[发明专利]一种数控三维弯板机测量调形系统及方法

说明书

本发明公开了一种数控三维弯板机测量调形系统及方法，涉及测量调形领域，包括主动光投射器组、图像采集装置、测量支架、电动滑轨、连接板、控制板、工业计算机及高速通信单元；所述方法基于光学测量调形技术，借助主动光投射器组在待测物体上投射多条主动光光条，通过处理图像采集装置采集带有光条的图像和解析理论数据，提取测量点云和理论点云；通过重采样技术、数模配准技术，以及对两片点云进行NURBS曲面重建，计算成形过程中数控三维弯板机调形压头群每一个压头处的成形偏差，结合曲板冷弯成形回弹理论，对数控三维弯板机进行调形。本发明与传统的样板样箱测量调形方法相比，具有测量调形效率和精度高、提高了三维弯板机成形的质量。

技术领域

本发明涉及船舶制造、测量调形领域，具体地，涉及一种数控三维弯板机测量调形系统及方法。

背景技术

数控三维弯板成形技术，是采用多压头成形技术，它的原理是将传统的整体模具离散化，其上、下模均由众多高度可调节的压头构成，上、下模可调节构成任意形状的曲面，从而将整体模具变为形状可变的柔性模具。

数控三维弯板机弯曲板材时，需要经过多次的“下模调形一上模施压一成形测量”，即可逐步补偿板材回弹、保证外板成形精度。下模的首次调形仅以理论曲面为目标，后续调形要在理论曲面基础上加入回弹量补偿。

虽然数控三维弯板机在曲板成形实现了机械化，自动化，但在测量调形时，目前国内大部分船厂仍主要采用人工使用样板样箱对成形曲板进行回弹量的估算，再手动调形，虽然样板样箱测量调形方法对复杂生产现场的适应能力较强，但其本身也存在着一些明显的不足：1、测量调形精度低、曲板成形精度难以保证。采用样板样箱测量调形时，工人直接通过肉眼观测曲板的成形状态，致使误差较大。此外对于木质样板样箱而言，其易受环境温度和湿度的影响而产生变形，自身精度不高；2、工作强度大、测量调形效率低。测量调形过程中需要将样板样箱放在成形曲板上，较大的样箱需要多人协同搬放。而且在曲板成形过程中往往需要多次反复测量。因此手工样板样箱测量调形不仅工作强度大、而且测量调形效率低；3、无法形成定量的测量调形结果。样板样箱测量调形过程主要是通过工人经验进行判断，不能得到定量的成形误差数据，也无法提供准确的测量调形数据和评价标准，缺少测量调形规范。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种数控三维弯板机测量调形系统及方法，以代替传统样板样箱人工测量调形，缩短曲板的成形加工周期，提高成形质量，改善加工条件和降低生产成本。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种数控三维弯板机测量调形系统，包括主动光投射器组、图像采集装置、测量支架、电动滑轨、曲板、连接板、控制板、工业计算机和高速通信单元；

所述主动光投射器组安装在所述测量支架上端；

所述图像采集装置通过所述连接板安装在所述测量支架的两个柱子上，用来采集所述曲板的图像，并通过所述高速通信单元，将图像传输给所述工业计算机；

所述测量支架安装在电动滑轨上，当需要调形测量时，将所述测量支架移动到调形测量工位；

所述控制板上集成了所述主动光投射器组、所述图像采集装置和所述电动滑轨驱动连接的驱动电路，保证所述主动光投射器组、所述图像采集装置和所述电动滑轨响应所述控制板发出的控制信号，完成数据采集过程中的逻辑控制算法运算和信号输送；

所述工业计算机将获取的数据进行数据处理，获得曲板表面的三维测量点云数据。

进一步的，所述测量支架为门字形结构。

进一步的，还包括数控三维弯板机下模；所述数控三维弯板机下模包括数个数控三维弯板机调形压头，所述数控三维弯板机调形压头均可上下移动，从而将数控三维弯板机下模调形成待压曲板的理论形状。