CN111583327B - 一种适用于面板折弯曲应力评估的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，该方法包括有相机检测装置以及视觉算法模块，相机检测装置上的相机拍照得到产品的第一图像并将该第一图像发送给视觉算法模块，视觉算法模块根据视觉算法抓取第一图像中的折弯圆弧处的第二图像轨迹坐标，后根据像素比将第二图像轨迹坐标转换为对应的实际物理坐标，所有采集到的实际物理坐标形成的曲线轨迹由一系列的离散点组成。本发明再通过分段曲线圆弧拟合的方法，计算出曲率半径，然后根据公式计算出折弯应力大小。由于本发明不依赖于某一个轨迹点，所以其稳定性更强，抗数据干扰能力强。本发明能够提高折弯应力的精度，进而提高面板的折弯的精度。

Description

一种适用于面板折弯曲应力评估的方法
技术领域
本发明涉及圆弧检测技术领域，具体的说是涉及一种适用于面板折弯曲应力评估的方法。
背景技术
面板是一种由面板加工成的板状结构，其显著的特征就是同一零件厚度一致，面板具有重量轻、强度高、导电、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机中，面板是必不可少的组成部分，随着面板的应用越来越广泛，面板件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握面板件的设计技巧，使得设计的面板既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。
在对电子电器的面板进行折弯处理时，需要通过系统软件对其进行弯曲应力分析，而传统的弯曲应力分析方法较为简陋，在实际应用过程中，由于应力分析的不精确，对面板造成精度的误差，而由于电子产品是精密配合件，尺寸的偏容易导致面板安装困难的情况。
因此，需要提供一种高精度的的面板折弯应力评估的方法来解决此类问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，提供该方法的目的是：为了通过判断产品的圆弧曲线处斜率的大小来判断该弯曲部所受应力的大小，进而确定机器折弯是否合格。
为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：本发明的一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，该方法包括有相机检测装置以及视觉算法模块，所述相机检测装置上的相机拍照得到产品的第一图像并将该第一图像发送给所述视觉算法模块，所述视觉算法模块根据视觉算法抓取所述第一图像中的折弯圆弧处的第二图像轨迹坐标，后根据像素比将所述第二图像轨迹坐标转换为对应的实际物理坐标，所有采集到的实际物理坐标形成的曲线轨迹由一系列的离散点组成；
所述方法还包括分段曲线圆弧拟合方法，该分段曲线圆弧拟合方法对曲率的计算不具体依赖于某个轨迹点，其是通过误差判定将多个轨迹点动态的拟合成圆弧，将处于同一圆弧的点设为一段圆弧，并使用统一的曲率半径表示，多段拟合圆弧形成有不同的拟合弧半径，最终计算出各拟合弧的半径，并求得最小的弧半径；
根据各拟合弧的半径以及最小的弧半径得出平均值的曲率半径ρ；
根据公式：
Figure BDA0002469328380000021
得出所述第二图像折弯处的应力大小；其中，σ为应力大小，E为杨氏模量，y为折弯材料表面到中性层的距离。
进一步的，所述方法还包括确定轨迹点数量的方法，该确定轨迹点数量的方法是在抓取第二图像弯曲轨迹时对折弯处圆弧进行初步拟合，并确定该处圆弧对应的角度，按照每两度去掉一个点的原则，对轨迹点进行提取。
进一步的，所述实际物理坐标，其被转换的方法如下：
确定第二图像的点坐标PFact，并根据公式：
Pact＝kPImage；
式中：k为像素比，PImage为图像坐标；
当所述相机的镜头与所拍物体平行时，k为定值或利用所述相机拾取的九个轨迹点标定得到像素比k的准确值。
进一步的，所述分段曲线圆弧拟合方法包括以下步骤：
S1，结合系统给定的误差以及通过控制拟合误差大小，对所述第二图像折弯轨迹进行动态圆弧划分；
S2，将折弯轨迹中的不同段拟合成不同的圆弧，求取不同的圆弧半径。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明适用于面板折弯曲应力评估的方法通过将轨迹坐标转换成实际物理坐标，再通过分段曲线圆弧拟合的方法，计算出曲率半径，然后根据公式计算出折弯应力大小。由于本发明不依赖于某一个轨迹点，所以其稳定性更强，抗数据干扰能力强。本发明能够提高折弯应力的精度，进而提高面板的折弯的精度。
附图说明
图1为本发明相机检测装置上的相机拍照得到的第一图像示意图。
图2为图1中的虚线包括的放大图，即第二图像示意图。
图3为本发明第二图像折弯处的圆弧离散点分布示意图。
图4为本发明的实际的物理坐标在坐标系中的描绘图。
图5为图4还原至第二图像处的曲线真实轨迹图。
图6为本发明的分段圆弧拟合结果示意图。
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，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：本发明的具体结构如下：
请参照附图1-2，本发明的一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，该方法包括有相机检测装置以及视觉算法模块，所述相机检测装置上的相机拍照得到产品的第一图像1并将该第一图像1发送给所述视觉算法模块，所述视觉算法模块根据视觉算法抓取所述第一图像1中的折弯圆弧处的第二图像2轨迹坐标，后根据像素比将所述第二图像2轨迹坐标转换为对应的实际物理坐标，所有采集到的实际物理坐标形成的曲线轨迹由一系列的离散点组成；
所述方法还包括分段曲线圆弧拟合方法，该分段曲线圆弧拟合方法对曲率的计算不具体依赖于某个轨迹点，其是通过误差判定将多个轨迹点动态的拟合成圆弧，将处于同一圆弧的点设为一段圆弧，并使用统一的曲率半径表示，多段拟合圆弧形成有不同的拟合弧半径，最终计算出各拟合弧的半径，并求得最小的弧半径；
根据各拟合弧的半径以及最小的弧半径得出平均值的曲率半径ρ；
根据公式：
Figure BDA0002469328380000031
得出所述第二图像2折弯处的应力大小；其中，σ为应力大小，E为杨氏模量，y为折弯材料表面到中性层的距离。
本发明的一种优选技术方案：所述方法还包括确定轨迹点数量的方法，该确定轨迹点数量的方法是在抓取第二图像2弯曲轨迹时对折弯处圆弧进行初步拟合，并确定该处圆弧对应的角度，按照每两度去掉一个点的原则，对轨迹点进行提取。
本发明的一种优选技术方案：所述实际物理坐标，其被转换的方法如下：
确定第二图像(2)的点坐标PFact，并根据公式：
PFact＝kPImage；
式中：k为像素比，PImage为图像坐标；
当所述相机的镜头与所拍物体平行时，k为定值或利用所述相机拾取的九个轨迹点标定得到像素比k的准确值。
本发明的一种优选技术方案：所述分段曲线圆弧拟合方法包括以下步骤：
S1，结合系统给定的误差以及通过控制拟合误差大小，对所述第二图像2折弯轨迹进行动态圆弧划分；
S2，将折弯轨迹中的不同段拟合成不同的圆弧，求取不同的圆弧半径。
实施例2：
如图3-5所示，图3为本发明第二图像折弯处的圆弧离散点分布示意图，视觉算法模块抓取到第二图像2，对第二图像2中的折弯圆弧进行图像数据提取，提取的点位置如图3中的交叉点，各交叉点描绘形成折弯轨迹点。在初步拟合时，得到该弧线对应的弧形角为112°，本发明提出56个点描述圆弧轨迹【如图3所示】。
56个点的图像坐标如下：
Figure BDA0002469328380000041
 
Figure BDA0002469328380000051
以上提取的图像坐标转换成实际的物理坐标，当相机的拍照镜头与物体平行时，k为定值。实际计算过程中，需要利用相机的九个轨迹点标定得到像素比k的准确值。本发明进行理论计算时，结合拍摄图像所用相机，取k＝0.004。得到的实际物理坐标如下【如图4所示的描绘图】：
Figure BDA0002469328380000052
Figure BDA0002469328380000061
图5为图4还原至第二图像处的曲线真实轨迹图。比较图3与图4，其轨迹趋势是完全一致的，所以说明提取的点是可以完全反应原曲线的真实情况【如图5所示】。
实施例3：
分段曲线圆弧拟合方法如下：
分段拟合圆弧，并结合应力公式
Figure BDA0002469328380000062
由于材料厚度为0.12mm，可取y＝0.06mm，假设材料为橡胶，其杨氏模量E＝0.0078(单位为GPa)求取每一段的曲率半径圆心坐标以及应力。其结果如下表所示：
Figure BDA0002469328380000063
将上表中的数据转化成如图6中的坐标图形，图6为本发明的分段圆弧拟合结果示意图。从图6中可以看出，本发明的算法将圆弧分为了四段，每一段对应的半径或圆心坐标都不相同。其分段情况是符合本发明的预期。由此说明以每段弧的半径来代替该段弧处的曲率半径。以此来判断产品折弯的品质是可行的。
综上所述，本发明适用于面板折弯曲应力评估的方法通过将轨迹坐标转换成实际物理坐标，再通过分段曲线圆弧拟合的方法，计算出曲率半径，然后根据公式计算出折弯应力大小。由于本发明不依赖于某一个轨迹点，所以其稳定性更强，抗数据干扰能力强。本发明能够提高折弯应力的精度，进而提高面板的折弯的精度。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，其特征在于，该方法包括有相机检测装置以及视觉算法模块，所述相机检测装置上的相机拍照得到产品的第一图像(1)并将该第一图像(1)发送给所述视觉算法模块，所述视觉算法模块根据视觉算法抓取所述第一图像(1)中的折弯圆弧处的第二图像(2)轨迹坐标，后根据像素比将所述第二图像(2)轨迹坐标转换为对应的实际物理坐标，所有采集到的实际物理坐标形成的曲线轨迹由一系列的离散点组成；
所述方法还包括分段曲线圆弧拟合方法，该分段曲线圆弧拟合方法对曲率的计算不具体依赖于某个轨迹点，其是通过误差判定将多个轨迹点动态的拟合成圆弧，将处于同一圆弧的点设为一段圆弧，并使用统一的曲率半径表示，多段拟合圆弧形成有不同的拟合弧半径，最终计算出各拟合弧的半径，并求得最小的弧半径；
根据所述的各拟合弧的半径以及最小的弧半径得出平均值的曲率半径ρ；
根据公式：
Figure FDA0004091337290000011
得出所述第二图像(2)折弯处的应力大小；其中，σ为应力大小，E为杨氏模量，y为折弯材料表面到中性层的距离；
所述方法还包括确定轨迹点数量的方法，该确定轨迹点数量的方法是在抓取第二图像(2)弯曲轨迹时对折弯处圆弧进行初步拟合，并确定该处圆弧对应的角度，按照每两度去掉一个点的原则，对轨迹点进行提取；
所述实际物理坐标，其被转换的方法如下：
确定第二图像(2)的点坐标PFact，并根据公式：
PFact＝kPImage；
式中：k为像素比，PImage为图像坐标；
当所述相机的镜头与所拍物体平行时，k为定值或利用所述相机拾取的九个轨迹点标定得到像素比k的准确值。
2.根据权利要求1所述的一种适用于面板折弯曲应力评估的方法，其特征在于，所述分段曲线圆弧拟合方法包括以下步骤：
S1，结合系统给定的误差以及通过控制拟合误差大小，对所述第二图像(2)折弯轨迹进行动态圆弧划分；
S2，将折弯轨迹中的不同段拟合成不同的圆弧，求取不同的圆弧半径。
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