[00316849]五轴义齿加工系统

五轴义齿加工系统是先进制造技术与口腔医学交叉结合。包括口腔牙齿原始信息采集、数据库建立和数据处理、模型建立和重构、数控加工技术及设备等。五轴义齿加工系统属于口腔医学领域专用型数控加工设备，具有加工效率高、精度高、体积小、操作便捷、绿色环保等特点。合理的结构设计是保证义齿加工质量的基础。

义齿加工系统

该系统集成了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM），计算机数字控制（CNC），精密伺服驱动，高速研磨和材料科学等先进科学于一体。同时采用了双重解决方案来实现义齿的加工，方案一由数字化口腔三维CBCT获得牙齿三维面片模型（STL格式），经过义齿专用五轴CAD/CAM软件处理后生成氧化锆板材的加工G代码，将G代码通过CNC输出到自主研发的义齿五轴研磨机中对毛坯进行高速研磨加工；方案二是将得到的牙齿STL模型直接通过自主开发的切片软件生成适合3D打印的G代码文件，即可在3D打印机中完成牙齿实体的成型加工。

五轴义齿加工机床

五轴义齿加工机床（立式、卧式）。针对义齿表面形貌复杂的特点，开发了五轴加工轨迹光顺插补模块，实现连续小线段曲线拟合和速度规划，提高加工效率和表面光洁度。对于义齿这类微小、薄壁类零件的加工，加工时工件极易损坏，现有的通用软件难以满足要求。研发了牙冠高速加工的专用软件，需要完成STL模型的拓扑关系重构、合理的规划走刀路径、避免导轨干涉等工作。针对牙齿修复体三角化模型，进行STL模型的拓扑关系重构；根据所采用毛坯材料和刀具，进行刀具路径规划，确定刀位文件的格式规范，并生成五轴加工的刀位文件。根据牙冠套的结构特点，采用双面加工方案。其关键在于围绕STL模型进行刀具路径规划，直到轨迹遍布整个零件内外表面。同时考虑刀轴与零件表面可能的干涉，并通过调整刀轴矢量避免干涉。根据生成的五轴加工刀位文件，结合机床的坐标轴机构（移动轴和转动轴），进行坐标转换，得到使用与机械结构的数控加工代码。尽量减少后置处理的代码量，同时考虑将旋转轴所致的非线性误差控制到最小，实现高精度加工。五轴加工必然引起非线性误差，需对非线性误差进行建模预测，在后置处理过程中采取转动量最小原则，提高实际走刀轨迹与理论路径之间的一致性，有效降低非线性误差，确保加工精度。