[發(fā)明專利]一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211275542.0
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115430933A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭文安
• 申請（專利權(quán)）人: 四川睿數(shù)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/08;B23K26/06;B23K26/70
• 代理公司: 北京精金石知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 王皓

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械的智能生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法，包括：將牙套殼體的切割路徑分割為n個(gè)點(diǎn)，定義n個(gè)切割點(diǎn)的三維坐標(biāo)點(diǎn)集合；得到轉(zhuǎn)換后的n個(gè)切割點(diǎn)的五軸坐標(biāo)點(diǎn)集合；計(jì)算連續(xù)兩點(diǎn)在三維坐標(biāo)中的距離長度集合和連續(xù)兩點(diǎn)在五軸坐標(biāo)中的距離長度集合；計(jì)算速率放大率；調(diào)整連續(xù)兩點(diǎn)的線段的切割速度以及激光切割功率，使得此線段的吸收功率等于單位體積材料所需的能量。本發(fā)明通過計(jì)算三軸坐標(biāo)與五軸坐標(biāo)之間的速率放大率，進(jìn)而利用速率放大率調(diào)整切割速度和切割功率，使得切割的吸收功率等于所需的能量，避免切割過程中出現(xiàn)能量過量導(dǎo)致過燒，使得每次的切割更加均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械的智能生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

牙套是用來矯正牙齒整齊度的工具，目前，牙套不僅考慮矯正功能，還兼具美觀的使用方便的特點(diǎn)，主要包括：普通鋼牙套、舌側(cè)牙套、陶瓷牙套、無托槽牙套、自鎖牙套以及隱形牙套。其中，無托槽隱形牙套，相對于傳統(tǒng)的托槽、鋼絲的矯治技術(shù)，由于摘戴容易、美觀、復(fù)診方便等因素，市場占有率逐年增長。無托槽隱形牙套分為若干個(gè)矯治周期，每個(gè)矯治周期對應(yīng)一副牙套，牙齒在牙套的預(yù)設(shè)形狀中逐漸移動，使得治療者在不知不覺中矯正牙齒。無托槽隱形牙套采用高分子透明材料制作，首先利用光固化成型技術(shù)制作牙頜模型，然后將牙膠片置于牙頜模型上，進(jìn)行熱塑成型，得到具有牙頜形狀的牙膠片殼體，最后將牙膠片殼體沿著牙齦線切割一周，除去多余的部分然后從三維打印母模上脫下，進(jìn)行修整拋光邊緣得到最終可使用的牙套。

在生產(chǎn)隱形牙套的過程中，耗時(shí)最長的為牙套殼體的切割和拋光過程，對牙套進(jìn)行切割需要使用切割機(jī)，傳統(tǒng)的切割方式借助于鎢鋼刀頭，按照切割路徑完成切割，但是鎢鋼刀頭極易磨損，導(dǎo)致切割邊緣產(chǎn)生毛刺或者不光滑，后續(xù)還需要人工修整拋光，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，加工效率低。

為了提高牙套的生產(chǎn)效率，人們開發(fā)出激光切割方法，將激光模塊與三軸或者四軸、五軸運(yùn)動裝置結(jié)合，激光聚焦于定點(diǎn)位置，運(yùn)動裝置驅(qū)動牙套移動或旋轉(zhuǎn)，完成激光對牙套殼體的切割。但是這種切割方式容易導(dǎo)致過燒問題，尤其在最內(nèi)側(cè)的臼齒處，由于激光刀具的擺動角度最大，在這一位置激光停留時(shí)間長導(dǎo)致牙套殼體邊緣過燒，進(jìn)而影響牙套表面質(zhì)量，或者切割不均勻。

綜上所述，基于現(xiàn)有技術(shù)中利用激光切割法切割隱形牙套導(dǎo)致的過燒以及切割不均勻的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法，依照切割路徑上的連續(xù)兩點(diǎn)在五軸空間上移動時(shí)所需的時(shí)間來調(diào)整切割速度和激光功率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種五軸激光切割牙套的功率與速率規(guī)劃方法，包括以下步驟：

S1、將牙套殼體的切割路徑分割為n個(gè)點(diǎn)，定義n個(gè)切割點(diǎn)的三維坐標(biāo)點(diǎn)集合為P_t，P_t＝{P_t(x_i,y_i,z_i),i∈N,0in}；

S2、利用切割點(diǎn)的三維坐標(biāo)點(diǎn)集合，得到轉(zhuǎn)換后的n個(gè)切割點(diǎn)的五軸坐標(biāo)點(diǎn)集合P_f，P_f＝{P_f(X_i,Y_i,Z_i,A_i,C_i),i∈N,0in}；

S3、利用三維坐標(biāo)點(diǎn)集合，計(jì)算連續(xù)兩點(diǎn)在三維坐標(biāo)中的距離長度集合L_t；

S4、利用五軸坐標(biāo)點(diǎn)集合，計(jì)算連續(xù)兩點(diǎn)在五軸坐標(biāo)中的距離長度集合L_f；