CN113953357A - 基于5g灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法，包括安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构，视觉检测机构包括移动底座、视觉相机，移动底座与伺服电机组件相连，伺服电机组件包括前送料装置X1和前送料装置X2、后送料装置X3和后送料装置X4；还包括与变频器相连的横向输送辊道、位于横向输送辊道行程终端的挡板，视觉检测机构、变频器、伺服电机组件分别与微处理器数据交互。本发明实现了5G灯杆成型单元的智能视觉高精度送料定位功能，特别对于棱锥杆或圆锥杆在送料定位过程中由于各种因素导致的定位超差，通过智能视觉位置校正，最终满足了5G灯杆外形尺寸的要求，降低了由于定位不准造成灯杆外形尺寸超差而报废的产品废品率。

Description

基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法
技术领域
本发明属于金属板料成型加工技术领域，具体涉及一种基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法。
背景技术
目前，随着国家大力推广开展5G智慧城市的建设，对承载5G信号设备的5G智慧灯杆的需求量也逐渐增大。5G智慧灯杆多为多节棱锥杆或圆锥杆套接组合的结构方式，为了保证5G智慧灯杆的直线度和承载强度，因此对每小节棱锥杆或圆锥杆的外形尺寸有着严格的工艺要求。然而在实际加工过程中，常规的送料折弯加工工件不合格率偏高，需要二次校正并增加了后序焊接切割的加工难度，严重制约了全线5G智慧灯杆的加工效率。
发明内容
为了解决现有技术中上述5G智慧灯杆所使用的板料自动送料折弯过程中如何保证工件外形尺寸的技术问题，本发明提供了一种高精度视觉智能送料系统及送料方法，从而提高5G智慧灯杆的成品合格率和全线的加工生产效率。
本发明采用以下技术方案：基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其创新点在于：所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置包括安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构，所述视觉检测机构包括移动底座、安装在所述移动底座上的视觉相机，所述移动底座与伺服电机组件相连，所述伺服电机组件包括前送料装置X1和前送料装置X2、后送料装置X3和后送料装置X4；所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置还包括与变频器相连且用于传输物料的横向输送辊道、位于横向输送辊道行程终端的挡板，所述视觉检测机构、变频器、伺服电机组件分别与微处理器数据交互。
优选的，所述前送料装置X1包括X1伺服驱动器、与所述X1伺服驱动器相连的X1伺服电机、与所述X1伺服电机相连的X1送料装置；所述前送料装置X2包括X2伺服驱动器、与所述X2伺服驱动器相连的X2伺服电机、与所述X2伺服电机相连的X2送料装置；所述后送料装置X3包括X3伺服驱动器、与所述X3伺服驱动器相连的X3伺服电机、与所述X3伺服电机相连的X3送料装置；所述后送料装置X4包括X4伺服驱动器、与所述X4伺服驱动器相连的X4伺服电机、与所述X4伺服电机相连的X4送料装置；所述微处理器分别与X1伺服驱动器和X3伺服驱动器、X2伺服驱动器和X4伺服驱动器控制命令相连。
优选的，所述视觉相机包括Y1视觉相机和Y2视觉相机，所述Y1视觉相机分别对前送料装置X1和后送料装置X3数据采集，所述Y2视觉相机分别对前送料装置X2和后送料装置X4数据采集，所述Y1视觉相机和Y2视觉相机分别与视觉处理器相连，所述视觉处理器与微处理器数据交互。
优选的，所述视觉处理器上内嵌视觉传感器。
优选的，所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置适用于5G智慧灯杆成型单元的的全自动送料折弯系统。
优选的，所述微处理器为S7-1500高性能控制器，数据交互采用PROFINET协议。
基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料方法，采用所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，包括以下步骤：
（1）钢板由横向输送辊道输送至折弯机前送料区域，当钢板靠近挡板装置时触发钢板停止光电开关，输送辊道停止运行，托料架升起把钢板升至模具齐平位置；
（2）安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构根据来料钢板的长度信息自动调整相机位置；
（3）微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2推动钢板高速进入折弯区域，当视觉相机检测到钢板端面上的第一道定位刻线进入到视觉检测区域时，视觉传感器装置发信号给微处理器，前送料装置X1和前送料装置X2停止推动钢板，视觉传感器将检测第一道定位刻线距离基准线的距离，并将数据传输给微处理器，微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2进行二次定位推板，使其钢板上第一道定位刻线位于模具中心位置，微处理器控制滑块进行第一刀的折弯动作；
（4）第一刀折弯结束后，以此类推微处理器完成其余送料折弯动作。
本发明实现了5G灯杆成型单元的智能视觉高精度送料定位功能，特别对于棱锥杆或圆锥杆在送料定位过程中由于各种因素导致的定位超差，通过智能视觉位置校正，最终满足了5G灯杆外形尺寸的要求，降低了由于定位不准造成灯杆外形尺寸超差而报废的产品废品率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法中视觉送料系统的控制原理图；
图2为本发明基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置及送料方法中智能送料方法的动作流程图；
图中：1、微处理器；2、X2伺服驱动器； 3、X2伺服电机；4、X2送料装置；5、X1伺服驱动器；6、X1伺服电机；7、X1送料装置；8、视觉处理器；9、Y2视觉相机；10、Y1视觉相机；11、X4伺服驱动器；12、X4伺服电机；13、X4送料装置；14、X3伺服驱动器；15、X3伺服电机；16、X3送料装置。
具体实施方式
本发明基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置包括安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构，视觉检测机构包括移动底座、安装在移动底座上的视觉相机，移动底座与伺服电机组件相连，伺服电机组件包括前送料装置X1和前送料装置X2、后送料装置X3和后送料装置X4；基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置还包括与变频器相连且用于传输物料的横向输送辊道、位于横向输送辊道行程终端的挡板，视觉检测机构、变频器、伺服电机组件分别与微处理器1数据交互。本发明实现了5G灯杆成型单元的智能视觉高精度送料定位功能，特别对于棱锥杆或圆锥杆在送料定位过程中由于各种因素导致的定位超差，通过智能视觉位置校正，最终满足了5G灯杆外形尺寸的要求，降低了由于定位不准造成灯杆外形尺寸超差而报废的产品废品率。
上述的前送料装置X1包括X1伺服驱动器5、与X1伺服驱动器相连的X1伺服电机6、与X1伺服电机相连的X1送料装置7；前送料装置X2包括X2伺服驱动器2、与X2伺服驱动器相连的X2伺服电机3、与X2伺服电机相连的X2送料装置4；后送料装置X3包括X3伺服驱动器14、与X3伺服驱动器相连的X3伺服电机15、与X3伺服电机相连的X3送料装置16；后送料装置X4包括X4伺服驱动器11、与X4伺服驱动器相连的X4伺服电机12、与X4伺服电机相连的X4送料装置13；微处理器分别与X1伺服驱动器和X3伺服驱动器、X2伺服驱动器和X4伺服驱动器控制命令相连。
上述的视觉相机包括Y1视觉相机10和Y2视觉相机9，Y1视觉相机分别对前送料装置X1和后送料装置X3数据采集，Y2视觉相机分别对前送料装置X2和后送料装置X4数据采集，Y1视觉相机和Y2视觉相机分别与视觉处理器8相连，所述视觉处理器与微处理器数据交互，视觉处理器上内嵌视觉传感器。
上述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置适用于5G智慧灯杆成型单元的的全自动送料折弯系统；微处理器为S7-1500高性能控制器，数据交互采用PROFINET协议。
基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料方法，采用基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，包括以下步骤：（1）钢板由横向输送辊道输送至折弯机前送料区域，当钢板靠近挡板装置时触发钢板停止光电开关，输送辊道停止运行，托料架升起把钢板升至模具齐平位置；（2）安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构根据来料钢板的长度信息自动调整相机位置；（3）微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2推动钢板高速进入折弯区域，当视觉相机检测到钢板端面上的第一道定位刻线进入到视觉检测区域时，视觉传感器装置发信号给微处理器，前送料装置X1和前送料装置X2停止推动钢板，视觉传感器将检测第一道定位刻线距离基准线的距离，并将数据传输给微处理器，微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2进行二次定位推板，使其钢板上第一道定位刻线位于模具中心位置，微处理器控制滑块进行第一刀的折弯动作；（4）第一刀折弯结束后，以此类推微处理器完成其余送料折弯动作。
如图1所示，以5G智慧灯杆成型单元的的视觉智能送料系统为例，其包括安装于5G智慧灯杆成型单元滑块左侧的Y1视觉相机10和滑块右侧的Y2视觉相机9，根据该成型单元的送料结构，钢板输送至滑块前方的推料区后，钢板左侧前半部分的送料定位由X1送料装置7实现，后半部分的送料定位由X3送料装置16实现，X1送料装置7由X1伺服电机6驱动，X3送料装置16由X3伺服电机15驱动；钢板右侧前半部分的送料定位由X2送料装置4实现，后半部分的送料定位由X4送料装置4实现，X2送料装置4由X2伺服电机3驱动，X4送料装置13由X4伺服电机12驱动。上述结构中Y1视觉相机10和Y2视觉相机9与视觉处理器8电连接，视觉处理器8将视觉图像信息分析处理后传输给微处理器1，微处理器1将数据修正后转换成控制命令发送给X2伺服驱动器（X4伺服驱动器）2和X1伺服驱动器（X3伺服驱动器），实现设备的智能精准定位功能。
使用了上述系统后，利用5G灯杆成型单元进行5G灯杆板料折弯的过程具体如下：
5G灯杆成型工艺要求钢板的折弯刀数一般为奇数n，因此X1送料装置的送料次数为(n+1)/2,X3送料装置的送料次数为(n-1)/2。X2送料装置和X4送料装置同理。
如图2所示，已切割好尺寸并在板头和板尾加工好定位刻线的钢板由横向输送辊道输送至折弯机前送料区域，当钢板靠近挡板装置时触发钢板停止光电开关，输送辊道停止运行，托料架升起将钢板升起碰到托料架上限位时停止。安装于成型单元滑块左侧的Y1视觉相机和安装于成型单元滑块右侧的Y2视觉相机将根据来料钢板的长度自动调整相机位置，位置调整完成后X1送料装置和X2送料装置快速向前推板，当Y1视觉相机和Y2视觉相机的视觉窗口区检测到钢板第一道折弯刻线时，X1送料装置和X2送料装置停止快速推板，此时Y1视觉相机和Y2视觉相机分别测量出视觉窗口内钢板第一道折弯刻线到相机基准刻线的位置，并通过视觉处理器将位置数据传输给微处理器，微处理器将位置值叠加到X1送料装置和X2送料装置的当前位置上进行位置校正，X1送料装置和X2送料装置位置校正完成后，Y1视觉相机和Y2视觉相机再次测量第一道折弯刻线和相机基准刻线的相对位置，复检位置在误差范围内，则开始折弯成型工序。若复检位置不在误差范围内，则再次进行X1送料装置和X2送料装置位置校正动作，直至复检位置合格。折弯成型动作完成后X1送料装置和X2送料装置位置将上述的送料折弯流程，当X1送料装置和X2送料装置的送料次数大于(n+1)/2时，X1送料装置和X2送料装置将退回到初始点位置，此时X3送料装置和X4送料装置将开始后面的送料折弯流程，直至整个灯杆的折弯结束。
通过本发明方法保证了折制灯杆的每一刀折弯线都在误差范围内，从而保证折制的灯杆外形尺寸一致，大大降低了灯杆的不合格率。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和发明书中描述的只是发明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置包括安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构，所述视觉检测机构包括移动底座、安装在所述移动底座上的视觉相机，所述移动底座与伺服电机组件相连，所述伺服电机组件包括前送料装置X1和前送料装置X2、后送料装置X3和后送料装置X4；所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置还包括与变频器相连且用于传输物料的横向输送辊道、位于横向输送辊道行程终端的挡板，所述视觉检测机构、变频器、伺服电机组件分别与微处理器数据交互。
2.如权利要求1所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述前送料装置X1包括X1伺服驱动器、与所述X1伺服驱动器相连的X1伺服电机、与所述X1伺服电机相连的X1送料装置；所述前送料装置X2包括X2伺服驱动器、与所述X2伺服驱动器相连的X2伺服电机、与所述X2伺服电机相连的X2送料装置；所述后送料装置X3包括X3伺服驱动器、与所述X3伺服驱动器相连的X3伺服电机、与所述X3伺服电机相连的X3送料装置；所述后送料装置X4包括X4伺服驱动器、与所述X4伺服驱动器相连的X4伺服电机、与所述X4伺服电机相连的X4送料装置；所述微处理器分别与X1伺服驱动器和X3伺服驱动器、X2伺服驱动器和X4伺服驱动器控制命令相连。
3.如权利要求1所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述视觉相机包括Y1视觉相机和Y2视觉相机，所述Y1视觉相机分别对前送料装置X1和后送料装置X3数据采集，所述Y2视觉相机分别对前送料装置X2和后送料装置X4数据采集，所述Y1视觉相机和Y2视觉相机分别与视觉处理器相连，所述视觉处理器与微处理器数据交互。
4.如权利要求3所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述视觉处理器上内嵌视觉传感器。
5.如权利要求1所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置适用于5G智慧灯杆成型单元的的全自动送料折弯系统。
6.如权利要求1所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，其特征在于：所述微处理器为S7-1500高性能控制器，数据交互采用PROFINET协议。
7.基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料方法，采用如权利要求1至6其中任何一项所述的基于5G灯杆成型单元的视觉智能送料装置，包括以下步骤：
（1）钢板由横向输送辊道输送至折弯机前送料区域，当钢板靠近挡板装置时触发钢板停止光电开关，输送辊道停止运行，托料架升起把钢板升至模具齐平位置；
（2）安装于成型单元滑块两端的视觉检测机构根据来料钢板的长度信息自动调整相机位置；
（3）微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2推动钢板高速进入折弯区域，当视觉相机检测到钢板端面上的第一道定位刻线进入到视觉检测区域时，视觉传感器装置发信号给微处理器，前送料装置X1和前送料装置X2停止推动钢板，视觉传感器将检测第一道定位刻线距离基准线的距离，并将数据传输给微处理器，微处理器控制前送料装置X1和前送料装置X2进行二次定位推板，使其钢板上第一道定位刻线位于模具中心位置，微处理器控制滑块进行第一刀的折弯动作；
（4）第一刀折弯结束后，以此类推微处理器完成其余送料折弯动作。
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