CN110773656B - 用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法 - Google Patents

用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，包括多轴复合型送料装置、折弯机工作台以及数控系统，其工艺方法是：S1：在折弯机工作台的左右两端分别安装一台面阵相机；S2：由数控系统控制触发所述面阵相机拍照，实时采集被检测工件的图像，并将图像信息上传反馈到数控系统，经图像检测软件处理，将曲线拟合的结果在显示器上显示，替代人工样板测量；S3：在后半圆弧折弯时，将实时检测工件上的折弯线和机床线激光簇的误差，控制所述多轴复合型送料装置的运行，完成后半段圆弧折弯的自动定位。本发明省掉了人工样板检测的过程，实现了送料全过程的自动定位，完成了折弯成型形状的自动采集，工业自动化程度高。

Description

用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法
【技术领域】
本发明涉及数控折弯机的技术领域，尤其涉及一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法。
【背景技术】
数控折弯机是利用所配备的模具(通用或专用模具)将冷态下的金属板材折弯成各种几何截面形状的板材成型机械，其广泛应用于汽车、飞机制造、轻工、造船、集装箱、电梯、铁道车辆等行业的板材折弯加工。在工程起重机中，起重机臂架下翼板也需要采用数控折弯机进行折弯成型，其对折弯质量和折弯效率提出了更高的要求。然而，在实际运行过程中，数控折弯机一侧的X1定位送料机构和X2定位送料机构是以未折弯工件为基准面，其自动送料定位过程及控制方式相对较简单，折弯精度基本能达到使用要求。但是，数控折弯机另一侧的X3定位送料机构和X4定位送料机构是以折弯后呈半圆弧形的工件为基准面，其自动送料定位较为困难，因多刀折弯积累误差和成形后圆弧的弹性变形因素的存在，导致送料尺寸和折弯线存在偏差，无法实现精准对位与折弯。
针对上述情况，现有的解决方式是采用人工对线的工艺流程，也即由工人拿着图形样板来检测折弯后的成型形状，再根据检测结果来调控下一刀折弯的力度(行程)及送料折弯的位置。采用该方法能有效提高折弯的精度与成型质量，但是因为人工检测对线存在误差，其折弯精度与成型质量还有待进一步提高，且由于人员的参与，其存在较大的安全隐患，生产效率较低。
【发明内容】
有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，其结合多轴复合型送料装置，并通过图像算法及视觉定位，对多轴复合型送料装置的送料过程进行控制，实现送料全过程自动定位，完成折弯成型形状的自动采集，省掉人工样板检测过程，最终实现起重机臂架下翼板(工件)折弯成形自动化。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，包括多轴复合型送料装置、折弯机工作台以及数控系统，所述工艺方法是：
S1：在所述折弯机工作台的左右两端分别安装一台面阵相机，所述面阵相机上配备有电源以及LED球形积分光源；
S2：由所述数控系统控制触发所述面阵相机拍照，实时采集被检测工件的图像，并将图像信息上传反馈到所述数控系统，经图像检测软件处理，将曲线拟合的结果在显示器上显示，替代人工样板测量；
S3：在后半圆弧折弯时，将实时检测工件上的折弯线和机床线激光簇的误差，经过所述数控系统处理，控制所述多轴复合型送料装置中的X3、X4、FX3、FX4轴的运行，完成后半圆弧折弯的自动定位。
所述数控系统包括第一数控系统和第二数控系统，所述第一数控系统控制数控折弯机滑块的运动行程，所述第二数控系统控制所述多轴复合型送料装置中的X1定位送料机构、X2定位送料机构、X3定位送料机构、X4定位送料机构、FX3定位送料机构以及FX4定位送料机构的运动行程。
所述面阵相机的工作流程为：
S01：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构将工件推送到第一道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成第一刀折弯；
S02：数控折弯机的滑块返回上限位后给出触发信号到所述面阵相机，所述面阵相机拍照并将图像反馈到所述第二数控系统，所述第二数控系统将接收到的成像轮廓数据与数据库中相对应的轮廓数据进行比对，并将比对的结果以图形化的方式呈现给用户，为下一步数控折弯机滑块的运动行程的调整提供数字化的依据；
S03：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构继续推送工件至第二道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成第二刀折弯，所述面阵相机完成图像检测(是否每刀折弯后进行检测，还是第几刀折弯后进行检测，可以在程序中进行定义)，重复以上工作过程直至完成工件前半段圆弧的折弯；
S04：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构继续推送工件至后半段圆弧的第一道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成后半段圆弧第一刀折弯；同时，所述面阵相机完成图像检测；
S05：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构退回，所述X3定位送料机构和所述X4定位送料机构反向推送工件至后半段圆弧的第二道折弯线定位，到位信号发出触发信号到所述面阵相机，所述面阵相机的相机单元对线激光簇与工件折弯线的距离进行快速成像，并将运算结果实时反馈给所述第二数控系统，对当前步序送料进行二次插补，直到所述面阵相机检测到线激光簇与工件折弯线的距离达到预设误差范围内，该步送料过程结束，同时发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块运行，即完成工件后半段圆弧第二刀折弯，重复以上工作过程直到完成第n-2刀折弯；
S06：第n-1道折弯线定位时，所述第二数控系统先给一微量运动信号给所述FX3定位送料机构以及FX4定位送料机构，让工件做微量旋转，随后由所述面阵相机检测折弯线误差并对当前工序进行二次插补，完成定位后发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块运行，即完成工件后半段圆弧第n-1刀折弯，重复上道折弯过程，完成最后一刀折弯成形。
进一步，所述第二数控系统采用可视化图形显示，并配备有TCP/IP协议的数字通讯接口，其具体硬件配置和主要功能如下：
1、主板：Intel工业主板；
2、CPU：Intel I5(4代)四核；
3、内存：4G DDR3；
4、硬盘：64G SSD固态硬盘；
5、接口：电源接口×1、USB×4、网口×2、VGA×1、HDMI×1、WiFi×1、COM×2、音频输入输出*2；
6、网卡：内置10-100M网卡×2；
7、LED液晶屏：12寸和17寸可选，采用触摸屏编程方式，可视化图形显示，操作更方便；
8、可控制多个伺服轴(伺服轴数量可扩展)，多轴联动同步进给；
9、设置有自诊断程序；
10、设置有手动模式界面，方便机床手动调整；
11、基于TCP/IP协议的数字通讯接口，可满足与ERP/MES系统数据交互的需求。
进一步，所述面阵相机采用德国AVT(Allied Vision Technologies)厂家所生产的Guppy PRO系列相机。
较佳的，所述图像检测软件的名称为HKYD-vision，其版本为V1.0。
本发明的有益效果是：采用所述第一数控系统和所述第二数控系统分别控制数控折弯机的驱动机构，并配合所述面阵相机，采用图像算法及视觉定位，对多轴复合型送料装置的送料过程进行控制，实现送料全过程自动定位，完成折弯成型形状的自动采集，省掉人工样板检测过程，最终实现起重机臂架下翼板(工件)折弯成形自动化。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中多轴复合型送料装置的结构示意图；
图2为本发明中面阵相机的工艺流程示意图；
图3为本发明中工件的结构示意图；
图4为本发明中软件算法逻辑关系框架(计算移动距离流程图)；
图5为本发明中软件算法逻辑关系框架(计算折弯半径流程图)。
图中，1、折弯机工作台，2、数控系统，3、面阵相机，4、LED球形积分光源，5、折弯线，511、第一道折弯线，512、第二道折弯线，521、后半段圆弧第一道折弯线，522、后半段圆弧第二道折弯线，6、X1定位送料机构，7、X2定位送料机构，8、X3定位送料机构，9、X4定位送料机构，10、FX3定位送料机构，11、FX4定位送料机构，12、工件，13、滑块。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3，一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，包括多轴复合型送料装置、折弯机工作台1以及数控系统2，所述工艺方法是：
S1：在所述折弯机工作台1的左右两端分别安装一台面阵相机3，所述面阵相机3上配备有电源(图中未示出)以及LED球形积分光源4；
S2：由所述数控系统2控制触发所述面阵相机3拍照，实时采集被检测工件12的图像，并将图像信息上传反馈到所述数控系统2，经图像检测软件处理，将曲线拟合的结果在显示器上显示，替代人工样板测量；
S3：在后半圆弧折弯时，将实时检测工件12上的折弯线5和机床线激光簇的误差，经过所述数控系统2处理，控制所述多轴复合型送料装置中的X3、X4、FX3、FX4轴的运行，完成后半圆弧折弯的自动定位。
所述数控系统2包括第一数控系统和第二数控系统，所述第一数控系统控制数控折弯机滑块13的运动行程，所述第二数控系统控制所述多轴复合型送料装置中的X1定位送料机构6、X2定位送料机构7、X3定位送料机构8、X4定位送料机构9、FX3定位送料机构10以及FX4定位送料机构11的运动行程。
所述面阵相机3的工作流程为：
S01：所述X1定位送料机构6和所述X2定位送料机构7将工件12推送到第一道折弯线511定位，所述数控折弯机的滑块13下行完成第一刀折弯；
S02：数控折弯机的滑块13返回上限位后给出触发信号到所述面阵相机3，所述面阵相机3拍照并将图像反馈到所述第二数控系统，所述第二数控系统将接收到的成像轮廓数据与数据库中相对应的轮廓数据进行比对，并将比对的结果以图形化的方式呈现给用户，为下一步数控折弯机滑块13的运动行程的调整提供数字化的依据；
S03：所述X1定位送料机构6和所述X2定位送料机构7继续推送工件12至第二道折弯线512定位，所述数控折弯机的滑块13下行完成第二刀折弯，所述面阵相机3完成图像检测(是否每刀折弯后进行检测，还是第几刀折弯后进行检测，可以在程序中进行定义)，重复以上工作过程直至完成工件12前半段圆弧的折弯；
S04：所述X1定位送料机构6和所述X2定位送料机构7继续推送工件12至后半段圆弧第一道折弯线521定位，所述数控折弯机的滑块13下行完成后半段圆弧第一刀折弯；同时，所述面阵相机3完成图像检测；
S05：所述X1定位送料机构6和所述X2定位送料机构7退回，所述X3定位送料机构8和所述X4定位送料机构9反向推送工件12至后半段圆弧第二道折弯线522定位，到位信号发出触发信号到所述面阵相机3，所述面阵相机3的相机单元对线激光簇与工件折弯线的距离进行快速成像，并将运算结果实时反馈给所述第二数控系统，对当前步序送料进行二次插补，直到所述面阵相机3检测到线激光簇与工件折弯线的距离达到预设误差范围内，该步送料过程结束，同时发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块13运行，即完成工件后半段圆弧第二刀折弯，重复以上工作过程直到完成第n-2(n为总共需要折弯的刀数)刀折弯；
S06：第n-1道折弯线定位时，所述第二数控系统先给一微量运动信号给所述FX3定位送料机构10以及FX4定位送料机构11，让工件12做微量旋转，随后由所述面阵相机3检测折弯线误差并对当前工序进行二次插补，完成定位后发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块13运行，即完成工件后半段圆弧第n-1刀折弯，重复上道折弯过程，完成最后一刀折弯成形。
所述第二数控系统采用可视化图形显示，并配备有TCP/IP协议的数字通讯接口。
所述面阵相机采用德国AVT(Allied Vision Technologies)厂家所生产的GuppyPRO系列相机；所述图像检测软件的名称为HKYD-vision，其版本为V1.0
本发明采用图像算法及视觉定位，对多轴复合型送料装置的送料过程进行控制，实现送料全过程自动定位，完成折弯成型形状的自动采集，省掉人工样板检测过程，最终实现起重机臂架下翼板(工件)折弯成形自动化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，包括多轴复合型送料装置、折弯机工作台以及数控系统，其特征在于，所述工艺方法是：
S1：在所述折弯机工作台的左右两端分别安装一台面阵相机，所述面阵相机上配备有电源以及LED球形积分光源；
S2：由所述数控系统控制触发所述面阵相机拍照，实时采集被检测工件的图像，并将图像信息上传反馈到所述数控系统，经图像检测软件处理，将曲线拟合的结果在显示器上显示，替代人工样板测量；
S3：在后半圆弧折弯时，将实时检测工件上的折弯线和机床线激光簇的误差，经过所述数控系统处理，控制所述多轴复合型送料装置中的X3、X4、FX3、FX4轴的运行，完成后半段圆弧折弯的自动定位；
所述数控系统包括第一数控系统和第二数控系统，所述第一数控系统控制数控折弯机滑块的运动行程，所述第二数控系统控制所述多轴复合型送料装置中的X1定位送料机构、X2定位送料机构、X3定位送料机构、X4定位送料机构、FX3定位送料机构以及FX4定位送料机构的运动行程；
所述面阵相机的工作流程为：
S01：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构将工件推送到第一道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成第一刀折弯；
S02：数控折弯机的滑块返回上限位后给出触发信号到所述面阵相机，所述面阵相机拍照并将图像反馈到所述第二数控系统，所述第二数控系统将接收到的成像轮廓数据与数据库中相对应的轮廓数据进行比对，并将比对的结果以图形化的方式呈现给用户，为下一步数控折弯机滑块的运动行程的调整提供数字化的依据；
S03：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构继续推送工件至第二道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成第二刀折弯，所述面阵相机完成图像检测，重复以上工作过程直至完成工件前半段圆弧的折弯；
S04：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构继续推送工件至后半段圆弧的第一道折弯线定位，所述数控折弯机的滑块下行完成后半段圆弧第一刀折弯；同时，所述面阵相机完成图像检测；
S05：所述X1定位送料机构和所述X2定位送料机构退回，所述X3定位送料机构和所述X4定位送料机构反向推送工件至后半段圆弧的第二道折弯线定位，到位信号发出触发信号到所述面阵相机，所述面阵相机的相机单元对线激光簇与工件折弯线的距离进行快速成像，并将运算结果实时反馈给所述第二数控系统，对当前步序送料进行二次插补，直到所述面阵相机检测到线激光簇与工件折弯线的距离达到预设误差范围内，该步送料过程结束，同时发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块运行，即完成工件后半段圆弧第二刀折弯，重复以上工作过程直到完成第n-2刀折弯；
S06：第n-1道折弯线定位时，所述第二数控系统先给一微量运动信号给所述FX3定位送料机构以及FX4定位送料机构，让工件做微量旋转，随后由所述面阵相机检测折弯线误差并对当前工序进行二次插补，完成定位后发送“允许折弯”信号给所述第一数控系统，所述数控折弯机的滑块运行，即完成工件后半段圆弧第n-1刀折弯，重复上道折弯过程，完成最后一刀折弯成形。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控折弯机的双向送料多刀折弯自动对线工艺方法，其特征在于，所述第二数控系统采用可视化图形显示，并配备有TCP/IP协议的数字通讯接口。
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