一种牙套切割控制系统及一种牙套切割系统的制作方法

本发明涉及表面处理设备技术领域，特别涉及一种牙套切割控制系统及一种牙套切割系统。

背景技术：

牙套又称齿列矫正器或牙箍，是齿列矫正所使用的一种装置，用来校准牙齿至适当的咬合位置。牙套通常被用来改善咬合不良，包括戽斗、暴牙、前后牙错咬、开咬、牙齿不整齐或其他各式各样的齿列方面的缺陷等等，其目的是美容或调整牙齿结构。

现有的牙套切割设备一般是采用五轴机床进行加工，加工牙套时使用夹具夹住牙套，由于牙套需要根据使用者的牙齿模型进行加工，牙套的厚度一般只有几毫米，因此对夹具的要求比较高，夹具的设计成本较高；而且每个使用者的牙齿形状和大小不一样，因此需要频繁更换夹具，降低了切割的效率；另外，每加工一个牙套都需要重新对刀，降低了切割的效率。

技术实现要素：

鉴于上述问题，有必要提出一种牙套切割控制系统以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

本发明提出了一种牙套切割控制系统，包括机器人、第一识别装置、第二识别装置、控制器，其中：

第一识别装置，用于识别牙套毛坯件在托板中的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送给机器人；

第二识别装置，用于识别牙套毛坯件被移动至第二识别装置的可识别区域时相对于机器人包括的吸盘的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送给控制器；

机器人，包括机械臂和吸盘，所述吸盘根据第一识别装置识别出的所述第一位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，所述机械臂用于按预设移动轨迹将吸盘吸住的牙套毛坯件从托板移动至第二识别装置的可识别区域，并从所述可识别区域移动至外部切割设备的切割起始位置；所述机械臂还用于从所述切割起始位置沿修正后的切割轨迹移动吸盘吸住的牙套毛坯件；

控制器，与所述机器人电连接，用于基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹，并控制机械臂沿所述预设移动轨迹运动；还用于根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂沿修正后的切割轨迹运动。

进一步的，所述控制器基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹包括：根据第一位置信息、可识别区域从托盘移动至第二识别装置的可识别区域，以及根据可识别区域、切割起始位置从所述可识别区域移动至外部切割设备的切割起始位置。

进一步的，所述控制器根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹包括：根据所述第二位置信息、预先生成的切割轨迹对切割轨迹进行修正，结合切割起始位置得到修正后的切割轨迹。

进一步的，所述吸盘采用真空吸盘，真空吸盘包括固定板、真空吸板，所述固定板和真空吸板之间形成一个真空腔，所述固定板与所述机械臂连接。

进一步的，所述吸盘采用电磁吸盘，所述电磁吸盘包括电磁铁、电磁吸板，所述电磁吸板用于吸住所述牙套毛坯件，所述电磁铁与机械臂连接。

进一步的，还包括与所述托板连接的推进机构，所述推进机构包括平行设置的两条滑轨、分别与所述两条滑轨嵌套连接的两个第一滑块，所述第一滑块与所述托板连接。

进一步的，所述推进机构还包括气缸导轨、与所述气缸导轨嵌套连接的气缸，所述气缸导轨平行设置于两条滑轨之间，所述气缸与所述托板连接。

进一步的，所述推进机构还包括用于带动托板沿滑轨方向直线往复运动的运动机构、用于驱动运动机构的驱动装置，所述运动机构与所述托板连接。

进一步的，所述运动机构为凸轮机构，包括凸轮、从动杆、连接块，凸轮上设置有凹槽，连接块嵌入所述凹槽中，所述从动杆一端与连接块连接，另一端与托板连接，所述凸轮与所述驱动装置同轴。

进一步的，所述运动机构采用曲柄滑块机构，包括曲柄、连杆、第二滑块，所述曲柄与所述驱动装置同轴，所述连杆两端分别与所述曲柄和第二滑块连接，所述第二滑块与所述托板连接。

另一方面，本发明提出了一种牙套切割系统，包括上面所述的牙套切割控制系统及一切割设备，所述切割设备用于对牙套毛坯件进行切割。

基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

本发明实施例公开了一种牙套切割控制系统，其机器人的吸盘根据第一识别装置的位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，由于吸盘采用吸取的方式吸住牙套毛坯件，因此不需要进行更换，提高了切割的效率；控制器根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂沿修正后的切割轨迹运动，以使得机械臂带动牙套毛坯件运动配合切割设备进行切割，不需要进行对刀的操作，提高了切割的效率。

附图说明

图1是本发明实施例中，牙套切割控制系统的立体结构图；

图2是本发明实施例中，吸盘的结构示意图；

图3是本发明实施例中，推进机构的结构示意图；

图4是本发明实施例中，凸轮机构的结构示意图；

图5是本发明实施例中，曲柄滑块机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本实施例公开了一种牙套切割控制系统，如图1所示，包括机器人20、第一识别装置30、第二识别装置40、控制器60，其中：

第一识别装置30，用于识别牙套毛坯件在托板中的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送给机器人20。

第二识别装置40，用于识别牙套毛坯件被移动至第二识别装置的可识别区域时相对于机器人20包括的吸盘22的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送给控制器60。

机器人20，包括机械臂21和吸盘22，所述吸盘22根据第一识别装置30识别出的所述第一位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，所述机械臂21用于按预设移动轨迹将吸盘22吸住的牙套毛坯件从托板移动至第二识别装置40的可识别区域，并从所述可识别区域移动至外部切割设备的切割起始位置；所述机械臂21还用于从所述切割起始位置沿修正后的切割轨迹移动吸盘22吸住的牙套毛坯件。机器人20优选采用六轴机器人，六轴机器人的自由度更高，机械臂21更加灵活，可以完成的任务种类越多。当然机器人20也可以采用五轴机器人。

控制器60，与所述机器人20电连接，用于基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹，并控制机械臂21沿所述预设移动轨迹运动；还用于根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动。

具体的，控制器60基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹包括根据第一位置信息、可识别区域从托盘移动至第二识别装置的可识别区域，以及根据可识别区域、切割起始位置从所述可识别区域移动至外部切割设备的切割起始位置；电脑根据导入的牙套的三维模型自动识别牙龈并得到预先生成的切割轨迹，将预先生成的切割轨迹发送给控制器60，控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动；控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹包括：根据所述第二位置信息、预先生成的切割轨迹对切割轨迹进行修正，结合切割起始位置得到修正后的切割轨迹。

本发明实施例公开了一种牙套切割控制系统，其机器人20的吸盘22根据第一识别装置30的位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，由于吸盘22采用吸取的方式吸住牙套毛坯件，因此不需要进行更换，提高了切割的效率；控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动，以使得机械臂21带动牙套毛坯件运动配合切割设备进行切割，不需要进行对刀的操作，提高了切割的效率。

在一些实施例中，如图2所示，所述吸盘22采用真空吸盘，真空吸盘包括固定板21、真空吸板22，所述固定板和真空吸板之间形成一个真空腔23，所述固定板与所述机械臂21连接。首先将真空吸盘通过接管与外部真空设备接通，然后与牙套毛坯件接触，起动真空设备抽吸,使真空腔内产生负气压，从而将牙套毛坯件吸牢，即可开始转移牙套毛坯件；当牙套毛坯件需要放置到指定位置时，平稳地充气进真空腔内，使真空腔内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离牙套毛坯件。真空吸盘通过真空负压吸住牙套毛坯件，由于真空吸盘只需要吸取牙套毛坯件的中间部分，不需要因为牙套毛坯件的规格不一致而进行更换，提高了切割的效率。

在另一些实施例中，所述吸盘22采用电磁吸盘，所述电磁吸盘包括电磁铁、电磁吸板，所述电磁吸板用于吸住所述牙套毛坯件，所述电磁铁与机械臂21连接。电磁吸盘的工作原理是，通过使内部线圈通电产生磁力，经过电磁吸板，将接触在电磁吸板表面的牙套毛坯件紧紧吸住，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，电磁吸盘就脱离牙套毛坯件。电磁吸盘通过电磁原理吸住牙套毛坯件，由于电磁吸盘只需要吸取牙套毛坯件的中间部分，不需要因为牙套毛坯件的规格不一致而进行更换，提高了切割的效率。

在一些实施例中，如图1所示，所述牙套切割控制系统还包括于所述托板连接的推进机构70，结合图3所示，所述推进机构70包括平行设置的两条滑轨71、分别与所述两条滑轨71嵌套连接的两个第一滑块72、气缸导轨73、与所述气缸导轨73嵌套连接的气缸74，所述第一滑块72与所述托板连接，所述气缸导轨73平行设置于两条滑轨71之间，所述气缸74与所述托板连接。气缸74沿气缸导轨73运动，带动托板沿两条滑轨71运动，使托板上的牙套毛坯件实现自动进料，提高了自动化程度，同时也提高了安全性，防止手动移动托板可能对工人造成的伤害。

在另一些实施例中，所述牙套切割控制系统还包括于所述托板连接的推进机构70，所述推进机构包括平行设置的两条滑轨71、分别与所述两条滑轨71嵌套连接的两个第一滑块72、用于带动托板沿滑轨71方向直线往复运动的运动机构73、用于驱动运动机构73的驱动装置74，所述第一滑块72与所述托板连接，所述运动机构73与所述托板连接。运动机构73沿滑轨71方向直线往复运动，带动托板沿两条滑轨71运动，使托板上的牙套毛坯件实现自动进料，提高了自动化程度，同时也提高了安全性，防止手动移动托板可能对工人造成的伤害。

在一些实施例中，结合图4所示，所述运动机构73可以采用凸轮机构，包括凸轮731、从动杆732、连接块733，凸轮731上设置有凹槽7311，连接块733嵌入所述凹槽7311中，所述凸轮731与所述驱动装置74同轴，所述从动杆732一端与连接块733连接，另一端与托板连接。驱动装置74带动凸轮731转动，连接块733沿凹槽7311滑动，带动从动杆732运动，从动杆732与托板连接，托板被两条滑轨71限制只能沿滑轨71方向做直线运动，因此，随着凸轮731的转动，托板沿滑轨71方向做直线往复运动。本实施例中，驱动装置74采用电机。

在另一些实施例中，结合图5所示，所述运动机构73可以采用曲柄滑块机构，包括曲柄731、连杆732、第二滑块733，所述曲柄731与所述驱动装置74同轴，所述连杆732两端分别与所述曲柄731和第二滑块733连接，所述第二滑块733与所述托板连接。连杆732两端分别与所述曲柄731和第二滑块733铰接，驱动装置74带动曲柄731转动，曲柄731带动连杆732转动，第二滑块733与托板连接，托板在两条滑轨71的限制下只能沿滑轨71方向直线运动，第二滑块733也只能沿滑轨71方向直线运动，随着曲柄731的转动，第二滑块733带动托板沿滑轨71做直线往复运动。本实施例中，驱动装置74采用电机。

实施例二

本实施例公开了一种牙套切割系统，如图1所示，包括机器人20、第一识别装置30、第二识别装置40、切割设备50、控制器60，其中：

第一识别装置30，设置于工作台10上方，用于识别牙套毛坯件在托板中的第一位置信息，并将所述第一位置信息发送给机器人20。

第二识别装置40，用于识别牙套毛坯件被移动至第二识别装置的可识别区域时相对于机器人20包括的吸盘22的第二位置信息，并将所述第二位置信息发送给控制器60。

机器人20，包括机械臂21和吸盘22，所述吸盘22根据第一识别装置30识别出的所述第一位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，所述机械臂21用于按预设移动轨迹将吸盘22吸住的牙套毛坯件从托板移动至第二识别装置40的可识别区域，并从所述可识别区域移动至切割设备的切割起始位置；所述机械臂21还用于从所述切割起始位置沿修正后的切割轨迹移动吸盘22吸住的牙套毛坯件。机器人20优选采用六轴机器人，六轴机器人的自由度更高，机械臂21更加灵活，可以完成的任务种类越多。当然机器人20也可以采用五轴机器人。

控制器60，与所述机器人20电连接，用于基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹，并控制机械臂21沿所述预设移动轨迹运动；以及根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动。

具体的，控制器60基于所述第一位置信息、可识别区域和切割起始位置确定预设移动轨迹包括根据第一位置信息、可识别区域从托盘移动至第二识别装置的可识别区域，以及根据可识别区域、切割起始位置从所述可识别区域移动至外部切割设备的切割起始位置；电脑根据导入的牙套的三维模型自动识别牙龈并得到预先生成的切割轨迹，将预先生成的切割轨迹发送给控制器60，控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动；控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹包括：根据所述第二位置信息、预先生成的切割轨迹对切割轨迹进行修正，结合切割起始位置得到修正后的切割轨迹。

切割设备50，用于对牙套毛坯件进行切割。

本发明实施例公开了一种牙套切割系统，其机器人20的吸盘22根据第一识别装置30的位置信息从托板上吸住牙套毛坯件，由于吸盘22采用吸取的方式吸住牙套毛坯件，因此不需要进行更换，提高了切割的效率；控制器60根据所述切割起始位置和所述第二位置信息修正预先生成的切割轨迹，并控制机械臂21沿修正后的切割轨迹运动，以使得机械臂21带动牙套毛坯件运动配合切割设备50进行切割，不需要进行对刀的操作，提高了切割的效率。

在一些实施例中，为了将机器人20、第一识别装置30、第二识别装置40、切割设备50、控制器60整体固定好位置关系，牙套切割系统还包括工作台10，用于固定机器人20、第一识别装置30、第二识别装置40、切割设备50、控制器60；还用于承托可盛放牙套毛坯件的托板。托板上可以同时盛放多个牙套毛坯件，一次提供多个牙套毛坯件，供机器人20吸取，从而可以提高效率。

在一些实施例中，如图2所示，所述吸盘22采用真空吸盘，真空吸盘包括固定板21、真空吸板22，所述固定板和真空吸板之间形成一个真空腔23，所述固定板与所述机械臂21连接。首先将真空吸盘通过接管与外部真空设备接通，然后与牙套毛坯件接触，起动真空设备抽吸,使真空腔内产生负气压，从而将牙套毛坯件吸牢，即可开始转移牙套毛坯件；当牙套毛坯件需要放置到指定位置时，平稳地充气进真空腔内，使真空腔内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离牙套毛坯件。真空吸盘通过真空负压吸住牙套毛坯件，由于真空吸盘只需要吸取牙套毛坯件的中间部分，不需要因为牙套毛坯件的规格不一致而进行更换，提高了切割的效率。

在另一些实施例中，所述吸盘22采用电磁吸盘，所述电磁吸盘包括电磁铁、电磁吸板，所述电磁吸板用于吸住所述牙套毛坯件，所述电磁铁与机械臂21连接。电磁吸盘的工作原理是，通过使内部线圈通电产生磁力，经过电磁吸板，将接触在电磁吸板表面的牙套毛坯件紧紧吸住，通过线圈断电，磁力消失实现退磁，电磁吸盘就脱离牙套毛坯件。电磁吸盘通过电磁原理吸住牙套毛坯件，由于电磁吸盘只需要吸取牙套毛坯件的中间部分，不需要因为牙套毛坯件的规格不一致而进行更换，提高了切割的效率。

在一些实施例中，如图1所示，所述牙套切割控制系统还包括于所述托板连接的推进机构70，结合图3所示，所述推进机构70包括平行设置的两条滑轨71、分别与所述两条滑轨71嵌套连接的两个第一滑块72、气缸导轨73、与所述气缸导轨73嵌套连接的气缸74，所述第一滑块72与所述托板连接，所述气缸导轨73平行设置于两条滑轨71之间，所述气缸74与所述托板连接。气缸74沿气缸导轨73运动，带动托板沿两条滑轨71运动，使托板上的牙套毛坯件实现自动进料，提高了自动化程度，同时也提高了安全性，防止手动移动托板可能对工人造成的伤害。

在另一些实施例中，所述牙套切割控制系统还包括于所述托板连接的推进机构70，所述推进机构包括平行设置的两条滑轨71、分别与所述两条滑轨71嵌套连接的两个第一滑块72、用于带动托板沿滑轨71方向直线往复运动的运动机构73、用于驱动运动机构73的驱动装置74，所述第一滑块72与所述托板连接，所述运动机构73与所述托板连接。运动机构73沿滑轨71方向直线往复运动，带动托板沿两条滑轨71运动，使托板上的牙套毛坯件实现自动进料，提高了自动化程度，同时也提高了安全性，防止手动移动托板可能对工人造成的伤害。

在一些实施例中，结合图4所示，所述运动机构73可以采用凸轮机构，包括凸轮731、从动杆732、连接块733，凸轮731上设置有凹槽7311，连接块733嵌入所述凹槽7311中，所述凸轮731与所述驱动装置74同轴，所述从动杆732一端与连接块733连接，另一端与托板连接。驱动装置74带动凸轮731转动，连接块733沿凹槽7311滑动，带动从动杆732运动，从动杆732与托板连接，托板被两条滑轨71限制只能沿滑轨71方向做直线运动，因此，随着凸轮731的转动，托板沿滑轨71方向做直线往复运动。本实施例中，驱动装置74采用电机。

在另一些实施例中，结合图5所示，所述运动机构73可以采用曲柄滑块机构，包括曲柄731、连杆732、第二滑块733，所述曲柄731与所述驱动装置74同轴，所述连杆732两端分别与所述曲柄731和第二滑块733连接，所述第二滑块733与所述托板连接。连杆732两端分别与所述曲柄731和第二滑块733铰接，驱动装置74带动曲柄731转动，曲柄731带动连杆732转动，第二滑块733与托板连接，托板在两条滑轨71的限制下只能沿滑轨71方向直线运动，第二滑块733也只能沿滑轨71方向直线运动，随着曲柄731的转动，第二滑块733带动托板沿滑轨71做直线往复运动。本实施例中，驱动装置74采用电机。

在一些实施例中，如图1所示，所述切割设备50包括电机51和铣刀52，所述铣刀51与所述电机52连接，电机51带动铣刀52转动，从而实现对牙套毛坯件的切割。当然，所述切割设备50还可以采用激光切割机等其他可以实现牙套毛坯件切割的设备。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式级似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。