CN202018279U - 一种弯折件的弯折角度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种弯折件的弯折角度测量设备，该设备包括：平台；测距传感器，位于所述平台上，且分别测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的位于弯折件弯折点一侧的至少两个位置处该测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分的距离，并发送代表该至少两个距离的信号；以及弯折角度计算装置，与所述测距传感器电连接，接收所述信号，根据所述至少两个距离之间的差值以及所述至少两个位置之间的距离，计算所述弯折件的第一弯折部分的弯折角度，并至少根据该弯折件的第一弯折部分的弯折角度来计算所述弯折件的弯折角度。本实用新型提供的弯折角度测量设备具有结构及原理简单、测量结果准确以及对环境要求不高的优点。

Description

一种弯折件的弯折角度测量设备

技术领域

本实用新型涉及角度测量领域，并且尤其涉及一种检测被弯折工件的弯折角度的测量设备。

背景技术

母线弯折机是一种用于对母线进行加工的设备，图1示出了角度控制在母线弯折机中的应用。如图1所示，母线弯折机包括凹模20和压头30。在应用该母线弯折机改变母线10的弯折角度时，将母线10置于所述凹模20中，并利用压头30对母线10进行冲压，从而改变母线10的弯折角度。在该母线弯折机中，对弯折角度的控制是通过角度指示装置来实现的。该角度指示装置包括顶杆40、指针50以及刻度盘60，所述顶杆40位于所述凹模20内，与所述指针50相连，且随着母线10的挤压而向下运动，从而带动指针50运动，指示刻度盘60上所显示的角度。该角度指示装置的安装位置根据顶杆40上下的位移和母线弯折角度的对应关系而确定。

上述角度指示装置虽可实现弯折角度的测量，然而其安装误差对测量结果的影响很大，且由于经常受到冲击，角度指示装置的损耗很大。

现有技术中还存在激光自准法、光学内发射法以及激光干涉来进行弯折角度测量，然而其存在以下缺点：

(1)激光自准法：测量的分辨率与准直仪中透镜的焦距有关，焦距越长，分辨率越高，但透镜焦距过长会产生仪器本中和所占空间增大的问题。此外，基于光学自准法的测量仪器测量范围一般很小，通常在几分和几十分之间，测量的分辨率也不理想。

(2)光学内反射法：该方法对环境要求高，需要在暗室中进行，同时要求光源有较高的稳定性。

(3)激光干涉法：该方法对环境要求极为苛刻，诸多外界因素(如周围空气流动)都会对测量结果产生很大的影响。此外，基于激光干涉法的仪器结构精密、稳定性不好、体积大，通常只作为一种测量基准和检测手段，很难用于现场测量。

实用新型内容

为克服现有技术中弯折角度测量方案中的诸多缺陷，本实用新型特提供一种机构简单、适用范围广且测量结果准确的弯折角度测量设备。

本实用新型提供的一种弯折件的弯折角度测量设备，该弯折件包括分别位于弯折件弯折点两侧的第一弯折部分和第二弯折部分，其中，该设备包括：平台；测距传感器，位于所述平台上，且分别测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的位于弯折件弯折点一侧的至少两个位置处该测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分的距离，并发送代表该至少两个距离的信号；以及弯折角度计算装置，与所述测距传感器电连接，接收所述代表至少两个距离的信号，根据所述至少两个距离之间的差值以及所述至少两个位置之间的距离来计算所述弯折件的第一弯折部分的弯折角度，并至少根据该弯折件的第一弯折部分的弯折角度来计算所述弯折件的弯折角度。

其中，所述弯折角度计算装置可根据以下公式来计算计算所述弯折件的弯折角度：

其中，θ为弯折件的弯折角度，(S₂-S₁)为所述两个距离之间的差值，L为所述两个位置之间的距离。

其中，所述测距传感器还可分别测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的位于弯折件弯折点另一侧的至少两个位置处该测距传感器至所述弯折件的第二弯折部分的距离，并发送代表该至少两个距离的信号；以及所述弯折角度计算装置还根据该至少两个距离之间的差值以及所述位于弯折件弯折点另一侧的至少两个位置之间的距离来计算所述弯折件的第二弯折部分的弯折角度，并在之后对所述的第一弯折部分的弯折角度与该第二弯折部分的弯折角度求和，以作为弯折件的弯折角度。

其中，所述测距传感器可为超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器。

其中，所述平台上可增设可移动的导向装置和/或传动机构，所述测距传感器可位于该导向装置和/或传动机构上。

其中，所述测距传感器可为两个，分别位于所述平台的弯折件弯折点一侧的两个位置处。

其中，所述测距传感器可为多个，分别位于所述平台的位于弯折件弯折点一侧的多个位置处，并测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的所述多个位置处该测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分的距离；弯折角度计算装置用于根据所测得多个距离相互之间的差值以及相对应的测距传感器之间的距离，计算出所述弯折件的第一弯折部分的多个弯折角度，并对该多个弯折角度求平均以作为所述弯折件的第一弯折部分的弯折角度。

其中，所述测距传感器为激光测距传感器，所述弯折角度测量装置还可包括分束装置，该分束装置位于所述激光测距传感器和弯折件之间。

其中，所述分束装置用于将所述激光测距传感器发出的激光分成至少两束，所述激光测距传感器用于测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的位于弯折件弯折点一侧的对应于所述至少两束激光的至少两个位置处该激光测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分的距离。

本实用新型提供的弯折角度测量设备可通过利用测距传感器测量在垂直于所述平台的方向上所述平台的位于弯折件弯折点一侧的至少两个位置处该测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分的距离、根据该至少两个距离之间差值、所述至少两个位置之间的距离以及该差值与距离之间的三角函数关系，计算所述弯折件的第一弯折部分的弯折角度，并根据该弯折件的第一弯折部分的弯折角度来计算所述弯折件的弯折角度。本实用新型提供的弯折角度测量设备具有结构及原理简单、测量结果准确以及对环境要求不高的优点。

附图说明

图1示出了角度指示装置在母线弯折机中的应用；

图2为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第一实施方式的结构示意图；

图3为示出了本实用新型提供的弯折角度测量设备的角度计算方式的示意图；

图4为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第二实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第三实施方式的结构示意图；

图6为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第三实施方式的角度计算方式的示意图；以及

图7为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第四实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本实用新型的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先叙明。

图2为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第一实施方式的结构示意图。如图2所示，一弯折件10位于冲压台20上，压头30对该弯折件10进行冲压，该弯折件10包括分别位于弯折件弯折点A两侧的第一弯折部分10a和第二弯折部分10b。本实用新型提供的一种弯折件的弯折角度测量设备包括：平台100；测距传感器200，位于所述平台100上，且分别测量在垂直于所述平台100的方向上所述平台100的位于弯折件弯折点A一侧的至少两个位置(诸如，图2中的第一位置C₁和第二位置C₂)处该测距传感器200至所述弯折件10的第一弯折部分10a的距离，并发送代表该至少两个距离的信号；以及弯折角度计算装置300，与所述测距传感器200电连接，接收所述代表至少两个距离的信号，并根据所述至少两个距离之间的差值以及所述至少两个位置之间的距离(诸如，第一位置C₁与第二位置C₂之间的距离)来计算所述弯折件的第一弯折部分10a的弯折角度，并至少根据该弯折件的第一弯折部分10a的弯折角度来计算所述弯折件10的弯折角度。

图3为示出了本实用新型提供的弯折角度测量设备的角度计算方式的示意图。下面结合图3介绍本实用新型的弯折角度测量设备的弯折角度计算过程。如图3所示，测距传感器200在第一位置C₁处所测得的至弯折件10的第一弯折部分10a的距离为S₁，在第二位置C₂处所测得的至弯折件10的第一弯折部分10a的距离为S₂，第一位置C₁与第二位置C₂之间的距离为L，由此可根据以下公式计算第一弯折部分10a的弯折角度Φ：

$\mathrm{\Φ}=\mathrm{arctag}\frac{(S_2-S_1)}{L}.$

对于对弯折件10的中心部位进行冲压的情形而言，所述弯折件10的第一弯折部分10a和第二弯折部分10b的弯折角度是一样的，此时针对第一弯折部分10a测量弯折角度即可，整个弯折件10的弯折角度θ为2Φ。

另外，对于对弯折件10的中心部位进行冲压的情形而言，第一弯折部分10a和第二弯折部分10b的弯折角度实际上不可能完全一致。因此，优选地，可针对第一弯折部分10a和第二弯折部分10b分别进行弯折角度测量，之后可对所测量的第一弯折部分10a和第二弯折部分10b的弯折角度求和即可得到弯折件10的弯折角度，藉此可减小采用上述θ＝2Φ的弯折角度测量方法的误差，增加测量准确性。

另外，对于对弯折件10的非中心部位进行冲压的情形而言，所述弯折件的第一弯折部分10a和第二弯折部分10b因为质量等因素的影响，其弯折角度是不同的，此时也需要分别测量第一弯折部分10a和第二弯折部分10b的弯折角度，即需要针对弯折件弯折点A的两侧分别布设测距传感器200来实施弯折角度测量，并将第一弯折部分10a和第二弯折部分10b的弯折角度相加以作为整个弯折件10的弯折角度。

其中，所述弯折角度计算装置300可为单片机或DSP等其他嵌入式系统，其可包含显示屏以对所计算的弯折角度加以显示。所述测距传感器200可为超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器。当然，本实用新型并不限于此，任何可实现测距以及上述计算的装置皆可应用于此。

其中，所述平台100上可增设可移动的导向装置和/或传动机构，所述测距传感器200可位于该导向装置和/或传动机构上，以便可在第一位置测量完距离之后，移动至第二位置以完成该位置的距离测量。

图4为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第二实施方式的结构示意图。如图4所示，所述测距传感器200可为两个，分别位于所述平台100的弯折件弯折点A一侧的两个位置(诸如，第一位置C₁和第二位置C₂)处。这样可同时测量在垂直于所述平台100的方向上平台100的第一位置C₁和第二位置C₂处所述测距传感器200至待测弯折件10的第一弯折部分10a的距离，借此省去了将测距传感器200在第一位置C₁与第二位置C₂之间移动的时间，提高了弯折角度测量的速度，可实现弯折角度的实时测量。

图5为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第三实施方式的结构示意图。为提高弯折角度测量的精确度，优选地，如图5所示，所述测距传感器200为多个，分别位于所述平台100的位于弯折件弯折点A一侧的多个位置(C₁、C₂、C₃、C₄)处，并测量在垂直于所述平台100的方向上所述平台100的所述多个位置处所述测距传感器200至所述弯折件的第一弯折部分10a的距离；弯折角度计算装置300根据所测得多个距离相互之间的差值以及相对应的测距传感器200之间的距离，计算该弯折件的第一弯折部分10a的多个弯折角度，并对该多个弯折角度求平均以作为所述弯折件10的第一弯折部分10a的弯折角度。此处示出了四个测距传感器200，然而，测距传感器200的数量并不限于此，其他数量的测距传感器200亦是可行的，测距传感器200的数量可根据弯折件10的尺寸进行增加或减少。

图6为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第三实施方式的角度计算方式的示意图。如图6所示，所述四个测距传感器200分别位于位置C₁、C₂、C₃以及C₄处，其所分别测量的距离为S₁、S₂、S₃以及S₄，其中C₂至C₁的距离为L₂₁，C₃至C₂的距离为L₃₂，C₄至C₃的距离为L₄₃，从而根据以下公式可得出第一弯折部分10a的三个弯折角度：

${\mathrm{\Φ}}_1=\mathrm{arctag}\frac{S_2-S_1}{L_{21}};$

${\mathrm{\Φ}}_2=\mathrm{arctag}\frac{S_3-S_2}{L_{32}};$ 以及

${\mathrm{\Φ}}_3=\mathrm{arctag}\frac{S_4-S_3}{L_{43}}.$

之后，可对上述三个弯折角度求平均，以得出第一弯折部分10a的最终平均弯折角度。

此处仅给出了针对四个测距传感器200的第一弯折部分10a的弯折角度计算方式，然而本实用新型并不限于此，其他计算方式亦是可行的，诸如还根据以下公式计算出三个第一弯折部分10a的弯折角度，并在之后对该三个第一弯折部分10a的弯折角度求平均。

${\mathrm{\Φ}}_1=\mathrm{arctag}\frac{S_2-S_1}{L_{21}};$

${\mathrm{\Φ}}_2=\mathrm{arctag}\frac{S_3-S_1}{L_{31}};$ 以及

${\mathrm{\Φ}}_3=\mathrm{arctag}\frac{S_4-S_1}{L_{41}};$

其中，L₂₁表示C₂至C₁的距离，L₃₁表示C₃至C₁的距离，L₄₁表示C₄至C₁的距离。在此对所求的三个第一弯折部分10a的弯折角度求平均，可减小第一弯折部分10a的弯折角度的测量误差，保证测量准确性。

图7为本实用新型提供的弯折角度测量设备的第四实施方式的结构示意图。如图7所示，所述测距传感器200为激光测距传感器，所述弯折角度测量装置还可包括分束装置400，该分束装置400位于所述激光测距传感器200和所述弯折件10之间，该分束装置400可将一激光测距传感器所发出的一束激光分为至少两束激光(该图中所示为4束激光)发射至所述弯折件的第一弯折部分10a，从而使用一激光测距传感器可测量在垂直于所述平台100的方向上所述平台100的与所述分束装置400所发出的至少两束激光相对应的至少两个位置处该激光测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分10a的距离，从而实现多个位置的距离测量，实现多个激光测距传感器的功能，简化了弯折角度测量设备的结构。其中，所述分束装置400为本领域所公知的装置，诸如可为激光分束镜。

本实用新型的弯折角度测量设备与同类设备相比，具有以下优点：

(1)设备结构及测量原理简单，仅有测距传感器和弯折角度计算装置组成，而且由于是非接触式测量，在弯折作业过程中不影响测量；以及

(2)测距传感器的精度可以到微米级，测量精度高。

虽然本实用新型已通过上述实施例所公开，然而上述实施例并非用以限定本实用新型，任何本实用新型所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，应当可以作各种的变动与修改。因此本实用新型的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种弯折件的弯折角度测量设备，该弯折件包括分别位于弯折件弯折点(A)两侧的第一弯折部分(10a)和第二弯折部分(10b)，其特征在于，该设备包括：

平台(100)；

测距传感器(200)，位于所述平台(100)上，且分别测量在垂直于所述平台(100)的方向上所述平台(100)的位于弯折件弯折点(A)一侧的至少两个位置处该测距传感器(200)至所述弯折件的第一弯折部分(10a)的距离，并发送代表该至少两个距离的信号；以及

弯折角度计算装置(300)，与所述测距传感器(200)电连接，接收所述代表至少两个距离的信号。

2.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述测距传感器(200)还分别测量在垂直于所述平台(100)的方向上所述平台(100)的位于弯折件弯折点(A)另一侧的至少两个位置处该测距传感器(200)至所述弯折件的第二弯折部分(10b)的距离，并发送代表该至少两个距离的信号。

3.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述测距传感器(200)为超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器。

4.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述平台(100)上设有可移动的导向装置和/或传动机构，所述测距传感器(200)位于该导向装置和/或传动机构上。

5.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述测距 传感器(200)为两个，分别位于所述平台(100)的弯折件弯折点(A)一侧的两个位置处。

6.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，

所述测距传感器(200)为多个，分别位于所述平台(100)的位于弯折件弯折点(A)一侧的多个位置处，并测量在垂直于所述平台(100)的方向上所述平台(100)的所述多个位置处该测距传感器(200)至所述弯折件的第一弯折部分(10a)的距离。

7.根据权利要求1所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述测距传感器(200)为激光测距传感器，所述弯折角度测量装置还包括分束装置(400)，该分束装置(400)位于所述激光测距传感器和弯折件之间。

8.根据权利要求7所述的弯折角度测量装置，其特征在于，所述分束装置(400)用于将所述激光测距传感器发出的激光分成至少两束，所述激光测距传感器用于测量在垂直于所述平台(100)的方向上所述平台(100)的位于弯折件弯折点(A)一侧的对应于所述至少两束激光的至少两个位置处该激光测距传感器至所述弯折件的第一弯折部分(10a)的距离。 

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