CN106216503B - 一种冲床上刀模的角度识别方法和装置 - Google Patents

一种冲床上刀模的角度识别方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种冲床上刀模的角度识别方法和装置。所述角度识别方法包括：获取标准刀模图和需要识别角度的目标图；将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。本发明将需要识别角度的目标图目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；通过旋转角度的方式计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。本发明以此识别出安装在冲床上的刀模的角度偏差，不会受到其他加装装置的干扰。

Description

一种冲床上刀模的角度识别方法和装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种冲床上刀模的角度识别方法和装置。
背景技术
冲床就是一台冲压式压力机。在国民生产中，冲压工艺由于比传统机械加工来说有节约材料和能源、效率高，对操作者技术要求不高等优点，因而它的用途越来越广泛。冲压生产主要针对板材，通过模具，能做出落料，冲孔，成型，拉深，修整，精冲，整形，铆接及挤压件等等，广泛应用于各个领域。
冲床所使用的刀模是根据精准的图纸制作的，刀模安装到冲床上的时候会加装一些辅助装置，如泡棉；为了确定刀模安装的角度是否与排刀图一致，会给上机的刀模拍照后与标准的刀模图进行比对，若有偏差则需要调整，目的是使得冲料的效果与排刀图的预计效果最接近，减少原料的浪费。但是加装的装置会对图像比对造成干扰，传统的图像识别手段无法准确判断出刀模的偏差角度，通过人眼判断显然是不够精确的。
发明内容
本发明的目的在于提出一种冲床上刀模的角度识别方法和装置，能够识别出安装在冲床上的刀模的偏差角度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种冲床上刀模的角度识别方法，包括：
获取标准刀模图和需要识别角度的目标图；
将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；
将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；
吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。
其中，获取标准刀模图和需要识别角度的目标图，包括：
获取冲床上刀模的图像作为需要识别角度的目标图；
获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图；或者，将排刀图上的刀模图作为标准刀模图。
进一步的，获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图，包括：
获取未加装任何装置的原始刀模的图像，通过图像识别判断出所述原始刀模的图像在排刀图中的位置和角度，得到标准刀模图。
进一步的，获取标准刀模图和需要识别角度的目标图之后，将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合之前，还包括：
根据标准刀模图的外接矩形的一个直角建立直角坐标系；
所述标准刀模图的外接矩形为最小外接矩形。
其中，所述直角坐标系包括至少两条横向或纵向的分割线；
所述分割线之间的距离相等。
其中，将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度，包括：
所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：
取分割线与标准刀模图的外接矩形的第一边的第一交点；
计算同一条所述分割线与目标图的外接矩形的交点到所述第一交点的第一最小距离；
以所述标准刀模图的外接矩形中，与所述第一边相对的边为第二边；
取同一条所述分割线与所述第二边的第二交点；
计算同一条所述分割线与所述目标图的外接矩形的交点到所述第二交点的第二最小距离；
计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值；
取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度。
进一步的，吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度之后，还包括：
根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
另一方面，本发明提供一种冲床上刀模的角度识别装置，包括：
图像获取模块，用于获取标准刀模图和需要识别角度的目标图；
重心确定模块，用于将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；
吻合度计算模块，用于将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；
角度确定模块，用于吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度则为刀模的角度。
其中，图像获取模块具体用于：
获取冲床上刀模的图像作为需要识别角度的目标图；
获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图；或者，将排刀图上的刀模图作为标准刀模图。
其中，获取未加装任何装置的原始刀模的图像，通过图像识别判断出所述原始刀模的图像在排刀图中的位置和角度，得到标准刀模图。
进一步的，所述角度识别装置还包括：坐标系模块，用于在获取标准刀模图和需要识别角度的目标图之后，将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合之前，根据标准刀模图的外接矩形的一个直角建立直角坐标系；所述标准刀模图的外接矩形为最小外接矩形。
其中，所述直角坐标系包括至少两条横向或纵向的分割线；
所述分割线之间的距离相等。
其中，所述吻合度计算模块具体用于：
所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：
取分割线与标准刀模图的外接矩形的第一边的第一交点；
计算同一条所述分割线与目标图的外接矩形的交点到所述第一交点的第一最小距离；
以所述标准刀模图的外接矩形中，与所述第一边相对的边为第二边；
取同一条所述分割线与所述第二边的第二交点；
计算同一条所述分割线与所述目标图的外接矩形的交点到所述第二交点的第二最小距离；
计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值；
取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度。
进一步的，所述角度识别装置还包括：角度调整模块，用于在吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度之后，根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
本发明的有益效果为：
将需要识别角度的目标图目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；通过旋转角度的方式计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。本发明以此识别出安装在冲床上的刀模的角度偏差，不会受到其他加装装置的干扰。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的冲床上刀模的角度识别方法的流程图。
图2是本发明实施例一提供的冲床上刀模的角度识别方法的示意图。
图3是本发明实施例一提供的吻合度计算方法的示意图。
图4是本发明实施例二提供的冲床上刀模的角度识别装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的冲床上刀模的角度识别方法的流程图。如图1所示，本实施例提供一种冲床上刀模的角度识别方法，用于识别安装在冲床上的刀模是否有角度的偏差，及偏差的角度度数；所述角度识别方法由一种冲床上刀模的角度识别装置来执行，所述角度识别装置由软件和/或硬件实现。
所述角度识别方法包括如下步骤：
S11，获取标准刀模图和需要识别角度的目标图。
采用CCD成像技术，于冲床上刀模的正下方获取其图像，将获取到的冲床上刀模的图像作为需要识别角度的目标图。
原始刀模是根据精确的图纸制作的，未加装任何装置。获取标准刀模图有两种方式：一是，获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图，即采用CCD成像技术或其他的拍照方式获取未加装任何装置的原始刀模的图像，通过图像识别判断出该原始刀模的图像在排刀图中的位置和角度，得到标准刀模图。二是，将排刀图上的刀模图作为标准刀模图。
相比之下，排刀图上的刀模图是平面的，原始刀模是立体的，有一定的厚度，原始刀模的图像与冲床上刀模的图像更接近，本实施例中优选采用第一种方式。
S12，将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合。
图2是本发明实施例一提供的冲床上刀模的角度识别方法的示意图。如图2所示，利用现有技术提供的算法，计算出标准刀模图101的外接矩形，标准刀模图的外接矩形102为最小外接矩形。目标图201的外接矩形也采用同样的方法计算，得到目标图外接矩形202。
根据现有技术中图形的重心计算方法，分别计算出标准刀模图101和目标图201的重心，将重心重合，如图2中C点所示。
根据标准刀模图的外接矩形102的一个直角建立平面直角坐标系xOy；将标准刀模图101置于直角坐标系xOy的第一象限。
其中，所述直角坐标系xOy包括至少两条横向或纵向的分割线；所述分割线之间的距离相等，如图2所示，A、B即为分割线，A到y轴的距离等于B到A的距离。分割线设置越多，后续计算的精度越高。
S13，将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度。
图3是本发明实施例一提供的吻合度计算方法的示意图。如图3所示，所述目标图绕重心C旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：
取分割线A与标准刀模图的外接矩形102的第一边的第一交点A1。
计算同一条所述分割线A与目标图的外接矩形202的交点A11和A22到所述第一交点A1的第一最小距离a1；图3中即A11到A1的距离。
以所述标准刀模图的外接矩形102中，与所述第一边相对的边为第二边；取同一条所述分割线A与所述第二边的第二交点A2。
计算同一条所述分割线A与所述目标图的外接矩形202的交点A11和A22到所述第二交点A2的第二最小距离a2；图3中即A22到A2的距离。
计算分割线A的所述第一最小距离a1和所述第二最小距离a2的最小距离平均值
同理，计算分割线B的所述第一最小距离b1和所述第二最小距离b2，及它们的最小距离平均值
所述分割线为至少两条，计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值。
取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度，本实施例中即
目标图每次旋转一个单位角度，单位角度越小，计算的结果精度越高，本实施例中，单位角度为1度。
S14，吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。
目标图旋转360度后计算结束，计算出的所有吻合度中，吻合度取值最小时，目标图与标准刀模图的吻合率最高，此时目标图旋转的角度为刀模偏差的角度。
获得刀模的角度后，若角度不为0度，则需要对冲床上的刀模进行角度的调整，即根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
本实施例将需要识别角度的目标图目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合，重心重合的方式容错度较高；通过旋转角度的方式计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度；吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度，得出安装在冲床上的刀模的角度偏差，可由此进行刀模角度的调整，识别角度时不会受到其他加装装置的干扰。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的冲床上刀模的角度识别装置的结构示意图。如图4所示，本发明提供一种冲床上刀模的角度识别装置，用于执行上述实施例所述的角度识别方法，解决同样的技术问题，达到相同的技术效果。
所述角度识别装置包括：
图像获取模块21，用于获取标准刀模图和需要识别角度的目标图。
其中，图像获取模块21具体用于：
获取冲床上刀模的图像作为需要识别角度的目标图；获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图，即，获取未加装任何装置的原始刀模的图像，通过图像识别判断出该原始刀模的图像在排刀图中的位置和角度，得到标准刀模图。或者，将排刀图上的刀模图作为标准刀模图。
重心确定模块22，用于将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合。
吻合度计算模块23，用于将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度。
其中，所述吻合度计算模块23具体用于：
所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：
取分割线与标准刀模图的外接矩形的第一边的第一交点；
计算同一条所述分割线与目标图的外接矩形的交点到所述第一交点的第一最小距离；
以所述标准刀模图的外接矩形中，与所述第一边相对的边为第二边；
取同一条所述分割线与所述第二边的第二交点；
计算同一条所述分割线与所述目标图的外接矩形的交点到所述第二交点的第二最小距离；
计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值；
取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度。
角度确定模块24，用于吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度则为刀模的角度。
进一步的，所述角度识别装置还包括：坐标系模块25，用于在获取标准刀模图和需要识别角度的目标图之后，将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合之前，根据标准刀模图的外接矩形的一个直角建立直角坐标系；所述标准刀模图的外接矩形为最小外接矩形。
其中，所述直角坐标系包括至少两条横向或纵向的分割线；所述分割线之间的距离相等。
进一步的，所述角度识别装置还包括：角度调整模块26，用于在吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度之后，根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
本实施例能够识别出安装在冲床上的刀模的偏差角度，方便工作人员进行调整，刀模角度调整后，冲压出的产品与排刀图更接近，基本达到排刀图预计的效果，可以有效避免原材料的浪费。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种冲床上刀模的角度识别方法，其特征在于，包括：
获取标准刀模图和需要识别角度的目标图；
根据标准刀模图的外接矩形的一个直角建立直角坐标系，其中，所述直角坐标系包括至少两条横向或纵向的分割线；所述分割线之间的距离相等，所述标准刀模图的外接矩形为最小外接矩形；
将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；
将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度，包括：
所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：取分割线与标准刀模图的外接矩形的第一边的第一交点；计算同一条所述分割线与目标图的外接矩形的交点到所述第一交点的第一最小距离；以所述标准刀模图的外接矩形中，与所述第一边相对的边为第二边；取同一条所述分割线与所述第二边的第二交点；计算同一条所述分割线与所述目标图的外接矩形的交点到所述第二交点的第二最小距离；计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值；取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度；
目标图旋转360度后计算结束，计算出的所有吻合度中，吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度。
2.根据权利要求1所述的角度识别方法，其特征在于，获取标准刀模图和需要识别角度的目标图，包括：
获取冲床上刀模的图像作为需要识别角度的目标图；
获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图；或者，将排刀图上的刀模图作为标准刀模图。
3.根据权利要求2所述的角度识别方法，其特征在于，获取原始刀模的图像并与排刀图上的刀模图相对应得到标准刀模图，包括：
获取未加装任何装置的原始刀模的图像，通过图像识别判断出所述原始刀模的图像在排刀图中的位置和角度，得到标准刀模图。
4.根据权利要求1所述的角度识别方法，其特征在于，吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度之后，还包括：
根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
5.一种冲床上刀模的角度识别装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取标准刀模图和需要识别角度的目标图；
坐标系模块，用于根据标准刀模图的外接矩形的一个直角建立直角坐标系，其中，所述直角坐标系包括至少两条横向或纵向的分割线，所述分割线之间的距离相等，所述标准刀模图的外接矩形为最小外接矩形；
重心确定模块，用于将所述目标图的重心与所述标准刀模图的重心重合；
吻合度计算模块，用于将所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度计算所述标准刀模图与所述目标图的吻合度，具体包括：
所述目标图绕重心旋转，每旋转一个单位角度进行一组计算，包括：取分割线与标准刀模图的外接矩形的第一边的第一交点；计算同一条所述分割线与目标图的外接矩形的交点到所述第一交点的第一最小距离；以所述标准刀模图的外接矩形中，与所述第一边相对的边为第二边；取同一条所述分割线与所述第二边的第二交点；计算同一条所述分割线与所述目标图的外接矩形的交点到所述第二交点的第二最小距离；计算每一条分割线的所述第一最小距离和所述第二最小距离的最小距离平均值；取所有分割线的所述最小距离平均值的平均值为吻合度；
角度确定模块，用于当目标图旋转360度后计算结束，计算出的所有吻合度中，吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度则为刀模的角度。
6.根据权利要求5所述的角度识别装置，其特征在于，所述角度识别装置还包括：角度调整模块，用于在吻合度取值最小时，取所述目标图旋转的角度为刀模的角度之后，根据所述刀模的角度对冲床上刀模的角度进行调整。
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