CN103575238A - 一种折弯机用角度检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种折弯机用角度检测装置，包括四个同步带轮固定座固定在机身两端，连接轴穿过机身两端不同侧的同步带轮内孔插入滚动轴承内，伺服电机与一个同步带轮连接，同侧两个同步带轮上安装一条同步带，导轨通过螺栓连接固定在机身上，导轨上安装有滑块，滑块与同步带相啮合，滑块上连接测量头支架,左、右相机和光条投射器组成测量头并固定在测量头支架上，机身每一侧的左、右相机、光条投射器、测量头支架、滑块、导轨、同步带、2个同步带轮，组成一组测量装置，机身两侧的测量装置相对于折弯件对称布置，检测方法是通过重建光条三维信息，计算折弯角，本发明采用非接触测量，用以实现折弯机折弯过程角度的实时检测，快速、精确。

Description

一种折弯机用角度检测装置
技术领域
本发明涉及板材折弯件的角度检测技术领域，尤其涉及一种折弯机用角度检测装置。
背景技术
折弯机是板料塑性加工过程中重要的成形设备，由于板材折弯时存在复杂的回弹问题，对板材折弯角度的精确控制一直是衡量折弯机性能的重要指标。折弯机折弯角度的控制主要采取半闭环方式，即调整上模的压入量来控制折弯角度，而板材成形的角度与模具开口、板材厚度、材料回弹、上模压下量有关，数控系统只能控制上模压下量，对环外的因素造成的误差无能为力。
针对以上问题，目前已有多种折弯机角度测量方法，大体可以分为接触式和非接触式测量两种，接触式测量采用机械装置，使用单点式测量方法，结构较为复杂，测量精度依赖于机械结构的精度；非接触测量一般使用激光测距仪，检测测量头与工件表面距离，根据相关算法计算折弯角度。这些方法都是单点式测量，测量精度取决于测量点工件表面质量，容易产生误差，对于工件某一截面角度测量一般需要测量多个位置进行平均值估算，检测过程效率低下。此外这些方法都是基于上下冲模是精确对齐的假设，即采用单侧检测角度的两倍近似作为折弯角度。而在实际生产中，上下冲模是很难精确对齐的，这就带来了测量误差。
因此开发一种快速、精确、非接触式的测量装置具有十分重要的现实意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种折弯机用角度检测装置，采用非接触测量，用以实现折弯机折弯过程角度的实时检测。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种折弯机用角度检测装置，包括四个同步带轮固定座2，四个同步带轮固定座2固定在机身1两端，并前后对称，每个同步带轮固定座2上设有轴承孔，用于安装滚动轴承17，连接轴3穿过机身1两端不同侧的同步带轮5内孔插入滚动轴承17内，通过轴肩和同步带轮5轴向自由度固定，连接轴3与同步带轮5之间通过键连接，伺服电机4与四个同步带轮5中的一个通过键连接，同侧两个同步带轮5上安装一条同步带15，并绷紧，导轨14通过螺栓连接固定在机身1上，并确保导轨14处在同步带15内部，导轨14上安装有滑块13，滑块13上部加工有条形齿轮与同步带15相啮合，滑块13上通过螺钉连接测量头支架12,左相机9、右相机10和光条投射器11组成测量头，测量头均通过螺钉连接固定在测量头支架12上，左相机9、右相机10相对于光条投射器11对称安置，机身1每一侧的左相机9、右相机10、光条投射器11、测量头支架12、滑块13、导轨14、同步带15、2个同步带轮5，组成一组测量装置，机身1两侧的测量装置相对于折弯件7对称布置，每一组测量装置检测折弯件7外表面与下模6外表面的夹角。
所述的滑块13上安装有位移传感器，实时检测滑块13在导轨14上的位置信息。
所述的光条投射器11安装时保证折弯件7两侧的同组投射光条16在同一平面内。
所述的伺服电机4的尾部朝向机身1内侧。
所述的左相机9和右相机10两者光轴夹角在0-90°之间变化。
所述的光条投射器11所投射的光条宽度小于1mm。
本发明的优点：本发明采用非接触测量，用以实现折弯机折弯过程角度的实时检测，快速、精确。
附图说明
图1是折弯机角度检测装置斜视图。
图2是光条投射图。
图3是折弯机角度检测装置俯视图。
图4是折弯机角度检测装置右视图。
图5是同步带轮固定座细节图。
图6是折弯机折角度测量方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1、图2、图3、图4和图5，一种折弯机用角度检测装置，包括四个同步带轮固定座2，四个同步带轮固定座2固定在机身1两端，并前后对称，每个同步带轮固定座2上设有轴承孔，用于安装滚动轴承17，连接轴3穿过机身1两端不同侧的同步带轮5内孔插入滚动轴承17内，通过轴肩和同步带轮5轴向自由度固定，连接轴3与同步带轮5之间通过键连接，伺服电机4与四个同步带轮5中的一个通过键连接，同侧两个同步带轮5上安装一条同步带15，并绷紧，导轨14通过螺栓连接固定在机身1上，并确保导轨14处在同步带15内部，导轨14上安装有滑块13，滑块13上部加工有条形齿轮与同步带15相啮合，滑块13上通过螺钉连接测量头支架12,左相机9、右相机10和光条投射器11组成测量头，测量头均通过螺钉连接固定在测量头支架12上，左相机9、右相机10相对于光条投射器11对称安置，机身1每一侧的左相机9、右相机10、光条投射器11、测量头支架12、滑块13、导轨14、同步带15、2个同步带轮5，组成一组测量装置，机身1两侧的测量装置相对于折弯件7对称布置，每一组测量装置检测折弯件7外表面与下模6外表面的夹角。
所述的滑块13上安装有位移传感器，实时检测滑块13在导轨14上的位置信息。
所述的光条投射器11安装时保证折弯件7两侧的同组投射光条16在同一平面内。
所述的伺服电机4的尾部朝向机身1内侧。
所述的左相机9和右相机10两者光轴夹角在0-90°之间变化。
所述的光条投射器11所投射的光条宽度小于1mm。
本发明检测装置的工作原理为：
在同步带15的作用力下，滑块13可以沿着导轨14做直线运动，滑块13上安装有位移传感器实时检测滑块13位置，两组测量装置共用一台伺服电机4，确保滑块13运动同步。进行角度测量时，光条投射器11投射一组线条，如图2所示，分布在折弯件7两侧的测量头同时工作，即光条投射器11同时开、关，左右相机9、10同步采集图像，所投射光条16可以根据测量要求调整光条数量和间距，但必须保证两侧投射光条16均在同一截面内，测量头每移动一个位置，检测一组角度值，并根据滑块13上位移传感器记录的位置信息，将检测角度进行定位。
角度检测过程如如下：
单个截面角度检测：伺服电机4通过连接轴3带动同步带轮5转动，同步带轮5通过同步带15带动滑块13在导轨14上滑动，伺服电机4精确控制滑块移动位置，使其停靠在需要角度检测的位置，折弯机两侧的光条投射器11同步投射一条光条在折弯件7和下模6外表面上，折弯机两侧相机9、10，采集折弯件7和下模6外表面光条信息，进行角度检测。
多个截面角度检测：伺服电机4通过连接轴3带动同步带轮5转动，同步带轮5通过同步带15带动滑块13在导轨14上滑动，伺服电机4精确控制滑块移动位置，使其停靠在需要角度检测的位置，折弯机两侧的光条投射器11投射多组光条，相机9、10采集光条，检测光条处角度，实现多个截面角度检测。
全长角度检测：伺服电机4通过连接轴3带动同步带轮5转动，同步带轮5通过同步带15带动滑块13在导轨14上滑动，伺服电机4精确控制滑块移动位置，使其停靠在需要角度检测的位置，折弯机两侧的光条投射器11投射多组光条，相机9、10采集光条，检测光条处角度，实现多个截面角度检测。伺服电机4带动测量头移动至下一个位置，对相机视区内多个截面进行角度检测，根据滑块13记录的位置信息，将各个位置角度进行全长拼接，实现全长检测。
参照图6，所述检测装置的检测方法，相同的两个测量头A1、A2安装在折弯件两侧，并能够沿折弯件长度方向同步移动，测量头A1、A2向折弯件和下模投射两窄光条，两窄光条在同一平面内，测量头A1、A2同时采集折弯件与下模外表面光条信息，根据双目成像原理重建光条三维信息，利用空间直线夹角关系分别计算折弯件与下模夹角α1、α2，折弯件角度由公式α=360°-α1-α2求得，α即为折弯件的折弯角度。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种折弯机用角度检测装置，包括四个同步带轮固定座（2），其特征在于：四个同步带轮固定座（2）固定在机身（1）两端，并前后对称，每个同步带轮固定座（2）上设有轴承孔，用于安装滚动轴承（17），连接轴（3）穿过机身（1）两端不同侧的同步带轮（5）内孔插入滚动轴承（17）内，通过轴肩和同步带轮（5）轴向自由度固定，连接轴（3）与同步带轮（5）之间通过键连接，伺服电机（4）与四个同步带轮（5）中的一个通过键连接，同侧两个同步带轮（5）上安装一条同步带（15），并绷紧，导轨（14）通过螺栓连接固定在机身（1）上，并确保导轨（14）处在同步带（15）内部，导轨（14）上安装有滑块（13），滑块（13）上部加工有条形齿轮与同步带（15）相啮合，滑块（13）上通过螺钉连接测量头支架（12）,左相机（9）、右相机（10）和光条投射器（11）组成测量头，测量头均通过螺钉连接固定在测量头支架（12）上，左相机（9）、右相机（10）相对于光条投射器（11）对称安置，机身（1）每一侧的左相机（9）、右相机（10）、光条投射器（11）、测量头支架（12）、滑块（13）、导轨（14）、同步带（15）、2个同步带轮（5），组成一组测量装置，机身（1）两侧的测量装置相对于折弯件（7）对称布置，每一组测量装置检测折弯件（7）外表面与下模（6）外表面的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种折弯机用角度检测装置，其特征在于：所述的滑块（13）上安装有位移传感器，实时检测滑块（13）在导轨（14）上的位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种折弯机用角度检测装置，其特征在于：所述的光条投射器（11）安装时保证折弯件（7）两侧的同组投射光条（16）在同一平面内。
4.根据权利要求1所述的一种折弯机用角度检测装置，其特征在于：所述的伺服电机（4）的尾部朝向机身（1）内侧。
5.根据权利要求1所述的一种折弯机用角度检测装置，其特征在于：所述的左相机（9）和右相机（10）两者光轴夹角在0-90°之间变化。
6.根据权利要求1所述的一种折弯机用角度检测装置，其特征在于：所述的光条投射器（11）所投射的光条宽度小于1mm。
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