CN112845694B - 一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统及补偿方法 - Google Patents

一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统及补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，包括补偿装置和折弯角度测量装置，包括长形底座，底座上方沿全长设有一条沿X轴方向布置的安装槽，安装槽内装有折弯角度补偿机构，折弯角度补偿机构包括沿安装槽全长布置的若干个楔块，每个楔块顶部设有沿Y轴方向倾斜的斜面，每相邻两个楔块之间通过一根连接轴铰接，底座一侧对应每根连接轴处各装有一个推拉驱动机构，推拉驱动机构的输出端与连接轴连接，所有楔块顶部装有一块楔形板，楔形板底面与楔块的顶部斜面配合；折弯角度测量装置包括设置在底座两侧的两条直线轨道，两条直线轨道上各装有一个角度测量器；本发明提高了折弯精度，提高了工件在全长范围内折弯角度的一致性。

Description

一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统及补偿方法
技术领域
本发明涉及折弯机领域，具体是一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统及补偿方法。
背景技术
折弯机在折弯过程中滑块底部会产生向上的扰度变形，为了提高折弯精度，滑块下方的工作台设计成可补偿此变形的扰度补偿机构，然而在实际板料折弯过程中，由于板材厚度存在误差，同一板材在不同位置的厚度有一定误差，会导致折弯过程各部位应力不相同，折弯机的滑块位置控制无法克服板材厚度误差和材质差异造成折弯件全长度方向上存在角度误差，从而影响了折弯制件的精度。
发明内容
本发明的目的就是为了解决折弯机在折弯过程中由于板材自身误差及材质差异造成的折弯角度一致性较差的问题，提供一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统及补偿方法。
本发明的具体方案是：一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，包括补偿装置和折弯角度测量装置，所述补偿装置包括长形底座，底座上方沿全长设有一条沿X轴方向布置的安装槽，安装槽内装有折弯角度补偿机构及扰度补偿机构，所述折弯角度补偿机构包括沿安装槽全长布置的若干个楔块，每个楔块顶部设有斜面A，斜面A沿Y轴方向倾斜，楔块沿Y轴方向的长度小于安装槽的宽度以留出沿Y轴方向的移动空间，每相邻两个楔块之间通过一根连接轴铰接，底座一侧对应每根连接轴处各装有一个推拉驱动机构，推拉驱动机构的输出端与连接轴连接，所有楔块顶部装有一块楔形板，楔形板底面与楔块的顶部斜面A配合，楔形板顶面与水平面平行；所述扰度补偿机构安装在楔形板顶面，扰度补偿机构顶部装有一块盖板，盖板顶部用于安装下模；
所述折弯角度测量装置包括设置在底座两侧的两条直线轨道，两条直线轨道与底座平行，两条直线轨道上各装有一个沿直线轨道移动的滑座，两个滑座上均装有与折弯机主控系统信号连接的伺服电机，主控系统控制两个滑座同步移动，两个滑座上各装有一个激光角度测量器，激光角度测量器用于测量折弯工件单边与下模垂直面之间的角度，激光角度测量器与主控系统信号连接。
本发明所述楔块沿X轴方向的两侧分别设有一块上支板和一块下支板，每个楔块一侧的上支板/下支板与相邻楔块的下支板/上支板共同与所述连接轴铰接。
本发明所述扰度补偿机构包括下楔形板和上楔形板，下楔形板安装在所述楔形板上方，所述下楔形板的长度小于安装槽的以留出沿Y轴的移动空间，下楔形板顶部沿全长设有若干个斜面B，所有斜面B的倾斜方向沿Y轴方向，位于中间的斜面B倾斜角度最大，从中间向两端的斜面B倾斜角度逐渐减小，底座一端装有推动机构，推动机构的输出端与下楔形板固定连接，下楔形板顶部装有上楔形板，上楔形板底面与下楔形板配合，上楔形板的顶面与水平面平行且凸出底座，所述盖板安装在上楔形板顶部。
本发明所述楔形板、下楔形板及上楔形板均由若干块分段连接组成。
本发明所述推拉驱动机构及推动机构采用伺服液压缸。
本发明所述激光角度测量器包括CCD相机、光源、图像读取模块、图像处理模块，CCD相机用于拍摄折弯工件与下模在折弯过程中的实时照片，光源用于补光，CCD所拍摄的照片传输到所述图像读取模块再经过图像处理模块精确计算出折弯工件的实际折弯角度并传输到折弯机的主控系统。
本发明还提供采用上述折弯角度测量补偿系统进行折弯角度补偿的方法，具体包括以下步骤：
1）通过折弯机主控系统的控制，先实现目标角度的预折弯；上模移动到下死点位置时压住工件并保持工件的位置和姿态不变；
2）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座同步沿折弯工件全长进行多点测量工件的预折弯角度，完成工件预折弯数据采集；
3）上模少量回升至刚好卸载，工件回弹呈自由状态，工件在下模上保持位置和姿态不变；
4）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座同步沿折弯工件全长进行多点测量工件的回弹后角度，完成工件回弹后的数据采集；
5）主控系统根据两次采集的数据，分别计算出工件全长各点的回弹量和角度偏差，通过工艺软件计算出各点对应的每个楔块的补偿量和上模下死点的增量；
6）主控系统控制各个楔块对应的推拉驱动机构按设定移动距离动作以完成补偿动作，上模再次下行到新的下死点，进行终折弯；上模上升卸载，工件回弹到最终所要的角度并保证了角度全长的一致。
本发明的工作原理如下：
折弯角度测量装置的工作原理如下：CCD相机在沿工件全长移动的过程中多点进行拍照，拍摄的照片传输到图像读取模块后再通过图像处理模块对图像进行小波去噪处理，然后通过图像增强算子提取图像的特征，得到形成角度的两根线条并进行二值化，通过相干滤波算法计算提取出的线条特征点参数，通过Hough变换、三维重建求解直线空间方程，计算出折弯工件左侧与下模垂直面的夹角α及折弯工件右侧与下模垂直面的夹角β，从而计算出实际折弯角度θ=360-α-β，最后将θ值通过数据总线发送给折弯机的主控系统；
各点的折弯角度补偿原理如下：若测量系统实测某点处折弯角度大于设定角度，则主控系统控制距离该点最近的推拉驱动机构动作并计算该点处楔块需要移动的距离，并转化计算对应的推拉驱动机构输出端的伸缩距离，实现精确控制反馈；补偿动作完后折弯机滑块再次下压进行二次折弯即可达到设定折弯角。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、既能进行扰度补偿，又能对折弯角度进行补偿，实现工件全长折弯角度一致，提高了折弯精度；2、每个楔块通过两个推拉驱动机构控制，每个推拉驱动机构可控制相邻两个楔块，楔块两端的两个推拉驱动机构共同作用可实现该楔块上各个点补偿呈连续性变化，不会出现某个点突变的现象；3、解决了工件由于自身厚度误差及材质造成折弯角度不一致的问题。
附图说明
图1是本发明补偿装置的俯视图；
图2是图1的A-A视图；
图3是图1的B-B视图；
图4是图1的C-C视图；
图5是本发明的立体结构示意图；
图6是本发明折弯角度测量装置示意图；
图中：1-底座，2-楔块，21-上支板，22-下支板，3-推动机构，4-推拉驱动机构，5-连接轴，6-楔形板，7-下楔形板，8-上楔形板，9-盖板，10-斜面A，11-斜面B，12-下模，13-直线轨道，14-滑座，15-激光测量器，16-上模，17-工件。
具体实施方式
参见图1-6，本实施例一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，包括补偿装置和折弯角度测量装置，所述补偿装置包括长形底座1，底座1上方沿全长设有一条沿X轴方向布置的安装槽，安装槽内装有折弯角度补偿机构及扰度补偿机构，所述折弯角度补偿机构包括沿安装槽全长布置的若干个楔块2，每个楔块2顶部设有斜面A10，斜面A10沿Y轴方向倾斜，楔块2沿Y轴方向的长度小于安装槽的宽度以留出沿Y轴方向的移动空间，每相邻两个楔块2之间通过一根连接轴5铰接，底座1一侧对应每根连接轴5处各装有一个推拉驱动机构4，推拉驱动机构4的输出端与连接轴5连接，所有楔块2顶部装有一块楔形板6，楔形板6底面与楔块2的顶部斜面A10配合，楔形板6顶面与水平面平行；所述扰度补偿机构安装在楔形板6顶面，扰度补偿机构顶部装有一块盖板9，盖板9顶部用于安装下模；
所述折弯角度测量装置包括设置在底座1两侧的两条直线轨道13，两条直线轨道13与底座1平行，两条直线轨道13上各装有一个沿直线轨道13移动的滑座14，两个滑座14上均装有与折弯机主控系统信号连接的伺服电机，主控系统控制两个滑座14同步移动，两个滑座14上各装有一个激光角度测量器15，激光角度测量器15用于测量折弯工件17单边与下模12垂直面之间的角度，激光角度测量器15与主控系统信号连接。
本实施例所述楔块2沿X轴方向的两侧分别设有一块上支板21和一块下支板22，每个楔块2一侧的上支板21/下支板22与相邻楔块2的下支板22/上支板21共同与所述连接轴5铰接。
本实施例所述扰度补偿机构包括下楔形板7和上楔形板8，下楔形板7安装在所述楔形板6上方，所述下楔形板7的长度小于安装槽的以留出沿Y轴的移动空间，下楔形板7顶部沿全长设有若干个斜面B11，所有斜面B11的倾斜方向沿Y轴方向，位于中间的斜面B11倾斜角度最大，从中间向两端的斜面B11倾斜角度逐渐减小，底座1一端装有推动机构3，推动机构3的输出端与下楔形板7固定连接，下楔形板7顶部装有上楔形板8，上楔形板8底面与下楔形板7配合，上楔形板8的顶面与水平面平行且凸出底座1，所述盖板9安装在上楔形板8顶部。
本实施例所述楔形板6、下楔形板7及上楔形板8均由若干块分段连接组成。
本实施例所述推拉驱动机构4及推动机构3采用伺服液压缸。
本实施例所述激光角度测量器15包括CCD相机、光源、图像读取模块、图像处理模块，CCD相机用于拍摄折弯工件与下模在折弯过程中的实时照片，光源用于补光，CCD所拍摄的照片传输到所述图像读取模块再经过图像处理模块精确计算出折弯工件的实际折弯角度并传输到折弯机的主控系统。
本实施例还提供采用上述折弯角度测量补偿系统进行折弯角度补偿的方法，以目标折弯角度90°为例，具体包括以下步骤：
1）通过折弯机主控系统的控制，先实现目标角度的预折弯；上模16移动到下死点位置时压住工件17并保持工件17的位置和姿态不变；
2）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座14同步沿折弯工件17全长进行多点测量工件17的预折弯角度，完成工件17预折弯数据采集，其中A点的实际折弯角度为92°；
3）上模16少量回升至刚好卸载，工件17回弹呈自由状态，工件17在下模12上保持位置和姿态不变；
4）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座14同步沿折弯工件17全长进行多点测量工件17的回弹后角度，完成工件17回弹后的数据采集，其中A点回弹后角度为92.5°；
5）主控系统根据两次采集的数据，分别计算出工件17全长各点的回弹量和角度偏差，通过工艺软件计算出各点对应的每个楔块的补偿量和上模16下死点的增量，其中A点处楔块的补偿量为0.23mm，楔块对应于A点处的水平移动距离为23mm；
6）主控系统控制各个楔块对应的推拉驱动机构按设定移动距离动作以完成补偿动作，上模16再次下行到新的下死点，进行终折弯；上模16上升卸载，工件17回弹到90°且全长各点处均为90°。

Claims (7)

1.一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：包括补偿装置和折弯角度测量装置，所述补偿装置包括长形底座，底座上方沿全长设有一条沿X轴方向布置的安装槽，安装槽内装有折弯角度补偿机构及扰度补偿机构，所述折弯角度补偿机构包括沿安装槽全长布置的若干个楔块，每个楔块顶部设有斜面A，斜面A沿Y轴方向倾斜，楔块沿Y轴方向的长度小于安装槽的宽度以留出沿Y轴方向的移动空间，每相邻两个楔块之间通过一根连接轴铰接，底座一侧对应每根连接轴处各装有一个推拉驱动机构，推拉驱动机构的输出端与连接轴连接，所有楔块顶部装有一块楔形板，楔形板底面与楔块的顶部斜面A配合，楔形板顶面与水平面平行；所述扰度补偿机构安装在楔形板顶面，扰度补偿机构顶部装有一块盖板，盖板顶部用于安装下模；
所述折弯角度测量装置包括设置在底座两侧的两条直线轨道，两条直线轨道与底座平行，两条直线轨道上各装有一个沿直线轨道移动的滑座，两个滑座上均装有与折弯机主控系统信号连接的伺服电机，主控系统控制两个滑座同步移动，两个滑座上各装有一个激光角度测量器，激光角度测量器用于测量折弯工件单边与下模垂直面之间的角度，激光角度测量器与主控系统信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：所述楔块沿X轴方向的两侧分别设有一块上支板和一块下支板，每个楔块一侧的上支板/下支板与相邻楔块的下支板/上支板共同与所述连接轴铰接。
3.根据权利要求1所述的一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：所述扰度补偿机构包括下楔形板和上楔形板，下楔形板安装在所述楔形板上方，所述下楔形板的长度小于安装槽的以留出沿Y轴的移动空间，下楔形板顶部沿全长设有若干个斜面B，所有斜面B的倾斜方向沿Y轴方向，位于中间的斜面B倾斜角度最大，从中间向两端的斜面B倾斜角度逐渐减小，底座一端装有推动机构，推动机构的输出端与下楔形板固定连接，下楔形板顶部装有上楔形板，上楔形板底面与下楔形板配合，上楔形板的顶面与水平面平行且凸出底座，所述盖板安装在上楔形板顶部。
4.根据权利要求3所述的一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：所述楔形板、下楔形板及上楔形板均由若干块分段连接组成。
5.根据权利要求3所述的一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：所述推拉驱动机构及推动机构采用伺服液压缸。
6.根据权利要求1所述的一种用于折弯机的折弯角度测量补偿系统，其特征是：所述激光角度测量器包括CCD相机、光源、图像读取模块、图像处理模块，CCD相机用于拍摄折弯工件与下模在折弯过程中的实时照片，光源用于补光，CCD所拍摄的照片传输到所述图像读取模块再经过图像处理模块精确计算出折弯工件的实际折弯角度并传输到折弯机的主控系统。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的折弯角度测量补偿系统进行补偿的方法，其特征是：包括以下步骤：
1）通过折弯机主控系统的控制，先实现目标角度的预折弯；上模移动到下死点位置时压住工件并保持工件的位置和姿态不变；
2）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座同步沿折弯工件全长进行多点测量工件的预折弯角度，完成工件预折弯数据采集；
3）上模少量回升至刚好卸载，工件回弹呈自由状态，工件在下模上保持位置和姿态不变；
4）主控系统控制折弯角度测量装置的两个滑座同步沿折弯工件全长进行多点测量工件的回弹后角度，完成工件回弹后的数据采集；
5）主控系统根据两次采集的数据，分别计算出工件全长各点的回弹量和角度偏差，通过工艺软件计算出各点对应的每个楔块的补偿量和上模下死点的增量；
6）主控系统控制各个楔块对应的推拉驱动机构按设定移动距离动作以完成补偿动作，上模再次下行到新的下死点，进行终折弯；上模上升卸载，工件回弹到最终所要的角度并保证了角度全长的一致。
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