[0001] 本发明涉及一种用于生产牙科物体的牙科铣床和一种用于生产牙科物体的牙科铣床方法。 [0002] 在牙科铣床中,目前无法自动测量制造指示的准确性或支架和毛坯的位置。 为此,铣削了一个参考体,然后由客户使用外径千分尺进行测量。 这个结果是在机器控制中手动计算的,机器的零点被修正。 因此,用户可以简单地通过铣削和测量测试体来校准或检查牙科铣床。 使用这种方法,记录所有误差的总和和测量工具(测量)的误差。 此外,各种测量设备(3D 探头、激光、IBS、测量头)用于测量和校正机械对准。 [0003] 这导致额外的成本和空间需求。 位置确定对外部影响敏感,例如冷却水的存在,并且外部测试设备的检查和准确性存在工作量。 此外,如果测量没有牢固地集成到牙科铣床中,则会出现测量误差。 这些问题的出现是因为夹紧了额外的工具,例如探针。 由于工件的制造公差,针对每个新的铣削工具与工件的组合再次执行铣削工具与工件的校准。 [0004] 本发明的技术目的是在牙科铣床内实现铣刀相对于待铣削夹持工件的精确位置检测。 [0005] 该技术问题由根据独立权利要求的主题解决。 技术上有利的实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。 [0006] 根据第一方面,该技术问题通过一种用于生产牙科对象的牙科铣床解决,该牙科铣床具有用于在铣削过程中检测声音信号的麦克风; 以及用于基于声音信号确定铣刀和/或工件的位置的电子位置确定装置。 如果已知铣刀的位置、长度和/或尺寸,则可以根据声音信号确定工件的位置。 工件的位置可以在铣刀的坐标系中确定。 [0007] 如果已知工件的位置和/或尺寸,则可以基于声音信号确定铣刀的位置。 铣刀的位置可以在工件的坐标系中确定。 [0008] 这实现了技术优势,例如可以不费力地确定铣刀的位置。 声音信号也可用于铣削过程中的自适应控制、过程监测或过程控制。 麦克风用作确定铣刀位置的测量装置。 [0009] 在牙科铣床的技术上有利的实施例中,麦克风布置在牙科铣床的铣头中。 这实现了技术优势,例如,在加工工件时可以轻松检测到声音信号。 [0010] 在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,位置确定装置被设计成将声音信号转换到频域中。 首先,声音信号在时域由麦克风记录,然后使用傅里叶变换转换到频域。 这实现了技术优势,例如,在处理过程中生成的声音信号可以很容易地与其他声音信号分离。 [0011]在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,牙科铣床包括多个麦克风,用于在铣削过程中检测声音信号。 这实现了技术优势,例如,可以更精确地确定铣刀的位置。 [0012] 在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,麦克风被设计为记录频率在5kHz和20kHz之间的声音信号。 这实现了技术优势,例如,特别合适的频率范围被用于检测声音信号并且减少了干扰。 [0013] 在牙科铣床的另一技术上有利的实施例中,位置确定装置被设计用于确定第一和第二声音信号之间的相移。 这实现了技术优势,例如,可以精确确定铣刀的位置。 [0014] 在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,位置确定装置被设计成检测铣刀和工件之间的物理接触。 这实现了技术优势,例如,可以建立铣刀和工件之间的相对关系。 [0015] 在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,位置确定装置被设计用于检测工件的三维形状。 这实现了技术优势,例如,可以以简单的方式确定工件的尺寸和几何形状。 [0016] 在牙科铣床的另一个技术上有利的实施例中,基于声音信号控制铣削过程。 这实现了技术优势,例如,可以防止铣刀过热或卡住。 [0017] 根据第二方面,该技术问题通过一种用于生产牙科对象的牙科铣削方法来解决,包括使用麦克风检测铣削过程中的声音信号的步骤; 根据声音信号确定铣刀和/或工件的位置。 这实现了与根据第一方面的牙科铣床相同的技术优势。 [0018] 在牙科铣削方法的技术上有利的实施例中,声音信号被变换到频域。 这也实现了技术优势,例如,在处理过程中产生的声音信号可以很容易地与其他声音信号分离。 [0019] 在牙科铣削方法的另一个技术上有利的实施例中,声音信号以5kHz和20kHz之间的频率被记录。 这也实现了技术优势,例如,特别合适的频率范围被用于检测声音信号。 [0020] 在牙科铣削方法的另一个技术上有利的实施例中,确定第一和第二声音信号之间的相移。 第一声​​音信号可以由第一麦克风捕获并且第二声音信号可以由第二麦克风捕获。 这也实现了技术优势,例如,可以更精确地检测铣刀的位置。 [0021] 在牙科铣削方法的另一个技术上有利的实施例中,检测铣削工具和工件之间的物理接触。 在这种情况下,铣刀处于机加工操作中。 这也实现了技术优势,例如,可以更精确地加工工件。 [0022]在牙科铣削方法的另一个技术上有利的实施例中,工件的三维形状被记录。 这也实现了技术优势,例如,可以以简单的方式确定工件的尺寸和几何形状。 [0023] 本发明的示例性实施例在附图中示出并且在下面更详细地描述。 [0024] 展示下: 附图说明图1显示了铣头的透视图; 图2显示具有位置确定装置的牙科铣床的示意图; 3种牙科铣床不同状态的声音信号; 图4显示具有记录的声音信号的麦克风; 图5显示了用于生产牙科对象的牙科铣削方法的框图。 [0025] 1个 图1显示了牙科铣床100的铣头109的透视图。牙科机器100用于通过铣削工艺生产牙科对象101。 [0026] 牙科对象101例如是牙冠、基台、牙桥、贴面、嵌体、高嵌体或顶饰。 牙科铣床100使用可移动的铣削工具107从工件上铣削牙体101。 铣削工具107切割或研磨工件111直到达到牙科对象101的期望形状。 工件111例如由陶瓷、玻璃陶瓷、复合材料或坯料形式的金属形成。 毛坯可以是块状、长方体或圆盘状。 [0027] 为了相对于工件111定位铣削工具107,使用麦克风103作为牙科铣削机100中的传感器以检测工件111和铣削工具107之间的接触。 麦克风103拾取的声音信号可用于确定旋转铣刀107或旋转毛坯是否与工件接触。 这能够以节省空间和低技术投入实现精确定位。 因此,牙科铣床可以将机器精度与牙科对象101的测量相关联,而无需人工干预。 [0028] 麦克风103例如是常规的声音麦克风​​并且被设计为捕获具有在5kHz和20kHz之间的频率的声音。 [0029] 2个 图1显示了具有位置确定装置105的牙科铣床100的示意图。在牙科铣床100中,工件111被夹持有孔119。 从工件111中铣出牙科物体101。 [0030] 位置确定装置105包括例如处理器和其中可以存储程序和数据的数字存储器,例如RAM存储器。 检测到的声音信号可以作为数据存储在数字存储器中并由处理器处理。 [0031] 电子定位装置105将麦克风103所记录的声音信号记录为数字值。 位置确定装置105还访问机器控制并且可以将XYZ数据与声音信号进行比较。 因此,以第二种方式,获得工件111相对于铣削刀具107的相对准确位置,反之亦然。 [0032] 这允许随着时间的推移记录声音。 数字值可以存储在位置确定装置105的电子存储器(RAM存储器)中。 位置确定装置105能够评估检测到的声音信号并且从中计算出铣刀位置的确定。 如果测量点的距离不超过平均刀具长度,那将是有利的。 [0033] 3个图10显示了牙科铣床100在不同状态下的声音信号。例如,可以通过铣刀107接触工件107时的声音信号来检测铣刀107的位置。 旋转的铣削工具107在与工件111接触时产生特征噪声。 铣刀107与工件的接触可以从该特征噪声中识别出来。 为此,对声音信号113进行数据分析。 此外,可以根据声音信号控制铣削过程。 [0034] 首先,当铣削工具107在操作但未与工件111机械接触时,位置确定装置105检测到声音信号113。 这些声音信号113通过诸如FFT算法(FFT-Fast Fourier Transformation)的傅里叶变换被变换到频域。 这导致旋转铣削工具107不与工件111接触的状态的频谱115。 不断重复该方法,从而连续获得频谱115。 [0035] 如果牙科铣床 100 的驱动器或进给被激活,则铣刀 107 沿工件 111 的方向移动。一旦铣刀 107 接触到工件 111,声音信号 113 就会改变,因为钻孔噪音是接触工件时产生。 [0036] 在这种情况下,峰值117出现在频谱115中,这是由钻孔噪声引起的。 如果将在时间上连续获取的频谱115彼此相减,则可以容易地检测到峰值117。 如果已知铣刀107的长度和工件111的尺寸,则可以确定铣刀107在工件夹持的参考坐标系中的位置。 一旦在频谱115中检测到峰值117,位置确定装置105就将坐标存储为接触点。 这可以是铣刀107坐标系中的坐标或工件111坐标系中的坐标。 这样,铣刀107和工件111的相对位置可以由接触点确定。 被夹紧的工件111和/或铣削工具107的位置和定位可以通过用声音探测来确定。 [0037] 频谱115中峰值117的位置尤其取决于铣削工具的速度。 在更高的速度下,峰值117移动到更高的频率。 在较低速度下,峰值117移动到较低频率。 [0038] 然而,铣刀107的位置也可以以其他方式确定。 在铣削工具107的操作期间产生操作噪音。 操作噪音由牙科铣床100的多个麦克风103连续记录,每个麦克风103布置在不同位置。 为此可以使用三个或四个麦克风103。 位置确定装置105可以根据操作噪声到各个麦克风103的不同传播时间和相移来计算铣削工具107在空间中的位置,例如使用声学三角测量方法。 麦克风103中的一个可靠近声源布置,而其余麦克风103布置在牙科铣床100内的不同位置。 [0039] 在所有方法中,声音信号113中的背景噪声可以通过合适的数字或电子滤波器从声音信号中去除,例如在从2.5kHz到17kHz的范围内。 例如,可以使用频率滤波器来消除来自邻近设备的背景噪声中的某些频率。 [0040] 这两种方法也可以同时结合使用。 该方法导致声音信号的永久信号监测,例如实时监测。 结果,可以在几毫秒内记录位置 [0041]例如,如果在位置检测期间铣削工具107以5mm/min的进给速率移动,则10ms的响应时间导致0.8μm的位置检测精度。 响应时间为 70 ms,位置检测精度为 6 µm。 [0042] 4个 图1显示了带有记录的声音信号的麦克风103。 用于检测在100Hz和20KHz之间的范围内的声音信号的常规麦克风可以用作麦克风103。 麦克风103可以布置在牙科铣床100的旋转轴或块架上,以便检测铣削工具107的触觉接触。 [0043] 图 5 图101示出了用于生产牙科对象101的牙科铣削方法的框图。牙科铣削方法包括在铣削过程中用麦克风103检测声音信号的步骤S101和确定S102铣削工具107的位置的步骤S102在声音信号的基础上。 [0044] 该方法可用于在铣削过程期间以及紧接在机加工之前或之后测量工件111的任何铣削形状,只要铣削的工件111仍然被夹持在牙科铣床100中。 [0045] 该测量例如可以用于对准在预定位置处具有孔119的工件111。 当铣削具有孔119的工件111时,孔119相对于铣刀107的位置可以以微米的精度确定。 首先,将具有已知尺寸的工件111夹持到牙科铣床100中。 [0046] 然后将铣刀107从不同的侧面移动到工件111,并且确定铣刀107和工件111之间的接触位置。 例如,以长方体块作为工件111,铣刀107的接触位置确定在四个不同的侧面,例如顶部、底部、右侧和左侧。 [0047] 从这些位置,可以确定接触点的坐标,例如X、Y和Z坐标。 工件111的尺寸和轴系相对于工件111的位置可以通过求差由这些坐标确定。 工件111的材料在侧面位置检测期间基本上保持完好无损。 如果孔119在工件中的位置是已知的,则该位置也可以根据接触点的确定坐标来计算。 [0048] 如果已知铣刀107的位置,则可以基于声音信号确定工件111的位置和/或尺寸。 相反,如果已知工件111的位置和/或尺寸,则可以基于声音信号确定铣削刀具107的位置。 [0049] 如果孔119或凹槽相对于侧面的位置是已知的,则这可以根据侧面的先前确定的位置来计算。 在这种情况下,实现了技术优势,即可以补偿夹紧系统和工件的公差,并且铣刀107可以以这样的方式加工工件,使得孔119准确地围绕其铣削。 [0050] 牙科铣床100中的一个或多个麦克风103也可用于检测块何时与铣削工具107接触。 在这种情况下,可以用麦克风103测量的特征噪声响起。 可以从多个侧面拾取该噪声,从而可以测量从块到工件111的位置。 [0051] 牙科铣削过程只需很少的技术努力即可实施,并且可以通过随后安装麦克风进行改造。 这也可用于自适应控制、过程监控或铣削过程中的过程控制。 [0052]结合本发明的各个实施例解释和示出的所有特征可以以不同的组合提供在根据本发明的对象中,以便同时实现它们的有益效果。 [0053] 所有方法步骤都可以通过适合于执行相应方法步骤的装置来实施。 物理特征执行的所有功能都可以是方法的方法步骤。 [0054] 本发明的保护范围由权利要求书给出,而不受说明书中解释的或附图中所示的特征的限制。 参考文献列表 [0055] 100牙科铣床 101牙科物体 103麦克风 105定位装置 107铣刀 109铣头 111工件 113声音信号 115频谱 117峰/峰 119孔