专利名称：全自动真空人造牙齿烧成炉的制作方法
技术领域：
一种用于烧制人造牙齿的设备——全自动真空人造牙齿烧成炉。
众所周知，人造牙齿因为其最终产品是安装在人的口腔里的，所以对于人造牙齿在色泽、硬度、形状等方面的质量要求是十分严格的。而已知的牙齿烧成炉，如上海医疗器械厂等研制生产的设备，其主要是手动操作，控制困难，成品率低。而国外进口的产品，除了价格昂贵以外，还因为无试验数据输出装置，且实验的条目数量少，不适于实验研究使用，均存在一定的缺点。
本实用新型的目的就是发明一种全自动真空人造牙齿烧成炉，它能适应多种不同的烧成方法及科学实验要求，它能使烧制出来的人造牙齿成品率达100％，并能把所有数据清晰的打印出来。所有过程只需按启动键，便可按照机内程序自动完成，大大简化了操作程序。
本实用新型的技术方案是这样的整个烧成炉由机械部分和微机控制部分构成。机械部分分别由炉体、传动装置、真空系统和控制箱体所组成。控制部分是以80C31单片微型计算机芯片为主构成的。在整个控制系统中除驱动元件以外，其余均为CMOS电路元件，以减少功耗，增加抗干扰能力。本设备的电源，除使用高性能电源滤波器外，还采用了电路各部分单独供电的方式，以保持各部分互不干扰。输出驱动元件是由固态继电器来完成。模拟量到数字量的转换采用电压／频率法，以增加采样的抗干扰能力。烧成炉所有工作程序均存贮在27C128芯片中，用户设定的程序均存贮在DS1225AB电池自保护存贮器上，操作者可通过键盘任意调用存贮器内的工作程序。烧成炉的打印机输出接口为RS－232型，凡有这种接口的打印机，无论何种规格均可在该接口上使用。通常使用的是TP－μP40型。烧成炉使用2XZ－0.25型真空泵，可满足烧制过程的需要。
下面结合图示说明本实用新型的实施例。
图1是全自动真空人造牙齿烧成炉外形结构图。
图2是控制部分的主程序框图。
图3是主机线路原理图。
图4是键盘／显示部分线路原理图。
图5是整机控制部分电源线路原理图。
图6是A／D转换线路原理图。
图7是传感信号处理线路原理图。
图8是输出电路原理图。
图9是打印机驱动电路原理图。
图10是中断服务程序框图。
其中1、炉体，2、导向框架，3、控制箱前面板，4、同步带，5、导向滑块，6、滚珠导轨，7、导向框，8、真空泵，9、发热体，10、炉内衬，11、炉上盖，12、炉壳体，13、烧齿盘，14、托盘，15、炉底门，16、真空管路，17、真空阀，18、控制箱，19、机架，20、同步带传动电机。TE为热电偶，PT为压力变换元件。
本实用新型所述的全自动真空人造牙齿烧成炉，以整体来说是一种方式的机械结构，如
图1所示，烧成炉由导向框架2和炉体1以及控制箱18组成。炉体是由不锈钢制成的炉壳体12和用Al2O3纤维材料制成的炉内衬10，炉上盖11和炉内发热体9所组成。整个炉体通过联结件与导向框架内的导向滑块5相连结。当导向滑块5沿着滚珠导轨上下移动时，就带着整个炉体作上下运动。导向框架2是用普通钢材制作，在框内有直槽，直槽上固定有滚珠导轨6，导向滑块5安装在滚珠导轨6上，使其可以上下移动，当同步带电机20开动时，带动同步带4传动，导向滑块5沿着滚珠导轨6上下移动，从而带动整个炉体上下移动，这样就形成了罩式炉结构。在炉壳体12的正中下方是一个固定托盘14，托盘上面安装烧齿盘13，托盘是通过炉底门15固定在支架和机架19上，工作时，把需要烧制的人造齿放置在烧齿盘13上，当通过控制箱前面板3上的按键操作电机转动后，炉体1就沿着滚珠导轨6向下移动，将烧齿盘13和托盘14罩入炉内，在托盘下部的炉底板15就将炉子整个封闭住。这时根据需要就可以接通电源使发热体发热，并同时可开动真空泵8，通过真空阀17和真空管路16，使炉内保持相应的真空度，这一切的动作和程度大小，均是由贮存在用户芯片内的微机程序原来就确定好的，操作人员只要通过前面板3上的按键，就可以轻易的完成上述全过程。因为本实用新型在工作时牙齿还是固定不动的，炉子移动，所以能保证牙齿形状不会改变。因为炉衬10是采用Al2O3纤维制品，其导热小，保温好，升温范围大(2～200℃／分)所以可以适用于多种试验方法。通过微机芯片的贮存，本实用新型可贮存200种试验方法，只要操作前面板3的按键，就可以任意调用某一种试验方法，以便更多的人用更多的方法来烧成不同特性材料的人造牙齿。而且这些方法在每一次使用时均可同时通过打印机打印出来，以便存档、研究。真空泵和打印机均单独放置在本实用新型的一边，作为附件，不在
图1范围内。
如图2所示的主程序是由图3所示的MCS－51系列的80C31芯片及数据锁存器74HC373芯片等电路来完成的，程序存贮器EPROM27C128和存贮器DS1225AB用来存贮烧成过程的程序及运行过程中的数据。主机振荡频率是由一片11.0592MHz的晶体振荡器和二片云母电容所组成，供给CPU一个稳定的振荡频率。图3所示的C22、C21、D2和R5组成复位按键电路，以控制主机工作状态。
如图4所示的81C55(IC80)其接口提供全部数码管显示及键盘扫描电路。两片74HC138组成三——八译码器，起到扩展81C55接口功能的作用。通过驱动电路接入到键盘动态扫描，它是在每一次中断服务时，(中断服务的程序框图见
图10)都检索一下，看是否有键钮按下，当有键钮按下时CPU的P1.0口呈现低电平。电路将每个键钮逐位送低电平，并且根据P1.0接收到的电平以确定哪个键钮处于按下状态。从而执行相应的程序。图4所示IC81的输出全部用来驱动发光管组成的指示灯，共有21个，另外两个指示灯由IC80的PC4、PC5驱动。电源指示灯直接接在电源上。图4所示IC80的输出通过驱动电路推动数码管工作。如图所示六排数码管中的第一排用于显示正在工作的程序号；第二、第三排，各用于显示三种给定参数，并由右侧指示灯表示；第四排显示二种给定参数，第五排在程序设定时，可显示六种内容。正常工作时，仅显示程序给定的温度；图4所示第六排数码管，显示炉内温度。
如图5所示的电源部分，其滤波器由一对π型滤波电路组成。仅选通50HZ频率通过。变压器为一个多输出端头的O型铁芯，B1、B2是整流桥。图示V1、V2、V3、V4、V5组成稳压系统，以保证主机的供电电压稳定，并设有自保护功能。
如图6是模拟量到数字量的转换电路，采用电压／频率型，由LM331担任。通过外接R25、R23、R43、C27、C、R26和R28，使输入电压在0～4V变化时，输出频率在0～30KHZ内变化。由4N28和N1(3dK7b)开关管组成光隔电路，使输入信号与主机电源隔离。如图6所示的IC3(4051)是一个八选一电路，本系统共用了其中4个输入端，它由CPU的P1.6，P1.7控制其中一路与后面的电路导通。IC4A(LM358)是一个跟随器，以保证信号经过4051后不衰减，以及电压／频率转换电路不影响前面电路工作的稳定性。IC4B(LM358)与D2稳压管构成一个限幅器，当输入电压过高时，自动降在4V，以保证电压／频率转换电路的安全性。
如图7所示的外部信号处理电路中，其中OP－O7为主构成热电偶放大电路。12V直流经精密稳压管20W234稳压，接热电偶的输入端，用于当热电偶断路时，起断路保护作用，即热电偶断路时，此信号加到热电偶的输入端，相当于一个大的电压信号，使控制电路获得一个热电偶断开信号。这个标准的直流信号还输出两路直流信号，一路4V，作为IC4B的标准电压，一路3.5V，作为标准电压进入4051，V／F电路，用于主机来补偿由于环境温度变化给其他信号处理电路带来的影响。如图7所示的μP616a为一温度传感器，它输出10mV／K信号。它的输出信号经IC13(LM358)转换送给4051芯片。如图7的1220和LM324组成的集成差压传感器是真空泵用的真空信号传感器。该信号按照给定的程序控制阀，泵的开启，停止并将该真空值显示在前面板上。LM324是一片四运放电路，IC15A(LM324－A)和R44——R47、Z1(LM385)构成精密恒流源，作为1220芯片的电源。LM324－B、C组成差动放大电路，LM324－D是输出放大电路，这个电路将一105KPa～0的信号转换为4V－0V的电压信号。
如图8是输出电路，其中OP1、OP2输出用于控制电机，OP3用于控制真空泵，OP4用于控制发热电阻丝，OP5用于控制真空阀。
如图9所示的打印机驱动电路，CPU输出数据经TXO串行口送出经过74LS126缓冲驱动后，又经过MC1488芯片驱动送给打印机工作。
权利要求1.一种全自动真空人造牙齿烧成炉，包括有机械部分和控制部分，其中机械部分包括有罩式炉体(1)、导向框架(2)、控制箱(18)、导向滑块(5)、滚珠导轨(6)、真空泵(8)、发热体(9)、炉内衬(10)、烧齿盘(13)、托盘(14)和真空阀(17)等，本实用新型的特征是烧成炉的控制部分由以80C31单片机组成的微机控制系统，可存贮200种烧成方法的EPPOM存贮软件、键盘操作部分和数码管显示部分以及电源部分等主要部分所组成，烧成炉的所有实验工作数据均可通过NC1488芯片驱动，连接打印机打印出来以存库、备用。
2.根据权利要求1所述的全自动真空人造牙齿烧成炉，其特征在于控制系统的主程序是由80C31芯片完成的，程序存贮器EPRON27C128和存贮器DS1225AB用来存贮烧成过程的程序及运行过程中的数据，主机振荡频率是由一片11.0592MHz，由两片74HC138组成三——八译码器，完成对键盘的动态扫描检索，由六排数码管分别显示烧成炉的工作状态和运行参数，由LM331集成电路完成A／D电路转换，烧成炉的温度传感器，真空信号传感器和热电偶放大电路等，分别由如图7所示的IC15A－D集成电路完成，烧成炉通过MC1488芯片驱动接口电路，推动打印机工作。
3.根据权利要求1所述的全自动真空人造牙齿烧成炉，其特征在于烧成炉的所有工作程序和功能的操作均集中在控制箱前面板的键盘上。工作程序均固化在EPROM存贮器内，工作对只需一人操纵键盘按钮就可完成人造牙齿烧制的全过程，实现了工作自动化。
专利摘要本实用新型由机械部分和微机控制部分两大部分组成。控制部分由以80C31单片机组成的微机控制系统，EPROM存贮软件，键盘操作部分和数码管显示部分，以及电源部分等主要部分所组成。烧成炉的所有实验工作数据均可通过打印机打印出来，以存库、备用，烧成炉的微机系统可存贮200种烧成方法，用指令形式可随时调用，可以烧制出不同类型和材质的人造牙齿，牙齿成品率可达100％，是一种先进的齿料工作设备。
文档编号A61C13/00GK2204584SQ9420226
公开日1995年8月9日 申请日期1994年1月28日 优先权日1994年1月28日
发明者王连臣, 邓慧琴, 邢海森, 张玉林, 李明, 王颖苗, 孙学义, 章健, 刘礼寿, 刘建岑 申请人:中国人民解放军第一五○中心医院, 冶金工业部洛阳耐火材料研究院