ES2709681T3

ES2709681T3 - La aplicación de las cámaras 3D al proceso de doblado de perfil en la máquina de doblado con tres y cuatro rodillos

Info

Publication number: ES2709681T3
Application number: ES15718997T
Authority: ES
Inventors: Uros Turanjanin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-02-24
Also published as: WO2016092381A1; US20170333968A1; EA201791267A1; EA032696B1; CN107206451A; EP3230040A1; US10898937B2; EP3230040B1; TR201820913T4; CN107206451B; RS20140682A1; RS57736B1

Abstract

La aplicación de cámaras (1, 2) 3D durante el proceso de doblado de perfiles en la máquina dobladora con tres o cuatro rodillos proporciona una gestión controlada, regulación del control y corrección del proceso de doblado automatizado, en donde las cámaras (1, 2) 3D, fijadas a los soportes (5,6), se aplican a la máquina (3) dobladora con tres y cuatro rodillos (8, 9, 10, 25), proporcionando así una vista tridimensional del proceso de doblado donde cada punto de interés en la máquina (3) y el perfil (4) se define dimensionalmente y en el espacio y al usar las cámaras (1, 2) 3D, se detecta el perfil (4) durante el proceso de doblado, implementando así un circuito de retroalimentación entre el ordenador (7) el cual controla el proceso de doblado y el perfil (4) doblado en la máquina (3) con el objetivo de lograr la salida deseada al final del proceso de doblado, es decir, el perfil (4) doblado a un ángulo, radio o diámetro predeterminados.

Description

DESCRIPCION

La aplicacion de las camaras 3D al proceso de doblado de perfil en la maquina de doblado con tres y cuatro rodillos Campo tecnico

La invencion en cuestion, en un sentido mas amplio, es una parte del campo de doblado de perfil y, en un sentido mas estrecho, es una parte del proceso de doblado de perfil automatizado, donde las camaras 3D se aplican a la maquina de doblado de perfil con tres y cuatro rodillos. La aplicacion de las camaras 3D permite la deteccion del perfil durante el proceso de doblado, proporcionando asi una gestion controlada, la regulacion del control asi como la correccion del proceso de doblado en tiempo real. La aplicacion de las camaras 3D define un circuito de retroalimentacion entre el ordenador que controla el proceso de doblado y el perfil que se esta doblando en la maquina, con el objetivo final de producir la salida deseada, es decir, el perfil doblado al angulo, radio o diametro predeterminados, al final del proceso de doblado. De acuerdo con la clasificacion internacional de patentes, las marcas IPC de la patente son: B29 C53/08; G05B 19/19.

Problema tecnico

El problema tecnico, resuelto con la presente invencion, es como detectar el perfil durante el proceso de doblado en la maquina dobladora con tres y cuatro rodillos usando las camaras 3D, logrando asi un circuito de retroalimentacion entre el ordenador que controla el proceso y el perfil doblado en la maquina. Las camaras 3D proporcionan una vista tridimensional del proceso de doblado donde cada punto de interes en la maquina y en el perfil se define dimensionalmente y en el espacio. Las camaras 3D definen la posicion del perfil en los tres ejes, asi como la posicion de todos los puntos y objetos de interes definidos en el area alrededor de la maquina. La aplicacion de las camaras 3D define un circuito de retroalimentacion que proporciona informacion en tiempo real al ordenador con respecto al perfil que se esta doblando en la maquina, la informacion es un estado medido actual que se esta comparando con el estado anticipado, es decir, predeterminado. La aplicacion de las camaras 3D a la maquina dobladora con tres y cuatro rodillos proporciona una gestion controlada, una regulacion del control y una correccion del proceso de doblado, donde, al doblar el angulo inicial de 15°, el proceso de doblado iniciado se corrige si no se esta ejecutando como se anticipo, con el objetivo de lograr un angulo, radio o diametro predeterminados del perfil doblado cuando se completa el proceso de doblado controlado.

El estado de la tecnica

La maquina dobladora para perfiles de aluminio y de pvc, numero de patente RS 964U, no utiliza camaras 3D, ya que no tiene un sistema de control por microprocesador el cual es necesario para implementar las camaras 3D. Con esta maquina, el proceso de doblado del perfil se realiza de forma semiautomatica donde el operador controla el proceso de doblado manualmente solo con botones. Este tipo de control de la maquina no proporciona un circuito de retroalimentacion lo cual puede llevar a un error por parte del operador al determinar el radio o diametro deseados del arco, asi como a un error al colocar el perfil durante el doblado.

El procedimiento de doblado que se muestra en la patente WO 2009/101649 A2, donde se presenta el metodo para verificar y controlar una maquina dobladora de rodillos para doblar continuamente una pieza de trabajo alargada a radios de curvatura variable y la maquina asi controlada, utiliza un codificador para medir el movimiento del perfil en la maquina. Este metodo tambien emplea un dispositivo sin contacto para medir la distancia en un punto, que se utiliza para enviar informacion al ordenador con respecto a la distancia entre el propio sensor y el punto predefinido en el perfil alargado. El ordenador utiliza esta informacion para calcular el radio de la parte doblada en funcion de las medidas de la longitud mencionada en diversas pasadas y la comparacion del radio calculado del arco con el radio deseado del arco en la parte doblada mencionada. A diferencia de la invencion en cuestion, donde el circuito de retroalimentacion incluye camaras 3D, dentro del metodo mencionado anteriormente, el circuito de retroalimentacion incluye un dispositivo sin contacto para medir la longitud en un punto. El dispositivo sin contacto para medir la longitud en un punto, utilizado en el metodo antes mencionado, difiere de la invencion en cuestion, ya que no tiene las mismas opciones ni puede proporcionar la misma retroalimentacion al ordenador que se puede proporcionar utilizando las camaras 3D. En primer lugar, el dispositivo sin contacto para medir la longitud en un punto mide la distancia entre el sensor y el punto fijo predefinido en el perfil, a la vez que las camaras 3D proporcionan una vista tridimensional del proceso de doblado al ordenador en tiempo real. Con base en esta informacion, el proceso iniciado se corrige si el doblado no se esta ejecutando de acuerdo con el plan predefinido con el objetivo de lograr un angulo, radio o diametro previamente determinados del perfil doblado cuando se completa el proceso de doblado. A diferencia de los dispositivos utilizados en el metodo mencionado anteriormente, las camaras 3D aplicadas a la maquina con tres rodillos pueden definir la posicion del perfil en los tres ejes, asi como la posicion de todos los puntos, es decir, los objetos de interes en el area alrededor de la maquina. Lo que las camaras 3D conectadas con el ordenador pueden proporcionar, a diferencia de los dispositivos en el metodo mencionado anteriormente, es la deteccion de lineas externas e internas del perfil, asi como la determinacion del angulo actual formado entre el lado izquierdo y derecho del arco asi como deteccion de la posicion del punto medio del arco. A diferencia de los dispositivos en el metodo mencionado anteriormente, las camaras 3D conectadas con el ordenador pueden determinar el inicio y el final del proceso de doblado, de modo que las partes rectas del arco esten paralelas al final del proceso de doblado, si se solicito. Ademas, las camaras 3D pueden determinar si el arco esta doblado al angulo, radio o diametro predeterminados, lo cual es el objetivo de la invencion en cuestion. Se debe enfatizar que el dispositivo sin contacto para medir la longitud en un punto puede proporcionar solo la medida de la distancia entre el sensor y el punto en el perfil y con esto no es posible calcular el angulo actual formado entre los lados izquierdo y derecho del arco durante el proceso de doblado y, por lo tanto, no es posible predecir el angulo, es decir, la posicion paralela de las partes rectas del arco.

La mejora de la patente mencionada se muestra en el documento de patente EP 2248 611 A1 que describe una maquina dobladora para doblar continuamente una pieza de trabajo alargada a radios predeterminados utilizando un sensor laser 2D. El sensor laser 2D se puede describir como una version avanzada del dispositivo sin contacto para medir la longitud en un punto, con la distincion de que el sensor laser 2D realiza la medicion en diversos puntos diferentes (en general 8 puntos) entre el perfil y el dispositivo mencionado. Similar al documento de patente WO 2009/101649 A2, el sensor laser 2D se aplica a esta maquina para detectar la distancia entre los puntos en el perfil y el sensor, y esa informacion es procesada por el ordenador y convertida en el radio del arco, siendo este el objetivo de la mencionada maquina. El proposito del medidor de longitud o el codificador, como se menciono, es medir la longitud del perfil alargado, es decir, la posicion del perfil durante el doblado. A diferencia de los dispositivos utilizados en la maquina mencionada anteriormente, la aplicacion de las camaras 3D en la invencion en cuestion proporciona una vista tridimensional del proceso de doblado al ordenador, donde cada punto de interes en el perfil y en la maquina se define dimensionalmente y en espacio. Las camaras 3D aplicadas a la maquina dobladora con tres rodillos, a diferencia de los dispositivos utilizados en la maquina mencionada anteriormente, pueden definir la posicion del perfil en los tres ejes, asi como la posicion de todos los puntos y objetos de interes en el area alrededor de la maquina. Para este proposito se utilizan las camaras 3D con alta resolucion lateral, que proporcionan mas de 300000 puntos medidos.

Al medir los puntos de interes alrededor de la maquina, la distancia entre las camaras 3D y el perfil que se dobla en la maquina se define dimensionalmente. La posibilidad de medir los puntos de interes en el area alrededor de la maquina proporciona la informacion requerida por el ordenador para determinar la posicion del perfil durante el doblado y el angulo actual formado entre los lados izquierdo y derecho del arco. A diferencia de las patentes WO 2009/101649 A2 y EP 2248 611 A1, las camaras 3D pueden proporcionar la deteccion de las lineas externas e internas del perfil, determinar el angulo actual formado entre los lados izquierdo y derecho del arco, detectar el punto medio del arco y predecir la posicion paralela de las partes rectas del arco si se requiere. A diferencia de los dispositivos utilizados en las maquinas mencionadas anteriormente, el circuito de retroalimentacion formado entre las camaras 3D y el ordenador puede determinar el inicio y el final del proceso de doblado de tal manera que las partes rectas del arco sean paralelas, si asi se solicita, a la vez que logra un angulo, radio o diametro predeterminados, siendo este el objetivo de la invencion en cuestion.

La aplicacion del dispositivo laser para detectar el punto medio del arco a la maquina dobladora, presentada en el documento de patente RS 53431, introduce la forma de aplicacion del dispositivo laser a la maquina dobladora con tres rodillos. La aplicacion del dispositivo laser durante el proceso de doblado del perfil solo proporciona la deteccion del punto medio del arco, es decir, el punto marcado en el punto medio de la parte del arco. El dispositivo laser utilizado en el documento de patente RS 53431 y las camaras 3D utilizadas en la maquina dobladora con tres o cuatro rodillos no tienen similitudes en la forma en que operan o en los valores medidos, por lo que las posibilidades de cada dispositivo son diferentes. La invencion en cuestion proporciona un circuito de retroalimentacion para la informacion mencionada anteriormente utilizada por el ordenador para administrar, controlar y corregir el proceso de doblado en tiempo real, a la vez que el dispositivo laser se usa exclusivamente para la deteccion del punto medio del arco, es decir, el punto marcado en el centro de la parte del arco durante el proceso de doblado.

El metodo para doblar perfiles de PVC que se pueden recuperar y ver en el canal de YouTube del centro de sincronizacion "Bending PVC profiles" https://www.youtube.com/watch?v=Qx1ZK9ggsnw demuestra la tecnica anterior descrita en la patente WO 2012/026836 A1. Es esencial mencionar aqui que el dispositivo ubicado en una pequena caja negra, ubicada en el medio de un riel detras de los rodillos traseros no es una camara CCD, sino un dispositivo laser que detecta un marcador que se encuentra en el medio de un arco, el cual se describe en detalle en una patente WO 2012/026836 A1. El modelo de maquina que se puede observar en un video clip mencionado a partir del ano 2012 no contiene una camara CCD ni ningun otro tipo de camara utilizada durante el proceso de doblado como retroalimentacion. Dos cajas azules, que se encuentran a ambos lados de la maquina detras de los rodillos traseros, podrian confundirse con las camaras CCD debido a la forma similar. Sin embargo, estas dos cajas azules son en realidad sopladores de aire caliente utilizados para calentar perfiles de PVC durante el proceso de doblado de la maquina.

El doblado de los perfiles de PVC utilizando un sistema de control laser y PLC se describe en una patente WO 2012/026836 A1. El dispositivo laser esta en conjunto con el sistema de control PLC y su tarea es detectar el marcador ubicado en medio de un arco. Este enfoque conserva la simetria del lado izquierdo y derecho de un arco. El sistema de control laser y PLC mencionado anteriormente no recibe ningun comentario sobre el proceso de doblado ni sobre las dimensiones del arco que se esta doblando en la maquina. Dicho todo esto, la patente mencionada anteriormente no tiene nada en comun con las camaras 3D, es decir, con la invencion en cuestion.

El aparato de doblado y el metodo de doblar un objeto metalico se describen en una patente de los Estados Unidos US 2009/178453 A1. La patente de los Estados Unidos 2009/178453 A1, paragrafo [0019] - [0023] describe una maquina dobladora que puede usar una camara de imagenes en color como informacion para controlar el proceso de doblado. Sin embargo, las camaras de imagenes en color no deben confundirse con las camaras en 3D ya que estos dos dispositivos son esencialmente diferentes. La camara de imagenes en color mide el color del objeto visto por cada pixel en el escenario, a la vez que una camara 3D mide la distancia entre la camara 3D y el objeto visto por cada pixel. Como tal, esta patente representa un estado de la tecnica.

Breve descripcion de la invencion

La esencia de la invencion en cuestion es la aplicacion de las camaras 3D a la maquina dobladora de perfiles con tres y cuatro rodillos para la deteccion del perfil durante el proceso de doblado, implementando asi el circuito de retroalimentacion formado entre el ordenador, un sistema el cual controla el proceso de doblado, y el perfil, una salida que se dobla en la maquina. Con base en la informacion recibida a traves del circuito de retroalimentacion, el ordenador puede administrar el proceso, controlarlo y corregirlo si el procedimiento de doblado no se esta ejecutando de acuerdo con el plan predeterminado. El perfil detectado que utilizan las camaras 3D representa el estado medido el cual se compara por el ordenador con el estado anticipado, predeterminado y, con base en esta comparacion, el ordenador ajusta el proceso de doblado iniciado. La informacion obtenida a traves de las camaras 3D se reenvia al ordenador, lo que proporciona una gestion controlada, regulacion del control y correccion del proceso de doblado en tiempo real. La aplicacion de las camaras 3D proporciona una vista tridimensional del proceso de doblado donde cada punto de interes en la maquina se define dimensionalmente y en el espacio. Con las camaras 3D es posible definir la posicion del perfil en los tres ejes, asi como definir la posicion de todos los puntos y objetos de interes en el area alrededor de la maquina. La aplicacion de las camaras 3D en un circuito de retroalimentacion con el ordenador proporciona la prediccion del proceso de doblado para que las partes rectas del arco sean paralelas, si es necesario, y se doblen al angulo, radio o diametro predeterminados cuando se completa el proceso de doblado, siendo este el objetivo de la invencion en cuestion. La innovacion de la invencion en comparacion con el estado actual de la tecnica es la aplicacion de las camaras 3D a la maquina dobladora con tres y cuatro rodillos, donde la deteccion del perfil en los tres ejes define el circuito de retroalimentacion utilizado por el ordenador para controlar el proceso de doblado en tiempo real para obtener la salida deseada al final del proceso de doblado, es decir, el perfil doblado al angulo, radio o diametro predeterminados. Las maquinas, procesos y metodos existentes no utilizan ni aplican las camaras 3D durante el proceso de doblado del perfil.

Breve descripcion de los dibujos.

La invencion en cuestion se presenta en detalle en las siguientes figuras:

La Figura 1 muestra la vista superior de la maquina dobladora con tres rodillos antes del inicio del proceso de doblado del perfil.

La Figura 2 muestra la vista superior de la maquina dobladora con tres rodillos durante el proceso de doblado del perfil.

La Figura 3 muestra la vista superior de la maquina dobladora con tres rodillos al final del proceso de doblado del perfil.

La Figura 4 muestra la vista frontal de la maquina dobladora con tres rodillos.

La Figura 5 muestra la vista lateral de la maquina dobladora con tres rodillos.

La Figura 6 muestra marcas y puntos de interes en el perfil.

La Figura 7 muestra la vista superior de la maquina dobladora con tres rodillos con obstaculos detectados dentro de la zona de doblado.

La Figura 8 muestra la vista superior de la maquina dobladora con cuatro rodillos durante el proceso de doblado del perfil.

La Figura 9 muestra el diagrama de bloques del circuito de retroalimentacion entre el ordenador, las camaras 3D y el proceso de doblado de perfiles.

Descripcion detallada de la invencion

Las camaras (1) y (2) 3D representan sensores que proporcionan una vista tridimensional del area alrededor de la maquina (3) cubierta por su campo de vision. A diferencia de las camaras 2D normales que asignan color a cada pixel, o las camaras termicas que asignan temperatura a cada pixel, las camaras (1) y (2) 3D asignan a cada pixel la distancia entre la camara y el objeto visto por ese pixel. En otras palabras, las camaras (1) y (2) 3D pueden utilizarse para la deteccion confiable del tamano y la forma de los objetos en su campo de vision, asi como para la deteccion de la distancia de los objetos a partir de la camara. Las camaras (1) y (2) 3D tienen resolucion lateral, es decir, el numero de pixeles en la matriz (similar a las camaras normales), asi como la resolucion de profundidad, es decir, la capacidad de la camara para determinar la distancia entre la camara y el objeto para cada pixel en la matriz. Hasta ahora, se han publicado diversas tecnologias que utilizan camaras 3D, la mas confiable es el metodo de tiempo de vuelo, que se utiliza para detectar la distancia entre la camara y el objeto mediante el envio de la senal optica modulada y la medicion del tiempo necesario para que la senal refleje el objeto y vuelva al sensor. El segundo metodo utiliza la triangulacion, es decir, un metodo geometrico que incluye el uso de una fuente de luz colimada desplazada a un lado de la camara 2D. La camara 2D detecta la posicion de la senal optica en el espacio y determina la distancia del objeto a partir de la camara en funcion de la posicion detectada. El tercer metodo incluye la iluminacion de la escena utilizando un esquema optico codificado espacialmente que esta siendo detectado por una camara 2D normal, detectando la "desviacion" del esquema optico codificado y, con base en esta deteccion, la distancia entre el objeto y la camara se calcula indirectamente. El cuarto metodo de realizacion de camaras 3D implica la utilizacion de dos camaras 2D regulares desplazadas en el espacio, donde los algoritmos informaticos complejos pueden determinar la distancia de los objetos en el campo de vision de las camaras en funcion del desplazamiento de los pixeles entre la camara izquierda y derecha y la sombra (este metodo se suele denominar vision estereo). Todos los metodos mencionados anteriormente pueden utilizarse para la realizacion de las camaras (1) y (2) 3D en la maquina dobladora de perfiles con tres y cuatro rodillos, en donde la descripcion detallada de los metodos supera el marco de la patente. Las camaras (1) y (2) 3D, realizadas de acuerdo con una de las arquitecturas mencionadas anteriormente, se colocan en los soportes (5) y (6) firmemente fijadas a la maquina (3) dobladora con tres o cuatro rodillos. La distancia de las camaras (1) y (2) 3D al perfil (4) depende del campo de vision y la longitud deseada del perfil (4) que se debe detectar. Por lo general, para camaras con campo de vision horizontal de 60° y campo de vision vertical de 40°, las camaras (1) y (2) 3D estan configuradas verticalmente en la maquina (3), 1.8 hasta 2 m por encima de la maquina (3) y a partir de alli monitorizan el proceso de doblado del perfil (4), implementando asi la regulacion del control, que es la posibilidad de corregir el proceso de doblado con base en el circuito de retroalimentacion formado entre el ordenador (7) y el perfil (4) doblado en el maquina (3). Las camaras (1) y (2) 3D tambien se pueden configurar horizontalmente o en cierto angulo con la maquina (3) con el objetivo de aumentar el campo de vision, es decir, permitir la deteccion de perfiles largos, en comparacion con la deteccion que se proporciona utilizando una construccion vertical. Con camaras 3D con amplio campo de vision, el uso de una sola camara 3D tambien es posible, lo que disminuiria la complejidad del sistema. El ordenador (7) esta conectado al dispositivo (28) PLC mediante una conexion electronica y su proposito es controlar los motores que impulsan los rodillos (8), (9), (10) y (25). La longitud maxima del perfil (4) detectado utilizando las camaras (1) y (2) 3D alineadas de esta manera es de alrededor de 4 m, sin excluir la posibilidad de agregar camaras 3D adicionales si se considera necesario. Las camaras (1) y (2) 3D se pueden ajustar verticalmente y/u horizontalmente a la maquina (3), dependiendo de la posicion de la maquina (3). El control y la correccion del proceso de doblado tambien se pueden lograr utilizando solo una o mas camaras 3D donde es necesario considerar el campo de vision de la camara y la longitud maxima del perfil que se debe detectar. Las camaras (1) y (2) 3D definidas sobre la maquina (3) utilizan el principio de codificacion optica explicado en la patente de los Estados Unidos US20100118123 A1 y, ademas, tanto las camaras con base en TOF como las camaras con base en triangulacion o vision estereo se pueden usar con igual exito. Por lo tanto, la invencion en cuestion no excluye la posibilidad de utilizar otros tipos de camaras 3D las cuales no se basan en el principio de codificacion optica. Con la aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D a la maquina (3) se logra la regulacion del control del proceso de doblado automatico, en donde el ordenador (7) recibe una vista tridimensional del area completa observada por las camaras (1) y (2) 3D y el ordenador (7) distingue la informacion sobre el area donde se ubica el perfil (4). Es posible distinguir esta informacion utilizando las camaras (1) y (2) 3D suponiendo que se conoce la distancia entre el perfil (4) y las camaras (1) y (2) 3D. El procesamiento adicional de esta informacion calcula el doblado del perfil (4) en tiempo real. Las camaras (1) y (2) 3D proporcionan una vista tridimensional al ordenador (7) y utilizando estos datos es posible recibir y determinar todas las distancias necesarias entre las camaras (1) y (2) 3D y los puntos de interes observado en la maquina (3) y el perfil (4). Con las camaras (1) y (2) 3D es posible medir la posicion de los objetos observados, es decir, puntos en los tres ejes, definiendo asi la distancia de cada punto de interes alrededor de la maquina (3) dimensionalmente y en el espacio. La aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D permite un circuito de retroalimentacion para una cantidad significativa de informacion que necesita el ordenador (7) para controlar y, posteriormente, corregir el proceso de doblado, si el procedimiento de doblado del perfil (4) no se realiza de acuerdo con el plan predeterminado. Al medir los puntos de interes en el area alrededor de la maquina (3), las camaras (1) y (2) 3D detectan el perfil (4) durante el proceso de doblado como un estado medido actual el cual se compara con el ordenador (7) con el estado deseado. Posteriormente, el ordenador (7) determina la correccion necesaria utilizando las leyes de control convencionales (como la derivacion proporcional-integral - regulacion PID). El ordenador (7) corrige el proceso (303) de doblado para lograr una salida predeterminada al final del proceso de doblado, es decir, el perfil (4) doblado al angulo, radio o diametro predeterminados. Los parametros predeterminados, angulo, radio o diametro se ingresan a traves del terminal (13). Uno de los objetivos de la aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D es la posibilidad de que el ordenador (7) prediga la posicion paralela de las partes rectas del arco, logrando simultaneamente un angulo, radio o diametro predeterminados al final del proceso de doblado. La posicion paralela de las partes rectas se logra mediante el ordenador (7) corrigiendo el proceso de doblado iniciado al doblar los 15° iniciales, utilizando una ley de control implementada, que define el valor de dx (20) al valor necesario con el fin de obtener una mitad del angulo predeterminado total requerido al final del proceso de doblado en el centro de la zona (14) X. El mismo metodo de ajuste del valor de dx (20) se utiliza para lograr la posicion paralela de las partes rectas del arco, ajustando el radio en el punto medio de la zona (14) X al valor medio del radio total predeterminado, requerido al final del proceso de doblado. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, que representan el circuito de retroalimentacion dentro del proceso de doblado, el ordenador (7) determina la posicion actual del perfil (4) a lo largo del eje X durante el proceso de doblado, con base en la distancia que cambia entre el perfil (4) y los rodillos (8), (9), (10) y (25) y los puntos fijos de la maquina (3). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) calcula el angulo formado entre las partes rectas en el lado izquierdo y derecho del arco, de acuerdo con la deteccion de la posicion de los puntos (18) y (19) que son los puntos de doblado de inicio del perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) determina que tipo de material se dobla en la maquina (3), con base en la comparacion del angulo alcanzado entre las partes rectas del arco al doblar inicialmente 15° y el angulo predeterminado del arco. Al usar esta informacion, el ordenador (7) determina el parametro correctivo de elasticidad definido por el tipo de material que se dobla en la maquina (3). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) calcula la elongacion del perfil (4) durante el proceso de doblado, con base en la diferencia entre la longitud calculada de la parte (12) de arco y la longitud medida actual de la parte (12) de arco definida por los puntos (18) y (19) en el perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) determina la posicion de los rodillos (8), (9), (10) y (25) que giran en la maquina (3) con base en la deteccion de la rotacion y movimiento directo de los rodillos (15), (16), (17) y (26) auxiliares definidos en los bordes superiores de los rodillos (8), (9), (10) y (25). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) determina el punto (24) el cual representa el punto medio del perfil (4), con base en la deteccion de los puntos (22) y (23) definidos en cada extremo del perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el perfil (4) se posiciona automaticamente en el punto (24), definido como el punto medio del perfil (4) por el ordenador (7), al comienzo del proceso. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) define el punto (24), que tambien representa el punto medio del arco, con base en la deteccion de la posicion de los puntos (18) y (19) definidos en ambos extremos de la parte (12) de arco que son los puntos de inicio del proceso de doblado para el perfil (4). La aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D para detectar el perfil (4) permite que el ordenador (7) calcule el radio del arco durante el proceso de doblado, con base en el angulo y la posicion de los puntos (18) y (19) definidos en los extremos de la parte (12) de arco. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) calcula la cantidad de deslizamiento del perfil (4) en comparacion con el codificador (11), con base en la diferencia entre la distancia recorrida por el perfil (4) medido por las camaras (1) y (2) 3D y la distancia recorrida por el perfil (4) medida por el codificador (11). Al comparar estos dos valores, es posible calcular si y por que cantidad se deslizo el perfil (4) en comparacion con el codificador (11). La aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D permite al ordenador (7) determinar la cantidad de deslizamiento del perfil (4) durante el proceso de doblado en comparacion con los rodillos (8), (9), (10) y (25), con base en la diferencia de la distancia recorrida por el perfil (4) medida con las camaras (1) y (2) 3D y la distancia recorrida por los rodillos (15), (16), (17) y (26) auxiliares junto con los rodillos (8), (9), (10) y (25) durante el proceso de doblado. De esta manera, al utilizar el circuito de retroalimentacion, el movimiento del perfil (4) a traves de la maquina (3) se determina y corrige si el perfil (4) se deslizo durante el proceso en comparacion con los rodillos (8), (9), (10) y (25). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) obtiene informacion sobre los obstaculos (27) en el area alrededor de los rodillos (8), (9), (10) y (25), proporcionando asi medidas de seguridad para el proceso de doblado y el operador que maneja la maquina (3). De esta manera, el proceso de doblado se puede detener temporalmente, cada vez que se detecte la mano del operador o un objeto que no es parte integral de la maquina (3) o el proceso en la zona critica alrededor de los rodillos (8), (9), (10) y (25), en la misma altura que los rodillos. Aqui es importante subrayar que solo la utilizacion de las camaras 3D puede proporcionar informacion inequivoca si el obstaculo (27) detectado se encuentra en la altura de interes, es decir, si la persona u objeto detectado representa un problema de seguridad para el operador y/o el proceso de doblado del perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) recibe informacion sobre los obstaculos (27) alrededor del perfil (4) los cuales estan en la misma altura o mas altos que el perfil (4). Si las camaras (1) y (2) 3D detectan el obstaculo (27) u objeto dentro de la distancia critica a partir del perfil (4), la maquina (3) detiene temporalmente el proceso de doblado, suponiendo que el perfil (4) puede chocar con el objeto desconocido, lo que lleva a un error de deteccion de la longitud y posicion del perfil (4), lo que potencialmente pone en peligro el proceso de doblado del perfil (4) y crea un riesgo de seguridad para el area circundante. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) calcula el ancho y la altura del arco o cuerda y la altura de la seccion circular o segmento del circulo. El ordenador (7) calcula el ancho y la altura del arco con base en la informacion sobre el angulo alcanzado del arco, el radio del arco y la posicion de los puntos (18) y (19). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) detecta diferentes radios dentro de un arco, con base en la informacion sobre el angulo alcanzado del arco y la posicion de los puntos en la parte (12) del arco donde termina un radio y comienza otro. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) detecta la longitud actual de la parte (12) de arco durante el proceso de doblado, con base en la deteccion de los puntos (18) y (19) del perfil (4). Los puntos (18) y (19) representan los puntos de doblado iniciales del perfil (4), es decir, el punto donde termina la parte recta del perfil (4) y comienza la parte de arco. Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) determina la posicion inicial del perfil (4) antes de que comience el proceso de doblado, con base en la deteccion de la alteracion del angulo entre las partes rectas del perfil (4). El momento cuando se altera el angulo entre las partes rectas del perfil (4) representa un punto de inicio del doblado del perfil (4). Tan pronto como el perfil (4) se dobla por 2°, el rodillo (10) se mueve hacia atras en la misma distancia que causo la alteracion del angulo, determinando asi el cero, es decir, la posicion inicial del perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) finaliza el proceso de doblado cuando se alcanza el angulo, el radio o el diametro predeterminados del arco, con base en la comparacion del angulo, el radio o el diametro del arco detectados actualmente con el angulo o radio predeterminados del arco realizado por el ordenador (7). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) determina la longitud total del perfil (4) antes de que se inicie el proceso de doblado, con base en la deteccion de los puntos (22) y (23) finales en el perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D y con la ayuda del ordenador (7), el codificador (11), es decir, el dispositivo para medir la longitud del perfil (4), se calibra si ya se esta utilizado por cualquier motivo en la maquina. La calibracion del codificador (11) se realiza moviendo el perfil (4) de un extremo al otro y comparando el movimiento del perfil (4) detectado por las camaras (1) y (2) 3D con el movimiento del perfil (4) medido por el codificador (11) usando el ordenador (7) y, con base a esta comparacion, el ordenador (7) define la relacion, es decir, el parametro correccional entre estos dos dispositivos. La aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D elimina la necesidad de utilizar el codificador (11), que se utiliza solo para medir la longitud del perfil (4) durante el proceso de doblado. Inmediatamente despues de activar la maquina (3), las camaras (1) y (2) 3D se calibran para que el ordenador (7) determine su posicion exacta, la ubicacion y el angulo entre ellas, la maquina (3) y el perfil (4). Cuando se completa la calibracion de las camaras (1) y (2) 3D, el perfil (4) se define entre los rodillos (8), (9), (10) y (25). Las camaras (1) y (2) 3D forman un circuito de retroalimentacion durante el proceso de doblado donde el ordenador (7) calcula la velocidad de rotacion de los rodillos (8), (9), (10) y (25), con base en la deteccion de la distancia recorrida por los rodillos (15), (16), (17) y (26) auxiliares definidos en los bordes de los rodillos (8), (9), (10) y (25). Al utilizar camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) calcula el ancho de un perfil que se dobla en la maquina (3), con base en la deteccion de la distancia entre los puntos en los bordes exterior e interior del perfil (4). Al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) define la forma de un perfil que se dobla en la maquina (3), de acuerdo con la vista tridimensional que detecta la forma y los contornos del perfil (4) en sus extremos. Con base en los datos recibidos anteriormente, al utilizar las camaras (1) y (2) 3D, el ordenador (7) puede predecir y corregir el proceso de doblado del perfil (4) iniciado al doblar los 15° iniciales, si el proceso de doblado no se desarrolla de acuerdo con el plan predeterminado, con el objetivo de obtener el perfil (4) doblado al angulo, radio o diametro predeterminados como resultado final del proceso de doblado. Las camaras (1) y (2) 3D controlan el proceso de doblado de acuerdo con los parametros ingresados a traves del terminal (13) antes del proceso de doblado. Cuando se dan los parametros, el proceso de doblado automatico se inicia de acuerdo con el regimen iterativo definido, lo que significa que el perfil (4) tiene que pasar por los rodillos (8), (9), (10) y (25) de doblado para un numero predefinido de veces, donde los rodillos (10) y (25) se mueven gradualmente hacia el perfil (4) para una etapa (21) dy, por lo tanto, junto con los otros dos rodillos (10) y (25), lo que lleva a un doblado gradual del perfil (4). Si, al doblar los 15° iniciales, el proceso de doblado no se esta desarrollando de acuerdo con el plan predeterminado, el ordenador (7) corrige el proceso de doblado a traves de las leyes de control convencionales (como la derivada integral proporcionada - regulacion PID) utilizando el valor actual de angulo de 15° entre el lado izquierdo y el lado derecho del arco para corregir el valor de dx (20), que representa la distancia para la cual se acorta el movimiento del perfil (4) dentro de la parte (12) del arco cada vez en que el perfil (4) se mueve de izquierda a derecha y viceversa. El ordenador (7) calcula y corrige el dx (20) de modo que la mitad absoluta de la predeterminada, es decir, el angulo esperado del arco se alcanza en el punto medio de la zona (14) X. De la misma manera, el ordenador (7) puede calcular la correccion del valor dx (20) con base en la deteccion del radio del arco al comienzo del proceso de doblado. La zona (14) X se define simetricamente en ambos extremos de la parte (12) de arco. Dentro de la zona (14) X, el rodillo (10) ejecuta el movimiento del valor de dy (21) hacia el perfil (4), simetricamente en el lado izquierdo y derecho del perfil (4). La longitud de la zona (14) X varia a partir de 150 hasta 200 mm. La longitud de la zona (14) X depende del tipo de material y del ancho del perfil (4) doblado en la maquina (3). La aplicacion de las camaras (1) y (2) 3D en la maquina (3) dobladora con tres y cuatro rodillos (8), (9), (10) y (25) realiza el objetivo de la invencion en cuestion, el objetivo es el control automatizado del proceso a partir del principio hasta el final, con el perfil (4) doblado al angulo, radio o diametro predeterminados.

Claims

REIVINDICACIONES

1. La aplicacion de camaras (1, 2) 3D durante el proceso de doblado de perfiles en la maquina dobladora con tres o cuatro rodillos proporciona una gestion controlada, regulacion del control y correccion del proceso de doblado automatizado, en donde las camaras (1, 2) 3D, fijadas a los soportes (5,6), se aplican a la maquina (3) dobladora con tres y cuatro rodillos (8, 9, 10, 25), proporcionando asi una vista tridimensional del proceso de doblado donde cada punto de interes en la maquina (3) y el perfil (4) se define dimensionalmente y en el espacio y al usar las camaras (1, 2) 3D, se detecta el perfil (4) durante el proceso de doblado, implementando asi un circuito de retroalimentacion entre el ordenador (7) el cual controla el proceso de doblado y el perfil (4) doblado en la maquina (3) con el objetivo de lograr la salida deseada al final del proceso de doblado, es decir, el perfil (4) doblado a un angulo, radio o diametro predeterminados.

2. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1 en donde, ademas de las camaras (1, 2) 3D, se usan una o mas camaras 3D adicionales para una deteccion mas confiable del perfil (4).

3. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde las camaras (1, 2) 3D pueden ajustarse horizontalmente o en cierto angulo con la maquina (3) con el objetivo de aumentar el campo de vision.

4. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el ordenador (7), que utiliza la deteccion del perfil (4) por las camaras (1, 2) 3D, mide el angulo formado por las partes rectas del lado izquierdo y derecho del arco, con base en la posicion de los puntos (18) y (19) donde comienza el doblado del perfil (4).

5. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1,2) 3D mide la posicion de los rodillos (8, 9, 10, 25) que giran en la maquina (3), con base en la deteccion de la rotacion y el movimiento directo de los rodillos (15, 16, 17, 26) auxiliares definidos en los bordes superiores de los rodillos (8, 9, 10, 25).

6. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consta de las camaras (1, 2) 3D mide la posicion del punto (24), que representa el punto medio del perfil (4), antes del proceso de doblado, con base en la deteccion de los puntos (22, 23) definidos en los extremos del perfil (4).

7. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D mide el radio del arco alcanzado durante el proceso de doblado, con base en el angulo familiar del arco y la posicion familiar de los puntos (18, 19) definidos en los extremos de la parte (12) de arco.

8. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1,2) 3D detecta los obstaculos (27) en el area alrededor de los rodillos (8, 9, 10, 25), y con base en esta deteccion, el proceso de doblado se detiene temporalmente cada vez que se detecta la mano de un operador o un objeto que no es parte integral de la maquina (3) o el proceso de doblado, dentro del area critica alrededor y en la misma altura de los rodillos (8, 9, 10, 25).

9. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D mide la altura y el ancho del arco durante el proceso de doblado, calculado por el ordenador (7) con base en la Informacion sobre el angulo alcanzado del arco, radio y posicion de los puntos (18, 19).

10. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1,2) 3D detecta diversos radios dentro de un arco, calculados por el ordenador (7) con base en la informacion con respecto al angulo alcanzado del arco y la posicion de los puntos detectados en la parte (12) del arco donde termina un radio y comienza otro.

11. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D determina la posicion inicial de doblado del perfil (4) antes del proceso de doblado, con base en la deteccion de la alteracion del angulo entre las partes rectas del perfil (4) mas grande que 2°, sobre el cual el rodillo (10) se devuelve a la misma distancia que causo la alteracion mencionada del angulo.

12. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D finaliza el proceso de doblado cuando se logra el angulo o radio predeterminados del arco, con base en la comparacion del angulo o radio detectados actuales con el angulo o radio predeterminados del arco realizado por el ordenador (7).

13. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D mide la longitud total del perfil (4) antes del proceso de doblado, con base en la deteccion de los puntos (22, 23) extremos en el perfil (4).

14. La aplicacion de las camaras 3D de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el circuito de retroalimentacion que consiste en las camaras (1, 2) 3D mide el ancho del perfil (4) doblado en la maquina (3), con base en la deteccion de la distancia entre los puntos en los bordes exterior e interior del perfil (4).