本發(fā)明涉及牙齒正畸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械手切割無(wú)托槽隱形矯治器的空間軌跡精準(zhǔn)定位方法。
背景技術(shù)：
隨著改革開(kāi)放的全面深化，人民生活水平日益提高，人們?cè)絹?lái)越重視牙齒健康和美觀的問(wèn)題。無(wú)托槽隱形正畸技術(shù)正在迅速興起和發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)商需要提供解決方案和壓制出適合每個(gè)不同階段的隱形矯治器，隨著隱形矯治器受用患者數(shù)量的井噴式增長(zhǎng)，需要制作的隱形矯治器的數(shù)量也在迅速增加。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流的矯治器生產(chǎn)方法依舊是靠人工打磨，這種制作方法不僅需要耗費(fèi)大量人力物力，效率低下，而且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，不能保障每一個(gè)矯治器都能符合矯治標(biāo)準(zhǔn)，并且近些年隨著人工成本的不斷增高，此種制作方法越來(lái)越不適合當(dāng)前企業(yè)的生存和發(fā)展，如何完成機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，是能否轉(zhuǎn)型成功，成為國(guó)際先進(jìn)水平的關(guān)鍵。機(jī)械化生產(chǎn)不僅在制作時(shí)間上大大縮減，削減元素成本，更在很大程度上保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品質(zhì)量可控。
無(wú)托槽隱形矯治器機(jī)械手臂切割如何確定鉆刀切割的空間位置和空間軌跡是面臨的主要難題。由于矯治過(guò)程的漸變化，每副牙齒模型的牙齦和牙齒的位置都不相同，這就造成了即使是同一患者，在矯治器切割過(guò)程中切刀的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)不同，無(wú)法根據(jù)同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切割。再者，即使機(jī)械手臂控制電腦中有運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，但是在模型固定時(shí)的真實(shí)空間位置很難保證與電腦中的數(shù)字空間位置完全重合，所以不能夠準(zhǔn)確的讓切刀在模型上進(jìn)行切割。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械手切割無(wú)托槽隱形矯治器的空間軌跡精準(zhǔn)定位方法，用以解決實(shí)際空間位置與數(shù)字切割軌跡不能完全重合的問(wèn)題，該方法對(duì)隱形矯治器實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)起到的巨大的推進(jìn)作用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：機(jī)械手切割無(wú)托槽隱形矯治器的空間軌跡精準(zhǔn)定位方法，包括如下步驟：
(1)獲得牙齒數(shù)字模型的虛擬牙齦線，將其編號(hào)以及虛擬牙齦線上傳至服務(wù)器；
(2)在牙齒模型上設(shè)置一個(gè)記錄牙齒模型編號(hào)的二維碼塊，記錄二維碼塊的空間位置以及二維碼塊與牙齒邊緣線的空間位置關(guān)系，并上傳至服務(wù)器；
(3)掃描二維碼塊得到牙齒模型的編號(hào)，下載該編號(hào)的牙齒模型的虛擬牙齦線、二維碼塊的空間位置以及二維碼塊與牙齒邊緣線的空間位置關(guān)系信息；
(4)識(shí)別牙齒模型的二維碼并調(diào)整該二維碼位置，根據(jù)此二維碼的空間位置來(lái)確定牙齦線的位置，按照確認(rèn)后的虛擬牙齦線空間位置將矯治器從熱壓膜片上切下。
其中，所述步驟(1)中獲得牙齒數(shù)字模型的虛擬牙齦線的具體過(guò)程為：
(11)掃描牙齒模型得到牙齒數(shù)字模型；
(12)通過(guò)切牙軟件按照牙齒的邊緣線將牙齒與牙齦切分；
(13)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值s，如果相鄰的牙齒邊緣線間距小于s，則將該范圍內(nèi)的部分牙齦線去除，再將相鄰的兩個(gè)圓弧線條相連得到閉合的虛擬牙齦線。
其中，所述二維碼塊設(shè)置在牙齒模型的牙齦底面的弧形內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明的機(jī)械手切割無(wú)托槽隱形矯治器的空間軌跡精準(zhǔn)定位方法，用以解決實(shí)際空間位置與數(shù)字切割軌跡不能完全重合的問(wèn)題，該方法對(duì)隱形矯治器實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)起到的巨大的推進(jìn)作用，減少了制作時(shí)間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品質(zhì)量可控。
附圖說(shuō)明
圖1為虛擬牙齦線的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述。
本發(fā)明的方法的機(jī)械手切割無(wú)托槽隱形矯治器的空間軌跡精準(zhǔn)定位方法用以解決實(shí)際空間位置與數(shù)字切割軌跡不能完全重合的問(wèn)題。
首先獲得牙齒數(shù)字模型的虛擬牙齦線，將其編號(hào)以及虛擬牙齦線上傳至服務(wù)器；獲得牙齒數(shù)字模型的虛擬牙齦線的具體過(guò)程為：
(11)掃描牙齒模型得到牙齒數(shù)字模型；
(12)通過(guò)切牙軟件按照牙齒的邊緣線將牙齒與牙齦切分；
(13)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值s，如果相鄰的牙齒邊緣線間距小于s，則將該范圍內(nèi)的部分牙齦線去除，再將相鄰的兩個(gè)圓弧線條相連得到閉合的虛擬牙齦線。
在步驟(12)中，利用切牙軟件按照牙齒的邊緣線將牙齒與牙齦分割，切分出來(lái)的每顆牙齒模型是單獨(dú)獨(dú)立的，擁有完整獨(dú)立的邊緣線，此邊緣線即為牙齒完全露出牙齦的部分與牙齦的分割線，也是切割牙齒時(shí)最理想的切割線。由于矯治器為一個(gè)整體，而每個(gè)牙齒的邊緣線都是獨(dú)立的，因此要進(jìn)行步驟(13)的操作，根據(jù)牙齒邊緣線的實(shí)際情況設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值s，將相鄰的牙齒邊緣線間距小于s的部分牙齦線去掉，再將相鄰的兩個(gè)圓弧線條相連得到閉合的虛擬牙齦線。
依照該方法，上頜或者下頜內(nèi)所有牙齒的邊緣線會(huì)連成一條連貫完整的虛擬牙齦線，虛擬牙齦線將牙齒原因部分分開(kāi)，也是理想的切割軌跡線。虛擬牙齦線與牙齒模型是一一對(duì)應(yīng)的，隨著牙齒數(shù)字模型的變化而一起變化，每一交織階段會(huì)對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)與之匹配的虛擬牙齦線。
然后，在牙齒模型上設(shè)置一個(gè)記錄牙齒模型編號(hào)的二維碼塊，該二維碼塊的設(shè)置位置優(yōu)選為牙齒模型的牙齦底面的弧形內(nèi)側(cè)，此時(shí)二維碼塊與牙齒邊緣線產(chǎn)生了特定的空間位置關(guān)系，記錄二維碼塊的空間位置以及二維碼塊與牙齒邊緣線的空間位置關(guān)系，并上傳至服務(wù)器。
接下來(lái)，掃描二維碼塊得到牙齒模型的編號(hào)，下載該編號(hào)的牙齒模型的虛擬牙齦線、二維碼塊的空間位置以及二維碼塊與牙齒邊緣線的空間位置關(guān)系信息。
最后，調(diào)整牙齒模型的二維碼塊至下載的二維碼塊的空間位置，按照虛擬牙齦線將矯治器從熱壓膜片上切下。
機(jī)械手臂在切割到該牙齒模型時(shí)，夾具會(huì)從牙齒模型底部將壓有熱壓膜片的牙齒模型固定住，二維碼識(shí)別方向?yàn)檠例X生長(zhǎng)的方向，既夾具的正上方，此處安裝掃碼攝像頭，攝像頭會(huì)自動(dòng)識(shí)別二維碼中的信息，并從服務(wù)器中下載此牙齒模型的相關(guān)信息，以下載信息中的二維碼塊的空間位置坐標(biāo)為參考依據(jù)，夾具會(huì)進(jìn)行x軸、y軸、z軸三個(gè)方向的調(diào)整，直到夾具牙齒模型上的二維碼塊調(diào)整到與下載二維碼塊的位置完全重合，則下載的虛擬牙齦線的空間位置必與此時(shí)夾具調(diào)整后模型的邊緣線重合，此邊緣線亦是切割軌跡線，切刀頭部沿此軌跡切割，便可精準(zhǔn)將矯治器從熱壓膜片上切下，實(shí)現(xiàn)隱形矯治器切割的機(jī)械自動(dòng)化切割。