專利名稱：：用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于彎管加工設(shè)備，尤其涉及一種用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在管類零件彎曲成型的過(guò)程中，金屬材料受力產(chǎn)生變形，而被彎曲成一角度。當(dāng)外力撤消后，被彎的管子部分恢復(fù)原來(lái)的狀況，實(shí)測(cè)管子的彎曲角度比所需彎曲的角度小一些，直線段長(zhǎng)度會(huì)比所需的長(zhǎng)度大一些，這就是通常所說(shuō)的管子的回彈。影響回彈的因素很多，如管子的材料、直徑、壁厚、彎曲半徑、彎角大小及彎管機(jī)所用的工藝參數(shù)等，都會(huì)影響管子的回彈。其中彎管機(jī)的工藝參數(shù)(彎曲速度、夾緊力等)，在彎管機(jī)調(diào)整好以后，便已確定。目前對(duì)于回彈補(bǔ)償?shù)幕咀龇ㄊ钱?dāng)加工一批管子時(shí)，取一適當(dāng)長(zhǎng)度的試驗(yàn)管，按彎曲角度20°、120°彎曲管子。分別測(cè)得20°、120°的回彈量，作為補(bǔ)償參數(shù)。在補(bǔ)償參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)線性插補(bǔ)的方法求的其它角度的回彈量。在實(shí)際彎制過(guò)程中，加大彎曲角度，其增加量即為求得的回彈量，當(dāng)管子回彈后，其角度值近似等于設(shè)計(jì)值。該補(bǔ)償方法的主要缺陷在于忽略了管子直徑、壁厚、彎曲半徑、彎角大小等重要影響因素，籠統(tǒng)的以式樣材料測(cè)量的回彈量作為補(bǔ)償依據(jù)，沒(méi)有考慮金屬材料的性能差異。同種型號(hào)的金屬材料，不同批次出來(lái)的，同一批次的金屬材料，不同爐次出來(lái)的，同一爐次出來(lái)的，不同位置的金屬材料均有很大的性能差異。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的彎管補(bǔ)償方式的可靠性差、彎曲精度較低的不足，本發(fā)明提供一種可靠性良好、有效提高彎曲精度的用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，包括用于管子彎管加工的數(shù)控彎管機(jī)、用于進(jìn)行圖像采集用的圖像采集裝置、以及用于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，數(shù)控彎管機(jī)的彎管工位位于所述圖像采集裝置的視覺(jué)范圍內(nèi)，所述的數(shù)控系統(tǒng)包括動(dòng)作執(zhí)行模塊，用于控制數(shù)控彎管機(jī)工作，在執(zhí)行彎曲時(shí)，其加工彎曲角為Θ'=(l+iOe+ei，其中Θ為管型設(shè)計(jì)值，Q1為理論回彈值，κ為補(bǔ)償參數(shù)的計(jì)算公式如下其中，Mmax為管材彎曲過(guò)程中的最大彎曲轉(zhuǎn)矩、E為楊氏模量、I為管材的截面慣性矩、P為管材回彈前的曲率半徑、α為管子處于彈性彎曲狀態(tài)時(shí)最大的彎曲角的一半；當(dāng)以彈性變形為主的小角度回彈值時(shí)以(a)式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)以塑性變形為主的大角度回彈值時(shí)以(b)式進(jìn)行計(jì)算；圖像采集模塊，用于采集圖像采集裝置拍攝的彎曲后管子的回彈狀況；在線監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)采集的圖像計(jì)算回彈后的當(dāng)前值θ“；實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)當(dāng)前值θ“和管型設(shè)計(jì)值θ之間的回彈誤差Δθ動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)K，其中=Ki表示當(dāng)前彎曲過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)，Ki+1表示下一個(gè)彎曲θθ過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)。作為優(yōu)選的一種方案所述在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)還包括廢品報(bào)警器，所述數(shù)控系統(tǒng)還包括用于當(dāng)回彈誤差超出預(yù)設(shè)值時(shí)判定為廢品并發(fā)出報(bào)警指令的報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊連接所述廢品報(bào)警器。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為數(shù)控彎管機(jī)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，順序執(zhí)行彎管動(dòng)作，在執(zhí)行管型彎曲時(shí)，彎曲的角度值θ‘為設(shè)計(jì)值θ結(jié)合補(bǔ)償參數(shù)K及理論回彈值0工之和，即θ‘=(1+Κ)Θ+Θ”其中補(bǔ)償參數(shù)K的初始值為0。當(dāng)彎制動(dòng)作結(jié)束，夾模松開(kāi)時(shí)，啟動(dòng)圖像采集裝置，拍得管子的回彈圖像，將該圖反饋給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理，提取回彈后的真實(shí)角度值，并進(jìn)行誤差分析。若真實(shí)值與設(shè)計(jì)值偏差超出誤差范圍，則視為廢品，報(bào)警處理；反之，根據(jù)回彈后的真實(shí)值與設(shè)計(jì)值的差值，動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)K，以此遞推，反復(fù)提高下一彎的彎曲精度。本發(fā)明通過(guò)圖像采集裝置在線檢測(cè)彎管加工過(guò)程中的回彈狀況，將檢測(cè)結(jié)果反饋系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理，得到反彈后的值，并進(jìn)行誤差分析，根據(jù)分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的補(bǔ)償參數(shù)，若誤差過(guò)大，則視為廢品報(bào)警。該系統(tǒng)能有效的解決目前補(bǔ)償方法的缺陷，實(shí)現(xiàn)廢品報(bào)警，提高彎曲精度。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、可靠性良好、有效提高彎曲精度使整體彎管精度上升一個(gè)數(shù)量級(jí)；2、能及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢品并報(bào)警，在多彎長(zhǎng)管及大批量生產(chǎn)時(shí)意義重大。圖1是用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)的軟件控制系統(tǒng)的流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1、圖2，一種用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，包括用于管子彎管加工的數(shù)控彎管機(jī)、用于進(jìn)行圖像采集用的圖像采集裝置、以及用于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，數(shù)控彎管機(jī)的彎管工位位于所述圖像采集裝置的視覺(jué)范圍內(nèi)，所述的數(shù)控系統(tǒng)1包括動(dòng)作執(zhí)行模塊，用于控制數(shù)控彎管機(jī)工作，在執(zhí)行彎曲時(shí)，其加工彎曲角為Θ'=(l+iOe+ei，其中Θ為管型設(shè)計(jì)值，Q1為理論回彈值，κ為補(bǔ)償參數(shù)的計(jì)算公式如下其中，Mmax為管材彎曲過(guò)程中的最大彎曲轉(zhuǎn)矩、E為楊氏模量、I為管材的截面慣性矩、P為管材回彈前的曲率半徑、α為管子處于彈性彎曲狀態(tài)時(shí)最大的彎曲角的一半；當(dāng)以彈性變形為主的小角度回彈值時(shí)以(a)式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)以塑性變形為主的大角度回彈值時(shí)以(b)式進(jìn)行計(jì)算；圖像采集模塊，用于采集圖像采集裝置拍攝的彎曲后管子的回彈狀況；在線監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)采集的圖像計(jì)算回彈后的當(dāng)前值θ“；實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)當(dāng)前值θ“和管型設(shè)計(jì)值θ之間的回彈誤差Δθ動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)K，其中其中，Ki表示當(dāng)前彎曲過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)，Ki+1表示下一個(gè)彎曲θθ過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)。所述圖像采集模塊連接所述在線監(jiān)測(cè)模塊，所述在線監(jiān)測(cè)模塊連接所述實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊，所述實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊連接所述動(dòng)作執(zhí)行模塊。所述在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)還包括廢品報(bào)警器，所述數(shù)控系統(tǒng)還包括用于當(dāng)回彈誤差超出預(yù)設(shè)值時(shí)判定為廢品并發(fā)出報(bào)警指令的報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊連接所述廢品報(bào)警器。本實(shí)施例的用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，包括用于整體控制的數(shù)控系統(tǒng)1、用于管子加工的數(shù)控彎管機(jī)2、用于進(jìn)行圖像采集用的圖像采集裝置3，所述的數(shù)控系統(tǒng)1包括工控機(jī)，軟件控制系統(tǒng)，所述的數(shù)控彎管機(jī)2與數(shù)控系統(tǒng)相連，受數(shù)控系統(tǒng)控制；所述的圖像采集裝置3與數(shù)控系統(tǒng)相連，用于拍攝彎曲后管子的回彈狀況，并將拍得的圖像傳輸給數(shù)控系統(tǒng)，所述的工控機(jī)包括顯示器、鍵盤(pán)鼠標(biāo)等輸入輸出設(shè)備，所述的軟件控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于控制數(shù)控彎管機(jī)工作的動(dòng)作執(zhí)行模塊，用于處理管子回彈圖像的圖像處理模塊，用于從圖像中提取出回彈后具體參數(shù)值的參數(shù)提取模塊，用于將回彈后的真實(shí)值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比對(duì)的誤差分析模塊，用于處理回彈誤差過(guò)大導(dǎo)致廢品的報(bào)警模塊，用于根據(jù)回彈值動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)的補(bǔ)償參數(shù)調(diào)整模塊。參考圖2，數(shù)控彎管機(jī)受數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行彎管加工動(dòng)作，在進(jìn)行彎曲成形動(dòng)作時(shí)，彎曲的角度為設(shè)計(jì)值與補(bǔ)償計(jì)算之和，當(dāng)彎曲結(jié)束，夾具松開(kāi)后，啟動(dòng)圖像采集裝置，對(duì)回彈后的管件進(jìn)行抓拍，并將抓拍所得的圖像反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行處理識(shí)別，計(jì)算得管件回彈后的真實(shí)角度值，并與設(shè)計(jì)值比較分析，若誤差超出設(shè)定范圍，則作廢品報(bào)警處理，反之，則根據(jù)誤差分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的補(bǔ)償參數(shù)，提高下一彎及下一工件的加工精度。以三彎管型為例，三彎角度從前到后均為60度，加工第一彎時(shí)，補(bǔ)償參數(shù)K=0，理論回彈Q1=2.3，加工彎曲角Θ'=62.3，彎制結(jié)束實(shí)測(cè)結(jié)果Θ"=60.8，誤差+0.8度，并求得K=-0.013；加工第二彎時(shí)，補(bǔ)償參數(shù)K=-0.013，理論回彈θi=2.3，加工彎曲角θ‘=61.5，彎制結(jié)束實(shí)測(cè)結(jié)果θ“=59.8，誤差-0.2度，并求得K=-0.013+0.003=-0.01；加工第三彎時(shí)，補(bǔ)償參數(shù)K=-0.01，理論回彈=2.3，加工彎曲角θ‘=61.8，彎制結(jié)束實(shí)測(cè)結(jié)果Θ"=60.i，誤差+(X1度。權(quán)利要求一種用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)包括用于管子彎管加工的數(shù)控彎管機(jī)、用于進(jìn)行圖像采集用的圖像采集裝置、以及用于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，數(shù)控彎管機(jī)的彎管工位位于所述圖像采集裝置的視覺(jué)范圍內(nèi)，所述的數(shù)控系統(tǒng)包括動(dòng)作執(zhí)行模塊，用于控制數(shù)控彎管機(jī)工作，在執(zhí)行彎曲時(shí)，其加工彎曲角為θ′＝(1+K)θ+θ1，其中，θ為管型設(shè)計(jì)值，θ1為理論回彈值，K為補(bǔ)償參數(shù)；θ1的計(jì)算公式如下<mrow><msub><mi>&theta;</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mfrac><mrow><msub><mi>M</mi><mi>max</mi></msub><mi>&rho;</mi></mrow><mrow><mn>4</mn><mi>EI&alpha;</mi></mrow></mfrac><msup><mi>&theta;</mi><mn>2</mn></msup></mtd><mtd><mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mrow><msub><mi>M</mi><mi>max</mi></msub><mi>&rho;</mi></mrow><mrow><mn>4</mn><mi>EI&alpha;</mi></mrow></mfrac><mi>&theta;</mi><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>M</mi><mi>max</mi></msub><mi>&rho;</mi></mrow><mi>EI</mi></mfrac><mi>&alpha;</mi></mtd><mtd><mrow><mo>(</mo><mi>b</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>其中，Mmax為管材彎曲過(guò)程中的最大彎曲轉(zhuǎn)矩、E為楊氏模量、I為管材的截面慣性矩、ρ為管材回彈前的曲率半徑、α為管子處于彈性彎曲狀態(tài)時(shí)最大的彎曲角的一半；當(dāng)以彈性變形為主的小角度回彈值時(shí)以(a)式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)以塑性變形為主的大角度回彈值時(shí)以(b)式進(jìn)行計(jì)算；圖像采集模塊，用于采集圖像采集裝置拍攝的彎曲后管子的回彈狀況；在線監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)采集的圖像計(jì)算回彈后的當(dāng)前值θ″，實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)當(dāng)前值θ″和管型設(shè)計(jì)值θ之間的回彈誤差Δθ動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)K，其中其中，Ki表示當(dāng)前彎曲過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)，Ki+1表示下一個(gè)彎曲過(guò)程的補(bǔ)償參數(shù)。FSA00000201360500012.tif2.如權(quán)利要求1所述的用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)還包括廢品報(bào)警器，所述數(shù)控系統(tǒng)還包括用于當(dāng)回彈誤差超出預(yù)設(shè)值時(shí)判定為廢品并發(fā)出報(bào)警指令的報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊連接所述廢品報(bào)警器。全文摘要一種用于彎管加工中的在線檢測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)，包括用于管子彎管加工的數(shù)控彎管機(jī)、用于進(jìn)行圖像采集用的圖像采集裝置、以及用于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，數(shù)控彎管機(jī)的彎管工位位于所述圖像采集裝置的視覺(jué)范圍內(nèi)，所述的數(shù)控系統(tǒng)包括用于控制數(shù)控彎管機(jī)工作的動(dòng)作執(zhí)行模塊，用于采集圖像采集裝置拍攝的彎曲后管子的回彈狀況的圖像采集模塊，用于根據(jù)采集的圖像計(jì)算回彈后的當(dāng)前值的在線監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)當(dāng)前值和設(shè)計(jì)值之間的回彈誤差動(dòng)態(tài)反饋控制下一彎管的補(bǔ)償參數(shù)的實(shí)時(shí)補(bǔ)償模塊。本發(fā)明可靠性良好、有效提高彎曲精度。文檔編號(hào)G05B19/404GK101898211SQ20101023405公開(kāi)日2010年12月1日申請(qǐng)日期2010年7月23日優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日發(fā)明者李克彬,林偉明,蔡?hào)|海,趙章風(fēng)申請(qǐng)人:杭州捷塔科技有限公司