[发明专利]一种平面弯曲钣金件截面弯曲轮廓检测装置及方法

摘要

一种平面弯曲钣金件截面弯曲轮廓检测装置，其包括机械装置和控制装置两部分，所述控制装置包括控制箱、PLC、单片机、电脑，所述机械装置包括框架、X方向平移模组、Y方向平移模组、线阵CCD摄像头；使用上述检测装置的检测方法主要是将线阵CCD摄像头采集的轮廓位置信息和机械装置的Y模组编码器数据相结合，经数据处理后作为钣金轮廓二维图的Y坐标值，将机械装置中X模组伺服电机编码器反馈的位置数据作为钣金件轮廓二维图的X坐标值，由驱动程序控制完成钣金件轮廓循环扫描和轮廓点数据采集，经上位机数据处理后得到关于钣金件弯曲轮廓二维点云文件。本发明自动、高效、廉价、能够快速方便地提取轮廓数据。

主权项

1.一种平面弯曲钣金件弯曲轮廓自动检测装置，其包括机械装置和控制装置两部分，其特征在于：所述控制装置包括控制箱、PLC、单片机、电脑，其中PLC设在控制箱内，电脑设在控制箱箱体上部，PLC与电脑通过以太网线连接，PLC与X模组伺服电机和Y模组伺服电机通过信号线连接，单片机设在机械装置内与电脑通过数据线连接；/n所述机械装置包括框架、X方向平移模组、Y方向平移模组、线阵CCD摄像头；其中框架为矩形框架，框架内设有X方向平移模组和Y方向平移模组，框架的底部设有与其固连的工件托板，工件托板下方设有光源系统，光源系统发出垂直线阵CCD摄像头光照接受面的平行线束，且光源面积和工件托板相当，工件托板采用透明亚克力板，光源发出的光透过工件托板，照射在线阵CCD摄像头光照接受面上；在框架长度方向的两侧均设有相对的与框架固连的短横梁，在框架的另外两侧的上述短横梁下方均设有相对的并与框架固连的长横梁；在两个短横梁的两端均设有Y模组支承座，两个Y模组连杆分别连接两个相对的Y模组支承座，每个Y模组连杆的两端均设有Y模组同步带轮一，同一端的两个Y模组同步带轮一通过Y模组同步带连接，Y模组伺服电机固定在靠其中一个Y模组支承座旁的长横梁上，Y模组伺服电机轴端设有Y模组伺服电机同步带轮，Y模组伺服电机带轮通过Y模组电机轴端用同步带与Y模组同步带轮二相连，该Y模组同步带轮二设在Y模组同步带轮与Y模组支承座之间的连杆上；在两个长横梁的两端均设有X模组支承座，两个Y模组滑杆分别穿过两个X模组丝杠支承座上部的光孔，其两端分别固定在两个相对的X模组支承座上，X模组丝杠支承座的顶端分别与上述Y模组同步带固连，X模组伺服电机设在与上述Y模组伺服电机同侧的X模组丝杠支承座上，X模组伺服电机的输出端设有X模组伺服电机带轮，X模组伺服电机带轮通过X模组电机轴端用同步带与设在X模组丝杠末端的X模组同步带轮连接；在两个X模组丝杠支承座下部中间均设有与上述上部光孔相交的中心轴承孔，中心轴承孔两侧分别设有光孔，在X模组滑块上设有与X模组丝杠支承座下部相对应的中心螺纹孔和光孔，两个X模组滑杆分别穿过X模组滑块上的光孔，其两端分别设在X模组丝杠支承座下部的光孔内，X模组丝杠穿过X模组滑块上的中心螺纹孔，其一端设在X模组丝杠支承座下部的中心轴承孔内，其另一端穿过中心轴承孔与上述X模组同步带轮连接；线阵CCD摄像头设在X模组滑块的下表面；单片机设在X模组滑块上表面，与线阵CCD摄像头通过信号线连接，与电脑通过数据线连接，用于传输线阵CCD摄像头采集的信息；PLC与X模组伺服电机和Y模组伺服电机通过信号线连接，PLC发送脉冲给伺服电机，两个伺服电机执行相应的运动，最终实现线阵CCD摄像头在XY平面内的运动；检测前由人工测量钣金件的最大弯曲挠度值，并与线阵CCD摄像头的检测线宽做比较，若最大挠度值小于线阵CCD检测线宽则由PLC控制两个伺服电机执行扫描轨迹一程序；若最大挠度值大于线阵CCD检测线宽，则由PLC控制两个伺服电机执行扫描轨迹二程序；依据钣金件的尺寸，设定线阵CCD摄像头的扫描频率；所述检测程序一执行过程为：首先线阵CCD摄像头由原点位置沿Y方向移动到钣金件挠度中央位置，使得整个钣金件挠曲宽度能够被线阵CCD线宽包含在内；确定好扫描起始位置后，线阵CCD摄像头沿X方向扫描钣金件轮廓；所述检测程序二执行过程为：设检测区域X方向宽度值为m，线阵CCD检测线宽值为h；线阵CCD摄像头由原点位置(0，0)沿X正方向移动到X方向末端(m，0)点处，然后沿Y正方向移动一个CCD线宽的距离，到达点(m，h)处，再沿X负方向移动到(0，h)处，再由(0，h)移动到(0，2h)处，CCD摄像头按轨迹运动直至整个扫描区域被全部扫描为止，扫描过程中，扫描轨迹线始终位于线阵CCD宽度中央位置。/n