軟件實現(xiàn)本文在Windows2000操作系統(tǒng)中，利用VisualC++6.0集成開發(fā)環(huán)境，采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)開發(fā)了瓷嵌體加工數(shù)控系統(tǒng)和CAD/CAM軟件，完成了實時精密軌跡控制、像處理、加工工藝規(guī)劃等模塊；系統(tǒng)能自動進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償并自動生成刀具運動軌跡，還能進(jìn)行人機(jī)界面監(jiān)控及仿真加工過程。系統(tǒng)軟件組成如2所示，其中“輪廓轉(zhuǎn)化”指的是用直線段逼近像處理后的牙嵌體輪廓。以下內(nèi)容將重點介紹像處理和工藝規(guī)劃模塊。

　　像處理一般數(shù)控系統(tǒng)采用手工輸入或利用自動編程軟件、交互式CAD/CAM2NC編程集成系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)控編程。本文依據(jù)瓷嵌體加工的特點，利用像處理的方法進(jìn)行自動數(shù)控編程。首先將一種無毒材料塞入患者牙洞取得其模型，再將該模型切片、掃描，然后輸入計算機(jī)進(jìn)行像處理，獲得牙洞邊緣輪廓數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件對該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)給定的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，并自動生成加工軌跡文件。

　　像處理技術(shù)包括像掃描，輪廓跟蹤等。輪廓跟蹤的基本方法<3>是：先根據(jù)一定的“探測準(zhǔn)則”找出目標(biāo)物體輪廓上的像素，再根據(jù)這些像素的某些特征用一定的“跟蹤準(zhǔn)則”找出目標(biāo)物體上的其它像素。

　　判斷邊界點的“跟蹤準(zhǔn)則”：如果某點的上下左右四個鄰點都不是有效象素點則它就是邊界點。這種算法要對每個邊界像素的八個點進(jìn)行判斷，計算量大。

　　為提高搜索速度和精度，對上述算法進(jìn)行了改進(jìn)，先按上述準(zhǔn)則找到*左下方的邊界點，以此邊界點起始，定義初始搜索方向為左上方；若左上方的點為有效象素點，則為邊界點，否則搜索方向順時針旋轉(zhuǎn)45°。

　　這樣一直找到**個有效象素點為止。然后將此有效象素點作為新的邊界點，在當(dāng)前搜索方向的基礎(chǔ)上逆時針旋轉(zhuǎn)90°，繼續(xù)用同樣的方法搜索下一個有效象素點，直到返回*初的邊界點為止。

　　刀具軌跡的規(guī)劃根據(jù)陶瓷磨削工藝的特點，為了簡化操作過程，加工工藝采用一次裝夾，一次性磨削成型的工序進(jìn)行編排。如3所示，*里面的虛線輪廓為縮小后的輪廓，由于加工后的牙嵌體要用一種生物膠粘到牙洞中，所以牙嵌體與真牙孔壁間有30μm到100μm的縫隙，但是掃描后經(jīng)采樣誤差處理（采樣誤差處理指的是在可允許的誤差范圍內(nèi)用線段逼近牙洞輪廓）后的輪廓（為簡便起見，中用圓表示）為實際牙洞大小，這樣兩者之間有一個差值Δd。由于系統(tǒng)得到的初始數(shù)據(jù)是采樣誤差處理后的牙洞實際輪廓，所以設(shè)計軟件時我們只能以此數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行刀具軌跡的分層推導(dǎo)，一輪（層）一輪（層）向外擴(kuò)展。其中一輪指的是刀具沿毛坯加工一周。