本发明专利技术公开了一种控制牙模3D打印托盘放置的系统及方法，属于牙科器械制造技术领域。所述系统包括偏差检测装置、施力装置和控制装置，所述偏差检测装置用于检测打印平台上第一位置处的偏差；所述施力装置用于向托盘上与第一位置相对应的第二位置处施加控制力；所述控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置施加的控制力的顺序和大小。所述方法基于系统相应实现。本发明专利技术控制装置根据偏差检测装置检测的打印平台的偏差值，控制施力装置如何对托盘施加控制力，从而减少托盘对打印平台的瞬间撞击，使得托盘安装到打印平台上后，打印平台的偏差处于要求的范围之内，保证牙模打印的质量。保证牙模打印的质量。保证牙模打印的质量。
【技术实现步骤摘要】
一种控制牙模3D打印托盘放置的系统及方法
[0001]本专利技术属于牙科器械制造
，具体涉及一种控制牙模3D打印托盘放置的系统及方法。
技术介绍
[0002]隐形牙齿矫治器由于其便于拆戴、舒适美观等特点，逐渐被患者所接受。在隐形矫治器制造过程中，首先根据牙颌的数字模型，通过3D打印技术，制备出实体牙模(牙颌模型、牙齿模型)，然后将高分子材料膜片采用热压成型的工艺在实体的牙模上形成包含牙齿形状的壳状隐形矫治器，最后再通过切割、抛光、清洗、消毒、包装等工艺流程，形成最终的可用于患者佩戴的隐形矫治器。由于隐形矫治器对制造精度要求较高，其精度的高低直接决定患者牙齿的矫正效果，严重的甚至会引发医疗事故。其中，牙模的质量直接决定了矫治器质量是否合格。如果牙颌模型质量不合格，也就不能用于后续工序。而牙模的质量，主要受到3D打印工艺的影响。目前牙模主要是采用树脂材料，然后逐层的进行打印。
[0003]目前，用于打印牙模的3D打印机，通常是直接将牙模打印在打印机的打印平台上，打印完成后，利用工具将打印完成的牙模铲下来，然后再打印下一个。但由于打印机的操作空间很小，使得操作人员动作受限；其次，采用人工铲的方式，容易造成产品损坏，并且效率非常低，尤其是针对牙模这种对精度要求较高，且生产批量大的产品。
[0004]针对上述问题，现有3D打印技术中提出，在打印平台上设置一个托盘(或底板、载板等)，然后将产品打印在托盘上。在打印开始前，将托盘放置在打印平台上，然后在打印平台上将产品打印成型；打印完成后，产品是粘在托盘上的，此时将托盘从打印平台上取下，将整个托盘连同产品一同拿到打印机外部，在打印机外部将产品取下。当粘有产品的拖盘取出时，可以换上新的托盘进行打印。
[0005]例如在进行牙模打印时，由于牙模尺寸较小，可以在一个托盘上打印多个牙模，打印完成后，将托盘取出，在打印机外部将牙模取下，同时换上新托盘继续进行打印。
[0006]在托盘放置在打印平台上时，需要将托盘锁定在打印平台上，现有技术中，为了便于快速固定和拆卸，多采用磁吸的方式，通过设置磁铁，将托盘吸附在打印平台上。然而对于现有的打印牙模的3D打印机，在利用树脂材料进行打印时，每打印一层，都需要用刮板刮平，然后再打印下一层，在进行刮平操作时，由于切向力很大，这就需要托盘能承受较大的切向力，而仅用磁吸的话，可能难以提供足够的切向力，导致在进行刮平操作时，托盘发生位移，因此本领域技术人员利用配合点位销对托盘进行固定，同时定位销还具有定位作用，在安装托盘时，利用销进行定位，然后在利用磁吸吸住。
[0007]对于打印牙模的打印机或者很多3D打印机而言，打印平台是可以升降的，其结构原理类似图1示意，升降机构2都是位于打印平台1的一侧，另一侧是悬空的，类似一悬臂结构。
[0008]由于牙模每批次都需要大量制备，单纯依靠人工操作，效率比较低，因此本领域的技术人员设计了自动化的生产线，利用机械手进行托盘的上料和下料。在利用机械手进行
托盘上料时，机械手抓取托盘达到打印平台上方，然后对准定位销，将托盘放下。然而定位销与托盘通常采用的是过渡配合，当托盘放置后，托盘与打印平台存在一定的间隙，为了消除这个间隙，通常会用机械手给托盘一个下压力，将托盘直接下压到位；或者，对于利用磁吸的情况，可以较大的磁吸力，将托盘瞬间吸附到打印平台上。然而，针对前文所述的3D打印机的结构，当进行上述操作时，托盘会对打印平台造成一个瞬间的冲击，使得打印平台产生一个向下偏差，为了保证打印精度，该偏差必须控制在合理范围内，例如打印牙模时，要求控制在30丝(0.3mm)以内。
[0009]此外，虽然打印机在进行打印前需要进行调平，但调平操作通常也是放置托盘前，并且即使经过调平，也难以做到绝对水平，也只是将偏差控制在一个合理范围内。而托盘放置的动作，非常容易使得偏差超过合理范围，从而导致最终打印出的牙模不合格。
技术实现思路
[0010]为了在利用机械手向打印机的打印平台上放置打印托盘时，避免由于机械手的动作或者锁紧力的作用造成打印平台的偏差超过合理范围，本专利技术提供一种控制牙模3D打印托盘放置的系统及方法，从而控制托盘的放置过程，以尽可能避免偏差超过范围，导致打印的牙模不合格。
[0011]第一方面，本专利技术提供一种控制牙模3D打印托盘放置的系统，包括：
[0012]偏差检测装置，所述偏差检测装置用于检测打印平台上第一位置处的偏差，所述第一位置为设置有定位销的位置；
[0013]施力装置，所述施力装置用于向托盘上与第一位置相对应的第二位置处施加控制力；
[0014]控制装置，所述控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置处施加的控制力的顺序和大小。
[0015]进一步地，所述打印平台上设置4个定位销，定位托盘的4个角或4个边，第一位置形成于定位销处或定位销附近，偏差检测装置同时检测4个位置处的偏差。
[0016]进一步地，控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置施加控制力的顺序包括：
[0017]获取四个第一位置处的偏差值Δx1，Δx2，Δx3，Δx4；
[0018]选择最小的偏差值所对应的第一位置，并以该位置对应的第二位置作为基准；
[0019]根据基准，施力装置首先对与基准对角的第二位置施加控制力，然后同时对两个非对角的第二位置施加控制力，最后同时对4个第二位置进行施加控制力。
[0020]进一步地，所述控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置处施加控制力的大小包括：
[0021]偏差值越小，施加的控制力越大，施加的控制力满足：施加控制力时，相应位置处的偏差变化在要求范围内。
[0022]进一步地，所述施力装置包括设置在打印平台上的电磁铁和对应设置在托盘上的磁性部件，所述控制器根据第一位置处的偏差值控制通入电磁铁的电流，控制施加给托盘的控制力的大小。
[0023]进一步地，所述偏差检测装置为激光测距或视觉测距。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种控制牙模3D打印托盘放置的方法，包括：
[0025]偏差检测装置检测打印平台第一位置处的偏差，所述第一位置为设置有定位销的位置；
[0026]控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘上与第一位置对应的第二位置处施加的控制力的顺序和大小。
[0027]进一步地，所述打印平台上设置4个定位销，形成4个第一位置，对应的托盘上具备4个第二位置，控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置施加控制力的顺序包括：
[0028]获取四个第一位置处的偏差值Δx1，Δx2，Δx3，Δx4；
[0029]选择最小的偏差值所对应的第一位置，并以该位置对应的第二位置作为基准；
[0030]根据基准，施力装置首先对与基准对角的第二位置施加控制力，然后同时对两个非对角的第二位置施加控制力，最后同时对4个第二位置进行施加控制力。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制牙模3D打印托盘放置的系统，其特征在于，包括：偏差检测装置，所述偏差检测装置用于检测打印平台上第一位置处的偏差，所述第一位置为设置有定位销的位置；施力装置，所述施力装置用于向托盘上与第一位置相对应的第二位置处施加控制力；控制装置，所述控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置处施加的控制力的顺序和大小。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打印平台上设置4个定位销，定位托盘的4个角或4个边，第一位置形成于定位销处或定位销附近，偏差检测装置同时检测4个位置处的偏差。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置处施加的控制力的顺序包括：获取四个第一位置处的偏差值Δx1，Δx2，Δx3，Δx4；选择最小的偏差值所对应的第一位置，并以该位置对应的第二位置作为基准；根据基准，施力装置首先对与基准对角的第二位置施加控制力，然后同时对两个非对角的第二位置施加控制力，最后同时对4个第二位置进行施加控制力。4.根据权利要求1
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3任一项所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据第一位置处的偏差值，控制施力装置对托盘的第二位置处施加的控制力的大小包括：偏差值越小，施加的控制力越大，施加的控制力满足：施加控制力时，相应位置处的偏差变化在要求范围内。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述施力装置包括设置在打...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘大鹏，郑燕芳，徐岩，汤源，唐笑寒，
申请(专利权)人：上海麦牙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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