CN116673356A - 板材直线度检测方法、整形方法、装置以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材直线度检测方法，包括获取被限位于检测位处的板材的中心点；以中心点为坐标系原点，获取检测仪机械原点的坐标；基于板材的形状尺寸、坐标系原点以及检测仪机械原点，驱使检测仪按照既定规则检测板材在坐标系上的数个三维坐标；根据检测到的数个三维坐标，计算板材的直线度。本发明还公开了一种板材整形方法、集检测和整形为一体的检测整形装置以及板材检测整形系统。本发明的方法、装置以及系统可提高直线度检测精确度。

Description

板材直线度检测方法、整形方法、装置以及系统

技术领域

本发明涉及板材加工整形领域，特别涉及一种板材直线度检测方法、整形方法、装置以及系统。

背景技术

轻薄型的板材(尤其是金属板材，其包括但不限于铝板材、铁板材、钢板材、各种合金板材等)，由于自身结构因素导致在加工、传输等过程中易导致边缘变形，因此，在利用板材进行下一加工工序之前，为保证产品良品率，需对板材的直线度(平整度)进行检测，若板材直线度满足要求，则视为良品，若不满足要求，则需对板材整形以使其直线度满足要求。

传统的检测方式主要采用人工方式确定板材的待测点位或采用示教方式确定待测点位，人工方式无法确保待测点位的精确度且效率低，示教方式针对不同尺寸或形状的板材，均需要重新进行示教，导致灵活性差且效度低。另外，传统的检测装置和整形装置为两个独立的设备，当检测到不良品后需将板材传送至整形装置处进行整形，在传送过程中存在板材再次变形的风险，对于这些再次变形的板材，若整形装置仍依据检测装置检测的数据进行整形，则这些再次变形的板材被整形后，仍然无法满足直线度的需求，且不易发现这些再次变形的板材不满足直线的需求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种灵活度高、自适应高、通用性强、检测值更加精确的板材直线度检测方法、整形方法、装置以及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种板材直线度检测方法，包括以下步骤：

获取被限位于检测位处的板材的中心点；

以中心点为坐标系原点，获取检测仪机械原点的坐标；

基于板材的形状尺寸、坐标系原点以及检测仪机械原点，驱使检测仪按照既定规则检测板材在坐标系上的数个三维坐标；

根据检测到的数个三维坐标，计算板材的直线度。

进一步的，在所述获取被限位于检测位处的板材的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

预先获取板材的形状和尺寸；

驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置；

根据检测仪检测到的板材的各边缘位置以及预先获取到的板材的形状尺寸计算得到板材被限位于检测位处的中心点。

进一步的，在所述驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的各边缘的方位；

驱使所述检测仪移至每一边缘上的任意一点位；

根据各边缘方位以及检测到的各边缘任意一点位得到各边缘的实际位置。

进一步的，所述板材被限定为矩形板材，在所述驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的第一相对边缘方位和第二相对边缘方位；

驱使所述检测仪沿与第二相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第一相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及第一相对边缘方位得到第一相对边缘中的每一边缘的实际位置；

驱使所述检测仪沿与第一相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第二相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及两第二相对边缘方位得到第二相对边缘中的每一边缘的实际位置。

进一步的，在所述根据检测仪检测到的板材的各边缘位置以及预先获取到的板材的形状尺寸计算得到板材被限位于检测位处的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

将各边缘位置与预先获取到的板材的形状尺寸匹配得到被限位于检测位处的板材的各边缘的尺寸；

根据各边缘的尺寸计算得到各边缘的中点；

过中点作各边缘的相应延伸线，以各相应延伸线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

进一步的，所述板材被限定为矩形板材，在所述获取被限位于检测位处的板材的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的第一相对边缘方位和第二相对边缘方位；

驱使所述检测仪沿与第二相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第一相对边缘上的两相对点位，并根据两相对点位以及第一相对边缘方位得到第一相对边缘的实际位置；

获取所述第一相对边缘上的两相对点位之间的距离，以得到板材的第二相对边缘中的每一边缘的长度；

驱使所述检测仪沿与第一相对边缘平行的方向经过所述板材，获取两第二相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及第二相对边缘方位得到第二相对边缘的实际位置；

获取所述第二相对边缘上的两相对点位之间的距离，以得到板材的第一相对边缘中每一边缘的长度；

根据第一相对边缘方位、第一相对边缘中每一边缘的长度、第一相对边缘对应的点位所在的实际位置得到第一相对边缘的实际位置及尺寸；根据第二相对边缘方位、第二相对边缘中每一边缘的长度、第二相对边缘对应的点位所在的实际位置得到第二相对边缘的实际位置及尺寸；

根据各边缘的实际位置及尺寸得到被限位于检测位的板材的实际形状及尺寸；

根据板材的实际形状及尺寸计算得到位于检测位处的板材各边缘的中点；

过中点作各边缘的中垂线，以各中垂线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

进一步的，用于检测板材各边缘的直线度，所述板材的每一边缘均设定有数个检测点位；在所述根据检测到的数个三维坐标，计算板材的直线度的步骤中，包括以下子步骤：

获取基准面；

根据基准面得到每一边缘上的每一检测点位的理想Z值；

根据检测仪检测到的每一边缘上的每一检测点位的三维坐标中的实际Z值以及理想Z值计算得到每一检测点位的差值；

将每一边缘的数个差值中的最大差值和最小差值之间相减，以得到板材的每一边缘的直线度。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种板材直线度整形方法，包括以下步骤：

按照所述的板材直线度检测方法对限位于检测位处的板材进行检测以得到板材的直线度；

判断板材的直线度参数是否符合要求；

若判断得到所述板材不符合要求，则根据板材的直线度参数，控制整形装置对板材整形，其中，当所述直线度参数为负数时，控制所述整形装置上顶所述板材，当所述直线度为正数时，控制所述整形装置下压所述板材。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种集检测和整形为一体的检测整形装置，包括治具台、设置于所述治具台上的用于将板材的限位机构、设置于所述治具台上的用于检测被限位于治具台上的板材的检测装置以及设置于所述治具台上的用于根据检测装置的检测结果对直线度不符合要求的板材进行上顶或下压的整形装置；所述检测装置包括检测仪以及用于驱使所述检测仪行走的行走机构，所述检测仪在所述行走机构的驱使下获取被限位于治具台上的板材的中心点，并以中心点为坐标系原点以得到检测仪机械原点的坐标，根据检测仪机械原点、板材的形状尺寸以及坐标系原点按照既定规则检测板材在坐标系上的数个三维坐标，从而得到板材的直线度；所述整形装置用于当所述板材的直线度不符合要求时，对被限位于治具台上的板材进行上顶或下压整形。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种板材检测整形系统，包括集检测和整形为一体的检测整形装置以及与所述检测整形装置通讯连接的控制装置，所述检测整形装置包括治具台、设置于所述治具台上的用于限位板材的限位机构、设置于所述治具台上的用于检测被限位于治具台上的板材的检测装置以及设置于所述治具台上的用于根据检测装置的检测结果对直线度不符合要求的板材进行上顶或下压的整形装置；所述检测装置包括检测仪以及用于驱使所述检测仪行走的行走机构；当所述板材被限位机构限位于所述治具台上时，所述板材位于检测整形位，所述控制装置包括至少一处理器以及存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现所述的直线度检测方法、或者被所述处理器执行执行以实现所述的直线度整形方法。

本发明板材直线度检测方法、整形方法、装置以及系统具有以下有益效果：通过自动分中方法能够快速得到不同形状尺寸的板材在检测位上的实际位置以及形状尺寸，并根据实际位置以及形状尺寸快速得到板材在检测位上的实际中心点，通过中心点构建坐标系得到机械原点，从而得到检测原点与板材的相对位置。通过上述基准面得到理想Z值，使想Z值与每一点位的实际Z值进行计算得到它们之间的差值，并将每一检测线路上的数个点位中的最大差值与最小差值进行计算后，即可得到对应线路的直线度。在后续整形中，将直线度与预先设置的直线度误差阈值进行判断，当某一检测线路上的直线度参数位于阈值范围内时，表示该检测线路的直线度符合要求，无需整形，当超出阈值范围时，表示该检测线路的直线度不符合要求，需要整形。综上所述，本发明实施方式具有适用范围广、通用性强、自动化程度高、灵活性高、检测效率高、检测精度高等效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明检测整形装置一实施方式的结构示意图。

图2是本发明检测整形装置一实施方式中去除行走机构及检测仪后的结构示意图。

图3是本发明检测整形装置一实施方式中限位组件的结构示意图。

图4是本发明检测整形装置一实施方式中整形机构的结构示意图。

图5是本发明板材直线度检测方法一实施方式的流程图。

图6是图5中S110步骤的子流程图。

图7是图6中S112步骤的子流程图。

图8是图6中S113步骤的子流程图。

图9是图5中S120步骤中产品和机械原点在坐标系中的分布图。

图10是图5中S140步骤的子流程图。

图11是图10中S141步骤的子流程图。

图12是本发明板材直线度检测方法一实施方式中获取被限位于检测位处的板材的中心点的子流程图。

图13是本发明板材直线度检测方法一实施方式的流程图。

图14是图13中S340步骤的子流程图。

图15是本发明板材直线度整形方法一实施方式的流程图。

附图中各标号的含义为：

平板外壳A；

治具台100；

限位机构200；顶件201；压件202；第一安装座210；高台211；矮台212；第一限位柱221；第二限位柱222；第三限位柱223；旋转升降单元231；臂232；限位孔233；

检测装置300；检测仪310；两轴模组320；X轴模组321；滑轨组322；Y轴模组323；

整形装置400；上顶单元401；下压单元402；水平驱动单元410；第二安装座420；底座421；侧座422；第三安装座430；第二导向杆441；第二直线轴承442。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明板材直线度检测方法以及整形方法以板材检测整形系统作为控制执行硬件，对板材的直线度进行检测，并对直线度不符合要求的板材进行整形。所示出的实施方式中，所述板材被限定为金属板材，例如被限定为矩形金属板件(例如长方形金属板件)，结合到实例，以平板外壳A作为金属板材的一种具体实例，以对平板外壳A的各边缘直线度进行检测和整形。应当理解的，本申请并不限于仅对矩形板件进行检测和整形，也并不仅限于对矩形板件的各边缘进行检测和整形，在一些实施方式中，可基于本申请所公开的方法或结构对金属板材整体直线度进行检测和/或整形。在一些实施方式中，也可基于本申请所公开的方法或结构，对能够通过下述分中方法得到金属板材中心点的规则图形的金属板材进行检测和/或整形，例如三角形、菱形、平行四边形、正六边形等等。

所述金属板材检测整形系统包括集检测和整形为一体的检测整形装置以及与所述检测整形装置通讯连接的控制装置(图未示出)。所述控制装置包括至少一处理器以及存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现下述的直线度检测方法以及直线度整形方法。具体实现中，所述控制装置可被限定为与所述检测整形装置通讯连接的上位机、与所述检测整形装置有线或无线通讯连接的控制中心或设备、通过云端与所述检测整形装置无线通讯连接或者直接与所述检测整形装置近距离无线通讯连接的控制终端、集成于所述检测整形装置中的控制系统等，所述控制装置用于获取所述检测整形装置发送的各种信号，并根据相应信号控制所述检测整形装置执行相应控制指令(例如检测指令、整形指令等)，使检测整形装置根据相应控制指令完成金属板材(例如平板外壳A)的直线度检测工作或者检测和整形工作。其中，对于检测过关的金属板材，检测整形装置不对其进行整形，对于检测不过关(即直线度不满足要求)的金属板材，所述检测整形装置根据相应控制指令对其进行整形，以使整形后的金属板材直线度满足要求。

所述检测整形装置包括治具台100、设置于所述治具台100上的用于将金属板材限定在检测整形位的限位机构200、设置于所述治具台100上的用于检测被限位于治具台100上的金属板材的检测装置300以及设置于所述治具台100上的用于根据检测装置300的检测结果对直线度不符合要求的金属板材进行上顶或下压的整形装置400。所述检测整形位是指检测位和整形位，它们被限定位同一位置，故被称为检测整形位。所述治具台100可被限定为由各个侧壁围合形成的具有中空空间的腔体结构，所述治具台100的上表面被限定为用于检测及整形所述金属板材的工作台面。上述的限位机构200以及检测装置300均设置于所述工作台面上，上述的整形装置400的执行部分(对金属板材进行上顶或下压的部分)设置于所述工作台面上，垂直驱动部分(驱动所述执行部分垂直动作的部分)设置于所述中空空间中，并向上穿过所述工作台面后与所述执行部分连接，用于驱动所述执行部分向上或向下运动。

请参阅图2及图3，所述限位机构200包括设置于所述工作台面上对应于所述平板外壳A的至少一组对边或至少一组对角位置处的定位四个边或四个角的限位组件。所示出的实施方式中，所述限位机构200包括与所述平板外壳A的四个角一一对应的四组限位组件，每一限位组件的结构或功能可被限定为相同或相似，例如每一限位组件均包括用于顶持平板外壳A下表面的顶件201以及能够与所述顶件201同轴并压持所述平板外壳A上表面的压件202。

所述压件202和顶件201均可通过一第一安装座210安装于所述工作台面上，所述第一安装座210具有一位于所述平板外壳A对应角正下方的高台211以及与所述高台211连接并所述平板外壳A对应角外侧的矮台212，所述高台211处设置有所述顶件201以及三限位件，所述顶件201可被限定为垂直设置于所述高台211处的顶柱，所述顶柱的顶面可被限定为向上弯弧的圆弧面。所述三限位件均可被限定为限位柱，以下称第一限位柱221、第二限位柱222和第三限位柱223，第一限位柱221和第二限位柱222分别设置于所述平板外壳A两相邻边的外侧，所述第一限位柱221至两相邻边交接处尖角的距离与第二限位柱222至所述尖角的距离相等，以实现从纵横两个方向对所述平板外壳A进行限位。所述第一限位柱221及第二限位柱222与所述平板外壳A接触的部分均可贴软质材料(例如优力胶等)以对保护平板外壳A。第三限位柱223位于所述尖角的外侧，且所述第三限位柱223的顶面高于第一限位柱221和第二限位柱222的顶面，所述第三限位柱223具有等直径的柱身以及设置于所述柱身上端的变直径的锥顶(图未示出)，所述锥顶的外径由下至上渐小。所述第三限位柱223与第一限位柱221和第二限位柱222之间连线后在水平投影面上呈等腰三角形，第三限位柱223为等腰三角形的顶。

所述矮台212上设置有输出轴向上的旋转升降单元231，所述旋转升降单元231的输出轴连接有一臂232，所述臂232的厚度(沿垂直方向上的长度)与所述第三限位柱223和第二限位柱222之间的高低差相适配，用于当旋转升降单元231驱动臂232进行旋转升降时，顺利避开所述第一限位柱221和第二限位柱222。所述臂232的下表面上对应于所述顶件201的位置处设置有所述压件202，所述压件202可被限定为与所述顶件201同轴设置的压柱，所述压柱的下表面可被限定为向下弯弧的圆弧面。所述臂232上对应于所述第三限位柱223的位置处设置有限位孔233，所述限位孔233可被限定为沿垂直方向贯通所述臂232的通孔，所述限位孔233的孔径与所述柱身的直径相适配，由于所述顶锥的外径由上至下渐大，所述臂232可在旋转下降过程中使所述限位孔233逐渐环于所述顶锥外周且继续向下动作，当所述限位孔233下至柱身处时，由于所述柱身的直径与所述限位孔233的孔径相适配，故在所述限位孔233与柱身的配合下，所述臂232不再继续旋转但可沿柱身的高度方向移动，当所述臂232只能沿所述柱身高度方向移动时，所述压件202与所述顶件201同轴。

所示出的实施方式中，在利用所述限位机构200对所述平板外壳A进行限位时，首先，将平板外壳A的四个角处的两相邻边与四个限位组件上的第一限位柱221和第二限位柱222相接触，并使平板外壳A置于四个限位组件的顶柱上，使得每一限位组件的第一限位柱221和第二限位柱222对每个角处的两相邻边进行限位，防止所述平板外板在纵横方向上移位；其次，控制四个限位组件的旋转驱动单元带动臂232旋转下降，臂232带动压柱逐渐旋转至平板外壳A上方，压柱逐渐旋转下降以将平板外壳A压在顶柱上，此时压柱与顶柱同轴。

在一些优选的实施方式中，为了适用于各种尺寸的金属板材，每一对角处或对边处的限位组件可通过各自的驱动单元使每一对角或对边的限位组件相向或背向移动，所述驱动单元的输出轴可与所述第一安装座210连接以驱使所述第一安装座210移动，从而带动所述压件202和顶件201同步移动。

所述检测装置300包括检测仪310以及用于驱使所述检测仪310行走的行走机构。所述检测仪310用于根据下述的检测逻辑执行相应的动作，从而采集平板外壳A的与直线度相关的检测数据。例如所述检测仪310在所述行走机构的驱使下获取被限位于治具台100上的金属板材的中心点，并以中心点为坐标系原点以得到检测仪310机械原点的坐标，根据检测仪310机械原点、金属板材的形状尺寸以及坐标系原点按照既定规则检测金属板材在坐标系上的数个三维坐标，从而得到金属板材的直线度。所述行走机构可以是多轴机械臂232、两轴模组、三轴模组等。所示出的实施方式中，由于检测仪310仅需要在X轴和Y轴方向上水平移动，为了降低成本，所述行走机构被限定为两轴模组320，所述两组模组架设于所述平台上，其输出端的高度高于限位机构200的高度，以使得连接于所述输出端的检测仪310高于被限位于检测位处的平板外壳A。所述两轴模组320包括位于所述限位机构200的一侧外的X轴模组321、平行设置于所述限位机构200的另一相对侧外的滑轨组322以及沿Y轴方向设置于所述X轴模组321的滑轨组322上的Y轴模组323，所述Y轴模组323在所述X轴模组321的驱动下能够沿X轴方向移动，所述Y轴模组323的输出端与所述检测仪310连接，用于驱动所述检测仪310沿Y轴方向移动。所述两轴模组320的结构可采用现有的任何悉知技术，故此处不再展开详述。

所述整形装置400用于当所述金属板材的直线度不符合要求时，对被限位于治具台100上的金属板材进行上顶或下压整形。所述整形装置400包括设置于所述治具台100上对应于所述平板外壳A的四个边缘位置处的四组整形机构，每一组所述整形机构均包括设置于所述治具台100上的垂直驱动部分(图未示出)、用于控制所述垂直驱动部分的输出轴升降行程的行程控制单元以及与所述垂直驱动部分的输出轴连接的执行部分。所述垂直驱动部分可被限定为垂直升降气缸、液压缸等，所述垂直驱动部分用于根据控制装置发送的相关下压或上顶控制信号控制所述执行部分上顶或下压产品。所述行程控制单元根据所述控制装置处理得到的直线度参数控制上顶或下压行程，以使整形后的金属板材的直线度符合要求。每一组所述整形机构还可均包括设置于工作台面上的导向部分，所述导向部分包括设置于所述工作台面上并位于所述垂直驱动部分的输出轴两侧的第一导向杆组，所述工作台面上对应于每一所述第一导向杆组的位置处设置有垂直贯通的通孔，每一所述第一导向杆组均包括设置于所述通孔内的第一直线轴承以及活动穿设于所述第五直线轴承中的第一导向杆，所述第一导向杆的上端与所述执行部分连接。

所示出的实施方式中，所述执行部分被限定为在工作状态下时与所述平板外壳A的边缘在水平投影面上重叠，在非工作状态下时位于所述平板外壳A的外侧。所述非工作状态例如可以是当所述检测仪310对所述平板外壳A的直线度进行检测时，所述执行部分位于所述平板外壳A的外侧以对所述检测仪310进行避让的状态，使检测仪310有效检测平板外壳A边缘直线度。

请参阅图4，所述执行部分包括上顶单元401、下压单元402以及用于驱使所述上顶单元401和下压单元402移至所述平板外壳A外侧或者移至所述平板外壳A上下方的水平驱动单元410。所述水平驱动单元410可以是与所述上顶单元401和下压单元402均连接的水平旋转驱动单元或者直线进退单元。所示出的实施方式中，所述水平驱动单元410被限定为直线进退单元，所述直线进退单元可以被限定为直线模组、滑台、直线气缸、液压缸或电动推杆等。所述直线进退单元通过一第二安装座420与所述垂直驱动单元的输出轴连接，所述第二安装座420包括底座421以及沿进退方向设置于所述底座底座421两侧的侧座422。所述直线进退单元被限定为设置在位于外侧的一侧座422上的气缸，所述气缸的活塞杆位于所述两侧座422之间，且所述活塞杆通过一第三安装座430与所述上顶单元401和下压单元402连接。两所述侧座422上设置有至少两第二导向杆组，至少两所述第二导向杆组均包括沿所述进退方向水平设置于两所述侧座422之间的第二导向杆441以及环设于所述第二导向杆441外周且与所述第三安装座430连接的第二直线轴承442。

所述第三安装座430包括底座、顶座以及连接于所述底座与底座之间的背板，所述背板连接于所述底座和顶座远离检测整形位的一侧，所述底座上沿进退方向分布有通孔，上述的第二直线轴承442穿设于所述通孔中。所述上顶单元401和下压单元402相对设置于所述底座和顶座的上下表面，所述上顶单元401和下压单元402与所述平板外壳A接触的接触面设置有保护层(例如优力胶)，所述上顶单元401和下压单元402在所述直线进退单元的驱使下能够退出所述检测整形位外，也能够进入所述检测整形位以分别位于所述平板外壳A对应边缘的上下方，所述上顶单元401和下压单元402在所述垂直驱动部分的驱使下能够向下压或向上顶所述平板外壳A，以使所述平板外壳A边缘直线度满足要求。

请参阅图5，为本发明金属板材直线度检测方法一实施方式的流程图。本实施方式金属板材直线度检测方法包括以下步骤：

S110、获取被限位于检测位处的金属板材的中心点；

本步骤中，通过上述实施方式中的控制装置控制检测装置执行相应动作而获取所述金属板材的中心点。具体实例中，请参阅图6，所述控制装置可通过以下子步骤获取所述金属板材的中心点：

S111、预先获取金属板材的形状尺寸；

控制装置可通过外设输入的方式获取所述金属板材的形状尺寸数据，例如通过获取外部存储介质中存储的金属板材的形状尺寸数据、通过键盘鼠标获取用户输入的金属板材的形状尺寸数据、通过具有触控功能的触摸显示屏获取用户输入的金属板材的形状尺寸数据、通过具有图像采集功能的图像采集装置获取金属板材的形状尺寸数据等。所述形状尺寸数据包括形状和各边缘尺寸数据，以长方形金属板材为例，其形状尺寸数据包括长方形的形状数据以及长方形的长度和宽度数据。具体实例中，在每一批次或者每一次若干相同金属板材需要检测整形之前，通过上述包含到的任一外设或者未包含的外设获取金属板材的形状尺寸数据。

S112、驱使检测仪检测被限位于检测位处的金属板材的各边缘位置；

本步骤中，通过所述控制装置发出需要获取金属板材各边缘位置信息的信号至所述检测装置，使所述检测装置的行走机构驱使所述检测仪行走以寻找被限位于所述检测位的金属板材的边缘。具体实例中，对于有相对边缘的形状的金属板材，可使行走机构驱使检测仪移至金属板材的每相对两边缘上的任一相对点位，得到经过该对应点位的边缘的实际位置。对于没有相对边缘的形状的金属板材，可先确定金属板材的各边缘的方位，使行走机构驱使检测仪移至金属板材的每一边缘上的任意一点位，根据各边缘方位以及检测到的各边缘任意一点位得到各边缘的实际位置得到的各边缘的实际位置。由于在S110步骤中已获取到所述金属板材的形状和精确尺寸，故在本步骤中，检测仪无需走完金属板材的每一条边。以长方形金属板材为例，请参阅图7，本步骤包括以下子步骤：

S1121、确定金属板材的长边(第一相对边缘)方位和短边(第一相对边缘)方位；

本步骤中，基于检测位区域尺寸确定金属板材的长边和短边方位。当所述金属板材被限位于所述检测位时，其实际形状与所述检测位区域形状相适配。所述检测位区域尺寸是根据上述实例中的两两为一对的四个限位组件决定的，当金属板材的尺寸较大，检测位区域尺寸则由四个限位组件相反移动而被扩大，以得到与较大金属板材相适配的较大区域的检测位，当金属板材的尺寸较小，则检测位区域的尺寸则由四个限位组件相对移动而被缩小，以得到与较小金属板材相适配的较小区域的检测位。无论检测位区域是否扩大或缩小，检测位区域的形状始终保持不变，也即，检测位区域的长度方向不受扩大或缩小而改变，检测位的宽度方向亦不受扩大或缩小而改变。同理可知，由于检测位区域形状是受不同尺寸金属板材而定的，金属板材的长度方向和宽度方向均与检测位一致。如此即可通过检测位区域确定金属板材的长边方向和短边方向。应当理解的，以上确定方式仅作为定义金属板材的长边方向和短边方向的一种具体实例，所述金属板材的长边方向和短边方向的确定方式并不限于上述确定方式，例如在一些实例中，可通过人工确定金属板材的长边和短边方向，只需将长边方向和短边方向输入控制装置中即可。又例如在一些实例中，通过驱使检测仪沿金属板材的边缘方向移动而自动检测出所述金属板材的长边和短边。

S1122、使行走机构驱使所述检测仪沿宽度方向(检测区域或金属板材的宽度方向，与第二相对边缘平行的方向)经过所述金属板材，获取两长边方向上的两相对点位，根据两相对点位以及两长边方位得到两长边所在的实际位置；

具体实例中，所述金属板材的短边沿X轴方向分布，与上述两轴模组的X轴模组平行，金属板材的长边沿Y轴方向分布，与上述两轴模组的Y轴模组323平行。本步骤中，首先使行走机构驱使所述检测仪位于金属板材的近长边的外侧，再使所述行走机构驱使所述检测仪沿Y轴方向经过所述金属板材，所述检测仪在沿宽度方向行走且未到达金属板材的正上方时，检测仪的检测点位位于治具台的工作台面上，工作台面较金属板材低，故检测仪的检测距离较长，由此可知检测仪未到达金属板材上方，当检测仪首次接触到金属板材的近长边时，检测仪的检测距离较短，将首此出现距离较短的点位定义为位于金属板材的近长边上的第一点位。当检测仪沿宽度方向行走至金属板材的远长边以外的距离较长的点位时，该点位相较于此前的第一点位的距离较长，将首次出现的该距离较长的点位之前的一点位定义为位于金属板材的远长边上的第二点位，所述第二点位与所述第一点位相对。当获取到两长边方向上的第一点位和相对位置处的第二点位后，即可得知经第一点位的近长边的实际位置和经第二点位的远长边的实际位置。

S1123、使行走机构驱使所述检测仪沿检测位区域的长度方向(与第一相对边缘平行的方向)经过所述金属板材，获取两短边方向上的两相对点位，根据两相对点位以及两短边方位得到短边所在的实际位置；

本步骤中，首先使行走机构驱使所述检测仪位于金属板材的近短边的外侧，然后可S1122中所述的方式使行走机构检测得到位于金属板材的近短边上的第三点位以及位于远短边上的第四点位，所述第四点位和第三点位相对。当获取到两短边方向上的第三点位和相对位置处的第四点位后，即可得知经第三点位的近短边的实际位置和经第四点位的远短边的实际位置。

S113、根据检测仪检测到的金属板材的各边缘实际位置以及预先获取到的金属板材的形状尺寸计算得到金属板材被限位于检测位处的中心点。

本步骤中，所述控制装置获取S112步骤中检测仪所检测到的金属板材的各边缘实际位置后，并根据这些边缘实际位置处理得到金属板材被限位于所述检测位处的实际中心点。具体实例中，请参阅图8，所述控制装置通过以下子步骤处理得到金属板材的实际中心点：

S1131、将各边缘位置与预先获取到的金属板材的形状尺寸匹配得到被限位于检测位处的金属板材的各边缘的尺寸；

本步骤中，基于预先获取到的矩形金属板材的形状尺寸，得到金属板材的两长边的长度和两短边的长度；将长边和短边的长度与S112步骤中得到的长边位置和短边位置相结合，即可得到被限位于检测位处的矩形金属板材的长边位置及其尺寸以及短边位置及其尺寸。

S1132、根据各边缘的尺寸计算得到位于检测位处的金属板材各边缘的中点；

S1133、过中点作各边缘的相应延伸线，以各相应延伸线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

本步骤中，当金属板材为矩形金属板材时，所述相应延伸线为中垂线。

上述S1131～S1133的自动分中算法可适用于不同尺寸的规则图形的自动分中，得到被限位于检测位处的金属板材的实际位置及尺寸，处理逻辑简单高效，为提高检测精度提供了夯实的基础，提高直线度检测精确性，提高整形精确度，提高产品良品率。

S120、以中心点为坐标系原点，获取检测仪机械原点的坐标；

本步骤中，基于S110步骤获取到的被限位于检测位处的金属板材的中心点构建坐标系，将被限位检测位的金属板材置于坐标系中并将所述中心点作为坐标系原点，并根据检测仪机械原点与所述中心点的相对位置，得到检测仪机械原点的坐标位置。

请参阅图9，具体实例中，设产品长为280mm，宽为160mm，通过自动分中方法确定出产品中心点，在构建坐标系之后，产品左侧X坐标为-140，右侧X坐标为140，上边缘Y由于是佛80，下边缘Y坐标为-80，根据机械原点与产品中心点的距离，确定机械原点所在坐标为(-245，280)。

S130、基于金属板材的形状尺寸、坐标系原点以及检测仪机械原点，驱使检测仪按照既定规则检测金属板材在坐标系上的数个三维坐标；

所述既定规则例如可以是但不限于是：按照预先获取到的检测点位、按照预先示教所得的检测点位或者按照每隔一预定时间或距离实时得到的检测点位获取各点位在三坐标系上的三维坐标。根据需要检测的位置可设定检测仪行走轨迹，根据检测仪行走轨迹可设定检测点位的分布位置。例如当金属板材需要全尺寸检测，则可在金属板材的平面范围内矩阵式分布检测点位，又例如当金属板材需要对各边缘进行检测时，则可在金属板材的各边缘设置数个检测点位。

S140、根据检测到的数个三维坐标，计算金属板材的直线度。

请参阅图10,本步骤包括以下子步骤：

S141、获取基准面；

请参阅图11，本步骤包括以下子步骤：

S1411、获取基准点；

具体实例中，取检测位上的待测板材区域内的三个基准点并记录基准点的三维坐标值。例如参阅下表1：

	X	Y	Z
				基准点1	145	59	8.027
基准点2	75	65	7.989
				基准点3	163	87	8.015

表1

S1412、将三个基准点的三维坐标值代入线性回归方程AX+BY+CZ+D＝0中，计算ABCD四个系数；

A＝y1*z2-y1*z3-y2*z1+y2*z3+y3*z1-y3*z2；

B＝x1*z2+x1*z3+x2*z1-x2*z3-x3*z1+x3*z2；

C＝x1*y2-x1*y3-x2*y1+x2*y3+x3*y1-x3*y2；

D＝-(x1*y2*z3-x1*y3*z2-x2*y1*z3+x3*y1*z2+x2*y3*z1-x3*y2*z1)；

将上述表1中的三个基准点的三维坐标值：基准点1(145,59,8.027)、基准点2(75,65,7.989)和基准点3(163,87,8.015)代入上述公式中，计算得到A＝0.992，B＝-1.524，C＝-2068，D＝16545.912；

S1413、将A、B、C、D代入到线性回归方程AX+BY+CZ+D＝0中，得到基准点对应的线性回归方程0.992X-1.524Y-2068Z+16545.912＝0。

S142、根据基准面得到每一检测线路上的数个检测点位的理想Z值；

本步骤中，将AX+BY+CZ+D＝0转化为a0+a1X+a2Y＝Z，通过将A、B、C、D的值代入到方程a0+a1X+a2Y＝Z中，得到每一检测点位在基准面中的理想Z值。具体实例中，计算得到a0≈8.000924565，a1≈0.000479691，a2≈-0.000736944，将a0、a1和a2的数值代入到a0+a1X+a2Y＝Z中，得到回归方程为8.000924565+0.000479691X-0.000736944Y＝Z。将每一点位的三维坐标值代入到回归方程8.000924565+0.000479691X-0.000736944Y＝Z中，得到理想Z值。

具体结合实例，假设金属板材上设定了四组检测线路，(例如四个边缘，每一边缘对应一组检测线路)，每一边缘上具有数个检测点位。以下表2为例，假设下表2示出了某一检测线路上的十个三维坐标值对应的理想Z值、实际检测Z值、理想Z值和实际检测Z值的差值以及计算得到的直线度。

表2

S143、根据检测仪检测到的每一检测点位的三维坐标中的实际Z值以及理想Z值计算得到每一检测点位的差值；

本步骤中，以上表2中第一行所示的第一点位的三维坐标值(X、Y、Z)为例，将第一点位的X＝25，Y＝170代入上述回归方程8.000924565+0.000479691X-0.000736944Y＝Z中，得到理想Z值为7.887636364，而第一点位的实际检测Z值为8.0079，将每一检测点位的实际检测Z值减去理想Z值，得到差值约为0.120263636。

S144、将位于同一检测线路上的数个检测点位对应的数个差值中的最大差值和最小差值之间相减，以得到金属板材相对于该检测线路上的直线度。

本步骤中，继续以表2示出的十组点位的三维坐标值为例，通过S143步骤算出每一点位的差值后，在十组差值数据中，选定最大差值值0.120263636和最小差值-0.231986267，将最大差值减去最小差值后，得到十组点位对应的直线度为0.352249903。

本发明实施方式，通过上述自动分中方法能够快速得到不同形状尺寸的金属板材在检测位上的实际位置以及形状尺寸，并根据实际位置以及形状尺寸快速得到金属板材在检测位上的实际中心点，通过中心点构建坐标系得到机械原点，从而得到检测原点与板材的相对位置。通过上述基准面得到理想Z值，使想Z值与每一点位的实际Z值进行计算得到它们之间的差值，并将每一检测线路上的数个点位中的最大差值与最小差值进行计算后，即可得到对应线路的直线度。在后续整形中，将直线度与预先设置的直线度误差阈值进行判断，当某一检测线路上的直线度参数位于阈值范围内时，表示该检测线路的直线度符合要求，无需整形，当超出阈值范围时，表示该检测线路的直线度不符合要求，需要整形。综上所述，本发明实施方式具有适用范围广、通用性强、自动化程度高、灵活性高、检测效率高、检测精度高等效果。

请参阅图12，为本发明金属板材直线度检测方法一实施方式中获取被限位于检测位处的金属板材的中心点的子流程图。本实施方式中，同样以长方形金属板材为例进行阐述，具体地，通过以下子流程获取被限位于检测位的长方形金属板材的中心点：

S211、确定金属板材的长边和短边方位；

本步骤处理逻辑与上述实施方式中的S1121步骤相同或相似，故此处不再一一赘述。

S212、使行走机构驱使所述检测仪沿宽度方向经过所述金属板材，获取两长边方向上的两相对点位，并根据两相对点位以及两长边方位得到长边所在的实际位置；

本步骤处理逻辑与上述实施方式中的S1122步骤相同或相似，故此处不再一一赘述。

S213、获取所述两长边方向上的两相对点位之间的距离，以得到金属板材的短边长度；

S214、使行走机构驱使所述检测仪沿长度方向经过所述金属板材，获取两短边方向上的两相对点位，根据两相对点位以及两短边方位得到短边所在的实际位置；

S215、获取所述两短边方向上的两相对点位之间的距离，以得到金属板材的长边长度；

S216、根据两长边方位、两长边的长度、两长边对应的点位所在的实际位置得到两长边的实际位置及尺寸；根据两短边方位、两短边长度、两短边对应的点位所在的实际位置得到两短边的实际位置及尺寸；

S217、根据各边缘的实际位置及尺寸得到被限位于检测位的金属板材的实际形状及尺寸；

S218、根据金属板材的实际形状及尺寸计算得到位于检测位处的金属板材各边缘的中点；

S219、过中点作各边缘的中垂线，以各中垂线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

应当理解的，虽然本实施方式和上一实施方式均以长方形金属板材为例进行阐述，但是，本发明的直线度检测方法、分中方法并不限于长方形金属板材。所有的能够通过本方法找到被限位于检测位的各边缘方位、得到各边缘尺寸、能够通过每一边缘中点作相应的延伸线，通过各相应延伸线相交能够得到金属板材的中心点的所有形状的金属板材均适用，例如三角形，过三角形每一条边至相对的顶角方向的延伸线后，每一延伸线相交后的交点作为三角形的中心点；再如平行四边形，其中一组对边中点连线后形成的第一延伸线和另一组对边连线后形成的第二延伸线相交后，其交点作为平行四边形的中心点；又如正六边形，与矩形相似，作每一条边的中垂线后相交，其交点即为正六边形的中心点。

与第一实施方式相比，本发明实施方式由于去除预先获取金属板材的形状尺寸步骤，故本发明实施方式更加灵活，处理逻辑更简单巧妙，能够根据被限位于检测位的各种金属板材实时检测处理得到中心点，使得检测效率更高。

请参阅图13，为本发明金属板材直线度检测方法一实施方式的流程图。本发明实施方式以上述系统和装置所限定的长方形金属板材(例如上述平板外壳)为例，对长方形金属板材的四个边缘的直线度进行检测，结合上述系统和装置对长方形金属板材的检测方法进行阐述。具体地，本实施方式金属板材直线度检测方法包括以下步骤：

S310、获取被限位于检测整形位处的长方形金属板材的中心点；

S320、以中心点为坐标系原点，获取检测仪机械原点的坐标；

S330、基于长方形金属板材的形状尺寸、坐标系原点以及检测仪机械原点，驱使检测仪按照既定规则检测长方形金属板材在坐标系上的数个三维坐标；

S340、根据检测到的数个三维坐标，计算长方形金属板材的各边缘的直线度。

请参阅图14，本步骤包括以下子步骤：

S341、获取长方形基准面；

S342、根据长方形基准面得到长方形基准面的每一边缘上对应于每一检测点位的理想Z值；

S343、根据检测仪检测到的长方形金属板材的每一边缘上的每一检测点位的三维坐标中的实际Z值以及理想Z值计算得到每一检测点位的差值；

S344、将每一边缘的数个差值中的最大差值和最小差值之间相减，以得到金属板材的每一边缘的直线度；

请参阅图15，为本发明金属板材直线度整形方法一实施方式的流程图，本实施方式金属板材直线度整形方法包括以下步骤：

S410、检测被限位于检测整形位的金属板材以得到金属板材的直线度；

S420、判断金属板材的直线度参数是否符合要求；

本步骤中，将检测到的直线度与预先设置的直线度误差阈值进行对比判断，若检测到的直线度位于直线度误差阈值范围内，则视为直线度符合要求，若超出直线度误差阈值范围，则视为直线度不符合要求。

S430、若判断得到所述金属板材不符合要求，则根据金属板材的直线度参数，控制整形装置对位于所述检测整形位的金属板材整形，其中，当所述直线度参数为负数时，控制所述整形装置上顶所述金属板材，当所述直线度为正数时，控制所述整形装置下压所述金属板材。

具体实例中，继续以上表2作为示例，表2示出的某一边缘的直线度为0.352249903，超出直线度误差阈值范围正负0.05，由于直线度0.352249903为正数，故控制所述整形装置下压该边缘，以使该边缘直线度满足需求。

本发明实施方式，通过将检测装置和整形装置集成为一体，使得检测位和整形位均在同一位置(即形成检测整形位)，当金属板材经检测后需要整形时，无需通过人为、机械等方式移动至整形位，避免移动过程中进一步导致板材直线度参数发生变化，若整形装置仍然按照此前的检测的直线度参数进行整形，则导致整形后的金属板材的直线度仍然无法满足要求。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种板材直线度检测方法，包括以下步骤：

获取被限位于检测位处的板材的中心点；

以中心点为坐标系原点，获取检测仪机械原点的坐标；

基于板材的形状尺寸、坐标系原点以及检测仪机械原点，驱使检测仪按照既定规则检测板材在坐标系上的数个三维坐标；

根据检测到的数个三维坐标，计算板材的直线度。

2.如权利要求1所述的板材直线度检测方法，其特征在于，在所述获取被限位于检测位处的板材的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

预先获取板材的形状和尺寸；

驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置；

根据检测仪检测到的板材的各边缘位置以及预先获取到的板材的形状尺寸计算得到板材被限位于检测位处的中心点。

3.如权利要求2所述的板材直线度检测方法，其特征在于，在所述驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的各边缘的方位；

驱使所述检测仪移至每一边缘上的任意一点位；

根据各边缘方位以及检测到的各边缘任意一点位得到各边缘的实际位置。

4.如权利要求2所述的板材直线度检测方法，其特征在于，所述板材被限定为矩形板材，在所述驱使检测仪检测被限位于检测位处的板材的各边缘位置的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的第一相对边缘方位和第二相对边缘方位；

驱使所述检测仪沿与第二相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第一相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及第一相对边缘方位得到第一相对边缘中的每一边缘的实际位置；

驱使所述检测仪沿与第一相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第二相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及两第二相对边缘方位得到第二相对边缘中的每一边缘的实际位置。

5.如权利要求2所述的板材直线度检测方法，其特征在于，在所述根据检测仪检测到的板材的各边缘位置以及预先获取到的板材的形状尺寸计算得到板材被限位于检测位处的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

将各边缘位置与预先获取到的板材的形状尺寸匹配得到被限位于检测位处的板材的各边缘的尺寸；

根据各边缘的尺寸计算得到各边缘的中点；

过中点作各边缘的相应延伸线，以各相应延伸线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

6.如权利要求1所述的板材直线度检测方法，其特征在于，所述板材被限定为矩形板材，在所述获取被限位于检测位处的板材的中心点的步骤中，包括以下子步骤：

确定板材的第一相对边缘方位和第二相对边缘方位；

驱使所述检测仪沿与第二相对边缘平行的方向经过所述板材，获取第一相对边缘上的两相对点位，并根据两相对点位以及第一相对边缘方位得到第一相对边缘的实际位置；

获取所述第一相对边缘上的两相对点位之间的距离，以得到板材的第二相对边缘中的每一边缘的长度；

驱使所述检测仪沿与第一相对边缘平行的方向经过所述板材，获取两第二相对边缘上的两相对点位，根据两相对点位以及第二相对边缘方位得到第二相对边缘的实际位置；

获取所述第二相对边缘上的两相对点位之间的距离，以得到板材的第一相对边缘中每一边缘的长度；

根据第一相对边缘方位、第一相对边缘中每一边缘的长度、第一相对边缘对应的点位所在的实际位置得到第一相对边缘的实际位置及尺寸；根据第二相对边缘方位、第二相对边缘中每一边缘的长度、第二相对边缘对应的点位所在的实际位置得到第二相对边缘的实际位置及尺寸；

根据各边缘的实际位置及尺寸得到被限位于检测位的板材的实际形状及尺寸；

根据板材的实际形状及尺寸计算得到位于检测位处的板材各边缘的中点；

过中点作各边缘的中垂线，以各中垂线的交点作为所述被限位于检测位处的中心点。

7.如权利要求6所述的板材直线度检测方法，其特征在于，用于检测板材各边缘的直线度，所述板材的每一边缘均设定有数个检测点位；在所述根据检测到的数个三维坐标，计算板材的直线度的步骤中，包括以下子步骤：

获取基准面；

根据基准面得到每一边缘上的每一检测点位的理想Z值；

根据检测仪检测到的每一边缘上的每一检测点位的三维坐标中的实际Z值以及理想Z值计算得到每一检测点位的差值；

将每一边缘的数个差值中的最大差值和最小差值之间相减，以得到板材的每一边缘的直线度。

8.一种板材直线度整形方法，包括以下步骤：

按照权利要求1至7中任一项所述的板材直线度检测方法对限位于检测位处的板材进行检测以得到板材的直线度；

判断板材的直线度参数是否符合要求；

若判断得到所述板材不符合要求，则根据板材的直线度参数，控制整形装置对板材整形，其中，当所述直线度参数为负数时，控制所述整形装置上顶所述板材，当所述直线度为正数时，控制所述整形装置下压所述板材。

9.一种集检测和整形为一体的检测整形装置，其特征在于：包括治具台、设置于所述治具台上的用于将板材的限位机构、设置于所述治具台上的用于检测被限位于治具台上的板材的检测装置以及设置于所述治具台上的用于根据检测装置的检测结果对直线度不符合要求的板材进行上顶或下压的整形装置；所述检测装置包括检测仪以及用于驱使所述检测仪行走的行走机构，所述检测仪在所述行走机构的驱使下获取被限位于治具台上的板材的中心点，并以中心点为坐标系原点以得到检测仪机械原点的坐标，根据检测仪机械原点、板材的形状尺寸以及坐标系原点按照既定规则检测板材在坐标系上的数个三维坐标，从而得到板材的直线度；所述整形装置用于当所述板材的直线度不符合要求时，对被限位于治具台上的板材进行上顶或下压整形。

10.一种板材检测整形系统，其特征在于：包括集检测和整形为一体的检测整形装置以及与所述检测整形装置通讯连接的控制装置，所述检测整形装置包括治具台、设置于所述治具台上的用于限位板材的限位机构、设置于所述治具台上的用于检测被限位于治具台上的板材的检测装置以及设置于所述治具台上的用于根据检测装置的检测结果对直线度不符合要求的板材进行上顶或下压的整形装置；所述检测装置包括检测仪以及用于驱使所述检测仪行走的行走机构；当所述板材被限位机构限位于所述治具台上时，所述板材位于检测整形位，所述控制装置包括至少一处理器以及存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现权利要求1至7中任一项直线度检测方法、或者被所述处理器执行执行以实现权利要求8中任一顶直线度整形方法。