CN105436252A - 一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及</b><b>一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，</b><b>包括视觉测量系统、控制执行系统。后挡料机构位于装置左侧，对折弯工件限制折弯边长；摄像头位于装置上方，与图像采集卡连接并将信息传输到计算机，采集到合适的折弯工件图像。本设计利用相关的图像处理算法对所得的工件图像进行处理，提取出工件的边缘线，依据摄像机模型等求出折弯角度，最后用得到的结果作为控制系统反馈来调整直流伺服电机的运行状态，从而完成折弯角度的控制。</b><b />
Description
技术领域
本发明涉及一种折弯机加工控制方法及装置，尤其是一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置。
背景技术
折弯机是汽车、造船等行业高强度板材实现高精度折弯的关键设备。为了使折弯板材很好地满足成形角度要求，需要在复杂的背景环境下迅速精确地得到板材的折弯角度。金属板材的折弯是钣金加工业的重要加工方式，折弯机作为板材成形的重要载体在钣金加工中得到了广泛的应用。随着工业生产技术和加工工艺水平的不断提高，人们对板材成形角度的精度提出了越来越高的要求。因此，精确地检测和控制工件折弯角度，对于提高工件折弯成形质量和生产效率有重大意义。
传统的测量角度的方法有：机械测量方法、电磁测量方法、光学测量方法以及光电测量方法，这些方法存在测量精度低、实时性不够、不能实施非接触测量的局限性。机械式测量方法原理简单易懂，但是这种方法有着不可忽视的缺点，即测量误差比较大，实时性较差，而且不能实施非接触式测量；电磁式测量法虽然在测量精度与速度上都有了很大的改进，但它仍然是一种非接触式的测量。光学测量方法由于需要设计精密的光路使它的广泛应用受到限制。光电测量方法利用的原理是迈克尔干涉，用光程差的变化进行角度的测量，但是这种方法对于大角度的检测无能为力。在高度复杂的环境背景下检测折弯机的折弯角度，接触式测量往往不能实现，因此有必要找到一种非接触测量方法。近年来,由于计算机和CCD相机性能的提高,计算机视觉开始成为一种重要的测量方法,在距离测量、空间运动分析等领域广泛应用。计算机视觉测量技术利用图像传感器从获得的二维图像中还原三维场景，得到三维物体的尺寸、运动状态等参数信息。它具有速度快、高精度、非接触测量等优点，将视觉测量技术应用于角度测量具有广阔的发展前景。本文所设计的基于视觉测量的折弯机加工控制系统，角度检测更加简单，具有较高的控制精度，实用性好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，通过机器视觉实时测量折弯加工过程中工件的折弯角度，并实现折弯过程的控制，使折弯角度达到要求。
本发明的目的是这样实现的：后挡料机构对折弯工件限制折弯边长，摄像头采集到合适的折弯工件图像，由图像采集卡传输到计算机，再利用相关的图像处理算法对所得的工件图像进行处理，提取出工件的边缘线，依据摄像机模型等求出折弯角度，最后用得到的结果作为控制系统反馈来调整直流伺服电机的运行状态，从而完成折弯角度的控制。
本发明的有益效果：该发明针对传统折弯机加工的机械式测量法和电磁式测量法测量精度低、实时性不够、不能实施非接触测量缺点，设计了基于视觉测量的折弯机加工控制装置，简化了工件角度检测，提高了控制精度，有较高的实用性。
附图说明
图1为本发明的系统原理结构图；
图2为本发明的视觉测量系统结构图；
图3为本发明控制执行系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理和具体连接关系做更详细地描述：
实施例1
结合图1，图1是本发明的系统原理结构图；本发明包括视觉测量系统（摄像机、光源、图像采集卡、计算机）、控制执行系统（X轴的定位系统和Y轴滑块的控制系统）两大部分；后挡料机构位于装置左侧，对折弯工件限制折弯边长；摄像头位于装置上方，与图像采集卡连接并将信息传输到计算机，采集到合适的折弯工件图像。本设计利用相关的图像处理算法对所得的工件图像进行处理，提取出工件的边缘线，依据摄像机模型等求出折弯角度，最后用得到的结果作为控制系统反馈来调整直流伺服电机的运行状态，从而完成折弯角度的控制。
实施例2
图2为本发明的视觉测量系统结构图。该系统由光源、被测加工件、摄像机、图像采集卡、计算机组成，其基本工作流程可以描述为：光学系统将被测加工件成像在摄像机的光敏面上；摄像机通过光敏单元将图像信号转换为模拟电信号，再经由AD转换器和图像采集卡将模拟信号变为计算机可以识别的数字电信号送入计算机；计算机利用图像处理技术对数字图像进行一系列的操作与处理之后，得到工件边缘（共有4条边缘线）；而后由这四条边缘线和摄像机内参数矩阵，基于图像灭点求取实际工件折弯角度，作为控制执行系统的反馈量。
实施例3
图3为本发明控制执行系统结构图；系统包括X轴后挡料板定位系统和Y轴滑块运动控制系统；X轴后挡料板定位系统；步进电机是将输入的脉冲信号转换为相应的角位移或者是线位移的执行元件；Y轴滑块运动控制系统，驱动方式为电机驱动。
Claims (4)
1.一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，其特征在于：该装置由视觉测量系统、控制执行系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，其特征在于：所述的视觉测量系统包括摄像机、光源、图像采集卡、计算机。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，其特征在于：所述的控制执行系统包括X轴的定位系统和Y轴滑块的控制系统两大部分。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量的折弯机加工控制方法及装置，其特征在于：摄像机位于工件上方，滑块控制机构位于下方，后挡料机构位于左侧；摄像机与图像采集卡连接，将信息传送给计算机；后挡料机构对折弯工件限制折弯边长，摄像头采集到合适的折弯工件图像，由图像采集卡传输到计算机，再利用相关的图像处理算法对所得的工件图像进行处理，提取出工件的边缘线，依据摄像机模型等求出折弯角度，最后用得到的结果作为控制系统反馈来调整直流伺服电机的运行状态，从而完成折弯角度的控制。
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