CN1975618A - 智能工件矫正系统及其矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能工件矫正系统及其矫正方法，包括工作台、PC机、控制器、打击锤，所述工作台一端设置有信号采集装置，所述信号采集装置包括相互连接的扫描装置和处理器，PC机与所述信号采集装置的处理器连接，控制器包括相互连接的执行机构和处理单元，控制器的处理单元与所述PC机连接，所述控制器的执行机构连接打击锤。本系统采用自动化加工，解决了短棒材以及面向中小企业的一些特定棒型工件的矫正问题，提高了生产效率，并且本系统在最大程度上减少了工件的矫正次数，消除了各种不必要的加工误差；另一方面，改变了由工人现场作业的传统工作方式，实现了对变形工件的远程监控，有效的隔离了噪音等恶劣因素对人体的损害。
Description
技术领域
本发明涉及工件矫正系统，尤其涉及一种智能工件矫正系统及其矫正方法。
背景技术
对于许多工件来说，在生产或者使用过程中都会发生微量的变形，这些变形严重影响工件的使用性能甚至给生产带来了巨大的安全隐患。另外，随着社会工业化的迅猛发展，工人对工作环境也提出了更高的要求，更注重工作环境的舒适度，并综合考虑人的健康要求。但是，对于许多工作来说，国内外许多工种的工人们整天还处于一种亚健康的工作环境状态，辐射、光污染、高危、疲劳、噪声等等，无不对人类的健康构成了巨大的威胁。根据有关调查结果显示：
第一，市场上现有的矫正设备多数面向长棒材，而对于短棒材以及面向中小企业的一些特定棒型工件的矫正却没有很合适的设备可用。目前常用的办法是依靠工人根据经验对工件的变形部分进行局部敲打，这是一个生产效率低且可靠性不高的传统方法。
第二，在矫直过程中所产生的巨大噪音对工人的健康构成了极大的威胁。噪音污染的过程其实是一种慢性中毒过程，长期处于噪音环境中会对人的神经系统，心脑血管系统，消化及内分泌系统带来严重的影响。此外，噪音会使人的情绪烦躁，头晕，以及疲劳，失眠，健忘，肌肉紧张，从而降低工作效率，导致工作意外的增加。因此，实现生产自动化，让工人远离生产现场并实现远程监控成为了一种必然的趋势。
发明内容
本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种低成本、高稳定性及可靠性的、有利于技术工人健康的智能工件矫正系统。
本发明的另一目的还在于提供一种智能工件矫正系统的矫正方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：智能工件矫正系统，其特征在于：包括工作台、PC机、控制器、打击锤，所述工作台一端设置有信号采集装置，所述信号采集装置包括相互连接的扫描装置和处理器，PC机与所述信号采集装置的处理器连接，控制器包括相互连接的执行机构和处理单元，控制器的处理单元与所述PC机连接，所述控制器的执行机构连接打击锤。
所述信号采集装置的处理器通过RS232串口与PC机连接。
所述PC机通过RS232串口与控制器的处理单元连接。
所述信号采集装置的处理器为单片机。
所述所述控制器的处理单元为PLC可编程控制器。
所述PC机设置有LCD显示屏和键盘。
所述控制器的执行机构包括四个驱动器：上下方向点击驱动器、左右方向点击驱动器、前后方向点击驱动器、锤头打击速度点击驱动器。
智能工件矫正系统的矫正方法，其特征在于：所述矫正方法包括如下步骤：
(1)在工作过程中，工件通过夹具装夹在工作台上，信号采集装置的扫描装置对工件的变形部分进行扫描；
(2)扫描装置把所测得的数据传输给信号采集装置中的处理器；
(3)信号采集装置的处理器把数据传送给PC机；
(4)在PC机中，信号采集装置的处理器发送过来的数据通过三维重构模块处理后，再由神经网络分析模块结合经验值数据库模块、特征分析模块和边界条件模块进行分析并判断工件是否合格，据此PC机发送控制指令给控制器的处理单元；
(5)处理单元把从PC机接收到的控制指令输出到执行机构的驱动器，对不合格的工件确定打击锤的行程及作用力大小，最后对其进行自动矫正，直到工件合格为止。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：本智能工件矫正系统采用自动化加工，低成本、高稳定性及可靠性，解决了短棒材以及面向中小企业的一些特定棒型工件的矫正问题，提高了生产效率，并且本系统在最大程度上减少了工件的矫正次数，消除了各种不必要的加工误差，最终使工件回归合格的行列。
另一方面，改变了由工人现场作业的传统工作方式，实现了对变形工件的远程监控，有效的隔离了噪音等恶劣因素对人体的损害，提高了工作环境的舒适度，综合考虑人的健康要求，实现了变形工件矫正过程的智能化，具有很高的实用性。
附图说明
图1是本发明一种智能工件矫正系统的结构示意图。
图2是图1的智能工件矫正系统的控制器的结构示意图。
图3是图1的智能工件矫正系统的矫正方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示的智能工件矫正系统，其特征在于：包括工作台1、PC机3、控制器4、打击锤5，所述工作台1一端设置有信号采集装置2，所述信号采集装置2包括相互连接的扫描装置和MSC-51系列的单片机，PC机3与所述信号采集装置2的MSC-51系列的单片机连接，控制器4包括相互连接的执行机构和PLC可编程控制器，控制器4的PLC可编程控制器与所述PC机3连接，控制器4的执行机构连接打击锤5。
其中信号采集装置2的MSC-51系列的单片机通过RS232串口与PC机3连接。
所述PC机3通过RS232串口与控制器4的PLC可编程控制器连接。
所述PC机3设置有LCD显示屏和键盘。
如图2所示，所述控制器的执行机构包括四个驱动器：上下方向点击驱动器、左右方向点击驱动器、前后方向点击驱动器、锤头打击速度点击驱动器。
如图3所示，智能工件矫正系统的矫正方法，包括如下步骤：
(1)在工作过程中，工件通过夹具装夹在工作台1上，信号采集装置2的扫描装置对工件的变形部分进行扫描；
(2)扫描装置把所测得的数据传输给信号采集装置2中的MSC-51系列的单片机；
(3)信号采集装置的MSC-51系列的单片机把数据传送给PC机3；
(4)在PC机3中，信号采集装置2的MSC-51系列的单片机发送过来的数据通过三维重构模块处理后，再由神经网络分析模块结合经验值数据库模块、特征分析模块和边界条件模块进行分析并判断工件是否合格，当工件合格时将会提示：“此工件合格”；当不合格时提示：“工件需要矫正”，同时，神经网络分析模块得出最优化的矫正步骤，据此PC机3发送控制指令给控制器4的PLC可编程控制器；
(5)PLC可编程控制器把从PC机3接收到的控制指令输出到执行机构的驱动器，对不合格的工件确定打击锤的行程及作用力大小，最后对其进行自动矫正，直到工件合格为止，实现变形工件矫正的远程智能控制。
步骤(4)中三维重构模块利用软件UG与Imageware实现工件的三维重构。
智能工件矫正整套系统采用Visual C++语言编程。
由于工件的变形规律以及矫直后的反弹等参数随着工件的材料、形状、热处理工艺的改变而改变，因此，在矫正方法的步骤(4)中引进了经验值数据库模块。PC机3在分析工件变形部分的形状尺寸的过程中，将所得的数据与经验值数据库模块中相关参数的经验值比较，从而得出变形工件最优化的矫正步骤，在最大程度上减少了工件的矫正次数，消除了各种不必要的加工误差，最终使工件回归合格的行列。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明的权利要求进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、智能工件矫正系统，其特征在于：包括工作台、PC机、控制器、打击锤，所述工作台一端设置有信号采集装置，所述信号采集装置包括相互连接的扫描装置和处理器，PC机与所述信号采集装置的处理器连接，控制器包括相互连接的执行机构和处理单元，控制器的处理单元与所述PC机连接，所述控制器的执行机构连接打击锤。
2、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述信号采集装置的处理器通过RS232串口与PC机连接。
3、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述PC机通过RS232串口与控制器的处理单元连接。
4、根据权利要求1或2所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述信号采集装置的处理器为单片机。
5、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述所述控制器的处理单元为PLC可编程控制器。
6、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述PC机设置有LCD显示屏和键盘。
7、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统，其特征在于：所述控制器的执行机构包括四个驱动器：上下方向点击驱动器、左右方向点击驱动器、前后方向点击驱动器、锤头打击速度点击驱动器。
8、根据权利要求1所述的智能工件矫正系统的矫正方法，其特征在于：所述矫正方法包括如下步骤：
(1)在工作过程中，工件通过夹具装夹在工作台上，信号采集装置的扫描装置对工件的变形部分进行扫描；
(2)扫描装置把所测得的数据传输给信号采集装置中的处理器；
(3)信号采集装置的处理器把数据传送给PC机；
(4)在PC机中，信号采集装置的处理器发送过来的数据通过三维重构模块处理后，再由神经网络分析模块结合经验值数据库模块、特征分析模块和边界条件模块进行分析并判断工件是否合格，据此PC机发送控制指令给控制器的处理单元；
(5)处理单元把从PC机接收到的控制指令输出到执行机构的驱动器，对不合格的工件确定打击锤的行程及作用力大小，最后对其进行自动矫正，直到工件合格为止。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601166A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-25 | 上海海事大学 | 一种基于支持向量机的工件变形矫正方法 |
| CN103157699A (zh) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 北方工业大学 | 三维数控矫直方法及其装置 |
| CN107891102A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-10 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 城铁车窗口梁的制造方法 |
| CN114932155A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-08-23 | 中之捷(常州)汽车零部件再制造有限公司 | 一种车门再制造用整形装置 |
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2006
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