随着国民生活水平的不断提高,口腔修复作为提高生活质量的重要方式,越来越被人们所重视。虽然目前的口腔修复技术不断更新,但依然无法满足人们日益增长的口腔修复需求。近十余年时间里,数字化口腔修复技术渐渐成为现代口腔修复技术的主流。尽管海外许多公司已有成熟的数字化口腔修复系统,但其核心算法部分作为商业机密不对外公开,这导致我们无法在此基础上进行算法优化,同时也致使了国内高端口腔修复市场被海外垄断。本课题以开发独立的口腔修复CAD/CAM软件、提高轨迹规划算法的精度和效率为出发点,对数字化口腔修复中的磨削轨迹生成与磨削轨迹优化关键算法进行研究,并在Qt开发环境下,以C++语言完成了口腔修复CAD/CAM软件主要功能模块的开发,最后通过数控磨削加工实验证明了算法与软件的正确性和可行性,具体研究内容如下:提出了一种改进的半边拓扑数据结构,并以此对三角网格进行拓扑重建,相较于传统算法,可以极大提高拓扑效率;采用基于形状修正的顶点法矢估算方法为三角网格顶点补充法矢信息;根据最小二乘原理,以局部抛物面拟合网格曲面,为顶点补充曲率信息;对传统的截平面法和等参数线法进行改进,使其可以更高效地应用于口腔修复体复杂结构的轨迹生成中,采用改进的截面法对磨牙冠生成了粗加工刀具轨迹,采用改进的等参数线法对磨牙冠生成了精加工刀具轨迹。对初始轨迹中存在的轨迹冗余、轨迹自交、轨迹Z形折叠、轨迹干涉四种缺陷类型进行了分析与总结,阐释了每种缺陷类型产生的原因以及该缺陷对数控加工的影响,给出了能够去除缺陷的轨迹优化算法,得到了连续平滑的粗、精加工轨迹,有效减少了数控加工过程中出现进给波动、加工过切、加工欠切等问题。通过后置处理,将轨迹规划算法得到的刀位点转化为机床能够识别的NC代码,并在Qt开发环境下,利用C++语言完成了口腔修复CAM软件主要功能模块的开发,将轨迹规划中的核心数学算法在计算机中实现,且可以通过模型显示模块初步验证加工轨迹的合理性。最后进行义齿磨削加工实验,证明了轨迹规划算法的正确性与可行性。