ES2203940T3 - Procedimiento y dispositivo para mecanizar piezas de trabajo en la tecnica dental. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para mecanizar piezas de trabajo en la tecnica dental.Info
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento para el procesado de piezas en la tecnología dental, tales como coronas o puentes así como prótesis, mediante corte y/o desbaste. Primero se escanea el contorno superficial de un modelo dental giratorio (modelo de emplasto o de cera) y se refleja utilizando una radiación en haz. Los rayos reflejados se recogen de acuerdo con el principio de la triangulación por medio de al menos dos detectores de radiación que se pueden mover paralelamente al eje de rotación del modelo y se convierten en imagen tridimensional sobre una malla de valores coordinados codificados digitalmente que se guardan en al menos un calculador digital. Dicho calculador crea un modelo digital tridimensional interior y luego utiliza los valores de las coordenadas para producir señales de control para una estación de procesado para procesar una pieza con una herramienta. Dicho calculador lee señales fuera de control para los seis grados de libertad para controlar un brazo robótico que lleva la pieza en un soporte a una máquina herramienta, produciendo de este modo un boceto para una prótesis dental a partir de la pieza
Description
Procedimiento y dispositivo para mecanizar piezas
de trabajo en la técnica dental.
El invento se refiere a un procedimiento para
mecanizar piezas de trabajo en la técnica dental mediante arranque
de virutas y/o rectificado, en el cual el contorno superficial de un
modelo dental giratorio es explorado y reflejado por medio de una
radiación concentrada, siendo la radiación reflejada registrada
mediante al menos un detector de radiación móvil paralelamente al
eje de giro del modelo y convertida como representación
tridimensional en una retícula de valores de coordenadas codificados
digitales que son almacenados en al menos un ordenador digital,
derivando el ordenador a partir de los valores de coordenadas, tras
la elaboración de un modelo digital tridimensional interno, señales
de mando para una estación de mecanizado para mecanizar la pieza de
trabajo por medio de la herramienta.
El invento se refiere además a un dispositivo
para poner en práctica el procedimiento, presentando el dispositivo
una instalación de medición con una fuente de radiación para la
emisión de radiación concentrada y al menos dos detectores de
radiación para la determinación del contorno superficial de un
modelo dental dispuesto giratorio mediante radiación reflejada sobre
la base de la triangulación óptica y estando la instalación de
medición unida con un ordenador digital, cuya salida está conectada
a una entrada de señal de mando de una estación de mecanizado.
Bajo el concepto de modelo dental están
comprendidos aquí modelos de yeso como molde del maxilar superior o
del maxilar inferior y modelos de cera; como pieza de trabajo se
designa el material de partida para la pieza en bruto a elaborar, a
partir de la cual subsiguientemente se forma la dentadura postiza
protésica.
Por el documento EP 0 671 679 A1 es conocido un
procedimiento para medir sin contacto objetos tridimensionales sobre
la base de la triangulación óptica, en el cual la radiación
concentrada emitida por una fuente de radiación explora la
superficie del objeto y es reflejada por ésta, siendo registrada la
remisión mediante detectores de radiación; el objeto es explorado
circularmente, produciéndose tras cada rotación una exploración
continua paso a paso en dirección Z y siendo almacenados los datos
obtenidos circularmente de tal modo y empleándose para la
reconstrucción tridimensional del objeto mediante una unidad de
procesamiento de datos; para evitar las repercusiones de
entalladuras o zonas ocultas la exploración circular en un paso de
exploración Z predeterminado se realiza bajo diferentes posiciones
angulares de la cabeza de exploración móvil juntamente con la fuente
de radiación; dado el caso se repiten las exploraciones.
Además por el documento DE 28 04 479 A1 o el DE
39 10 855 C2 es conocido medir sin contacto por medio de radiación
láser la configuración de un objeto que se hace girar alrededor de
un eje.
Además por el documento US 3.861.044 es conocido,
sobre la base de un modelo de cera cuya geometría es registrada
electroópticamente, registrar datos que forman la base para una
fabricación de la dentadura postiza protésica individual por la
técnica del rectificado o fresado.
Por el documento US 46 11 288 es conocido dirigir
mediante al menos una fuente de radiación energía de ondas luminosas
sobre una zona del cuerpo para elaborar una prótesis, siendo
reflejadas las ondas y obteniéndose de ello valores analógicos de
intensidad; a continuación en un transformador
analógico-digital se elabora una información
numérica que representa las características de la región irradiada y
acto seguido se efectúa un análisis tridimensional de la forma y
dimensiones de esta información numérica y se crea una imagen
tridimensional que corresponde a la ulterior prótesis y está
adaptada a la región correspondiente; mediante una instalación de
procesamiento de señal se emiten señales de mando para una máquina
de mecanizado para fabricar una prótesis a partir de una pieza de
trabajo.
La máquina de mecanizado puede presentar una
multiplicidad de herramientas, cuya sucesión de mecanizado se
selecciona numéricamente, mandando las señales numéricas de mando
recíprocamente el avance o retroceso de la pieza de trabajo y de la
herramienta así como los momentos relativos. Como máquina
herramienta de control numérico puede emplearse por ejemplo una
fresadora o un dispositivo de rayo láser.
Además por el documento DE 36 13 096 A1 es
conocido un procedimiento para mecanizar piezas de trabajo con un
robot multieje programado, que guía un rayo láser a lo largo de un
contorno tridimensional de la pieza de trabajo, elaborándose un
programa de CN (control numérico) del perfil tridimensional por
exploración de la marcación por medio de uno de los sensores guiados
por el robot multieje, que regula los ejes del robot de manera que
el sensor sigue siempre las marcaciones y en puntos predeterminados
se introducen las coordenadas del sensor en el mando de CN como
puntos del programa y acto seguido se mecanizan las piezas de
trabajo sobre la base de este programa de CN; para la exploración de
las marcaciones está previsto un sensor de cámara de TV, que
determina la normal de la herramienta o la altura de la herramienta
con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, de manera que
al menos en los puntos predeterminados el sensor de cámara de TV
está orientado normal o a la distancia teórica de la herramienta
(perpendicular) con respecto a la superficie de la pieza de
trabajo.
Además por el documento US 46 63 720 es conocido
elaborar prótesis dentales por medio de generación interferométrica
de muestras mediante luz coherente o no coherente y exploración con
subsiguiente transformación analógico/digital, y mecanizado por CAD
con subsiguiente mecanización.
Por el documento EP 0 490 848 B1 es conocido
además un procedimiento para fabricar cuerpos tridimensionales
conformados individualmente, que deben formar al menos parte de la
dentadura postiza artificial, puentes dentales y uniones, partes de
apoyo para la reconstrucción de estructura tisular y herramientas
para la fabricación de tal dentadura postiza artificial, partes de
apoyo, puentes y uniones o partes de las mismas, en el cual el
modelo respectivo gira y es explorado simultáneamente por medio de
una instalación de exploración en un ángulo determinado con respecto
al eje de rotación del modelo explorado; a continuación se realiza
una transmisión de una representación interna por ordenador a través
de una conexión a una red de comunicaciones con instalaciones
emisoras y receptoras, siendo mecanizada la pieza de trabajo en una
relación angular entre la pieza en bruto y la herramienta y estando
situado el intervalo angular preferido dentro de 30 a 60º.
Se muestra aquí problemática la limitada relación
angular entre pieza en bruto y herramienta. Además la transferencia
de datos por medio de módem en proporción a las grandes cantidades
de datos de un modelo de almacenamiento digital requiere
relativamente mucho tiempo.
El invento se plantea, partiendo del documento EP
0 671 679 o del correspondiente DE 44 07 518 C2, el problema de
especificar un procedimiento así como un dispositivo para fabricar
una dentadura postiza individual de materiales metálicos y no
metálicos tras la exploración óptica sin contacto de modelos
dentales o de cera, debiendo reducirse tanto los costes de
fabricación como los tiempos de producción. Además en la fabricación
- en particular en caso de empleo de metal precioso - debe tener
lugar una utilización económica y cualitativamente óptima de
materiales metálicos o no metálicos.
El problema es solucionado de acuerdo con el
procedimiento mediante los pasos del procedimiento en la parte
caracterizadora de la reivindicación 1.
Se ha mostrado particularmente ventajoso que
según el procedimiento pueden mecanizarse tanto metales preciosos
como no preciosos así como otros materiales, como por ejemplo
plásticos, materiales de combinación
cerámica-plástico como también cerámicas puras;
además se ha mostrado ventajoso que el dispositivo de sujeción de la
pieza de trabajo o de la herramienta en todos los seis grados de
libertad posibilita un mecanizado rápido y particularmente preciso
de la pieza de trabajo, siendo posible una alta flexibilidad con
respecto a la forma del modelo y a la forma de la pieza de trabajo
así como a la naturaleza del material de la pieza de trabajo.
En una ventajosa configuración del procedimiento
la radiación reflejada es registrada por medio de dos detectores de
radiación móviles paralelamente al eje de rotación del modelo; con
ello tras la elaboración de al menos otro modelo digital en el
ordenador los datos pueden ser transmitidos a una instalación
digital receptora y colectora, y los conjuntos de datos con respecto
al tamaño del cuerpo a elaborar y al material deseado pueden ser
distribuidos al menos a dos estaciones de mecanizado.
Una ventaja esencial de la solución especificada
consiste en que pueden fabricarse modelos de diferentes formas y
diferentes propiedades del material en estaciones de mecanizado
distintas, pudiendo realizarse la transmisión de los archivos de
modelos prescindiendo de la modulación y desmodulación a través de
un sistema de transmisión (dado el caso de estructura en bus) -como
por ejemplo Optobus/SCI (Interfaz de Comunicaciones en Serie) o red
RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)-.
Para el aprovechamiento óptimo de las piezas de
trabajo pueden compararse entre sí las geometrías del modelo y de la
pieza de trabajo, para conseguir un posicionado óptimo del modelo
dentro de la periferia de la pieza de trabajo, mostrándose
especialmente conveniente fabricar varias piezas en bruto a partir
de una única pieza de trabajo; esto es ventajoso particularmente en
caso de materiales caros como por ejemplo metales preciosos o
aleaciones de metales preciosos; además para formar al menos dos
piezas en bruto a partir de una única pieza de trabajo pueden
compararse al menos dos modelos tridimensionales internos con la
representación tridimensional interna de ésta.
En una forma de realización preferida un
dispositivo de sujeción móvil con seis grados de libertad de un
sistema de manipulación controlado por el programa -a continuación
denominado robot o dispositivo de sujeción por robot- debe guiar la
pieza de trabajo hacia una estación de mecanizado con herramienta
insertada; además el dispositivo de sujeción por robot y la estación
de mecanizado por herramienta pueden ser adicionalmente móviles en
traslación recíprocamente, de manera que por ejemplo varias
herramientas se hacen pasar por el robot o el robot se hace pasar
por varias estaciones de herramientas dispuestas estacionarias, para
poder efectuar diferentes procesos de mecanizado.
También es posible efectuar la guía de las
herramientas por medio del robot, realizándose entonces el
dispositivo de sujeción de herramientas fijo o trasladable.
En una forma de realización preferida en primer
lugar se explora y almacena el contorno superficial de un modelo
dental; tras la aplicación de cera sobre el modelo dental el
contorno superficial del modelo de cera se explora en un segundo
paso por medio de rayo láser y se almacenan sus correspondientes
valores de coordenadas de superficie y en un tercer paso, a partir
de los valores de coordenadas de superficie del modelo dental y del
modelo de cera, se elabora un modelo tridimensional superficial
interno de la pieza en bruto a fabricar.
Se ha mostrado especialmente ventajoso que la
forma de la ulterior pieza en bruto se predetermine con ayuda de un
modelo de cera normal, que puede ser elaborado mediante la práctica
usual en el laboratorio dental.
Según otra forma de realización preferida también
es posible explorar por medio de rayo láser un modelo dental o un
modelo dental provisto de un recubrimiento, almacenar los
correspondientes valores de coordenadas y tras la construcción del
modelo de cera retirar éste del modelo dental y en un tercer paso
explorar por medio de rayo láser la superficie del modelo de cera
retirado, para a partir de los valores de coordenadas de superficie
construir un modelo tridimensional superficial interno de la pieza
en bruto a fabricar; aquí se ha mostrado especialmente ventajosa la
exploración múltiple de acuerdo con el documento EP 0 671 679 A1
mencionado al principio, para tener en cuenta también entalladuras
del modelo.
Con ayuda de un procedimiento de transmisión
también es posible ventajosamente separar espacialmente una de otra
la exploración del modelo y la elaboración de la pieza en bruto,
siendo transmitidos entonces los valores de coordenadas de
superficie del modelo almacenado internamente junto con las señales
de identificación para especificaciones del material y cliente a
través de una línea de transmisión de datos digital de alto
rendimiento -como por ejemplo Optobus/SCI o RDSI-; aquí se ha
mostrado ventajoso que pueden fabricarse piezas en bruto de
diferentes materiales con aprovechamiento óptimo de las piezas de
trabajo.
En caso de materiales de base metal precioso
mediante el mecanizado centralizado de las piezas de trabajo o de
las piezas en bruto puede reducirse la costosa inmovilización de
capital asociada con el almacenamiento de metales preciosos.
El problema es solucionado de acuerdo con el
dispositivo porque para comparar la geometría de una pieza de
trabajo registrada por medio de una estación de medición de piezas
de trabajo como pieza en bruto con el contorno superficial del
modelo dental está preconectado un comparador de modelos de una
estación colectora y distribuidora configurada como ordenador
digital, porque la estación de mecanizado presenta al menos una
máquina herramienta y un robot, que comprende al menos un
dispositivo de sujeción para soporte de la pieza de trabajo o de la
herramienta, siendo el dispositivo de sujeción móvil en todos los
seis grados de libertad y estando previstos seis elementos de
accionamiento maniobrables por el ordenador, de los cuales
respectivamente tres elementos reciben señales de mando para los 3
grados de libertad de la traslación y respectivamente tres elementos
reciben señales de mando para los 3 grados de libertad de la
rotación.
En una forma de realización preferida el robot
presenta un dispositivo de sujeción para el posicionado de la pieza
de trabajo, emitiendo el correspondiente ordenador digital
respectivamente señales de mando para tres grados de libertad de la
traslación y para tres grados de libertad de la rotación del
dispositivo de sujeción; ventajosamente es posible pasar por medio
del robot por distintas estaciones de mecanizado unas tras otras,
siendo posible también una elaboración en serie de dentaduras
postizas individuales diferentes, en tanto que esté previsto un
movimiento relativo entre el robot y el trabajo de la herramienta.
También es posible prever una estación para el mecanizado de
desbaste y una estación separada de ésta para el acabado de
precisión.
Preferentemente el dispositivo de sujeción para
el posicionado de la pieza de trabajo se guía por medio del brazo
del robot.
En otra configuración ventajosa del dispositivo
se transmiten informaciones digitales sobre al menos dos modelos
desde una instalación colectora a en cada caso estaciones de
mecanizado adecuadas; aquí se ha mostrado especialmente ventajoso
que por estación de mecanizado sólo sea mecanizado un único
material, de manera que puedan suprimirse los procesos de limpieza
intermedios en caso de un cambio de material de pieza en bruto a
pieza en bruto. Además la exploración del modelo y la instalación
receptora y colectora -como por ejemplo RDSI- pueden estar separadas
espacialmente, efectuándose la conexión a través de un sistema de
transmisión digital, una red digital así como dado el caso un
sistema con estructura en bus.
El invento se explica en detalle a continuación
con ayuda de las Figuras 1a, 1b, 1c y 2.
La Figura 1a muestra simbólicamente los pasos del
procedimiento para mecanizar piezas de trabajo en la técnica dental
para fabricar piezas en bruto para dentaduras postizas
protésicas,
la Figura 1b muestra esquemáticamente la
estructura de un dispositivo necesario para tal fin,
la Figura 1c muestra esquemáticamente un
desarrollo paso a paso del procedimiento;
la Figura 2 muestra esquemáticamente un
dispositivo con separación espacial entre exploración del modelo y
elaboración de la pieza en bruto.
Según la Figura 1a en primer lugar un modelo de
yeso como modelo dental 1 (impresión del maxilar) se encuentra en
una instalación de medición 3, la cual sobre la base de la
triangulación óptica por medio de un dispositivo 4 según el
documento EP 0 671 679 A1 registra las coordenadas de superficie X1,
Y1, Z1 del modelo dental 1 que gira sobre el eje 5 y después de una
transformación analógico/digital en el transformador
analógico/digital 6 almacena éstas en un ordenador digital 7 para
elaborar un modelo digital interno del modelo dental 1. Además se
introduce a continuación en la instalación de medición 3 un modelo
de cera como modelo dental 2 como patrón para la pieza en bruto a
elaborar más adelante y cuyos valores de coordenadas de superficie
X2, Y2, Z2 asimismo se determinan y almacenan bajo rotación del
modelo dental 2. Los correspondientes elementos de construcción del
dispositivo están representados esquemáticamente en la Figura 1b,
estando representada simbólicamente en la Figura 1a con la cifra de
referencia 1, 2 la elaboración de modelos tanto para el modelo de
yeso como para el modelo de cera, mientras que están representadas
la instalación de medición con la cifra de referencia 3, la
transformación analógico/digital en el transformador con la cifra 6
y la instalación de almacenamiento como parte de un ordenador
digital 7.
Mediante la instalación de medición 3 tanto el
modelo de yeso 1 (ejemplo raigón dental) como el modelo de cera 2
(que corresponde a la ulterior pieza en bruto para dentaduras
postizas protésicas) se exploran respectivamente con los valores de
coordenadas X1, Y1, Z1 y X2, Y2, Z2 y tras la transformación
analógico/digital y la elaboración en el ordenador de un modelo
digital interno por ordenador se suministran a un comparador de
modelos digital 8 a través de su entrada 9, recibiendo además el
comparador 8 a través de la entrada 10 una señal que debe formar un
modelo digital interno de la pieza de trabajo 12 para la ulterior
pieza en bruto. A tal fin la pieza de trabajo 12 es alimentada a
través de la entrada 13 a una estación 14 de medición de la pieza de
trabajo, que de modo similar a las unidades de construcción 6 y 7
efectúa una transformación analógico/ digital en el transformador
analógico/digital 15 y elabora en la memoria del ordenador digital
16 un modelo digital interno de la pieza de trabajo con
especificaciones de identificación sobre las propiedades de la pieza
de trabajo; también es posible sin embargo introducir la geometría
de la pieza de trabajo y dado el caso la naturaleza de la pieza de
trabajo mediante un teclado de pantalla de ordenador o hacer que se
lean mediante un código óptico. Los valores para la geometría de la
pieza de trabajo son suministrados luego a través de la salida 17
del ordenador digital 16 y de la entrada 10 al comparador de modelos
8, en el cual se comparan el modelo dental digital como modelo de
yeso 1 y como modelo de cera 2 con el modelo de la pieza de trabajo
12 determinado, para efectuar un aprovechamiento óptimo del volumen
de la pieza de trabajo. Además se tiene en cuenta la elección del
material perteneciente al modelo respectivo.
A través de la entrada 11 el comparador de
modelos 8 está conectado con una estación colectora y distribuidora
20, que distribuye distintos modelos a elaborar M1, M2, M3 a
distintas estaciones de mecanizado B1, B2, B3, estando representada
en la Figura 1a sólo una estación B1 para simplificar; además a cada
estación de mecanizado debe estar asignado en cada caso un material
determinado; según la Figura 1a la salida 21 de la estación
colectora y distribuidora 20 está conectada con la entrada 22 de un
control numérico de proceso 23; varias salidas 25', 25'', 26', 26'',
27', 27'' del control numérico de proceso 23 sirven para el mando de
las estaciones de mecanizado B1, B2, B3, compuestas por el robot 28
y la máquina herramienta 29, siendo mandados a través de las salidas
25', 26', 27' los robots 28 que trabajan cada uno con seis grados de
libertad A1, A2, A3, A4, A5, A6, mientras que las propias máquinas
herramienta 29 para fresar, rectificar, taladrar son mandadas a
través de la salida 25'', 26'', 27'' respectivamente. Las piezas en
bruto a elaborar a partir de la pieza de trabajo 12 están designadas
según la Figura 1b con 31, 32, 33 respectivamente; éstas, durante el
mecanizado de los modelos a elaborar M1, M2, M3 deben llegar a ser
progresivamente similares. El ángulo de ataque entre el eje de
trabajo de la herramienta como por ejemplo la broca o fresa y el eje
de trabajo del brazo del robot para la sujeción de la pieza de
trabajo está situado en el campo de \pm 180º.
En la Figura 1a está representado
esquemáticamente este funcionamiento, estando representados
simbólicamente los ejes o grados de libertad A1, A2, A3, A4, A5, A6
del robot. La respectiva máquina herramienta está designada con la
cifra 29. Con ayuda de una pantalla conectada con el ordenador
digital puede observarse el posicionado del modelo dental digital en
el modelo digital de la pieza de trabajo sobre una pantalla 36, de
manera que en caso de posicionado incorrecto o formato incorrecto de
la pieza de trabajo 12 se puede intervenir (dado el caso
manualmente) y cargar una nueva pieza de trabajo.
Con ayuda de la Figura 1c está explicado en
detalle en pasos individuales el desarrollo del procedimiento.
En el paso S1 se efectúa sucesivamente una
medición del modelo dental y del modelo de cera, en el paso S2 los
datos determinados se transforman en valores digitales, en el paso
S3 los valores digitales de los puntos de coordenadas se almacenan
numéricamente, es decir, se fijan en una memoria digital como
archivo de un ordenador digital y dado el caso se interpolan para la
representación de superficie y a continuación en el paso S4 se
suministran a un comparador digital. Paralelamente a la exploración
del modelo se efectúa una medición de la pieza de trabajo en el paso
S11, siendo los valores allí determinados transformados en valores
digitales en el paso S12 y los valores digitales obtenidos son
suministrados y almacenados en el paso 13 a una memoria digital como
archivo en un ordenador digital; también es posible sin embargo
renunciar a los pasos S11, S12 e introducir en el paso S13 la
geometría de la pieza de trabajo o la naturaleza del material
directamente a un ordenador digital. A continuación los datos
numéricos sobre la pieza de trabajo son suministrados en el paso S14
al comparador de modelos digital y en el paso S5 son comparados en
el comparador digital con los valores digitales del modelo,
pretendiéndose un posicionado óptimo del modelo dental digitalizado
dentro del volumen de la pieza de trabajo digitalizada con
aprovechamiento óptimo del material. Después del posicionado,
teniendo en cuenta el material deseado, en el paso S6 se elige una
estación de mecanizado, debiendo cada una de las tres estaciones de
mecanizado aquí previstas elaborar en el paso S7, S8, S9 dado el
caso sólo piezas en bruto de un material determinado, para evitar si
es posible innecesarios procesos intermedios de limpieza de las
herramientas en caso de cambio de material.
En los pasos S7, S8, S9 la pieza de trabajo es
guiada por un brazo del robot por medio de un dispositivo de
sujeción, siendo el brazo del robot móvil en todos los seis grados
de libertad; la pieza de trabajo además es guiada en dirección a las
máquinas herramienta, que son maniobradas respectivamente mediante
un control numérico de las herramientas.
La Figura 2 está referida a una transmisión a
distancia de contenidos almacenados del modelo dental digital,
desarrollándose la exploración, la transformación analógico/ digital
y la construcción de una representación tridimensional digital en
correspondencia a la Figura 1b, pero la transmisión del modelo
dental digital y del modelo de cera está prevista a través de una
línea de transmisión digital 37 -como por ejemplo sistema en bus o
línea RDSI-, la cual en un segundo ordenador 38 separado
espacialmente del primer ordenador 7 posibilita una construcción
restaurada del modelo dental digital correspondiente al modelo
dental 1, 2 por medio de los valores digitales transmitidos; además
se efectúa una transmisión de señal de identificación, naturaleza
del material y archivo de datos de clientes o pacientes. También es
posible además de la rápida transmisión en serie emplear como línea
de transmisión 37 un sistema en bus -como por ejemplo el sistema
Optobus/SCI-, por el que se posibilita una transmisión aún más
rápida de los valores digitales; en un caso semejante el 1^{er}
ordenador digital 7, la línea de transmisión 37 y el 2º ordenador
digital 38 pueden considerarse prácticamente como un sistema de
ordenadores común. La función según la Figura 2 es, con excepción
del recorrido de transmisión y del segundo ordenador añadido, por lo
demás comparable al modo de funcionamiento descrito con ayuda de la
Figura 1b. Es posible por lo tanto transmitir modelos dentales
digitales desde distintas instalaciones de medición a una estación
de mecanizado central, donde es posible un almacenamiento seguro de
materiales que contienen metales preciosos y un óptimo
aprovechamiento espacial de los respectivos volúmenes de material
mediante el acertado posicionado de los modelos dentales en el
volumen de la pieza de trabajo.
Claims (14)
1. Procedimiento para mecanizar piezas de trabajo
(12) en la técnica dental mediante arranque de virutas y/o
rectificado, en el cual el contorno superficial de un modelo dental
giratorio (1, 2) es explorado y reflejado por medio de una radiación
concentrada, siendo la radiación reflejada registrada mediante al
menos un detector de radiación móvil paralelamente al eje de giro
del modelo y convertida (6) como representación tridimensional en
una retícula de valores de coordenadas codificados digitales que son
almacenados en al menos un primer ordenador digital (7), derivando
el primer ordenador (7) a partir de los valores de coordenadas, tras
la elaboración de un modelo digital tridimensional interno, señales
de mando para una estación de mecanizado (B1) para mecanizar la
pieza de trabajo (12) por medio de la herramienta,
caracterizado porque a un comparador de modelos y a una
estación digital colectora y distribuidora (20) configurada como
segundo ordenador se suministran informaciones sobre la geometría de
la pieza de trabajo (12) a mecanizar, a partir de las cuales se
elabora una representación tridimensional interna de la pieza de
trabajo, ésta se compara con una representación tridimensional
interna de al menos un modelo (1, 2) y se emiten señales de mando
(21) para el aprovechamiento óptimo del volumen de la pieza de
trabajo (12) en la formación de al menos una pieza en bruto,
emitiéndose por el segundo ordenador respectivamente al menos tres
señales de mando para un movimiento relativo de traslación y
respectivamente al menos tres señales de mando para un movimiento
relativo de rotación entre herramienta y pieza de trabajo (12) para
fabricar al menos una pieza en bruto a partir de la pieza de trabajo
(12).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la radiación reflejada es registrada por
medio de dos detectores de radiación móviles paralelamente al eje de
giro (5) del modelo (1, 2).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque tras la elaboración de al menos otro
modelo digital en el primer ordenador los datos son transmitidos a
la estación digital colectora y distribuidora (20), y los conjuntos
de datos con respecto al tamaño del cuerpo a elaborar y al material
deseado son distribuidos al menos a dos estaciones de
mecanizado.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los datos son
transmitidos mediante una línea de transmisión en bus o línea de
transmisión digital a la estación digital colectora y distribuidora
(20).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para formar al
menos dos piezas en bruto a partir de una única pieza de trabajo
(12) se comparan al menos dos modelos tridimensionales internos con
la representación tridimensional interna de ésta.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las señales de
mando son suministradas a una estación de mecanizado que sirve como
robot (28) para controlar el movimiento de al menos un dispositivo
de sujeción en todos los seis grados de libertad, siendo la pieza de
trabajo y/o la herramienta guiada en el dispositivo de sujeción.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en un primer
paso al menos el contorno superficial de un modelo dental (1, 2) o
de un modelo dental provisto de un recubrimiento se explora por
medio de rayo láser y se almacenan los correspondientes valores de
coordenadas de superficie, porque tras la aplicación de cera sobre
el modelo dental (1, 2) se produce un modelo de cera, cuyo contorno
superficial se explora en un segundo paso por medio de rayo láser,
almacenándose sus correspondientes valores de coordenadas de
superficie, y porque en un tercer paso a partir de los valores de
coordenadas de superficie del modelo dental (1, 2) y del modelo de
cera se elabora un modelo tridimensional interno de la pieza en
bruto a fabricar.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en un primer
paso al menos el contorno superficial de un modelo dental (1, 2) o
de un modelo dental provisto de un recubrimiento se explora por
medio de rayo láser y se almacenan los correspondientes valores de
coordenadas de superficie, porque tras la aplicación de cera sobre
el modelo dental (1, 2) se produce un modelo de cera que en un
segundo paso se retira de nuevo del modelo dental (1, 2), y porque
en un tercer paso la superficie del modelo de cera retirado se
explora por medio de rayo láser y a partir de los valores de
coordenadas de superficie se elabora un modelo tridimensional
interno de la pieza en bruto a fabricar.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los valores de
coordenadas de superficie del modelo de la pieza en bruto almacenado
internamente se transmiten por medio del sistema de transmisión
digital como señales de mando para mecanizar la pieza de
trabajo.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque las señales de mando se transmiten junto
con señales de identificación para especificaciones del material y
cliente.
11. Dispositivo para poner en práctica el
procedimiento según la reivindicación 1, presentando el dispositivo
una instalación de medición (3) con una fuente de radiación para la
emisión de radiación concentrada y al menos dos detectores de
radiación para determinar por medio de radiación reflejada sobre la
base de la triangulación óptica el contorno superficial de un modelo
dental (1, 2) dispuesto giratorio y estando la instalación de
medición (3) unida con un primer ordenador digital (7), cuya salida
está conectada a una entrada de señal de mando de una estación de
mecanizado (B1, B2, B3), caracterizado porque para comparar
la geometría de una pieza de trabajo (12) registrada por medio de
una estación (14) de medición de piezas de trabajo como pieza en
bruto con el contorno superficial del modelo dental (1, 2) y para el
aprovechamiento óptimo de la pieza de trabajo está preconectado un
comparador de modelos (8) de una estación colectora y distribuidora
(20) configurada como segundo ordenador digital, porque la estación
de mecanizado presenta al menos una máquina herramienta (29) y un
robot (28), que comprende al menos un dispositivo de sujeción para
soporte de la pieza de trabajo (12) o de la herramienta, siendo el
dispositivo de sujeción (30) móvil en todos los seis grados de
libertad y estando previstos seis elementos de accionamiento que
pueden ser mandados por el segundo ordenador, de los cuales
respectivamente tres elementos reciben señales de mando para los 3
grados de libertad de la traslación y respectivamente tres elementos
reciben señales de mando para los 3 grados de libertad de la
rotación.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque el dispositivo de sujeción (30) está
previsto para el posicionado de la pieza de trabajo (12).
13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque la estación digital colectora y
distribuidora (20) está prevista para distribuir al menos dos
conjuntos de datos al menos a dos estaciones de mecanizado,
transmitiéndose respectivamente informaciones digitales desde la
instalación receptora y colectora a la estación de mecanizado.
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque entre el primer ordenador digital (7) y
la estación colectora y distribuidora (20) está conectado un sistema
de transmisión digital.
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