JP4601219B2

JP4601219B2 - 歯科用補綴物の計測加工システム

Info

Publication number: JP4601219B2
Application number: JP2001255666A
Authority: JP
Inventors: 弘顕 ▲濱▼田
Original assignee: Advance KK
Current assignee: Advance KK
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP2003061981A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、CAD/CAMを利用した歯科用補綴物の計測加工システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
CAD/CAMを利用して、歯科用補綴物を作成する試みは、コンピュータの高精度化、低価格化に伴い、開業医のレベルで普及しつつある。
歯科用補綴物の作成の際、必要となるのは、歯牙欠損部から直接、間接的にその欠損部形状を得るステップ及び当該欠損部形状に基づき、補綴用ブロックを切削、研削する等して補綴物を作成するステップである。
歯牙欠損部から欠損部形状を得る手段は、そこに光、レーザ、超音波等を照射してその戻り光を検出すると言った表面測定用センサーを導入して直接非接触的に計測する構成や、硬化材を充填して、モデルを形成し、このモデルの形状を上述した非接触型センサーで計測する他、表面をプローブに取り付けた接触センサーで、その表面を接触計測して、歯牙欠損部の形状データを得る場合がある。
例えば特開昭５８−１８７８０２号には、光ファイバを使用して、直接補綴部位に光を照射し、その反射光を受光して非接触的に３次元形状を得ることが記載されている。
他方、特開昭５７−２００１４４には、石膏歯型から、その表面を接触することで、３次元形状を計測し、その計測データに基づいて、入れ歯を製造する装置が記載されている。
非接触的な計測は、短時間で、全体形状をデータ化できるが、加工補綴物の形状の精度が低い。これに対し、モデル表面を接触して形状データを得る場合は、精度が高いデータが得られるものの、モデル全体を接触計測することから、時間がかかる。ブリッジの様な複数の歯牙モデルが連結しているものについては、なお、更にである。
この様な状況において、より短時間で、正確な補綴物の製造が希求されている。
【０００３】
上記に鑑み本発明は、歯牙欠損部位より形状計測データを探査手段の走査によって得る計測工程、当該データに基づいて補綴用ブロックを研削等して連結した歯牙補綴物を加工して得る加工工程を有する計測加工システムにおいて、
前記探査手段が、前記歯牙欠損部に対応する形状に走査する状態が同一の状態である部位と他の状態で同一状態に走査する部位を区分して、各同一状態ごとの領域を設け、個々の領域ごとに計測加工する手段を有する組み合わせ構成により、
歯牙欠損部に対し、比較的短時間で、欠損部の特徴となるべき部位を包含した正確な補綴物の形成を実現した。
歯牙欠損部の形状測定とは、具体的には、当該部位を口腔内から直接接触計測する方法や、歯牙欠損部に石膏、硬化性樹脂等を充填し、硬化後これを取り外してモデルを形成し、このモデルの表面形状を計測するような、測定方法がとられる。
本発明における、「前記探査手段が、前記歯牙欠損部に対応する形状に走査する状態が同一の状態である部位」とは、計測装置の例えば接触型のプローブが、欠損部へ接触して、その部位の形状を精度良く測定する為のプローブ固有の接触状態であって、この状態が同一の状態のことを示すものである。
これは、プローブの接触測定原理により相違するものであるが、主に測定対象物表面に対し、垂直方向に接触することが、表面形状を計測する際、精度良く測定可能とされる場合が多いが、この接触方向による精度の相違は、スタイラスを含むプローブ構成の種類によっても異なり、使用されるプローブにより、計測方向、加工方向は適宜選択される。
「他の状態で同一状態に走査する部位」とは、プローブが精度良く測定できる方向が前に計測した際の方向と異なる部位のことを示す。この互いに異なる方向とは、モデル上で少なくとも隣接する部位間でのことを示すものである。
計測状態が異なる区間の境界、即ち区分は、少なくとも探査手段の最適走査方向の相違が生じる可能性がある部位で、決定され、当該部位は、少なくとも、歯牙欠損部の輪郭を計測した後、自動的に決定することもできるほか、目測で、決定される場合もある。
個々の領域ごとに計測及び加工は、領域ごとにまとまって計測、加工されればよく、同一方向の領域だけをまとめて計測するために領域を飛び越した状態で、計測するものであっても良い。
本発明では、主に、上下方向に延びた棒状のプローブからなる探査手段で、その先端にスタイラスなる感知部をもつものが利用されるが、その他、十字スタイラス、を備えたものや、これらの組み合わせを利用したもの等も適宜選択される。
又、非接触式の探査手段を用いる場合においては、光、超音波、レーザ等の計測媒体を形状計測のために走査する際の走査の方向の相違によって、区分をもうけるものであってもよく、接触式の探査手段、非接触式の探査手段を、精度が要求される部位ごとに組み合わせて使用されても良い。
本発明では、歯牙欠損部が、複数の歯牙に連続して及ぶ場合、総入れ歯等、計測、加工面積が広いものが好適に計測可能であって、特に細長い保綴物を計測、加工する際好適である。細長い歯牙欠損部の場合、例えば欠損部形状における長手方向とは、歯牙欠損部に対して補綴物の全体形状における方向であり、例えば図1のNTの方向を示す。この場合、計測器具との接続リブ部RBは、この長手方向に対し、垂直に接続されることが好ましいがこれに限るものでもない。
又、本発明は、計測加工方向が同一の状態のものを集めて区分する場合と、計測加工部位が、急峻な形状である部位と滑らかである部位を区分する場合もある。
急峻な部分は、計測加工間隔を短くして、より精度が上がるようにするとともに、広い部分は、当該間隔を広くして、計測加工時間を短くするといったものである。
【０００４】
更に本発明では、測定対象物の表面を接触しながら表面形状を測定するプローブの移動軌跡に基づく接触により得られる表面形状の、接触軌跡と同じ軌跡で加工具を動かすことで、計測データの加工演算工程を省き、短い時間で、補綴物を加工することを実現した。
【０００５】
更に本発明は、接触計測において、接触できないような部位を予め検出し、その部位を表示して、調整を促すことにより、モデル計測に時間がかかる場合や、計測工程と加工工程が、時間的に、距離的に離れていて計測動作の繰り返しが困難な場合に、計測時間を有効に使える工程を実現した。
【０００６】
【実施例】
図1は、本発明の計測叉は加工の際の、デバイスの軌跡を示すものである。
10は、歯牙欠損部から得られた、補綴物を得る為のモデルである。当該モデルは、硬化が制御可能な部材により、歯牙欠損部から得られたものである。
又、このモデル10には、例えば、完全に欠損した歯牙を予想的に構成した部位も含まれる場合がある。
11、12は、計測加工の際、その方向を変更するラインである。これは、例えば、計測加工が、棒状のプローブによる場合、その接触が、特定の軌跡方向では、精度が維持できないラインであり、モデルによっておおまかに取り決めがされる他、図1の様な細長く、両側が、丸みを帯びた形状であれば予め固定的に設定されるものであっても良く、その他、欠損部形状の輪郭から算出されて決定される仕方も例示可能である。
【０００７】
13は、計測軌跡であり、長手方向に対し、垂直な計測加工であり、その間隔は、狭くなれば、得られる計測データは、より精度の高いものとなるが、計測及び加工時間が長くなり、逆に間隔を広くすると計測時間は、短くなるが、得られるデータは、粗くなることから、好適には、０．１〜０．３ｍｍ位が例示されるが計測形状等によって、適宜選択されるものであってこれに限るものでは無い。
15も計測軌跡であり、長手方向に対し、水平方向に計測するものであり、その間隔は、上述と同様である。
16は、リブRBと、モデル10との接続部であり、接続部１６は、モデルと良好に接続する為に例えば、最初に瞬間接着剤で接着してレジン／ワックスで補強する手段により、その他硬化性樹脂の使用により形成されている。
10がブロックの場合は、接続部16は、ブロックと同質の部材で形成されることが加工用ドリルが、主に金属製のリブRBに接触しないようにする為には好ましいが、これに限るものでは無く、例えば、加工ドリルに損傷を与えないような柔軟性を有する部材で形成されてもよい。
１７は、輪郭であり、ここでは、最大豊隆部をつなぎ合わせて得られるラインを例示した。
【０００８】
計測の開始は、まず13で示す軌跡により、ライン11,12の何れからか始まり、次に14、15で示す軌跡で、行われる。
その際、軌跡への移行は、ジグザグに行われる場合が効率の面などで好ましい場合も有る。
【０００９】
例えば計測工程としては、
（a）モデルの作成：歯牙欠損部に、例えばパターンレジン等の特定の硬化樹脂を流し込み、硬化後、これを取り出す。又は口腔内から印象材で凹型を採取し、模型材で模型を作成、その模型上でパターン用重合レジン（例：ＧＣ社製ジーシーパターンレジン）などでモデルの形状を作成する。リブRBを接続部16を介して長手方向に対し垂直になるように接続する。
（b）輪郭の計測：図1で示す輪郭１７を測定する。図3、図4は、側面から、プローブとモデルの位置関係を示したものである。
（c）モデルに対しライン11、12を決定する。当該ラインを決定する仕方の例を以下に示す。
（i）モデルの長手方向の最短の値から固定的な値（例えば、補綴部位が臼歯に位置する場合は３．５ｍｍ程度）をラインとして設定する。
（ii）対象となる歯牙の各部位の平均値をとって決定するか、予め統計的に数値を決定する。
（iii）端の歯のおおよその半径を輪郭１７から計算により求めて、長手方向の端から半径＊0.3〜0.5 くらいの位置を１１，１２とする。１歯の外形を円と仮定し、中心角45度付近で計測方向が切り替わるようにすることで、計測方向がモデルに対してより９０度に近い方向になる。半径の求め方として、輪郭から、歯と歯の間を形成するくびれを検出する。２つのくびれの位置と、そのくびれを結ぶ輪郭値から、歯が円であるとの仮定に基づいて、当該くびれを通る円を仮想的に形成する。当該仮想的な円から中心及び半径を求める。この中心を通り、長手方向に垂直な位置が各ラインとなる。
(iv)ユーザが、輪郭等の表示から、中心を決定し、各ラインを決定する。尚、中心が決定すれば、その中心から窪みを少なくともおおよそ通る円形を仮想的に決定し、当該円形から半径及びラインを自動的に決定するものであっても良い。
(v)連結した歯のモデルの連結数に基づいた分割を行い。それぞれ、長手方向の端の部位のデータから分割された部位までの長手方向と垂直方向のデータの大きさが最大となる部分をその歯の仮想的円形の直径とする。
（d）計測間隔の設定
計測軌跡13の間隔を０．１〜０．２ｍｍ、計測軌跡14,15の間隔を０．１〜０．２ｍｍに設定する。（2種の間隔は基本的には同じにする。間隔の決定は取得したいデータ精度により、複雑な形状では間隔を小さくする。）
(e) ライン11から12方向へ、叉は12から11方向へ計測軌跡13に基づいて計測する。（f）軌跡14,叉は15の計測、両サイド何れかから計測を開始する。計測は、最大豊隆部を結ぶ輪郭17までとし、終了後、これを回転させ、裏面を、輪郭17までを計測する。輪郭17を挟んで表面と裏面を計測し、これを連結すると、モデル形状数値データが得られる。
【００１０】
次に当該データに基づいて、図５で示す様にブロック５０を研削、切削するなどして加工する。
本発明は、細長く、あるいは、輪郭的に様々な局面を持つ形状の補綴物を計測、加工空間が許す限りの大きさまで、計測加工可能とする。
即ち、接触用プローブの接触方向が、略垂直方向であって同一の方向であるものと他の方向で、同一に略垂直方向であるものとの、境界を設定し、ここの境界間のエリアで、水平計測、放射計測を行うことで、計測時間を短縮化できるのである。略垂直には、垂直である状態と、垂直では無いが、垂直に近い状態で、計測加工データにずれが少ないと想定される目安的判断を含む場合がある。略水平も同様の目安で決定される場合がある。
【００１１】
図２は、更に他の軌跡を示すものである。図1と同一の部分は、図1と番号を同じくし、説明を省略した。
本実施例は、両側面を放射状に計測するものである。当該計測は、球面に対し精度が高く計測加工できる点で、好ましいものである。
21、22が放射軌跡を示すものであり、それぞれ、均等角度で放射状に分割された軌跡を示すものである。
23は、放射軌跡に対し、更に詳細な計測軌跡を示すものである。軌跡２３は、どちらかの放射軌跡に平行に所定の間隔で設定されるものである。放射軌跡21,22、更に放射軌跡間の細分化軌跡23の間隔は、任意であるが、放射分割角度２０〜４５度細分化軌跡の間隔０．１〜０．３ｍｍ位が正確な形状を測定する上で好適である。
【００１２】
図3は、ブリッジタイプの補綴物モデルであり、図1のモデルを側面から見た図である。
31は、プローブであり、x、y、z方向へプローブの状態を変更しない形で移動する。32は、接触子であり、物体と接触すると、その旨を信号として伝達するものである。接触子32の具体的機能としては、予め所定の振動を与えておき、物体と接触することで、振動数の変化を生じさせ、その変化量を、共振信号といて得る加振式等が適用される。
３３は、リブであり、装置本体と接続する為の部分である。３４は、接続部であり、モデル10と、リブ３３を接続ためのものである。接続部３４は、これを大きくすると、計測面積が制限されることとなり、なるべく小さく形成されることが好ましい。
接続部３４の取り付け部位は、モデルの長手方向に対し、リブが垂直に接続される様に且つ、モデルの中央に位置するように取り付けられることが好ましい。
【００１３】
計測時、プローブ31は、モデル10の輪郭17を得るべく移動し、接触的な計測を行う。
輪郭データを得た後、予めあるいは輪郭に基づいてライン11,12が決定される。
ライン11,12に基づき、ライン間を、所定の間隔で長手方向に垂直方向の軌跡13となるように測定し、ラインの外方向には、長手方向に水平に所定間隔で、計測し、表面データを得る。
次に、リブ３３を中心に、180度回転させ、裏面を同様に、最大豊隆部に基づく境界ラインとなる輪郭17まで計測する。
図4は、連冠タイプの補綴物モデルであり、歯牙の数が2つと少ない場合の計測例を示すものである。図３，図４で示す複数の歯牙に渡って形成される補綴物は、その一部が、すべて人工的に形成された義歯となる場合があるが、この部分は、その他の部分の形状に基づいて予測的に形成されてもよい。
計測方法等は、図3でした説明と同様であり、省略する。
【００１４】
図5は、ブロックを、切削、研削するなどして加工する場合を説明する為の図である。
50は、ブロックであり、長石、天然石、リン酸カルシウム系セラミックスその他のセラミックス、及び複合材等の、マシナブルなセラミックス、純チタン材、複合的なチタン材等の金属部材が用いられている。 51は、リブであり、加工装置と接続するための部分である。52は、接続部であり、ブロックと同質の材料からなり、研削ドリルにダメージを与えない為の部材であれば、適宜選択され用いられる場合も有る。
53は、駆動モータであり、研削用ドリルの回転駆動を行わせるものである。54は、研削用ドリルであり、場合によって、先端にダイヤモンドなどの硬質部材が付着されている。駆動モータ53と、研削用ドリル54は、直接接続関係にあるが、中間に伝達部材等を介して間接的な駆動構成をとるものであっても良い。
研削用ドリル54は、このＺ軸に平行な状態でｘ，ｙ，ｚ方向に移動し、図1,図2で示すような計測と同様の動きを行いブロック50を研削加工する。境界ライン１１，１２は、計測時に設定された境界ラインの位置に基づいて、決定される。
【００１５】
本発明は、計測及び加工の際、図1、図2で示すような軌跡で移動することにより、計測加工が行われるが、計測と加工のタイミングは、
例えば、欠損部及びこれに相当するモデルの表面の計測を行った後、不足部分を補完して欠損部の形状データを形成した後、これを一時的に記憶するか、加工装置側へ送信し、加工装置は、送信されたデータに基づいてブロックを加工する工程や、
欠損部及びこれに相当するモデルの表面の計測を行いこの計測データをそのまま一時的にメモリ等の記録媒体に記録し、この記録されたデータに基づいて、加工具を駆動し、ブロックを加工する工程、
【００１６】
欠損部及びこれに相当するモデルの表面を計測すると同時にブロックを加工する倣い加工する工程
が例示される。
この工程の何れについても本発明は、適用可能であるが、その中でも、計測時のデータをそのまま加工データとして用いて、倣い可能に行われる工程が、データ量を小さくし、計測加工時間を短縮する点で好ましい。
その場合の一例を図6に示し説明する。
601は、補綴物用モデルであり、歯牙欠損部から硬化性樹脂、石膏を用いてえられたものである。
602は、接続部であり、リブ603とモデル601との間の接続を行う部分である。リブ603は、装置本体600のモデル取り付け部604へ、挿入装着するなどするための部分である。
モデル取り付け部604と、ブロック取り付け部609は、回転する軸部605により連結しており、各取り付け部は、連動して回転可能な状態となっている。
606は、ブロックであり、機械切削性に優れた材料により形成されており、当該ブロック606を切削、研削することにより補綴物が加工形成される。
607は、接続部であり、リブ608とブロック606を接続するためのものであって、研削用ドリル613が、ブロック606を研削加工する際、ドリル613が、リブ608に接触せず、ダメージを与えないような部材で形成されており、例えば、ブロックと同一の素材で一体的に形成されることがブロック全体を製造する場合好ましいが、他の部材であって、ドリルへの影響が少なく、且つブロックを十分に保持するものであればよく、これに限るものでは無い。
リブ608は、ブロック取り付け部609に装着されるような形状を有している。
610は、プローブであり、先端に、接触子611を装着したものであって、連結支持体614と接続する。連結支持体614には、更に回転部材612が装着され、この回転部材612に更に研削ドリル613が接続する。
連結支持体614には、駆動部615が接続され、駆動部615の駆動により、618〜620に示すような、x,y,z軸方向へ、更にｘｙ、ｙｚ、ｚｘ方向等への摺動が行われ、この摺動に連動して、プローブ６１０及び接触子611及び回転部材612及びドリル613が同一距離、方向にしゅう動可能な状態とする。
616は、制御手段であり、記録部を用すると共に、計測されたデータの入力、切削用データの出力、駆動部615の駆動を行う為の制御信号の形成、データの記録、呼び出し、切削用データへの変換、等を行う。
制御手段616は、主にマイクロコンピュータにより構成されるが、その他専用制御処理装置も適用可能である。
617は、入力手段であり、外部より、任意の入力をするためのものである。これは、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等であるが、その他、制御手段616へ、制御する為の入力信号を送信できるものであれば、適宜選択される。
本実施例は、モデル６０１を計測する移動動作に連動して、ドリル613を移動動作させ、ブロック606を加工する倣い加工可能な構成を示す。
又、本実施例は、計測加工する面の処理が終了した場合は、軸部605を回転させて、裏面を計測加工することが可能な状態を形成する。
このような、倣い加工によれば、表面計測動作がそのままドリル613による加工動作に連動する為、より短時間で、補綴物を加工可能とすることから、大きい補綴物の計測加工をする場合は、好適である。
【００１７】
図7は、図6で示す構成を含む全体構成の一例を示すものである。
本体６００は、計測部、切削部及びこれらの部分を駆動制御する制御手段、及び入力部の全てを一体的に構成したものである。
701は、計測部であり、702は、加工部である。計測部701において、703は、モデル据え置き部であり、モデル601にリブを取り付けず、これを置くようにして計測する構成を示す。この場合、モデル裏面は、手動で置き換える必要が有るが、モデルの非計測部分がなくなる点で、好適である。
704、706は、透明カバーであり、外部への削り粉の飛散を防止すると共に、計測空間の安定性を図るためのものである。
705は、洗浄液出力部であり、ブロックを研削、切削等の加工をする際、削り粉が大量にでると共に、摩擦熱が発生することから、これを洗い流すと共に、冷却するためのものである。
707は、モニターである。モニター707は、図6で示す制御手段と接続し、計測加工動作の経過の表示など、使用者が、目視により、様々な情報を収集する為の場所であると共に、タッチスイッチ機能が有る場合は、その部位をおすことで、制御信号の入力が行なえる入力手段617を併せて形成する場合も有る。
708は、入力スイッチ群であり、制御手段616に様々な制御を行わせる為の、スイッチ群である。
709は、記録媒体読み取り部であり、制御手段616を駆動する為のソフトウエアを制御手段616にインストールする為のプログラムが記録された記録媒体を読み取る部分である。
記録媒体読み取り部709は、記録媒体の種類によりその形態が異なり、MO,CD-Ｒ／ＲＷ,FD、メモリーカード等の記録媒体に応じ適宜変更される。
又、インターネット経由で、プログラムをダウンロードする場合は、この部分に、モデム等が適用される場合も有る。
710は、マウスである、マウス710が移動する際にこれに連動してモニター707上にポインタがあらわれる。当該マウス７１０の利用によりGUIタイプの画面操作制御が可能となり好適に利用される。その他、キーボードなども接続される場合がある。
図7で示す実施例は、計測と加工が一体的であり、その場で計測、加工ができるものである一方、加工の様に、騒音が発生する場合や、チタン材のような特殊な補綴材を加工する場合等は、専門の加工業者あるいは、特殊な部屋の使用が必要になる場合が有るが、そのような場合、計測部と加工部を分けた構成が好ましい場合がある。その場合を図8に示す。
【００１８】
図8において、
801は、計測部であり、802は加工部である。計測部801と加工部802は、回線803を介して接続される。計測部８０１の具体的な計測駆動部、計測プローブの例を図１１に示した。図１１は、３軸の摺動型リンクで形成される平行リンク機構を有する駆動部と、３方向に形成されたスタイラスよりなるプローブにより構成される。
回線803は、電話回線、光ファイバー、ケーブルテレビ用回線等の公衆回線あるいは、これら、計測部801と加工部802の為の専用回線等を示す。
804、805は、それぞれ、回線と接続する為の計測用回線、加工用回線であり、これら回線と、回線803とを接続する部分には、プロバイダ等の接続機関が介在する場合も有る。
806は、駆動部であり、先端にスタイラス807が接続している。駆動部806は、x,yz方向にスタイラス807を移動させる為のものであればよく、モノーラルリンク、シリアルリンクタイプの駆動体が用いられている。
807は、スタイラスであり、接触することで、位置を認識する接触子である。スタイラス807は、図3,で示すような、長軸方向に一本延びたものの他、長軸に対し垂直4方向に十文字に延びたものや、当該4方向と併せて長軸方向に1延びて、合計5方向延びたものが例示され、適宜選択される。
808は、加工用の駆動部であり、計測用の駆動部806と同様の機能動作を有する。
809は、ドリルであり、これを回転させるドリルも併せて装着された状態である。
Ｍは、モデル、Ｂはブロックである。
この様に計測部と加工部を分離した場合であって、これらを公衆回線を介して接続した場合は、歯牙欠損部又はこれに相当するものの形状を計測した後、Ｋの計測データを所定のタイミングで、加工部へ送信し、加工部は、これを受信して、この計測データに基づいてブロックを研削加工する等して補綴物を形成する工程のような流れが、示されるが、公衆回線が、Ｐ２Ｐ（ピアツーピア）の様な専用回線的使用であり、ＡＤＳＬ、光ファイバによるインターネット常時接続状態の様な場合、
探査手段が、歯牙欠損部又はこの欠損部から得られたモデル等の表面を計測している状態で、探査手段の走査によって得られる表面データを、リアルタイムで加工側に送信し、加工側は、そのデータに基づいて、加工用ドリルを作動させて、補綴物を得るような、倣い加工に近い状態を形成する場合もある。
【００１９】
図１１の構成について説明をする。１００１は、駆動部であり、プローブ１１２をモデルに接触させるために移動させる部分である。
駆動部１００１において、１００３は、ベースプレートであり、おおよそ上部に取り付けられるが、補綴物の形状等においては、側面、或いは底面に取り付けられる場合もある。１００４は、エンドエフェクタであり、常に水平に保たれるような状態で、上下左右方向に移動するものである。
１００５ａから１００５ｃは、補助プレートであり、ベースプレートと接続している部分を中心に上下に回動する。回動方向を１１１５ａ〜１１１５ｃに示した。
１００６ａ〜１００６ｃは、伸縮するような摺動可能な構成を有する摺動リンクである。摺動リンクは、例えば径の小さい軸と径の大きい軸で中空状のものの組み合わせよりなり、その途中に配置した摺動駆動部１００７ａ〜１００７ｃの摺動力により両軸のいずれか一方又は両方を摺動させ、径の大きい軸に径の小さい軸を相対的に摺動させて入れ込むことで、伸縮動作を行わせる、ような構成が示されるがこの様な構成でなくても伸縮性を有する構成を持つものであれば、特定するものではない。
摺動リンクの両端は、それぞれ、ベースプレート１００３、エンドエフェクタ１００４と接続する。当該接続は、その接続部を軸に各摺道リンクが回動自在に接続するような様式で接続する。
摺道リンク１００６ａ〜１００６ｃの摺道方向を１００７ａ〜１００７ｃに示した。
１００７ａ〜１００７ｃは、摺動駆動部であり、リニアモータや、摩擦駆動手段等の既存の駆動手段が用いられ。摺動リンクを伸縮させる様に、駆動する。
１００８ａ〜１００８ｃ及び１００９ａ〜１００９ｃは、補助リンクであり、伸縮性を有せず、その両端はそれぞれ補助プレート１００５ａ〜１００５ｃ及びエンドエフェクタ１００４とその接続部において回動自在に接続されている。
１０１０は、プローブ保持部であり、プローブを上下（Ｚ軸とする）に保ち、その内部にスタイラスで得られた接触データを一時的に蓄積、処理する回路を具備する。
１０１１は、プローブ本体であり、その先端には、Ｚ軸方向にのびた垂直スタイラス１０１３及びｙ軸ｘ軸方向に延びた水平スタイラス１０１２が形成されている。
水平スタイラス１０１２は、直線上に２方向に延びているものを例示するが、更に２方向に延びた十字型をしたもの等も好適に用いることができる、スタイラスは、その接触により自励振動の変化に基づく共振振動数から接触状態を検出する加振式等既存の手段が用いたものが使用されている。
【００２０】
次に動作を説明する。
摺動リンク１００６ａは、摺動駆動手段１００７ａの所定量の駆動により所定量だけ収縮し、その他の摺動リンクも摺動駆動手段の所定量の駆動により所定量だけ伸縮する。
当該所定量の伸縮は、エンドエフェクタ１００４を水平に保ったまま、上下、左右方向に動かして、エンドエフェクタ１００４に接続したプローブ本体１０１１を、常にＺ軸に水平のままで移動させ、モデル方向へ移動、接触動作をさせる。
従って、プローブ本体１０１１のＺ軸水平状態での上下、左右方向への移動の諸パラメータは、摺動リンク１００６ａ〜１００６ｃの個々の伸縮量によって決定される。
モデルへの接触は、垂直スタイラス１０１３、水平スタイラス１０１２のいずれか一方或いは両方が交互に行われ、モデルの形状が測定される。図１２にその一例を示す。
本構成に基づく実施例においては、水平スタイラス１０１２の利用により最大豊隆部を境にした非計測部位が解消されることから、側面部の計測が、モデルを回転しなくても十分可能となり、入れ歯など、咬合面が人工的に算出決定できる場合などは、底面方向からの計測だけで、十分計測データを形成可能とし、取り扱いの簡易化、計測時間のスピードを向上させることができるのである。
又、当該パラレルリンク機構の採用により、プローブの迅速な移動が可能となり、しかも３つの摺動駆動部材を動かすだけでプローブの移動が図られることから、小型化、消費電力の低減化を図ることができ、個人レベルでの歯科医院への普及が容易になる。
【００２１】
次に本発明の他の実施例を示し、説明する。
更に、本発明では、歯牙欠損部、又はこれに相当するものの表面形状を計測する際、探査手段が、走査できない部分を、予め検出し、通知表示させる構成を示す。
即ち図9において、
91が接触子であり、スタイラスと呼ばれる場合も有る。この接触子91を先端に持つプローブ92は、そのままの姿勢で、93〜95軸上で3次元方向に移動する。
モデルMを測定する際、接触子91が接触できない部分Ｈが生じる。この場合図10で示すモニター７０７上に、接触されない部位Ｈが表示されるというものである。
この場合、非計測部位であるか、空隙であるかを識別する手段を要する場合が有る。
プローブは、モデルＭの中心から放射状にあるいは、平行に移動して、接触子91の接触状態を検出しながら、接触子91の位置をプローブ92の位置に基づいて、求め、モデルの表面形状の座標データを得る。
接触子91の軌跡は、仮に接触できない部位Ｈにおいて、不連続的、あるいは、接触計測とは一目して区別できるような特定の状態となる。この接触軌跡を表面形状計測後再構成すると空隙的表示となる。
次に裏面を上述と同様に計測する。計測後これを重ねて、歯牙欠損部モデルＭ表面形状を仮想的に組み立てモニターに表示する。
その際、表面の適用部位は、空隙であるが、裏面のそれに相当する部位が空隙で無い場合、その空隙部分は、非計測部Ｈであると判断され、図１０で示すように、色や、模様を変えてその部分を表示する。
この一連の計測は、前処理として行われることが好ましく、プローブの移動間隔も、表面形状を精密良く測定する場合よりも広くして短時間で行われる予備的工程として組み込まれるのが好ましい場合もある。
この様な非計測部位を通知することで、モデル形状が大きく、計測に時間がかかる様な場合、非計測部の認識の為の煩雑な手間をかけなくても済む。
又、非計測部の認識により、計測用モデルの状態を変化させたり、プローブの状態を変化させるなどして、計測するものであってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述のごとく本発明は、比較的大きい補綴物を、実用に耐え得る程度の早さで計測、加工を可能とするなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す図。
【図２】本発明の他の実施例を示す図。
【図３】本発明の実施例を説明するための図。
【図４】本発明の実施例を説明するための図。
【図５】本発明の実施例を説明するための図。
【図６】本発明の実施例を説明するための図。
【図７】本発明の実施例を説明するための図。
【図８】本発明の実施例を説明するための図。
【図９】本発明の他の実施例を説明するための図。
【図１０】本発明の実施例を説明するための図。
【図１１】本発明を説明するための図。
【図１２】本発明の実施例を説明するための図。
【符号の説明】
１１ライン
１２ライン
１３軌跡
１４軌跡
１５軌跡
１６接続部
１７輪郭
ＮＴ長手方向
ＲＢリブ

Claims

複数の歯が連結したモデルの形状計測データを探査手段の走査によって得る計測部、当該データに基づいて補綴用ブロックを加工して歯牙補綴物を得る加工部を有する歯科補綴物計測加工システムにおいて、
前記探査手段が、前記モデルの長手方向の両端の歯の形状から仮想的円を形成し、この円の半径に基づいて設定された所定の距離に計測変更ラインを設定し、前記計測変更ラインの外側を放射計測を行い、前記計測変更ラインの内側は、長手方向に対し垂直に計測を行う歯科補綴物計測加工システム。
前記加工部が、前記モデルの長手方向の両端の歯の形状から仮想的円を形成し、この円の半径に基づいて設定された所定の距離に加工変更ラインを設定し、前記加工変更ラインの外側を放射加工を行い、前記加工変更ラインの内側は、長手方向に対し垂直に加工を行う請求項１に記載の歯科補綴物計測加工システム。
前記所定の距離が長手方向の端から半径＊０．３〜０．５の距離とする請求項１，２に記載の歯科補綴物計測加工システム。
前記探査手段が、物体の表面に接触してその表面形状を計測する請求項１に記載の歯科補綴物の歯科補綴物計測加工システム。
前記探査手段が、物体の表面に光、超音波等の計測媒体を照射して非接触的にその表面形状を計測する請求項１に記載の歯科補綴物計測加工システム。
前記計測部における計測と前記加工部における加工が、同一のタイミングで倣い計測加工される請求項1〜２に記載の歯科補綴物計測加工システム。
前記放射計測又は放射加工が、放射軌跡間の内、どちらかの放射軌跡に平行に細分化した細分化軌跡にそって行われる請求項１〜２に記載の歯科補綴物計測加工システム。