壳状牙科器械的激光打标系统及激光打标方法与流程

本申请总体上涉及壳状牙科器械的自动打标装置及自动打标方法。

背景技术：

由于美观、便捷以及利于清洁等优点，基于高分子材料的壳状牙科器械(如隐形矫治器和保持器等)越来越受欢迎。

在很多情况下，利用壳状矫治器将患者牙齿从原始布局重新定位到期望的布局，需要多个逐次的壳状矫治器，其包括第一壳状矫治器用于将牙齿从原始布局重新定位到第一中间布局，第二壳状矫治器用于将牙齿从第一中间布局重新定位到第二中间布局，以此类推，以及最后壳状矫治器用于将牙齿从最后中间布局重新定位到期望的布局。壳状矫治器常为一体的壳状，其形成容纳多颗牙齿的空腔，且该空腔具有将牙齿从当前布局重新定位到下一布局的几何形态。

在正畸治疗之前，牙科专业人员通常会一次性向患者交付多个逐次的壳状矫治器，这就要求在壳状矫治器上设置标识，以便于患者按正确顺序使用。另外，为了便于壳状牙科器械的分配(不同类型的壳状牙科器械和不同患者的壳状牙科器械可以在同一条生产线上制造)，也要求在壳状矫治器上设置标识。

目前，采用较多的打标方式是手动控制激光打标装置对壳状牙科器械上进行打标。然而，手动控制的激光打标方式存在以下不足：(1)不同的患者牙齿的高度不同，为获得最好的打标效果，要求激光源镜头与打标点的距离保持不变，然而手动控制激光打标装置很难达到这个要求；(2)壳状牙科器械是高度定制化产品，对于每个壳状牙科器械，需要在其上打印的标识可能不同，手动打标要求手动输入标识的内容，这极大地限制了生产效率，同时手动输入容易出错。

鉴于以上，有必要提供一种新的壳状牙科器械激光打标系统。

技术实现要素：

本申请的一方面提供了一种壳状牙科器械的激光打标方法，包括：控制装置控制图像采集装置拍摄待打标壳状牙科器械的照片；所述控制装置基于所述照片获取所述待打标壳状牙科器械的身份信息；所述控制装置基于所述身份信息从数据库获取对应的打标指令；以及所述控制装置利用所述打标指令控制激光打标装置在所述待打标壳状牙科器械上打标。

在一些实施方式中，所述的壳状牙科器械的激光打标方法还可以包括：所述控制装置对所述照片进行处理，提取所述身份信息。

在一些实施方式中，所述的壳状牙科器械的激光打标方法还可以包括：所述控制装置通过网络将所述身份信息发送给服务器；以及所述控制装置通过所述网络从所述服务器接收所述打标指令，其中，所述数据库是存储在所述服务器上。

在一些实施方式中，所述打标指令包括打标坐标和打标内容。

在一些实施方式中，所述控制装置利用所述打标坐标控制所述激光打标装置和所述待打标壳状牙科器械的相对位置。

在一些实施方式中，所述打标坐标包括三维坐标和打标角度。

在一些实施方式中，所述打标内容包括品牌标识和壳状牙科器械编码。

在一些实施方式中，所述的壳状牙科器械的激光打标方法还可以包括：所述控制装置控制位于待打标壳状牙科器械的载具的下方的光源发光，以使得能够更加准确地从所述照片提取所述身份信息，其中，所述光源发出的光是所述图像采集装置能够感应的。

一种壳状牙科器械的激光打标系统，包括：图像采集装置，用于拍摄待打标壳状牙科器械的照片；激光打标装置，用于在待打标壳状牙科器械上打标；以及控制装置，分别与所述图像采集装置和所述激光打标装置连接以控制该两者，所述控制装置被设置成：基于所述照片获取所述待打标壳状牙科器械的身份信息；基于所述身份信息，从数据库获取对应的打标指令；以及利用所述打标指令控制所述激光打标装置在所述待打标壳状牙科器械上打标。

在一些实施方式中，所述控制装置还可以被设置成：对所述照片进行图像处理以提取所述身份信息。

在一些实施方式中，所述控制装置还可以被设置成：通过网络将所述身份信息发送给服务器；以及通过所述网络从所述服务器接收所述打标指令，其中，所述数据库是存储在所述服务器上。

在一些实施方式中，所述的激光打标系统还可以包括辅助光源和载具，其中，所述载具用于承载和定位待打标壳状牙科器械，其在与待打标壳状牙科器械身份信息对应之处设有透光窗口，所述辅助光源与所述图像采集装置相对而设，在所述图像采集装置拍照时，所述辅助光源发出所述图像采集装置可感应的光，通过所述透光窗口投射在所述待打标壳状牙科器械的身份信息处，使得更容易从所述照片获取所述身份信息。

附图说明

以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。

图1示意性地展示了本申请一个实施例中的激光打标系统；

图2示意性地展示了本申请一个实施例中的待打标壳状牙科器械；

图3示意性地展示了本申请一个实施例中的载具；

图4为本申请一个实施例中壳状牙科器械激光打标方法的示意性流程图；

图5示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械。

具体实施方式

以下的详细描述引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅是出于说明性之目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。

经过大量的研发工作，本申请的发明人开发出了一种新的壳状牙科器械激光打标系统以及激光打标方法。

请参图1，示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械激光打标系统100。

壳状牙科器械激光打标系统100包括工作台101、控制装置103、图像采集装置105以及激光打标装置107。

在一个实施例中，控制装置103、图像采集装置105以及激光打标装置107均是固定安装于工作台101。

控制装置103分别与图像采集装置105以及激光打标装置107连接，以与该两者进行通信并对其进行控制。控制装置103可以是任何适用的计算装置，例如，个人计算机(personalcomputer)、服务器(server)、以微处理器(mcu)为核心的计算装置、以可编程逻辑电路(plc)为核心的计算装置以及可编程逻辑门阵列(fpga)为核心的计算装置等。

在一个实施例中，图像采集装置105可以是数字相机。当待打标壳状牙科器械放置在其下方时，图像采集装置105可以对其进行拍照，并将照片发送给控制装置103。在一个实施例中，控制装置103可以对照片进行处理，以提取待打标壳状牙科器械的身份信息。在又一实施例中，控制装置103可以把照片通过网络发送给其他计算机，例如，服务器，利用其他计算机对照片进行处理，以提取待打标壳状牙科器械的身份信息。

请参图2，示意性地展示了本申请一个实施例中的待打标壳状牙科器械200。在一个实施例中，待打标壳状牙科器械200可以是基于热压膜成型工艺获得，其大致为一体的壳状，包括牙套部分201以及裙边部分203。牙套部分201的几何形态与热压膜成型中所采用的牙模基本吻合。裙边部分203上形成有待打标壳状牙科器械200的身份信息205以及定位结构207。在一个实施例中，身份信息205可以是文字信息。在一个实施例中，定位结构207可以是压膜形成的向下延伸的定位柱。

请参图3，示意性地展示了本申请一个实施例中的载具300，用于在打标过程中承载和定位待打标壳状牙科器械。载具300大致呈平板状，其上形成与待打标壳状牙科器械200上的定位结构207相匹配的定位结构301，以及透光窗口303。

在打标之前，待打标壳状牙科器械200被放置于载具300之上，定位结构207和定位结构301相配合，以确定两者的相对位置关系。然后，承载有待打标壳状牙科器械200的载具300被放置于图像采集装置105下方，以提取待打标壳状牙科器械200的身份信息。激光打标系统100在与图像采集装置105相对的下方设置有光源(图中未示)，该光源发出的光可透过载具300的透光窗口303照射在待打标壳状牙科器械200的身份信息205处，使得图像采集装置105能够更清晰地拍摄到身份信息，或者说能够使得身份信息在照片中更加凸显从而易于提取。

请再参图1，激光打标装置107包括激光发生器1071、导轨1073、导轨1075以及电机1077。在电机1077的驱动下，激光发生器1071可沿导轨1073在水平方向上移动，沿导轨1075在竖直方向上移动，以及可围绕至少一根轴旋转。激光发生器1071以及电机1077均可由控制装置103控制。

请参图4，为本申请一个实施例中壳状牙科器械激光打标方法400的示意性流程图。

在401中，控制装置103控制图像采集装置105拍摄待打标壳状牙科器械的照片。

在403中，控制装置103基于照片获取打标指令。

在一个实施例中，控制装置103可以对照片进行图像处理，提取待打标壳状牙科器械的身份信息。接着，控制装置103可以基于该身份信息从数据库获取对应的打标指令。

在一个实施例中，数据库可以存储在控制装置103的存储器(图中未示)内。

在又一实施例中，数据库可以存储在其他计算机内，例如，服务器。控制装置103可以通过网络把身份信息发送至该服务器，在接收到身份信息后，该服务器从数据库中选择对应的打标指令并将其发送给控制装置103。

在又一实施例中，控制装置103不对照片进行图像处理，而是将其发送给服务器，由服务器对照片进行处理提取出待打标壳状牙科器械的身份信息，然后从数据库获取对应的打标指令并将其发送给控制装置103。

在一个实施例中，打标指令可以包括打标坐标和打标内容。

在一个实施例中，打标坐标可以包括三维坐标(x，y，z)和打标角度α。

不同的患者，牙齿的形态、尺寸、布局都可能不同；即使同一患者，在正畸治疗的不同阶段，其牙齿的布局也在变化。以激光对壳状牙科器械进行打标时，为保证打标质量，要求激光源与壳状牙科器械上打标点的距离变化保持在一个较小的范围内。

一方面，为保证激光源与打标点的距离不超出预定的范围，需要选择待打标壳状牙科器械上较为平坦的区域作为打标区域。另一方面，在确定了打标区域后，可以根据打标区域的几何形态，计算出激光发生器1071与待打标壳状牙科器械之间的距离以及最佳的打标角度α。基于这些能够确定打标坐标。

在一个实施例中，打标内容可以包括壳状牙科器械的编码和品牌标识等。在一个实施例中，壳状牙科器械的编码可以是二维码，也可以是文字/数字编码，还可以同时包括两者。在一个实施例中，壳状牙科器械的编码可以帮助制造商和用户识别壳状牙科器械的身份。在一个实施例中，用户可以根据壳状牙科器械的编码来确定壳状牙科器械的使用顺序。

在405中，控制装置103利用打标指令控制激光打标装置107在待打标壳状牙科器械上打标。

在一个实施例中，打标时，待打标壳状牙科器械的载具300可以保持静止不动，控制装置103控制电机1077驱动激光发生器1071沿水平方向导轨1073和竖直方向导轨1075运动，并控制激光发生器1071在相应位置发射激光进行打标。

在本申请的启示下，可以理解，在又一实施例中，打标时，激光发生器可以保持静止不动，控制装置可以控制电机驱动待打标壳状牙科器械的载具运动，当载具运动到相应位置时，控制装置控制激光发生器发射激光进行打标。

在本申请的启示下，可以理解，在又一实施例中，打标时，控制装置可以控制电机同时驱动激光发生器和载具运动，当载具和激光发生器处于相应的相对位置时，控制装置控制激光发生器发射激光进行打标。

请参图5，示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械500。

在一个实施例中，壳状牙科器械500在两侧后牙区域分别标刻有品牌标识501和壳状牙科器械的编号503(同时包括二维码和文字/数字编号)。在一个实施例中，壳状牙科器械成品是对打标完成后的半成品进行裁剪，去除多余部分而获得。

在一个实施例中，本申请的激光打标系统100也可实现手动控制打标。例如，当待打标壳状牙科器械的身份信息无法从其照片中被提取时，工作人员可以手动输入待打标壳状牙科器械的身份信息，控制装置103可基于该身份信息从数据库获取打标指令。

在又一实施例中，若待打标壳状牙科器械的打标指令中缺少打标坐标，工作人员可以基于待打标壳状牙科器械200的几何形态人为选择合适的打标区域(通常位于后牙区)；然后，调整载具300的位置，使得其上的待打标壳状牙科器械200的打标区域紧贴玻璃挡板(图中未示)，由于玻璃挡板的位置是固定的，只要调整激光发生器1071的位置即可获得固定的打标距离；接着，以激光发生器1071上发出的定位红框对准打标区域，再通过控制装置103控制激光发生器1071发射激光进行打标。

尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。

除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。