壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，更确切的说涉及牙齿矫治技术，尤其涉及一种用于生产壳状牙科矫治器的备膜设备

背景技术：

牙颌畸形的发病率一直是比较高的，不仅影响口腔健康、身体健康，而且对于患者的心理健康也有相当大的影响。随着社会的发展与审美的提高，越来越多的患者会关注牙齿卫生，参与健康保养，寻求牙颌畸形矫治。

壳状牙齿矫治器是一种治疗牙颌畸形的装置。壳状牙齿矫治器是通过将一层薄弹性材料附着于所需的牙颌模型上经过热成形而形成壳体来生成的。所需牙齿排列的壳体一般地与患者牙齿吻合但与原始牙齿形态略有差异。将壳状牙齿矫治器戴在牙齿上，可在特定的位置施加控制力以逐渐将牙齿移动到期望形态。

在壳状牙齿矫治器(牙套)制备的现有技术中，一般包括获取患者口内数字模型，3d打印牙颌模型、牙颌模型清洗、牙颌模型固化、备膜、压膜、人工脱膜、切割、抛光、壳状牙齿矫治器清洗、检验、包装等工序。其中，在壳状牙齿矫治器生产过程中，膜片是牙齿矫治器制备中尤为重要的原材料，现有技术中大多采用人工取膜，从而无法满足牙齿矫治领域快速发展的要求，通过自动化生产改变传统的生产壳状牙齿矫治器模式，在生产工程中需不间断供应足够量的膜片，故而牙齿矫治器制备过程中，对膜片的选取需要提供一台备膜设备。

技术实现要素：

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生产用备膜系统，以解决现有技术中如何将生产线上制造出的大批量壳状牙齿矫治器过程中，快速准确的完成自动化备膜的技术问题。

本发明的技术方案为：

一种壳状牙齿矫治器生产用备膜系统，包括：病例信息存储器，生产管理服务器及备膜设备，生产管理服务器分别与病例信息存储器及备膜设备通信连接；备膜设备包括供膜装置、控制装置、拾取装置；控制装置分别与供膜装置及拾取装置通信连接；其中，病例信息存储器，用于存储病例信息，病例信息至少包括壳状牙齿矫治器的工艺参数，用户标识信息；生产管理服务器，根据用户标识信息从病例信息存储器中获取壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数，并发送取膜命令至备膜设备中的控制装置；控制装置控制拾取装置根据壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数在供膜装置中拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片，并进一步的控制拾取装置将取出的膜片放置在载具上。

进一步优选的，壳状牙齿矫治器生产用备膜系统还包括标识读取装置，与生产管理服务器及控制装置通信连接，用于识别备膜工序载具上的用户标识信息；控制装置控制标识读取装置将读取的载具上的用户标识信息，与病例信息存储器的用户标识信息进行匹配后，获取壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数。

进一步优选的，壳状牙齿矫治器生产用备膜系统还包括膜片检测装置；膜片检测装置，与控制装置通信连接，用于检测膜片是否从供膜装置中取出，控制装置根据膜片检测装置检测到信息判断膜片是否被取出。

进一步优选的，膜片检测装置为光纤对射式传感器，光纤对射式传感器包括有发射端和接收端，控制装置检测到膜片在被拾取时能够遮挡发射端发射的光路，则膜片从供膜装置中取出。

进一步优选的，膜片检测装置为数显压力开关表，用于获取在拾取膜片过程中取膜装置的压力参数值；控制装置根据数显压力开关表获取到的压力参数值达到预设压力值，则膜片从供膜装置中取出。

进一步优选的，拾取装置包括膜片拾取部及拾取驱动部，控制装置控制拾取驱动部驱动膜片拾取部，将膜片从供膜装置中的膜片拾取位置取出的膜片放置到载具上。

进一步优选的，供膜装置包括备膜腔、膜片承载台及载台驱动部，控制装置控制载台驱动部驱动膜片承载台在备膜腔内往复运动，将膜片承载台上承载上的膜片运送至一膜片拾取位置。

进一步优选的，还包括，位置检测装置，位置检测装置用于检测膜片承载台在备膜腔内运动的位置。

进一步优选的，位置检测装置包括第一传感器、第二传感器、第三传感器；当载台驱动部在备膜腔内朝膜片拾取位置方向运动时控制装置控制第一传感器检测对应的第一限位信息，控制第二传感器检测对应的第二限位信息，控制第三传感器检测对应的第三限位信息。

进一步优选的，壳状牙齿矫治器生产用备膜系统还包括顶升装置；当替换备膜腔时，控制备膜腔移动至备膜设备的设定位置后，控制顶升装置将备膜腔抬升至预定顶升位置。

本发明提供了一种壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

首先，标识读取装置读取与当前牙颌模型关联的唯一标识信息，并反馈至控制装置，由控制装置反馈至生产管理服务器，生产管理服务器再根据用户标识信息从病例信息存储器中获取壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数，并发送取膜命令至控制装置。控制装置控制拾取装置根据壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数在供膜装置中拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片，并进一步的控制拾取装置将取出的膜片放置在载具上。因此本发明实现了备膜快速、方便的自动化备膜工序，有利于提高备膜效率、进而使其壳状牙齿矫治器的生产效率大幅度的提升。

其次，本发明通过生产管理服务器将读取的当前牙颌模型关联的唯一标识信息，写入当前牙颌模型载具的rfid标签中，通过rfid标签和当前执行备膜工序信息完成信息交互，获得当前执行工序对应的壳状牙齿矫治器备膜生产关联信息后，通过生产管理服务器进一步控制当前工序来执行对应的生产作业。通过rfid标签获取生产关联参信息，由于rfid标签发送的信号是射频信号，因此可实现不停机识别，解决了图像识别出现的不易识别，读码过程中必须保证图片不失真，因此需要停机识别，或者减速识别，以及识别后解析的信息不准确的问题，另外，通过读取rfid标签直接，或间接获取备膜工序信息，提升了壳状牙齿矫治器的备膜生产效率。

附图说明

图1为本发明的壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的结构图；

图2为本发明的备膜系统实施例中备膜设备的一结构示意图；

图3为本发明的备膜系统实施例中备膜设备的另一结构示意图；

图4为本发明中备膜设备中载台驱动部的结构示意图；

图5为本发明中备膜设备中备膜腔的结构示意图；

图6为本发明的壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的另一结构图；

图7为本发明中备膜设备中拾取口的一结构示意图；

图8为本发明的壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的另一结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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。在不背离本发明主旨或基本特性的前提下，本发明可以以其他特定的形式实施。因此本实例的各个方面都应认为是示例性和非限制性的。

壳状牙齿矫治器是通过将一层薄弹性材料附着于所需的牙颌模型上经过热成形而形成壳体来生成的。所需壳状牙齿矫治器一般地与患者牙齿吻合但与原始牙齿形态略有差异。将壳状牙齿矫治器在牙齿上，可在特定的位置施加控制力以逐渐将牙齿移动到期望形态。使用后续的具有新形态的壳状牙齿矫治器重复该过程，最终可通过一系列中间形态将牙齿移动到最终期望的形态。而壳状牙齿矫治器的生成工序一般包括备膜工序、压膜工序、打标工序、切割工序、分拣工序、清洗工序、包装工序。备膜工序主要指根据壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数在供膜装置中拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片。本申请是针对于在自动化生成壳状牙齿矫治器的过程中，生产线上需要备膜工序自动化快速准确地拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片，这样才能够保证自动化生成流程不间断且高效快速，本申请提供了将生成线上制造出的大批量的壳状牙齿矫治器快速准确的完成自动化快速准确拾取出膜片的技术方案，一般来说，备膜工序操作主要是备膜设备来完成。

第一实施例

请参阅图1，其为一种壳状牙齿矫治器生产用备膜系统的原理图。该系统包括：病例信息存储器100(例如erp系统，enterpriseresourceplanning，企业资源计划系统)，生产管理服务器200(比如，mes系统，manufacturingexecutionsystem，制造企业生产过程执行系统)、备膜设备300和标识读取装置400。生产管理服务器200分别与病例信息存储器100及备膜设备300通信连接。病例信息存储器100，用于存储病例信息，病例信息至少包括壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数，用户标识信息等。

病例信息存储器100可以存储收集到的基础病例信息，并将基础病例信息进行数据处理，包括根据正畸用户的口腔状态，年龄、性别等综合参数，设计出满足正畸用户所需的壳状牙齿矫治器备膜工序相关联信息以及与每个壳状牙齿矫治器匹配的唯一标识信息，并将两信息进行关联设置，形成可交互和使用的病例信息，将病例信息并保存在病例信息存储器100中，或根据生产的需求进行一步的与生产管理服务器200进行通信，包括有线或者无线的方式，或离线保存等方式保存在生产管理服务器200，为生产壳状牙齿矫治器做好准备工作。病例信息从患者进行牙齿矫正即可创建病例，并分配一唯一标识。当生产管理服务器200在其需要时从病例信息存储器100获得对应的病例。病例信息的创建端可以定期将病例信息更新至生产管理服务器200，也可以触发式更新至生产管理服务器200。如保存在生产管理服务器200本端时，避免由于网络故障等问题而影响整个生产进程。

病例信息存储器100除了存储用户标识信息时，进一步存储与用户标识相适配的备膜工序信息；其中备膜工序信息包括膜片的厚度大小、以及膜片的材料信息、膜片批次信息。

生产管理服务器200是壳状牙齿矫治器生产过程执行管理系统，是一套面向壳状牙齿矫治器车间执行层的生产信息化管理系统。在本实例中，生产管理服务器200是整个备膜工序的信息化管理系统。生产管理服务器200可以是包含mes管理软件的服务器，该软件可以集成在某一服务器上，比如，设置在生产控制端的服务器或工控机上。生产管理服务器200分别与病例信息存储器100及备膜设备300通信连接，从标识读取装置400中获取用户标识信息，并从病例信息中获取该用户标识信息适配的备膜工序信息，发出指令至备膜设备300，以控制备膜设备300完成备膜工序。

备膜设备300包括供膜装置33、控制装置32和拾取装置31。控制装置32分别与供膜装置33及拾取装置31通信连接。控制装置32控制拾取装置31根据壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数在供膜装置33中拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片，并进一步的控制拾取装置31将取出的膜片放置在生产线的载具上。该载具用于承载膜片和/或牙颌模型，在生产线进行运输。

参阅图1，壳状牙齿矫治器生产用备膜系统还包括标识读取装置400，与控制装置32通信连接，用于识别备膜工序载具上的用户标识信息。控制装置32控制标识读取装置400将读取的载具上的用户标识信息，与病例信息存储器100的用户标识信息进行匹配后，获取壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数。

标识读取装置400读取与当前牙颌模型关联的唯一标识信息，并反馈至控制装置32。一种实例，通过3d打印装置打印牙颌模型和唯一标识信息，并将打印完成的具有唯一标识信息的牙颌模型设置在载具上。相应地，在生产线上设置的标识读取装置400为二维码或多维数据矩阵码识别器，可以为ccd，扫描仪等等能够识别唯一标识信息的装置即可，读出当前牙颌模型关联的唯一标识信息。载具上也可以额外设载有唯一标识的信息的如条形码、具有标识的id芯片等等，标识读取装置400是能够读出对应标识的读出装置。还需要说明的是，标识读取装置400与控制装置32通信连接仅是逻辑连接，比如，标识读取装置400和控制装置32集成设置在一个控制端，这样，标识读取装置400和控制装置32仅通过内部的通信实现其连接。当然，标识读取装置400还可以独立设置部件，其独立设置于控制装置32之外，这样，标识读取装置400可以物理连接于控制装置32，或通过无线通信模块连接于控制装置32。本实施例只需要原则上实现信息通信都应在本发明的保护范围。功能上达到读取与当前牙颌模型关联的唯一标识信息，并反馈回控制装置32的功效即可。在整个生产工序中，识别后唯一标识信息是作为字符串信息进行生产方法的信息交互，唯一标识信息是写入至rfid标签中，rfid标签是通过以射频信号的方式识别，该识别快速且不容易出错的好处，由此整个生产控制效率高且不容易出现错误。在本实例中，唯一的标识信息也可以是rfid标签。

标识读取装置400读取与当前牙颌模型关联的唯一标识信息，并反馈至控制装置32，由控制装置32反馈至生产管理服务器200，生产管理服务器200再根据唯一标识信息从病例信息存储器100中获取壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数，并发送取膜命令至控制装置32。控制装置32控制拾取装置31根据壳状牙齿矫治器的备膜工艺参数在供膜装置33中拾取出与待拾取膜片参数一致的膜片，并进一步的控制拾取装置31将取出的膜片放置在载具上。因此本实施例实现了备膜快速、方便的自动化备膜工序，有利于提高备膜效率、进而使其壳状牙齿矫治器的生产效率大幅度的提升。

以下给出一个具体的实现结构来说明备膜设备。需要说明的是，具体的机械结构仅是具体，并非用于局限本实施例。

参阅图2至图4，供膜装置33包括备膜腔331、膜片承载台332及载台驱动部333。控制装置32控制载台驱动部333驱动膜片承载台332在备膜腔331内往复运动，将膜片承载台332上承载上的膜片运送至一膜片拾取位置。

拾取装置31包括膜片拾取部及拾取驱动部，控制装置32控制拾取驱动部驱动膜片拾取部，将膜片从供膜装置33中的膜片拾取位置取出的膜片放置到载具上。

载台驱动部333与膜片承载台332之间可以以快速拆装的方式连接，载台驱动部333与膜片承载台332拆分后，膜片承载台332与备膜腔331可一并被移离备膜设备本体或在备膜设备本体上沿预定轨迹移动至一装膜位置；载台驱动部333与膜片承载台332装配后，载台驱动部333在控制装置32的控制下驱动膜片承载台332在备膜腔331内运动。

载台驱动部333与膜片承载台332之间通过快拆组件实现连接，快拆组件包括设置在载台驱动部333上的第一连接结构302以及设置膜片承载台332上的第二连接结构303，第一连接结构302与第二连接结构303采用可快速拆装的方式连接在一起，以便于快速的将膜片承载台332从载台驱动部333拆卸下来，从而有利于提高备膜速度。

进一步的，第一连接结构302和第二连接结构303其中一个为公结构，另一个为与公结构相配合的母结构。具体的，公结构为一插块结构，母结构为一插槽结构，插块结构的形状与插槽结构的形状相匹配，插块结构插设在插槽结构内实现连接。在本实施例第一连接结构302采用插槽结构，第二连接结构303采用插块结构，当然在其他实施例中第一连接结构也可采用插块结构，第二连接结构采用插槽结构，此处不做限制，根据具体需要进行调整。

参阅图2，拾取驱动部可以包括第一伺服电机311。控制装置32进一步包括与第一伺服电机311通信连接，控制第一伺服电机311，驱动膜片拾取部运动至拾取位置并拾取膜片。膜片拾取部可以包括真空发生器和电磁阀，设置吸嘴通过真空发生器进行吸附膜片。第一伺服电机311可以和膜片拾取部连接，第一伺服电机311在控制装置32的控制下，控制膜片拾取部沿着导轨平移至对应膜片筒的位置，还可以在控制装置32的命令控制下膜片拾取部纵向移动至拾取位置，使得真空发生器可吸附规定位置上的膜片。

参阅图4和图5所示，载台驱动部333还可以包括第二伺服电机312。控制装置32进一步包括与第二伺服电机312通信连接，控制所述第二伺服电机312，驱动膜片承载台332沿备膜腔331运动，并将膜片承载台332上承载的膜片运送至一膜片拾取位置。在本实施例中，第二伺服电机312是控制载台驱动部333可沿第一导轨301往复运动。载台驱动部333包括有第一连接臂304，第一连接结构302设置在第一连接臂304上，备膜腔331的侧壁上沿膜片承载台332的移动方向设有一滑槽804；载台驱动部333在第一导轨301往复移动的过程中，连接臂304在滑槽804内运动，连接臂304带动膜片承载台332在备膜腔331内移动。

第二实施例

参阅图6，本实施例的结构包括第一实施例所有技术方案，本实施例的区别在于除了包括供膜装置33、控制装置32和拾取装置31之外，还包括位置检测装置35和膜片检测装置34。位置检测装置35用于检测膜片承载台332在备膜腔331内运动的位置。位置检测装置35包括第一传感器305、第二传感器306、第三传感器307；当载台驱动部333在备膜腔332内朝膜片拾取位置方向运动时，控制装置32控制第一传感器305检测对应的第一限位信息，控制第二传感器306检测对应的第二限位信息，控制第三传感器307检测对应的第三限位信息。

以下为一种具体的实现结构。

还请参阅图2-4，第一导轨301上还设置有限位装置，限位装置限定所述载台驱动装置在第一导轨301上预定的区间内往复运动；即限位装置用于限制第一连接结构302移动的起点和终点的限位结构，从而来限定膜片承载台332轴向移动的起点和终点。

具体的，限位结构包括设置在第一连接结构302上的第四传感器、设置在第一导轨301靠近顶部位置的第二传感器306、设置在第一导轨301靠近底部位置的第三传感器307以及控制装置32；当第一连接结构302带动膜片承载台332移动至下限位置处时，第四传感器与第三传感器307相对，第三传感器307接收到信号，进而通过控制装置32来控制载台驱动部333停止推动第一连接结构302运动，即控制膜片承载台332在下限处停止；当第一连接结构302带动膜片承载台332移动至上限位置处时，第四传感器与第二传感器306相对，第二传感器306接收到信号，进而通过控制装置来控制载台驱动部333停止推动第一连接结构302运动，即控制膜片承载台332在上限处停止。

限位装置还可以包括有第四传感器|(图中未绘示)，第一传感器305的设置用于确定第一连接结构302与膜片承载台332的连接位置，即第一传感器305布置在备膜腔331移动至工作位处后膜片承载台332所处的位置；具体的，在第一连接结构302移动过程中，当第一传感器305与第四传感器正对的时候，第四传感器接收到信号，进而通过控制装置32来控制载台驱动部333停止推动第一连接结构302运动。

当然，在其他实施例中限位结构的实现方式并不局限于以上所述，也可通过机械结构来实现限位，例如直接通过设置限位边来实现，此处不做限制。

备膜设备300还包括膜片检测装置34。膜片检测装置34与控制装置32通信连接，用于检测膜片是否从供膜装置33中取出，控制装置32根据膜片检测装置34检测到信息判断膜片是否被取出。一种方案为：膜片检测装置34为光纤对射式传感器，光纤对射式传感器包括有发射端和接收端，控制装置32检测到膜片在被拾取时能够遮挡发射端发射的光路，则膜片从供膜装置31中取出。

请参阅图2至图4、图7，各备膜腔331的开口801对应处均设置有拾取口701，当备膜腔331位于工作位时，拾取口701覆盖备膜腔331的开口801，拾取装置穿过拾取口701后伸进开口801内进行膜片的拾取。

拾取口701的边缘设有膜片检测装置，本实施例中在拾取口701上设置有一同轴安装环13，用于膜片检测装置的安装，膜片检测装置安装在安装环13的内侧壁上；当然，在其他实施例中若固位板足够厚，也可省略安装环13的设置，膜片检测装置直接安装在拾取口701的内壁上，此处不做限制。

进一步的，膜片检测装置34包括至少一组光纤对射式传感器14，光纤对射式传感器14以感应线路能穿过膜片的方式设置用于检测膜片是否被拾取到拾取位置。当拾取装置拾取到膜片后，膜片在被取出时会导致光纤对射式传感器14发射部发送的信号穿过膜片后接收部接收到的光路信号会发生发生改变，否则光路信号不发生变化；由于，膜片被取出时会阻挡光纤对射式传感器14上光信号的传输，光信号会发生改变；若光纤对射式传感器14上光信号发生改变，即测得膜片拾取装置拾取到了膜片，若光纤对射式传感器14上光信号未发生改变，即测得膜片拾取装置未拾取到膜片。

具体的，光纤对射式传感器包括有发射部和接收部，发射部设置在安装环13的内侧壁，接收部设置在安装环13与发射部相对的另一侧壁上，例如图7中所示；当膜片经过安装环的时候，接收部接收到的信号会发生改变，从而即可判断出拾取组件已经拾取到膜片。

膜片检测装置34还可以为数显压力开关表，用于获取在拾取膜片过程中所述取膜装置的压力参数值；控制装置32根据所述数显压力开关表获取到的压力参数值达到预设压力值，则膜片从所述供膜装置中取出。

上述记载的实例中，位置检测装置35用于精准检测膜片承载台332在备膜腔331内运动的位置，膜片检测装置34用于准确检测膜片是否从供膜装置33中取出。该些装置的设备使得本实例的自动化备膜具有更强的备膜精确性，不容易发生偏差。

第三实施例

本实施例的结构与第二施例类似。不同之处主要是备膜设备。请参阅图7，其为备膜设备的第三实施例的原理图。备膜设备300除了包括供膜装置33、控制装置32、拾取装置31、膜片检测装置34之外，还包括顶升装置36。当替换备膜腔331时，控制备膜腔331移动至备膜设备的设定位置后，控制顶升装置36将所述备膜腔抬升至预定顶升位置。

备膜装置还包括有一顶升装置36，当备膜腔331移动至与膜片承载台装配的位置(工作位)后，顶升装置36抬升备膜腔331移动并固位板7固位；由于备膜腔331相对于固位板7是需要移动的，所以两者之间在移动的时候会留有一定的间隙，当备膜腔331移动至工作位后，顶升装置36推动备膜腔331上移，以使得备膜腔331的顶部紧贴在固位板7上，防止膜片拾取过程中两者之间留有间隙。其中，顶升装置36可以通过气缸、电机等动力机构来实现，此处不做限制。

控制装置32可以控制顶升装置36将备膜腔331抬升至预定顶升位置。方便备膜腔331的精准定位，提升整个自动化水平。

其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

本领域技术人员可以理解，仅仅是与本申请方案相关的部分结构，并不构成对本申请方案所应用于其上的设备或部件的限定，具体的设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种智能设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述实时控制装置中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述实时生成方法的步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。