一种齿科牙模自动化生产系统及方法
阅读说明：本技术 一种齿科牙模自动化生产系统及方法 (Automatic production system and method for dental model ) 是由 刘大鹏 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种齿科牙模自动化生产系统及方法,包括成型模块、转运模块、分拣模块、后处理模块；成型模块用于在打印面板上快速成型牙模,转运模块用于实现打印面板的抓取转运,分拣模块包括分拣台及分拣机构,通过分拣机构实现分拣台上牙模的逐一分拣,后处理模块用于对牙模进行后处理。本发明能够实现牙模的全自动化生产链,整个生产过程无需人工参与,节约人力及时间成本,极大地提高生产效率,大大提高隐形矫正器的生产产能,有效保证产品质量的稳定性,降低生产成本。(The invention discloses an automatic production system and method of a dental model, which comprises a forming module, a transferring module, a sorting module and a post-processing module; the shaping module is used for quick shaping tooth mould on printing the panel, transports the module and is used for realizing snatching of printing the panel and transports, and the letter sorting module includes letter sorting platform and letter sorting mechanism, through letter sorting mechanism realize letter sorting one by one of the epaxial tooth mould of letter sorting, and the aftertreatment module is used for carrying out the aftertreatment to the tooth mould. The automatic production chain of the dental cast can be realized, the whole production process does not need manual participation, the labor and time cost is saved, the production efficiency is greatly improved, the production capacity of the invisible appliance is greatly improved, the stability of the product quality is effectively ensured, and the production cost is reduced.)
技术领域
本发明涉及一种齿科牙模自动化生产系统及方法，属于齿科矫正技术领域。
背景技术
在隐形矫正器制备的现有技术中，目前较常见的制作方式为人工或半自动化。整个制作过程包括获取患者口内数字模型、3D打印牙齿模型、牙模清洗、固化、压膜、切割、脱膜、抛光、清洗、检验、包装等工序。而半自动化制作只是其中的一些工序实现了机械化生产，所述两种制作方式均需要人工参与完成。
在上述制备过程中，齿科牙模的生产过程往往需要大量的人工参与才能完成，自动化程度较低，人力及时间成本较高，对操作人员的依赖性较大，大大限制了隐形矫正器的生产产能，不仅降低了隐形矫正器的生产效率，也使得产品质量的稳定性得不到保证。因此，针对现有技术的不足，有必要提供一种齿科牙模自动化生产系统及方法。
发明内容
发明目的：为克服现有技术的不足，本发明提出一种齿科牙模自动化生产系统及方法，能够实现牙模的全自动化生产链，整个生产过程无需人工参与，节约人力及时间成本，有效保证产品质量的稳定性，极大地提高生产效率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种齿科牙模自动化生产系统，包括成型模块、转运模块、分拣模块、后处理模块；
其中成型模块包括3D打印机及布置于3D打印机内的打印面板，通过3D打印机在打印面板上成型牙模，所述转运模块用于实现打印面板的抓取转运，所述分拣模块包括分拣台及分拣机构，通过分拣机构实现分拣台上牙模的逐一分拣，所述后处理模块用于对牙模进行后处理，其包括清洗模块、风干模块、固化模块的一种或多种。
进一步地，所述分拣台上设有限位机构，用于实现打印面板的限位固定。
进一步地，所述限位机构包括可容纳打印面板的限位框，所述限位框的侧边上设有转角气缸，所述转角气缸上连接有压块，通过转角气缸驱动压块的旋转实现打印面板的压紧限位。
进一步地，所述分拣机构可采用分拣机器人或滑台组件，其自由端设置真空吸盘和图像识别装置，以进行牙模的识别抓取。
进一步地，所述转运模块包括地轨及布置于地轨上的转运机器人，所述转运机器人的自由端设有前端夹具，用于实现打印面板的自动抓取。
进一步地，所述前端夹具包括一字板，所述一字板的中心处设有与机器人自由端相连的拉杆，所述一字板的两端设有伸缩气缸，所述伸缩气缸活塞杆连接有卡爪，通过伸缩气缸驱动卡爪实现打印面板侧边的抓取。
进一步地，所述固化模块包括柔性输送链和固化机，通过柔性输送链将牙模输送至固化机内，以实现光固化处理。
进一步地，所述柔性输送链上设置阻挡传感器、挡停机构，通过阻挡传感器与挡停机构的配合实现牙模的挡停控制，以避免柔性输送链上的过度堆料。
此外，还有一种齿科牙模自动化生产方法，包括：通过3D打印机在打印面板上成型牙模，通过转运模块将打印完成的打印面板转运至分拣台上，通过分拣机构实现分拣台上牙模的逐一分拣，并通过后处理模块对牙模进行后处理，所述后处理包括清洗、风干、固化的一种或多种。
进一步地，该方法还包括：通过分拣机构逐一分拣打印面板上的牙模并将其放置于缓存台上，以提供牙模堆积排布的空间。
有益效果：本发明提出的一种齿科牙模自动化生产系统及方法，相对于现有技术，具有以下优点：
1、本发明能够实现牙模的全自动化生产链，整个生产过程无需人工参与，节约人力及时间成本，大大提高隐形矫正器的生产产能，有效保证产品质量的稳定性，降低生产成本。
2、通过转运机器人配合前端夹具实现打印面板在多个加工模块之间的自动转运，继而实现以打印面板为单位的批量牙模加工成型，极大地提高生产效率，实现自动化控制。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1是本发明优选实施方式的整体结构示意图；
图2是本发明优选实施方式中打印面板的结构示意图；
图3是本发明优选实施方式中前端夹具的结构示意图；
图4是本发明优选实施方式中限位机构的结构示意图；
图中包括：1、3D打印机，2、打印面板，3、地轨，4、转运机器人，5、清洗池，6、分拣台，7、缓存台，8、三轴滑台，9、柔性输送链，10、阻挡传感器，11、满料传感器，12、挡停机构，13、固化机，14、传送辊，15、柱形孔，16、拉杆，17、一字板，18、伸缩气缸，19、卡爪，20、限位框，21、转角气缸，22、压块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
如图1所示为一种齿科牙模自动化生产系统的优选实施方式，包括成型模块、转运模块、分拣模块、后处理模块；
其中成型模块包括多个3D打印机1及布置于3D打印机内的打印面板2，3D打印机根据任务需求在打印面板上快速成型牙模；转运模块包括地轨3及布置于地轨3上的转运机器人4，用于实现打印面板2的抓取转运；分拣模块包括分拣台6及分拣机构，通过分拣机构实现分拣台6上牙模的逐一分拣；后处理模块用于对牙模进行后处理，后处理包括清洗、风干、固化的一种或多种。
本实施例中，后处理模块包括清洗模块、固化模块，清洗模块包括多个清洗池5，用于实现打印面板2上牙模的多次清洗；固化模块包括柔性输送链和固化机13，通过柔性输送链将分拣后的牙模输送至固化机13内，进而通过固化机13实现牙模的光固化。
进一步地，成型模块、分拣模块、清洗模块沿地轨3进行布置，通过转运机器人4沿地轨3的滑动实现打印面板2在成型模块、清洗模块和分拣模块之间的转运。
进一步地，固化机13的入料端和出料端布置传送辊14，用于实现牙模入料和出料传送。
如图2所示，打印面板2优选为矩形面板，且打印面板2上设有密布的柱形孔15，以减少重量和接触面积。
由于3D打印牙模的周期较长，为有效提高成型效率，可采用分区交替打印和上下料，实现各工序之间的高效衔接。每个打印区域对应一块打印面板，围绕每个打印区域的边缘布置限位块，从而实现3D打印机内打印区域的分割以及打印面板2的限位放置。
进一步地，转运机器人的自由端连接有用于抓取打印面板的前端夹具，除此以外还可以采用底托、吸盘等取料方式。
如图3所示，前端夹具包括一字板17，一字板17的中心处设有与机器人自由端连接的拉杆16，一字板17的两端设有伸缩气缸18，伸缩气缸18的活塞杆连接有卡爪19，通过伸缩气缸18驱动卡爪19实现打印面板2侧边的抓取。
进一步地，卡爪19上设有与打印面板2相适配的卡槽，以实现卡爪与打印面板侧边的卡合，保证打印面板转运的稳定性。卡槽内可设置缓冲层，例如橡胶层，橡胶层上可以设置齿纹结构，以增大摩擦力。
进一步地，伸缩气缸18与卡爪19之间设置直线滑轨，伸缩气缸18的活塞杆通过滑块和卡爪19相连，通过滑块和滑轨的配合提高夹具抓取的稳定性。
进一步地，分拣台6上设有限位机构，用于实现分拣台6上打印面板的限位固定。
如图4所示，限位机构包括用于容纳打印面板2的限位框20，限位框20的侧边上设有转角气缸21，转角气缸21上连接有压块22，通过转角气缸21驱动压块22的旋转实现打印面板2的压紧限位。
进一步地，限位框20侧边还开设有与前端夹具相适配的凹槽，以便前端夹具伸入限位框20内进行上下料。
进一步地，分拣模块还包括紧靠分拣台6布置的缓存台7，用于实现分拣后牙模的缓存放置，以提供牙模堆积排布的空间。
进一步地，分拣机构包括布置于分拣台6与缓存台7之间的三轴滑台8，三轴滑台8的输出端设有真空吸盘和图像识别装置(图中未作示意)。通过图像识别装置实现视觉定位和牙模识别，进而通过真空吸盘实现牙模的吸取转运。
本实施例中，柔性输送链9从分拣模块出料端延伸至固化机13入料端，柔性输送链9上设置两个缓存区，沿输送方向设为缓存区一、缓存区二，每个缓存区设置一组缓存传感器和挡停机构12。
进一步地，挡停机构12包括挡停支架、挡停气缸，挡停气缸通过挡停支架实现安装，挡停气缸活塞杆上连接有挡板，通过挡停气缸驱动挡板实现牙模的挡停控制。
进一步地，缓存传感器包括阻挡传感器10和满料传感器11，通过阻挡传感器10与挡停机构12的配合实现牙模的挡停控制，满料传感器11和阻挡传感器10之间形成缓存区。
那么当某一缓存区的满料传感器11和阻挡传感器10均感应到牙模(即持续感应时间达到设定时间)时，则表示该缓存区已满料。
由此，柔性输送链的控制方法为：当固化机13已进料后，缓存区二的挡停机构12开始挡料，直至固化机13下料后继续送料；当缓存区二已满料时，缓存区一的挡停机构12开始挡料，直至缓存区二不满料时继续送料；当缓存区一已满料时，分拣机构停止向柔性输送链9送料，直至缓存区一不满料时继续送料。
此外，还有一种齿科牙模自动化生产方法，包括以下步骤：
S1通过3D打印机1在打印面板2上快速成型牙模，而后通过转运机器人4将完成打印的打印面板2依次转运至清洗池5内进行清洗；
S2通过转运机器人4将清洗后的打印面板2转运至分拣台6上，而后通过分拣机构逐一分拣打印面板2上的牙模并将其送入柔性输送链9；
S3通过柔性输送链9将牙模输送至固化机13内，实现牙模的光固化处理。
进一步地，所述步骤S2还包括：通过分拣机构逐一分拣打印面板2上的牙模并将其放置于缓存台7上，而后再通过分拣机构将缓存台7上的牙模送入柔性输送链。
具体地，当缓存区一已满料时，通过分拣机构将打印面板2上的牙模暂存至缓存台7上，待缓存区一不满料时再通过分拣机构将缓存台7上的牙模送入柔性输送链9。
由于牙模成型是以批量进行的，使得牙模堆积在分拣和固化阶段，所以本发明通过缓存台7提供牙模堆积排布的空间，同时通过柔性输送链实现牙模传送的柔性控制，避免了由于缺乏反馈机制将多个加工单元之间割裂开来，出现固化单元已经满载工作，其上游工序却还在不停上料的问题，以实现自动化联动控制。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。
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