组件放置状态一致的第一空间状态；在所述第一空间状态下控制所述激光打标装置调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制所述激光打标装置将预设打标标识打印在所述壳状牙齿矫治器打标区域内；其中，打标完成后，将打标完成的所述待打标组件设置为打标组件，在所述打标组件上打印的所述预设打标标识设置为打标标识。

优选的，还包括：第二识别装置，与所述控制装置通信连接，与验证工位对应设置，所述验证工位设置在所述打标工位之后，所述用于获取获取所述打标组件的第二图像。

优选的，包括：所述控制装置控制所述转运装置将所述打标组件转运至打标验证工位，控制所述第二识别装置获取所述第二图像，对所述打标组件的第二图像信息进行解析，得到与所述打标标识对应的对应的打标标识信息；

判断所述打标标识对应的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致，当不一致时，将所述打标组件进行标记，并进行异常处理；当一致时，将控制所述打标组件执行下一工序。

优选的，还包括：所述控制装置控制所述第一识别装置获取所述第一图像，进一步从所述所述第一图像中提取所述身份标识，并所述身份标识进行解析得到身份标识信息，根据所述身份标识信息检索出所述预设打标标识信息对应的所述预设打标标识。

优选的，所述激光打标装置包括：激光发生器、驱动电机、电缸、以及激光控制器；所述激光控制器分别与所述激光发生器、驱动电机、电缸通信连接，所述激光发生器安装在所述电缸的上端，所述驱动电机安装在所述电缸的下端，所述所述激光发生器相对一侧，用于控制所述激光打标装置完成在所述壳状牙齿矫治器上进行打标。

优选的，所述控制装置与所述激光控制器通信连接，所述控制装置发送激光打标控制命令至所述激光控制器，所述激光控制器进一步控制所述激光发生器与所述转运装置上打标工位处的所述待打标组件在平面的方位信息保持一致，在平面方位保持一致的条件下进一步控制所述电缸，在所述电缸的作用下控制所述驱动电机在高度方向上进行运动调整。

优选的，还包括：上料输送线和上料机械手，分别与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述上料机械手从所述上料输送线上将载运的所述待打标组件拾取并放在所述转运装置的上料工位处，所述上料工位设置所述识别工位之前。

优选的，还包括：在所述上料输送线上设置有与所述上料工位对应的第一挡停工位，所述控制装置检测到所述转运装置将所述上料工位处的所述待打标组件被转运出时，所述控制装置控制所述上料输送线上的所述待打标组件挡停在所述第一挡停工位，进一步控制所述上料机械手从所述上料输送线上将拾取所述待打标组件放置在所述上料工位处。

优选的，所述上料输送线包括流道以及沿流道两侧设置的第一挡边和第二挡边，所述待打标组件在所述流道上进行流转。

优选的，在所述第一挡停工位对应的所述上料输送线上设置有第一挡停组件，所述第一挡停组件与所述控制装置通信连接，所述待打标组件转到所述第一挡停工位处，所述控制装置控制所述第一挡停组件将所述待打标组件挡停在所述第一挡停工位处，进一步控制所述上料机械手从所述上料输送线上将拾取所述待打标组件放置在所述上料工位处。

优选的，所述第一挡停组件包括用于挡停所述待打标组件的第一挡停机构和用于检测所述待打标组件流转位置信息的第一传感器。

优选的，所述第一挡停机构设置在所述第一挡边上，所述第一传感器设置在第二挡边上与所述第一挡停机构对应的位置处，当所述第一传感器检测到所述矫治器载具靠近所述第一挡停工位时，所述控制装置控制所述第一挡停机构伸出至所述流道且趋向于所述第二挡边，控制所述所述上料机械手将所述待打标组件拾取转出所述上料输送线后，所述控制装置控制所述第一挡停机构运动并回收至所述第一挡边上的本位。

优选的，在所述第一挡停工位之前还包括第二挡停工位，与第二挡停工位对应设置有第二挡停组件，用于暂存所述流道上的流转的所述待打标组件。

优选的，所述第二挡停组件包括用于挡停所述待打标组件的第二挡停机构和用于检测所述待打标组件流转位置信息的第二传感器。

优选的，所述第二挡停机构设置在所述第一挡边上，所述第二传感器设置在第二挡边上与所述第二挡停机构对应的位置处，当所述第二传感器检测到所述待打标组件靠近所述第二挡停工位时，所述控制装置控制所述第二挡停机构伸出至所述流道且趋向于所述第二挡边，当检测到所述第一挡停工位处的所述待打标组件被转出时，所述控制装置控制所述第二挡停机构运动并回收至所述第一挡边上的本位，并将控制所述所述待打标组件流转至所述第一挡停工位。

优选的，在所述设置在所述验证工位之后的下料工位，与所述下料工位对应设置有下料机械手，所述下料机械手与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述下料机械手将打标完成的所述打标组件搬离所述下料工位。

优选的，包括：下料输送线和/或异常输送端；所述控制装置判断所述第二识别装置识别的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致；

当不一致时，所述控制装置将所述打标组件进行标记，所述控制装置控制所述下料机械手将异常标记的所述打标组件搬离至异常输送端进行异常处理；

当一致时，所述控制装置控制所述下料机械手将所述打标组件从所述下料工位搬离至所述下料输送线。

优选的，所述上料输送线复用为下料输送线，所述下料输送线复用为上料输送线。

优选的，所述转运装置包括一转运盘和多个载具机构，多个所述载具机构沿所述转运盘周缘间隔设置，所述载具机构用于承载所述待打标组件和所述打标组件，所述转运盘运转以使所述载具机构在上料工位、识别工位、打标工位、打标验证工位以及下料工位之间往复流转。

优选的，所述载具机构包括：托盘安装座和载具托盘；所述载具机构的托盘安装座固定在所述转运盘的顶面上，所述载具托盘通过所述托盘安装座安装设置在所述转运盘上，所述待打标组件和所述打标组件放置所述载具托盘上，随所述转运盘流转。

优选的，所述转运装置还包括多个夹紧机构，所述夹紧机构与所述载具机构一一对应设置，且安装在所述载具托盘的上方，用于将所述载具机构上放置的所述待打标组件和所述打标组件固定在当前的放置位上。

优选的，所述夹紧机构包括：夹紧件和两组导向组件，所述导向组件包括：轴座、导向轴、弹性件；所述两组导向组件的轴座分别位于所述载具机构的相对的两侧并固定在所述转运盘的顶面上，所述转运盘具有多个贯穿上下两面的安装孔，所述轴座具有上下贯穿的连通所述转运盘的一个所述安装孔的轴孔；所述导向轴可升降地穿过所述轴座的轴孔和所述转运盘的所述安装孔，所述导向轴的顶端连接所述夹紧件，所述弹性件的弹性力作用在所述导向轴上以使所述导向轴具有下降的趋势，并将所述待打标组件和所述打标组件通过所述夹紧件夹紧在所述托盘安装座上。

优选的，所述导向轴的底端具有抵接部，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述导向轴外，所述压缩弹簧的两端分别抵接所述转运盘的底面和所述导向轴的抵接部以使所述导向轴具有下降的趋势。

优选的，所述夹紧件具有缺口，所述夹紧件的缺口用于供所述待打标组件和所述打标组件穿过并放置在所述托盘安装座上。

优选的，所述夹紧件具有环状压紧部以及连接环状压紧部的两个安装部，所述两个安装部分别位于所述环状压紧部的相对的两侧，所述安装部用于连接所述导向轴的顶端，所述环状压紧部用于将膜片压紧在托盘安装座上，所述缺口形成在所述夹紧件的环状压紧部上。

优选的，还包括在所述上料工位和所述下料工位的分别设置顶升机构，并分别与所述控制装置通信连接，所述顶升机构位于所述转运盘下方，所述转运盘的顶面上相对一侧。

优选的，在所述上料工位，所述控制装置控制所述顶升机构抵接所述抵接部，以使所述导向轴上升压缩所述弹簧抬升所述夹紧件，使所述夹紧件与所述载具托盘打开设定距离，控制所述上料装置通过所述夹紧件上设置的缺口放置所述待打标组件；放置完成后，对所述顶升机构释放所述弹簧的压缩力，通过所述弹簧的张力将所述待打标组件固定在所述载具托盘上，进入下一工位；

在所述下料工位，所述控制装置控制所述顶升机构抵接所述抵接部，以使所述导向轴上升压缩所述弹簧抬升所述夹紧件，使所述夹紧件与所述载具托盘打开设定距离，控制所述下料装置通过所述夹紧件上设置的缺口取出所述打标组件；取出后，所述控制装置控制所述转运盘流转到所述上料工位。

优选的，所述第一识别装置和所述第二识别装置均为CCD数码图像采集装置。

通过本发明提供的一种壳状牙齿矫治器打标方法及系统，能够带来以下至少一种有益技术效果：

本发明中，解决了现有技术采用的是人工分拣的方式，人工分拣效率比较低，同时壳状牙齿矫治器属于佩戴人体的口腔内，通过人工分拣的方式会滋生细菌及造成二次污染的问题；本发明中为实现自动化分拣则需求，通过将身份标识信息及载具信息进行自动化的关联设置，从而为后续分拣提供了信息依据，降低人力成本以及降低人工出错率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明的壳状牙齿矫治器的激光打标系统的原理示意图；

图2为本发明的壳状牙齿矫治器的激光打标系统的结构示意图；

图3为本发明转运盘的结构示意图；

图4为本发明托盘机构的结构示意图

图5为本发明的加紧机构的结构示意图；

图6为本发明的激光达标装置结构示意图；

图7为本发明的上料输送线和下料输送线结构示意图；

图8为本发明的第一识别装置结构示意图；

图9为本发明第二识别装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的激光打标的工作流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

在本发明中，为使壳状牙齿矫治器实现自动化定制生产，其所需工序包括牙颌模型打印、清洗、固化、压膜、切割、打包等生产工序，特别是在进行打包发货之前需要对每个生产完成的壳状牙齿矫治器按照用户(也即矫治患者) 进行打标，打标完成后在进行分拣等处理，把同一个矫治患者的壳状牙齿矫治器进行归类分拣，分拣的前提条件是需要对矫治器进行打标，通过对打标信息的识别，才能进行分拣，现有技术采用的是人工打标的方式，人工打标效率比较低，同时壳状牙齿矫治器属于佩戴人体的口腔内，通过人工打标的方式会滋生细菌及造成二次污染，基于此，本发明中为实现自动化分拣的需求，需要进行自动化的打标，以适应大规模化的自动化生产。为此本发明提供了一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法及系统，可降低人力成本，以及降低人工出错率。具体的实施方式参见以下：

参考图1-10所示，本发明提供了一种壳状牙齿矫治器的激光打标系统的实施例，参考图1所示，壳状牙齿矫治器的激光打标系统包括：待打标组件00、控制装置10、第一识别装置30、激光打标装置40及转运装置20；控制装置 10分别与第一识别装置30、激光打标装置40及转运装置20通信连接；其中，待打标组件00由牙颌模型001以及覆盖在牙颌模型001上的壳状牙齿矫治器 002，牙颌模型001上设置有信息标识；第一识别装置30，与识别工位对应设置，用于获取待打标组件00的第一图像；激光打标装置40，与打标工位对应设置，用于在待打标组件00中的壳状牙齿矫治器002的打标区域内打印预设打标标识；转运装置20，用于将待打标组件00依次转送至识别工位和打标工位处；

具体为：控制装置10控制第一识别装置30获取待打标组件00的第一图像，并对第一图像上的信息标识进行解析，获取完成后，控制装置10控制转运装置20将待打标组件00转运至激光打标装置40的工位处；控制装置10从信息标识中查找打标组件上的定位标识，根据定位标识获取当前待打标组件00 的位姿状态，并根据位姿信息调整激光打标装置40至以使与待打标组件00放置状态一致的第一空间状态；在第一空间状态下控制激光打标装置40调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制激光打标装置40将预设打标标识打印在壳状牙齿矫治器002打标区域内；其中，打标完成后，将打标完成的待打标组件00设置为打标组件，在打标组件上打印的预设打标标识设置为打标标识。

控制装置10可以是任何适用的计算装置，比如个人计算机、服务器、可编程控制器(ProgrammableLogicController，简称PLC控制器)、单片机、及可编程控制器与服务器组合等，也可以是计算机装置的集成，控制装置10具有接收信息以及发送控制命令等功能，控制装置10可以通过有线通信或无线通信的方式控制第一识别装置30、激光打标装置40、转运装置20执行相应的动作，以完成在壳状牙齿矫治器002设定的打标区域内打上设定的标识信息，在当前产线的运行过程中，在进行激光打标工序之前为激光切割工序，通过压膜设备将膜片热压成型对应的牙颌模型001上，并形成壳状牙齿矫治器002，由于壳状牙齿矫治器002属于个性定制化产品，每一个牙齿矫治器的结构都会有区别，介于为区分每一个壳状牙齿矫治器002需在其上打印相应的打印标识，该标识包括身份信息(为唯一的ID信息)、患者的姓名、矫治周期、年龄信息、产品的LOGO、以及二维码、条形码、或者对应相应图示等等，或其上述信息组合；在本发明中身份标识信息是唯一标识信息，与患者的基本信息一一匹配，包括了在壳状牙齿矫治器002加工过程中，所用的原材料信息，加工工艺信息，工位流水信息，以及矫治患者的基本信息(包括了病例类型、年龄、住址等)，通过将打印的打标信息可实现后续的信息绑定，为后续完成高效的分拣、发货等工作提供了可靠的保障。

在本发明中，还提供了一个实施例，由于待打标组件00从产线上流转到打标工序时，放置方式不唯一的，以及需要打印的信息也需要通过从数据库中调取，在进行打标过程中一方面需要知道在矫治器上打标的具体的打标区域，另一方面需要知道具体的打标标识信息是什么，以及激光打标装置40的工作参数(不乏包括功率、能量、速度、以及时间等)；特别是在打标区域确定过程中激光打标装置40要与打标工位上的待打标组件00进行定位，应该处于同一空间内也即在第一空间状态内调整，由于在打标工位上待打标组件00在进行转运过程中放置的方位是唯一的，不会发生变化的，在进行打标前需要调整激光打标装置40按照待打标组件00的摆放方位在平面进行进行角度的调整，使其与待打标组件的放置位置对应设置，其调整的方法包括：

从标识信息中提取待打标组件00的身份标识信息；根据身份标识信息检索出对应的预设打标信息。

从待打标组件00的标识信息中提取定位标识信息，根据定位标识信息将待打标组件00当前的所处平面位置信息在第一坐标中；在第一坐标中获取待打标组件00位姿状态信息。

具体的，在其牙颌模型001上的信息设置部上设置有一个定位原点0011，通过第一图像识别装置进行拍照，在拍好的图片中进行特征比对，解析出定位原点0011在牙颌模型001中所处的位置，将牙颌模型001与激光打标装置40转化在同一个坐标系中，因此可以得到牙颌模型001以及激光打标装置40在同一坐标中的相对位置，进一步通过牙颌模型001的定位原点0011标识信息，确定牙颌模型001的放置状态相对于激光打标装置40的坐标位置，根据坐标位置进行调整激光打标装置40，即为在所处的平面上进行角度的调整，使其更好的进行打标区域的定位与查找，为后续的打标做好准备工作。

继上述根据位姿信息调整激光打标装置40至以使与待打标组件00放置状态一致的第一空间状态后，还提供了以下实施例，

在第一空间状态下控制激光打标装置40调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制激光打标装置40将预设打标标识打印在壳状牙齿矫治器002打标区域内；用于调整激光打标装置40与打标位置之间高度的调节，一种实施方式方法包括：

打标焦点位置信息的构建包括：

在打标区域中获取每一栅格点坐标高度值，选取出第一坐标高度值和第二坐标高度值进行二分值计算，将计算的结果设置为预设打标焦点位置信息，在打标时根据预设打标焦点位置信息调整激光打标装置40的高度至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制激光打标装置40将预设打标标识打印在待打标组件00上。

具体的，在上述实施例中已经将激光打标装置40与待打标组件00映射在同一个坐标系中；在该实施例中解决如何确定激光打标装置40在进行打标过程中确定从激光发生器41发射能量至打标区域打标焦点位置的高度；对打标区域进行了栅格化处理，该栅格的大小根据实际的使用情况进行设置，包括 0.1mm×0.1mm、0.2mm×0.2mm、0.1mm×0.2mm、0.1mm×0.15mm等多种设置；每个栅格点的坐标为(x_n，y_n，z_n)，将每个栅格点的z_n进行比较，找到最大值z_max和z_min最小值，将H＝(z_max+z_min)/2+d，d代表膜片的厚度值，H代表在打标区域上具体的打标位置，根据H将激光打标装置40调整到一定的高度位置，同时将激光发生器41的功率进行调整，保证打标信息清晰完整。

另一种实施方式方法包括：

打标焦点位置信息的构建包括：

在打标区域内获取激光打标装置40打标时的能量出射点对应的预设打标距离值以及各栅格点坐标高度值，在各栅格点坐标高度值上叠加预设打标距离值，得到激光打标装置40的能量出射点在打标区域中各栅格点对应的各打标高度值；

根据各打标高度值调整激光打标装置40至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制激光打标装置40将预设打标标识打印在待打标组件00上。

具体的，本实施例的实施方式与上述实施例的区别在于，上述激光打标装置40保持在一定高度，而本实施例是基于栅格的高度不进行调整激光打标装置40的高度，是一种随动的打标方式，保证了每个栅格点对应的位置打标的功率是一致的，首先需要确定激光打标装置40在一定功率条件下，例如打标的最佳距离为H1，每个栅格点的坐标为(x_n，y_n，z_n)，将每个栅格点高度为 z_n；将H＝H1+z_n2+d，d代表膜片的厚度值，H代表在打标区域内激光打标装置 40对应的调节高度值。

基于上述，解决了在激光打标过程中，激光打标装置40的具体的高度位置，通过两种不同设置方式，可以实现了高度随动打标，以及高度恒定打标方式，使其打标信息更加清晰准确，适应不同的工作场景。

本发明中还提供了一个实施例，为了实现激光打标需要对壳状牙齿矫治器的打标位置区域进行选取，由于打标信息不同，有的是图片，有的是字母，数字等上述提及的组合等，为了保准将待打标标识信息全部打印在牙齿矫正器的咬合面上，需要在咬合面上进行选取，如果是一个组合的打标标识，咬合面沿牙弓方向无法全部打印上，这样需要将打标信息打印在同一个牙弓的两端的咬合面上，同时在咬合面上选择一个比较合适的位置，一方面方便打印，另一方面打印后更加清晰可辨，同时必须将待打印的信息全部打印在打印区域内，介于此，提供以下的实施例：

构建打标区域包括：

在第一坐标中获取打印预设打标标识的第一打标候选区的位置信息；对第一打标候选区的位置信息对应的第一打标候选区进行栅格化处理，在与激光打标装置40对应设置的预设高度位置获取与第一打标候选区内与各栅格点的各高度差值；

根据各高度差值滤除不满足第一条件的栅格点，对筛选出满足第一条件的栅格点构建第二候选打标区域，第二候选打标区域设置在待打标组件00对应的坐标位置上；

获取第一候选打标区域内各栅格点与激光打标装置40对应设置的预设高度位置的各高度差值，滤除掉第一候选打标区域内大于第一阈值的高度差值对应栅格点，将筛选出的栅格点构建第二候选打标区域；在第二候选打标区域内根据预设算法确定打标区域。

在第二候选打标区域内：在第二候选打标区域内提取待打标组件00中牙颌模型001的每个牙齿的中心位置信息，并将对应的中心位置信息拟合成预打标区域中心线；将预打标区域中心线与预设打标信息组合成的打标图形的中心线进行定位处理；在第二候选打标区域内进行定位处理过程中滤除不满足要求的栅格点，并构建第三候选打标区域；

在第二候选打标区域内各栅格点与激光打标装置40对应设置的预设高度位置的各高度差值中分别滤除掉大于第二阈值以及小于第三阈值的栅格点；在第三候选打标区域内筛选出的栅格点构建为打标区域。

具体的，在壳状牙齿矫治器002设定打标区域时，当以上颌为例，选择上颌的三维模型时，搜索18至15号牙齿，在18和17号中至少找到1颗，并且 16和15号中至少找到1颗，将其划定为第一打标区域，在设定的位置高度(该设定的位置高度反馈在打标系统中相当于激光打标装置40)沿Z轴的负向发射线，求取射线到第一打标区域的交点的值，根据值的大小选定第二候选打标区域，将待打标区域全部落在咬合面区域内，滤除掉不在咬合面上区域，构建成第二候选打标区域；对第二候选区域进行栅格化处理，求取栅格点与设定的位置高度Z轴方向的距离L_N，并对每一个L_N进行大小排序，在两端设置有两个阈值L_Nmax、L_Nmin，滤除掉L_N>L_Nmax、L_N<L_Nmin的栅格点，做为第三候选打标区域。继而在第三候选打标区域中进一步进行分析找到合适的打标区域，将待打标信息映射在第三候选打标区域，包括为：将选的牙齿的中心建立连线，并将待打标信息构成一个与预打标区域图形一致的四边形，为四边形建立一条中心线，将待打标信息构建的图形的中心线与选定的打标区域的中心线进行定位，将两条中心线进行重合，判断待打标信息构建的图形是否全部落入在第三候选打标区域，如果没有将未落入的栅格点进行删除，调整将待打标信息构建的图形按照角度方向平面的移动调整，同样是通过在设定的位置高度向Z轴的的原点负方向发射线，由于每一个发射线点代表着待打标信息，经调整后当全部落入选定的打标区域时，则在第三候选打标区域的基础上进行精调后形成了打标区域，该打标区域用于打印待打标信息，在同一个壳状牙齿矫治器002可以设置多个打标区域，根据实际生产情况进行调整设置。通过本发明的打标区域的调整设置，可实现将待打标信息打印在打标区域，在该打标区域更加清晰可见。

本发明还提供了一个实施例，在上述的实施中，通过建立打标区域，在打标区域打印设定打标标识信息，以及激光打标装置40的高度以及平面方位的调整，完成在打标区域打标，在打标完成后，进一步需要检测打印壳状牙齿矫治器002上标识是否清晰，是否可进行可识别需要进行再次的验证，具体的提供了以下的实施方式：

参见图2所示，本发明的壳状牙齿矫治器002打标设备包括：控制装置10、第一识别装置30、激光打标装置40、转运装置20及第二识别装置50；控制装置10分别与第一识别装置30、激光打标装置40、转运装置20以及第二识别装置50通信连接；第二识别装置50与验证工位对应设置，验证工位设置在打标工位之后，用于获取打标组件的第二图像。

控制装置10控制转运装置20将打标组件转运至打标验证工位，控制第二识别装置50获取第二图像，对打标组件的第二图像信息进行解析，得到与打标标识0021对应的对应的打标标识信息；

判断打标标识0021对应的打标标识信息是否与预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致，当不一致时，将打标组件进行标记，并进行异常处理；当一致时，将控制打标组件执行下一工序。

具体的，例如打标标识包括打印的为二维码，通过第二识别装置50对其二维码进行拍照得到图片信息，或者直接识别二维码信息，在进行系统中待打标信息应该实际的为123456789，而通过第二识别装置50进行拍照识别后得到信息为012345678，这样与打标信息是不一致，不符合产线中MES下发的信息，属于打标异常，需要对其进行系统中进行标记，标记方式为可以包括为预打标标识为123456789的壳状牙齿矫治器002打标时发生异常，这种可能需要人工接入进行异常处理；如果一起解析准确正常，则将达标后的打标组件转至下一加工工序，将壳状牙齿矫治器002从牙颌模型001上取出，准备进行下一工序的信息绑定，为分拣做准备。

在本发明中设置在打标验证工位对应的第二识别装置50可保证打印上标识信息与计划打印标识一致，避免为影响后续工序的进行，使其实现了大型自动化生产。

在本发明中还包括：控制装置10控制第一识别装置30获取第一图像，进一步从第一图像中提取身份标识0012，并身份标识进行解析得到身份标识信息，根据身份标识信息检索出预设打标标识信息对应的预设打标标识。

具体的，在本发明中打标标识信息、打印区域、打标高度、以及激光打标装置40的工作参数，可通过身份标识信息在数据库中进行检索，身份标识信息是指每一位正畸患者在不同矫治阶段，不同的壳状牙齿矫治器都有一个唯一标识信息，在本发明中可以将标识信息设置牙颌模型上，或者在各工位执行相应的指令工作时，接收输入的身份标识等，在本发明中通过身份标识信息可以检索打与该矫治器相关的所有信息，通过设置的身份标识信息实现了一键检索，方便信息的查找与追踪。

参考图6，在本发明中的激光打标装置40中，设置转运装置20的周侧，并与转运装置20上设置打标工位对应设置，激光打标装置40包括：激光发生器41、驱动电机、电缸43、以及激光控制器44(未示出)；激光控制器44分别与激光发生器41、驱动电机、电缸43通信连接，激光发生器41安装在电缸 43的上端，驱动电机安装在电缸43的下端，激光发生器41相对一侧，用于控制激光打标装置40完成在壳状牙齿矫治器002上进行打标。

优选的，控制装置10与激光控制器44通信连接，控制装置10发送激光打标控制命令至激光控制器44，激光控制器44进一步控制激光发生器41与转运装置20上打标工位处的待打标组件00在平面的方位信息保持一致，在平面方位保持一致的条件下进一步控制电缸43，在电缸43的作用下控制驱动电机在高度方向上进行运动调整。

具体的，通过激光控制器44接收控制装置10收发命令信息，包括激光发生器41发出能量的大小、激光发生器41打标时的高度位置、以及在高度位置对应平面的转动方向，或者在空间上的包括高度以及转动的方向，都是通过激光控制器44将该指令发动至电缸43以及驱动电机，完成激光打标，在本发明中，驱动电机是动力机构，电缸43是执行机构，电缸43是把驱动电机的旋转运动转化为直线运动的机构，电缸43是由螺旋丝杆和滑轨滑块以及外部包装组成的一个滑块组件，实现了高度以及角度可调，因此激光控制器44实现了根据打标位置的不同对激光发生器41的高度随动可调。

参见7、图2、图3所示，本发明的壳状牙齿矫治器002打标设备中还设置了用于转载待打标组件00的上料输送线80以及上料机械手60分别与控制装置10通信连接，控制装置10控制上料机械手60从上料输送线80上将载运的待打标组件00拾取并放在转运装置20的上料工位处，上料工位设置识别工位之前。在上料输送线80上设置有与上料工位对应的第一挡停工位，控制装置10检测到转运装置20将上料工位处的待打标组件00被转运出时，控制装置10控制上料输送线80上的待打标组件00挡停在第一挡停工位，进一步控制上料机械手60从上料输送线80上将拾取待打标组件00放置在上料工位处。

具体的，参见图2，第一挡停工位设置有第一挡停组件81，其设置的方式包括以下：上料输送线80包括流道803以及沿流道803两侧设置的第一挡边 801和第二挡边802，待打标组件00在流道803上进行流转。在第一挡停工位对应的上料输送线80上设置有第一挡停组件81，第一挡停组件81与控制装置 10通信连接，待打标组件00转到第一挡停工位处，控制装置10控制第一挡停组件81将待打标组件00挡停在第一挡停工位处，进一步控制上料机械手60 从上料输送线80上将拾取待打标组件放置在上料工位处。第一挡停组件81包括用于挡停待打标组件的第一挡停机构811(未示出)和用于检测待打标组件 00流转位置信息的第一传感器812(未示出)。

第一挡停机构811具体工作方式包括：第一挡停机构811设置在第一挡边 801上，第一传感器812设置在第二挡边802上与第一挡停机构811对应的位置处，当第一传感器812检测到矫治器载具靠近第一挡停工位时，控制装置10 控制第一挡停机构811伸出至流道803且趋向于第二挡边802，控制上料机械手60将待打标组件00拾取转出上料输送线80后，控制装置10控制第一挡停机构811运动并回收至第一挡边801上的本位。

在上料输送线80上的第一挡停工位之前还设置了二挡停工位，与第二挡停工位对应设置有第二挡停组件82，用于暂存流道803上的流转的待打标组件 00。该第二挡停组件82包括用于挡停待打标组件00的第二挡停机构821和用于检测待打标组件00流转位置信息的第二传感器822。

第二挡停机构821具体工作方式包括：第二挡停机构821设置在第一挡边 801上，第二传感器822设置在第二挡边802上与第二挡停机构821对应的位置处，当第二传感器822检测到待打标组件00靠近第二挡停工位时，控制装置10控制第二挡停机构821伸出至流道803且趋向于第二挡边802，当检测到第一挡停工位处的待打标组件00被转出时，控制装置10控制第二挡停机构821 运动并回收至第一挡边801上的本位，并将控制待打标组件00流转至第一挡停工位。

图7，在本发明中上料机械手和下料机械手的结构一致，实现的工作方式也一致，在本发明中还设置用于将打标完成的打标组件从转运装置20上转出的下料机械手70，通过下料机械手70将打标完成的打标组件搬离；因此在设置在验证工位之后的下料工位，与下料工位对应设置有下料机械手70，下料机械手70与控制装置10通信连接，控制装置10控制下料机械手70将打标完成的打标组件搬离下料工位。

优选的，包括：下料输送线90和/或异常输送端100(未示出)；

控制装置10判断第二识别装置50识别的打标标识信息是否与预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致；当不一致时，控制装置10将打标组件进行标记，控制装置10控制下料机械手70将异常标记的打标组件搬离至异常输送端进行异常处理；当一致时，控制装置10控制下料机械手70将打标组件从下料工位搬离至下料输送线90。

有选的，上料输送线80复用为下料输送线90，下料输送线90复用为上料输送线80。在本发明中在同一个输送带上既可以实现上料也可以实现下料；当时为了生产的需要可以分别单独设置。

参照图3，转运装置20包括一转运盘210和多个载具机构220。转运盘210 呈圆形或大致呈圆形结构，转运盘210例如为一分度盘，沿转运盘210的圆周方向依次设有上料工位、识别工位、打标工位、打标验证工位以及下料工位。多个载具机构220沿转运盘210周缘间隔设置，载具机构220设置在转运盘210 的邻近边缘处，多个载具机构220优选沿转运盘210周缘等间距间隔设置。控制装置10控制转运盘210运转以使载具机构220在预设的工位之间往复流转，具体地，转运装置20运转使载具机构220依次在上料工位、识别工位、打标工位、打标验证工位以及下料工位之间往复循环运动。

转运装置20还可以包括转运驱动机构(未示出)，转运驱动机构用于驱动转运盘210按照预设的工位依次流转。转运驱动机构例如包括凸轮分割器230 和驱动电机(未示出)，其中，转运盘210连接凸轮分割器230的输出轴，电机的输出轴连接凸轮分割器230的输入轴以驱动凸轮分割器230运动，凸轮分割器230用于实现转运盘210的间歇转动，即实现转运盘210转动-停止-转动- 停止的循环转动，转运盘210转动时，载具机构220在预设的工位之间依次流转，转运盘210停止时，可以对待打标组件00进行识别、打标、验证以及进行上料、下料等操作。

载具机构220用于待打标组件00和打标组件，并在载具机构220上完成识别、打标、验证。参照图3至图4，载具机构220包括：托盘安装座221和载具托盘222。转运盘210具有多个贯穿上下两面的第一安装孔(未示出)，第一安装孔可以是圆孔，多个第一安装孔沿转运盘210周缘间隔设置，第一安装孔设置在转运盘210的邻近边缘处，优选沿转运盘210周缘等间距间隔设置。托盘安装座221例如通过螺接方式固定在转运盘210的顶面211上，托盘安装座221和载具托盘222可以为一体设置，也可以分体设置，通过第一安装孔将载具机构220固定在转运盘210上，

参照图2、图3、图4和图5，当转运盘210沿各工位进行流转过程，为避免载具托盘222上的待打标组件00发生抖动影响打标的整体工作效率，因此在本实施例中提供一个夹紧机构230，壳状牙齿矫治器002打标设备中的转运装置20设置多个夹紧机构230，夹紧机构230与载具机构220一一对应设置，且安装在载具托盘222的上方，用于将载具机构220上放置的待打标组件00 和打标组件固定在当前的放置位上。

夹紧机构230包括：夹紧件231和两组导向组件232，导向组件232包括：轴座2321、导向轴2322、弹性件2323。

转运盘210具有多个贯穿上下两面的第二安装孔(未示出)，第二安装孔可以是圆孔，转运盘210的每个载具机构220的相对的两侧可分别设置有一个第二安装孔，两组导向组件232的轴座2321分别位于载具机构220的相对的两侧并固定在转运盘210的顶面211上，轴座2321可通过螺接方式固定在转运盘210的顶面211上，轴座2321具有上下贯穿的连通转运盘210的一个第二安装孔的轴孔，轴孔可以是圆孔，轴座2321的轴孔与转运盘210的一个第二安装孔可同轴心设置。

导向轴2322大致呈圆柱形，导向轴2322可升降地穿过轴座2321的轴孔和转运盘210的第二安装孔，导向轴2322的顶端连接夹紧件231，导向轴2322 的顶端例如通过螺接方式固定连接夹紧件231。夹紧件231位于托盘安装座221 上方，夹紧件231具有大致呈环形的环状压紧部以及连接环状压紧部的两个安装部，两个安装部分别位于环状压紧部的相对的两侧，环状压紧部用于将待打标组件00压紧在托盘安装座221上，环状压紧部的形状与托盘安装座221的顶端形状相匹配，安装部用于连接导向轴2322的顶端。夹紧件231优选具有缺口2311，缺口2311形成在夹紧件231的环状压紧部上，夹紧件231的缺口 2311用于供待打标组件00穿过并放置在托盘安装座221上。

弹性件2323的弹性力作用在导向轴2322上以使导向轴2322具有下降的趋势，并将待打标组件00通过夹紧件231夹紧在托盘安装座221上。具体地说，导向轴2322的底端具有抵接部2324，弹性件2323是压缩弹簧，压缩弹簧套设在导向轴2322外，压缩弹簧的两端分别抵接转运盘210的底面和导向轴 2322的抵接部2324以使导向轴2322具有下降的趋势，导向轴2322的底端受到外力的顶升作用时，导向轴2322带动夹紧件231向上移动，压缩弹簧被压缩，夹紧件231和托盘安装座221的顶端之间产生间隙，待打标组件00可通过夹紧件231的缺口2311放置在夹紧件231和托盘安装座221的顶端之间；导向轴2322的底端受到外力的顶升作用消失时，在压缩弹簧的作用下，导向轴2322带动夹紧件231向下移动，待打标组件00被夹紧在夹紧件231和托盘安装座221的顶端之间。

参照图3，为了配合加紧机构自动的操作，在转运装置20转盘的下侧设置了与上料工位以及下料工位数量相适应的多台顶升机构240，每一个顶升机构240都分别与控制装置10通信连接，通过控制装置10发送指令完成相应的动作。

具体为：在上料工位，控制装置10控制顶升机构240抵接抵接部2324，以使导向轴2322上升压缩弹簧抬升夹紧件231，使夹紧件231与载具托盘222 打开设定距离，控制上料装置通过夹紧件231上设置的缺口2311放置待打标组件00；放置完成后，对顶升机构240释放弹簧的压缩力，通过弹簧的张力将待打标组件00固定在载具托盘222上，进入下一工位；

在下料工位，控制装置10控制顶升机构240抵接抵接部2324，以使导向轴2322上升压缩弹簧抬升夹紧件231，使夹紧件231与载具托盘222打开设定距离，控制下料装置通过夹紧件231上设置的缺口2311取出打标组件；取出后，控制装置10控制转运盘210流转到上料工位。

本发明一些实施例中，参见图8和图9所示，第一识别装置30和第二识别装置50的工位处设置有与控制装置10通信连接的光源(未示出)，对待打标组件00和打标组件进行拍照时，控制装置10控制打开光源照亮待打标组件 00和打标组件，在光源的照射下，相机能够获得待打标组件00和打标组件的清晰的照片，进而准确获取准确位置信息和信息标识和以及打标信息。

在本发明中，激光打标装置40发生的激光束被聚焦后，焦点所在位置称为焦点位置。激光打标装置40焦点位置对打标的宽度，坡度，切割面的粗糙度，熔渣的黏着章台，切割速速等几乎所有的加工参数都会产生影响。这是因为激光打标装置40焦点位置的变化会引起照射在加工材料表面的光束直径和射入加工材料的入射角产生变化，其结果是会影响到切缝的形成状态以及切缝内光束的多重反射状态。

参见图10所示，由于一个壳状牙齿矫治器对应一位患者的某个时期的壳状牙齿矫治器002，在本发明中，从患者的矫治病例信息到对应的壳状牙齿矫治器的生产信息，可通过MES系统获取(数据处理服务器)，MES系统并将数据信息发送至到控制装置10(在本发明中的实施例中控制装置10包括为PLC 控制器)，控制装置10根据接到的数据信息控制转运系统中的各装置进行作业；上料机械手将待打标组件从上料输送线转载转运盘的上料工位处，通过转运装置流转到第一图像识别处的识别工位，可以通过相机或CCD(视觉识别装置)获取待打标组件中牙颌模型上打印的信息标识，该信息标识包括原点定位标识以及身份标识，控制装置对其进行解析得到为唯一身份标识码，该身份标识码的存在形式可以为打印的凹凸码，或者为镂空码，与牙颌模型为一体打印成型，标识码包括字母、数字、汉字等至少一种或几种的组合码；控制器将接收到的第一图像信息发送至MES系统，并识别该标识码，并通过该标识码MES 系统与上层的数据库ERP系统进行通信，调取该标识码对应的加工参数等信息，并为该标识码对应的壳状牙齿矫治器分配需要打印在壳状牙齿矫治器上的打标标识信息，同时通过原点标识点位待打标组件的放置状态，把控制装置跟放置状态信息控制激光达标装置的空间位置，以使与待打标组件放置状态一致，这样方便打标；打标完成后，通过第二识别装置识别打印上打标标识，同样通过CCD获取图像，对其进行解析，解析后查看与MES下发的码是否一致，如果一致，将打印符合要求的打标组件通过下料机械手搬离至下料输送线并转至下一工序；如果不一致，说明打标不准确，或者识别不准确，将进行同一回收，可以通过人工介入等方式进行处理。在本实施例中，根据MES系统中对每个矫治器患者以及所属的矫治器分配对应的身份标识信息，使其在矫治器的生产交工过程，以及寄送到患者手里，都可以根据身份标识信息进行唯一的追踪，在该身份标识信息中可以追踪到矫治器的原材料信息、矫治器加工工艺信息，以及患者在矫治期间的过程信息；在加工完后才能以后进行分拣打包过程中，由于矫治器本身的特殊性，需要进行定制化生产，每一个矫治器都是个性化的，因此需要更加精准的匹配，个人信息匹配，矫治步骤的匹配，因此本发明为了实现准确的区分每一个准确的匹配包装等，需要对矫治器进行打标，可以快速区分各个矫治器，避免了不同矫治阶段的矫治器发生混乱而影响正畸效果。本发明的激光打标设备实现了后续的自动化统一分拣，包装；在人力成本上大幅度降低，同时经过多次的身份验证，使其错误率降低，解决了现有技术中存在的诸多问题。

基于以上提供的壳状牙齿矫治器的激光打标方法的实施方式应用在壳状牙齿矫治器的激光打标系统中，解决了现有技术中无法满足大规模自动化、个性定制化生产的问题，通过打标区域方法的选取、以及激光打标焦点位置的选取，本发明可以更加快速精准清晰实现激光打标，通过打标的信息方便用户对壳状牙齿矫治器的区分，更重要的是为后续的分拣、打包快速出入库提供方便。

参见图10所示，在本发明中进一步提供了打标的流程参见以下：

(1)输送线输送来待打标的半成品待打标组件(待打标组件00)到达缓存装置缓存，当主挡停装置处的待打标组件00被上料装置吸走以后，缓存装置放行两个待打标组件00(本发明中提供的是双工位，给生产需求可以为多工位，或者单工位)到主挡停装置位置，等待上料装置下一个循环的吸取。

(2)上料装置携带待打标组件到达分度转运装置20的上料工位，与此同时上料工位下方的顶升装置顶升压紧机构的压缩弹簧，使压紧机构与载具托盘222分离开；上料装置把待打标组件00放置在转运盘210的上料工位载具托盘 222上后，上料装置返回输送线的主挡停装置位置进行下一个循环。

(3)当上料装置离开后，顶升装置中的气缸缩回，压紧机构压紧待打标组件00。分度转运装置20的凸轮分割器230驱动转运盘210转动一个分度，使待打标组件00转到Mark定位及字符串读取工位。

(4)基于(3)待打标组件00转到Mark定位及字符串读取工位，覆膜组件托盘Mark定位及字符串读取的第一识别装置30将会对在该工位的待打标组件 00进行拍照；然后对照片进行分析，识别出待打标组件00的原点位置及待打标组件00上的字符串，并把识别出来的字符串发送到数据库中进行对比，随后从 MES中调取对应的待打标组件00高度信息及打标内容信息，最后把待打标组件 00原点位置、待打标组件00高度信息及打标内容信息发送给激光打标装置40控制器。

(5)基于(4)中发送到激光打标装置40控制器的信息，激光打标装置40 进行动作，首先根据待打标组件00高度信息，控制器控制抱闸步进电机动作调整激光打标装置40的高度。同时分度转运装置20的凸轮分割器230驱动转运盘 210转动一个分度，使待打标组件00转到激光打标工位。激光打标装置40根据待打标组件00原点位置和打标内容信息对待打标组件00进行打标，打标位置一般选取待打标组件00后牙上较为平坦的区域；确定打标位置后，根据打标位置的几何形态，计算出激光打标装置401108到待打标待打标组件00之间的距离以及最佳的打标角度，基于上面确定打标坐标。

(6)打标完成后，分度转运装置20的凸轮分割器230驱动转运盘210转动一个分度，使待打标组件00转到打标效果检测工位。打标效果检测相机装置对待打标组件00进行拍照，然后上传系统进行打标内容识别，如果打标内容识别成功，则为合格品，反之为NG品，而后系统将识别的结果发送到下料机器人吸盘的控制器中。

(7)分度转运装置20的凸轮分割器230驱动转运盘210转动一个分度，使待打标组件00转到下料工位。下料工位下面的顶升装置顶升压紧机构的压缩弹簧，使压紧机构与载具托盘222分离开。然后基于(6)中的识别信息，下料机器人吸盘把待打标组件00吸取出来，如果是合格品，则机器人把待打标组件00放置到输送线上输送走，反之，NG品则会被机器人从NG口放入 NG通道。至此，该系统完成了待打标组件00的激光打标。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (34)

1.一种壳状牙齿矫治器的激光打标方法，包括待打标组件，所述待打标组件由牙颌模型以及覆盖在所述牙颌模型上的壳状牙齿矫治器组成，在所述牙颌模型上设置有信息标识；其特征在于，

获取所述待打标组件的第一图像信息；

对所述待打标组件的第一图像信息进行解析，得到所述信息标识对应的标识信息，从所述标识信息中提取所述待打标组件的定位标识信息；

通过所述定位标识信息获取所述待打标组件当前的位姿信息，并根据所述位姿信息调整激光打标装置至以使与所述待打标组件放置状态一致的第一空间状态；

在所述第一空间状态下控制所述激光打标装置调整至满足预设打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制所述激光打标装置将预设打标标识打印在所述壳状牙齿矫治器打标区域内；

其中，打标完成后，将打标完成的所述待打标组件设置为打标组件，在所述打标组件上打印的所述预设打标标识设置为打标标识；

其中，还包括：从所述标识信息中提取所述待打标组件的身份标识信息；根据所述身份标识信息检索出对应的预设打标信息；

还包括：从所述待打标组件的所述标识信息中提取所述定位标识信息，根据所述定位标识信息将所述待打标组件当前的所处平面位置信息映射在第一坐标中；在所述第一坐标中获取所述待打标组件的所述位姿信息；

其中，构建所述打标区域包括：

在所述第一坐标中获取打印所述预设打标标识的第一候选打标区的位置信息；对第一候选打标区的位置信息对应的第一候选打标区进行栅格化处理，在与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置获取与所述第一候选打标区内与各栅格点的各高度差值；根据各高度差值滤除不满足第一条件的栅格点，对筛选出满足第一条件的栅格点构建第二候选打标区，所述第二候选打标区设置在所述待打标组件对应的坐标位置上；在所述第二候选打标区内根据预设算法确定所述打标区域；

还包括：获取所述第一候选打标区内各栅格点与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置的各高度差值，滤除掉所述第一候选打标区内大于第一阈值的高度差值对应栅格点，将筛选出的栅格点构建所述第二候选打标区；

还包括：在所述第二候选打标区内提取所述待打标组件中牙颌模型的每个牙齿的中心位置信息，并将对应的中心位置信息拟合成预打标区域中心线；将所述预打标区域中心线与所述预设打标信息组合成的打标图形的中心线进行定位处理；在所述第二候选打标区内进行定位处理过程中滤除不满足要求的栅格点，并构建第三候选打标区；在所述第三候选打标区内根据预设算法确定所述打标区域。

2.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，还包括：

获取所述打标组件的第二图像信息；

对所述打标组件的第二图像信息进行解析，得到与所述打标标识对应的打标标识信息；

判断所述打标标识对应的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致，当不一致时，将所述打标组件进行标记，并进行异常处理；当一致时，所述打标组件执行下一指令。

3.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，包括：获取所述激光打标装置在所述第一坐标中当前所处的空间状态信息；

根据所述空间状态信息获取所述激光打标装置对应的空间位姿信息；确定在第一空间状态中所述待打标组件的所述位姿信息与所述激光打标装置的所述空间位姿信息在同一平面状态下的方位差信息；根据所述方位差信息调整所述激光打标装置，使所述激光打标装置与所述待打标组件的当前位姿状态一致。

4.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，还包括：在所述第二候选打标区内各栅格点与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置的各高度差值中分别滤除掉大于第二阈值以及小于第三阈值的栅格点；在所述第三候选打标区内筛选出的栅格点构建为所述打标区域。

5.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，所述打标焦点位置信息的构建包括：

在所述打标区域中获取每一栅格点坐标高度值，选取出第一坐标高度值和第二坐标高度值进行二分值计算，将计算的结果设置为所述预设打标焦点位置信息，在打标时根据所述预设打标焦点位置信息调整所述激光打标装置的高度至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制所述激光打标装置将所述预设打标标识打印在所述待打标组件上。

6.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，所述打标焦点位置信息的构建包括：

在打标区域内获取所述激光打标装置打标时的能量出射点对应的预设打标距离值以及各栅格点坐标高度值，在各栅格点坐标高度值上叠加所述预设打标距离值，得到所述激光打标装置的能量出射点在所述打标区域中各栅格点对应的各打标高度值；

根据各所述打标高度值调整所述激光打标装置至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的高度位置，控制所述激光打标装置将所述预设打标标识打印在所述待打标组件上。

7.根据权利要求1、3-6任一所述的壳状牙齿矫治器的激光打标方法，其特征在于，还包括：

根据所述标识信息中提取所述待打标组件的身份标识信息；根据所述身份标识信息检索出对应的打印区域信息以及所述打标焦点位置信息。

8.一种壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，可执行权利要求1所述的激光打标方法在待打标组件上进行打标；所述壳状牙齿矫治器的激光打标系统包括：待打标组件、控制装置、第一识别装置、激光打标装置及转运装置；所述控制装置分别与所述第一识别装置、所述激光打标装置及所述转运装置通信连接；

其中，所述待打标组件由牙颌模型以及覆盖在所述牙颌模型上的壳状牙齿矫治器，所述牙颌模型上设置有信息标识；

所述第一识别装置，与识别工位对应设置，用于获取所述待打标组件的第一图像；所述激光打标装置，与打标工位对应设置，用于在所述待打标组件中的所述壳状牙齿矫治器的打标区域内打印预设打标标识；所述转运装置，用于将所述待打标组件依次转送至所述识别工位和打标工位处；

所述控制装置控制所述第一识别装置获取所述待打标组件的第一图像，并对所述第一图像上的信息标识进行解析，获取完成后，所述控制装置控制所述转运装置将所述待打标组件转运至所述激光打标装置的工位处；所述控制装置从所述信息标识中查找所述打标组件上的定位标识，根据所述定位标识获取当前所述待打标组件的位姿状态，并根据所述位姿信息调整激光打标装置至以使与所述待打标组件放置状态一致的第一空间状态；在所述第一空间状态下控制所述激光打标装置调整至满足打标焦点位置信息相适应的第二空间状态的位置，进一步的控制所述激光打标装置将预设打标标识打印在所述壳状牙齿矫治器打标区域内；

其中，还包括：

所述控制装置控制所述第一识别装置获取所述第一图像，进一步从所述第一图像中提取所述身份标识，并所述身份标识进行解析得到身份标识信息，根据所述身份标识信息检索出所述预设打标标识信息对应的所述预设打标标识；

其中，构建所述打标区域包括：

在所述第一坐标中获取打印所述预设打标标识的第一候选打标区的位置信息；对第一候选打标区的位置信息对应的第一候选打标区进行栅格化处理，在与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置获取与所述第一候选打标区内与各栅格点的各高度差值；根据各高度差值滤除不满足第一条件的栅格点，对筛选出满足第一条件的栅格点构建第二候选打标区，所述第二候选打标区设置在所述待打标组件对应的坐标位置上；在所述第二候选打标区内根据预设算法确定所述打标区域；

还包括：获取所述第一候选打标区内各栅格点与所述激光打标装置对应设置的预设高度位置的各高度差值，滤除掉所述第一候选打标区内大于第一阈值的高度差值对应栅格点，将筛选出的栅格点构建所述第二候选打标区；

还包括：在所述第二候选打标区内提取所述待打标组件中牙颌模型的每个牙齿的中心位置信息，并将对应的中心位置信息拟合成预打标区域中心线；将所述预打标区域中心线与所述预设打标信息组合成的打标图形的中心线进行定位处理；在所述第二候选打标区内进行定位处理过程中滤除不满足要求的栅格点，并构建第三候选打标区；在所述第三候选打标区内根据预设算法确定所述打标区域；

其中，打标完成后，将打标完成的所述待打标组件设置为打标组件，在所述打标组件上打印的所述预设打标标识设置为打标标识。

9.根据权利要求8所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，还包括：

第二识别装置，与所述控制装置通信连接，与验证工位对应设置，所述验证工位设置在所述打标工位之后，用于获取打标组件的第二图像。

10.根据权利要求9所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，包括：所述控制装置控制所述转运装置将所述打标组件转运至打标验证工位，控制所述第二识别装置获取所述第二图像，对所述打标组件的第二图像信息进行解析，得到与打标标识对应的打标标识信息；

判断所述打标标识对应的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致，当不一致时，将所述打标组件进行标记，并进行异常处理；当一致时，将控制所述打标组件执行下一工序。

11.根据权利要求10所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述激光打标装置包括：激光发生器、驱动电机、电缸、以及激光控制器；所述激光控制器分别与所述激光发生器、驱动电机、电缸通信连接，所述激光发生器安装在所述电缸的上端，所述驱动电机安装在所述电缸的下端，所述激光发生器相对一侧，用于控制所述激光打标装置完成在所述壳状牙齿矫治器上进行打标。

12.根据权利要求11所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述控制装置与所述激光控制器通信连接，所述控制装置发送激光打标控制命令至所述激光控制器，所述激光控制器进一步控制所述激光发生器与所述转运装置上打标工位处的所述待打标组件在平面的方位信息保持一致，在平面方位保持一致的条件下进一步控制所述电缸，在所述电缸的作用下控制所述驱动电机在高度方向上进行运动调整。

13.根据权利要求12所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，还包括：上料输送线和上料机械手，分别与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述上料机械手从所述上料输送线上将载运的所述待打标组件拾取并放在所述转运装置的上料工位处，所述上料工位设置所述识别工位之前。

14.根据权利要求13所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，还包括：在所述上料输送线上设置有与所述上料工位对应的第一挡停工位，所述控制装置检测到所述转运装置将所述上料工位处的所述待打标组件被转运出时，所述控制装置控制所述上料输送线上的所述待打标组件挡停在所述第一挡停工位，进一步控制所述上料机械手从所述上料输送线上将拾取所述待打标组件放置在所述上料工位处。

15.根据权利要求14所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述上料输送线包括流道以及沿流道两侧设置的第一挡边和第二挡边，所述待打标组件在所述流道上进行流转。

16.根据权利要求14所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，在所述第一挡停工位对应的所述上料输送线上设置有第一挡停组件，所述第一挡停组件与所述控制装置通信连接，所述待打标组件转到所述第一挡停工位处，所述控制装置控制所述第一挡停组件将所述待打标组件挡停在所述第一挡停工位处，进一步控制所述上料机械手从所述上料输送线上将拾取所述待打标组件放置在所述上料工位处。

17.根据权利要求16所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述第一挡停组件包括用于挡停所述待打标组件的第一挡停机构和用于检测所述待打标组件流转位置信息的第一传感器。

18.根据权利要求17所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述上料输送线包括流道以及沿流道两侧设置的第一挡边和第二挡边，所述待打标组件在所述流道上进行流转；

所述第一挡停机构设置在所述第一挡边上，所述第一传感器设置在第二挡边上与所述第一挡停机构对应的位置处，当所述第一传感器检测到所述矫治器载具靠近所述第一挡停工位时，所述控制装置控制所述第一挡停机构伸出至所述流道且趋向于所述第二挡边，控制所述上料机械手将所述待打标组件拾取转出所述上料输送线后，所述控制装置控制所述第一挡停机构运动并回收至所述第一挡边上的本位。

19.根据权利要求15所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，在所述第一挡停工位之前还包括第二挡停工位，与所述第二挡停工位对应设置有第二挡停组件，用于暂存所述流道上的流转的所述待打标组件。

20.根据权利要求19所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述第二挡停组件包括用于挡停所述待打标组件的第二挡停机构和用于检测所述待打标组件流转位置信息的第二传感器。

21.根据权利要求20所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述第二挡停机构设置在所述第一挡边上，所述第二传感器设置在第二挡边上与所述第二挡停机构对应的位置处，当所述第二传感器检测到所述待打标组件靠近所述第二挡停工位时，所述控制装置控制所述第二挡停机构伸出至所述流道且趋向于所述第二挡边，当检测到所述第一挡停工位处的所述待打标组件被转出时，所述控制装置控制所述第二挡停机构运动并回收至所述第一挡边上的本位，并将控制所述待打标组件流转至所述第一挡停工位。

22.根据权利要求21所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，在所述设置在所述验证工位之后的下料工位，与所述下料工位对应设置有下料机械手，所述下料机械手与所述控制装置通信连接，所述控制装置控制所述下料机械手将打标完成的所述打标组件搬离所述下料工位。

23.根据权利要求22所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，包括：下料输送线和异常输送端；

所述控制装置判断所述第二识别装置识别的打标标识信息是否与所述预设打标标识对应预设打标标识信息是否一致；

当不一致时，所述控制装置将所述打标组件进行标记，所述控制装置控制下料机械手将异常标记的所述打标组件搬离至异常输送端进行异常处理；

当一致时，所述控制装置控制所述下料机械手将所述打标组件从所述下料工位搬离至所述下料输送线。

24.根据权利要求23所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述上料输送线复用为下料输送线，所述下料输送线复用为上料输送线。

25.根据权利要求8所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述转运装置包括一转运盘和多个载具机构，多个所述载具机构沿所述转运盘周缘间隔设置，所述载具机构用于承载所述待打标组件和所述打标组件，所述转运盘运转以使所述载具机构在上料工位、识别工位、打标工位、打标验证工位以及下料工位之间往复流转。

26.根据权利要求25所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述载具机构包括：托盘安装座和载具托盘；所述载具机构的托盘安装座固定在所述转运盘的顶面上，所述载具托盘通过所述托盘安装座安装设置在所述转运盘上，所述待打标组件和所述打标组件放置所述载具托盘上，随所述转运盘流转。

27.根据权利要求26所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述转运装置还包括多个夹紧机构，所述夹紧机构与所述载具机构一一对应设置，且安装在所述载具托盘的上方，用于将所述载具机构上放置的所述待打标组件和所述打标组件固定在当前的放置位上。

28.根据权利要求27所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述夹紧机构包括：夹紧件和两组导向组件，所述导向组件包括：轴座、导向轴、弹性件；

所述两组导向组件的轴座分别位于所述载具机构的相对的两侧并固定在所述转运盘的顶面上，所述转运盘具有多个贯穿上下两面的安装孔，所述轴座具有上下贯穿的连通所述转运盘的一个所述安装孔的轴孔；所述导向轴可升降地穿过所述轴座的轴孔和所述转运盘的所述安装孔，所述导向轴的顶端连接所述夹紧件，所述弹性件的弹性力作用在所述导向轴上以使所述导向轴具有下降的趋势，并将所述待打标组件和所述打标组件通过所述夹紧件夹紧在所述托盘安装座上。

29.根据权利要求28所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述导向轴的底端具有抵接部，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设在所述导向轴外，所述弹簧的两端分别抵接所述转运盘的底面和所述导向轴的抵接部以使所述导向轴具有下降的趋势。

30.根据权利要求29所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述夹紧件具有缺口，所述夹紧件的缺口用于供所述待打标组件和所述打标组件穿过并放置在所述托盘安装座上。

31.根据权利要求30所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，所述夹紧件具有环状压紧部以及连接环状压紧部的两个安装部，所述两个安装部分别位于所述环状压紧部的相对的两侧，所述安装部用于连接所述导向轴的顶端，所述环状压紧部用于将膜片压紧在托盘安装座上，所述缺口形成在所述夹紧件的环状压紧部上。

32.根据权利要求31的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，还包括在所述上料工位和所述下料工位的分别设置顶升机构，并分别与所述控制装置通信连接，所述顶升机构位于所述转运盘下方，所述转运盘的顶面上相对一侧。

33.根据权利要求32的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，包括：

在所述上料工位，所述控制装置控制所述顶升机构抵接所述抵接部，以使所述导向轴上升压缩所述弹簧抬升所述夹紧件，使所述夹紧件与所述载具托盘打开设定距离，控制上料装置通过所述夹紧件上设置的缺口放置所述待打标组件；放置完成后，对所述顶升机构释放所述弹簧的压缩力，通过所述弹簧的张力将所述待打标组件固定在所述载具托盘上，进入下一工位；

在所述下料工位，所述控制装置控制所述顶升机构抵接所述抵接部，以使所述导向轴上升压缩所述弹簧抬升所述夹紧件，使所述夹紧件与所述载具托盘打开设定距离，控制下料装置通过所述夹紧件上设置的缺口取出所述打标组件；取出后，所述控制装置控制所述转运盘流转到所述上料工位。

34.根据权利要求10所述的壳状牙齿矫治器的激光打标系统，其特征在于，第一识别装置和第二识别装置均为CCD数码图像采集装置。

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