本发明专利技术涉及用于测量通过弯曲方法进行变形的工件（５）的弯曲位移的非接触、实时方法，包括以下步骤：弯曲工件（５），通过照相机（７）捕捉至少工件（５）的一部分的几何的图像，由与照相机（７）电子连接的处理器（８）处理图像，以及由处理器（８）确定工件（５）弯曲位移。此外，本发明专利技术涉及用于执行此方法的测量系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于测量通过弯曲方法(例如激光束，电子束或电弧束)进行变形的工件的弯曲位移的测量系统和用于测量例如弯曲位移的非接触、实时方法。
技术介绍
激光弯曲是一项结合了激光和金属成形技术的高度灵活的加工技术。它是非接触 成形工艺，其中激光束用作形成例如金属板料工件的成形工具而不用任何模具。这项技术 有着非常广阔的应用，特别是在轮船、汽车和航空航天工业。 为了开发和应用此项技术，自1980年以来许多在日本、波兰、美国、德国和中国工 作的学者已经做了理论和实验方面的研究工作。然而，经验调查主要集中在测量金属板料 (sheet metal)的最终弯曲角度。因为激光弯曲过程是非常复杂的热物理过程，为推动激光 弯曲技术在实际生产中的应用，需要获得激光弯曲的弯曲位移过程。 目前弯曲位移是根据下列方法确定的 1.人工测量 当人工确定弯曲位移时，采用高度尺获取板料的最终位移。这种方法的缺点在于 整个测量都由人工实施。因而，这种方法效率低并且不精确。这种方法另一个缺点是无法 获得弯曲位移的变化/移动过程。 2.光学反射测量 这种方法中，工件夹在一端成为工作台的悬臂。 一小片树脂玻璃粘在测量点的上 表面。激光束(例如从5W激光设备)照射到树脂玻璃上并被反射到坐标纸，其中工件的弯 曲位移被放大。照相机记录激光照射器件光斑的移动。这种方法的缺点在于它只适用于测 量长形状工件的弯曲位移。如果树脂玻璃越宽，反射就会变得越不精确。 3.位移传感器测量 在使用位移传感器的方法中，工件夹在一端成为工作台的悬臂板料。为了确定弯 曲位移，使用位移传感器测量距自由端5mm的下表面上的点处的位移变化。这种方法的缺 点在于传感器必须与板料接触，而这将影响板料的弯曲位移。因而，测量不能接触而没有传 感器的电阻的点是困难的。传感器的电阻同样会影响弯曲工艺的精确度。 4.激光扫描仪测量 激光扫描仪测量方法利用激光扫描仪间断地扫描工件的移动。激光扫描仪测量方 法的缺点是由于扫描是间断地，无法获得弯曲位移变化的整个过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于测量工件弯曲位移的方法，，以及用于执行这种方法 的测量系统。该工件例如通过例如激光、电子或电弧束等的弯曲方法变形的金属或塑料板 料。 通过如独立权利要求的用于测量通过弯曲方法进行变形的工件弯曲位移的方法3以及执行这种方法的测量系统来实现这个目的。 进一步的有利发展是从属权利要求的主题。 本专利技术的有益效果如下所示 1.在弯曲的过程中实现弯曲位移的实时测量。本专利技术使能够在该过程中任何时间 容易获取工件的弯曲位移。 2.所有的视频捕捉，图像处理和数据转换都自动进行。已经克服了人工数据处理造成的低效率和精确度差，其提高了测量的可重复性和可靠性。 3.所有的操作都由程序实施，其显著提高了效率。 4.实现了非接触测量。由于不与工件接触，测量的精确度得到提升。 5.本专利技术提供了针对弯曲过程的数值模拟的更加准确经过校验的数据。它同样为弯曲机理的研究建立实验数据，以及促进弯曲技术在实际生产中的应用。附图说明 图1示出根据本专利技术优选实施例的激光弯曲系统； 图2示出根据本专利技术优选实施例用于测量变形工件弯曲位移的方法的概况流程 图； 图3是更加详细的流程图，更加详细地示出图2流程图中C到G步骤； 图4是示出根据本专利技术优选实施例确定的板料弯曲位移的实时曲线的图。具体实施例方式图1示出根据本专利技术优选实施例的激光弯曲系统。显示的激光弯曲系统包括工作 台l，其装配有基本上由两块可以相互压向彼此的板构成的夹具2，以便在两块板之间保持 并且夹住工件5。在本实施例中是金属板料的将变形的工件5如同悬臂板一样被夹具2保 持住。图1的系统还包括用于提供激光束的激光设备3，其与用于移动激光设备3的自动机 械设备(robot)4机械连接。自动机械设备4移动并且控制激光设备3以便将激光沿着金 属板料的宽度方向照射到金属板料5上(图1显示的虚线)。此外，本系统包括CCD照相机 7。照相机7的透镜用滤光件6掩盖防止激光进入照相机7。为了计算照相机7获得的光学 数据，照相机7与在本实施例中是计算机8的处理器电连接。计算机8包括目前现有技术 状态的屏幕、存储器和输入设备。当弯曲设备3的激光束沿图1中显示的虚线照射时，金属 板料5变形，其中变形描述了关于虚线的折叠动作，其中自由端(被夹具2夹住的金属板料 的一端相对的那一端)在图l中向上或向下移动，也就是向激光设备3的方向或相反方向。 图1中激光束沿着虚线照射到金属板料5上，该虚线将金属板料5分为两个部分，其中没有 被夹具2持住的部分的侧面被标黑以及认作测量区域。标黑提高了照相机7获得的图像质 量并且实现后续更加精确的图像处理。该侧面是在与虚线基本上垂直的平面内绕图1中虚 线转动的边。设置CCD照相机7以便测量区域在它的视窗内并且标黑的侧面的图像关于照 相机7的方位是水平的。为了防止激光进入照相机7的透镜，滤光件6固定在CCD照相机 7透镜的前面。 根据本专利技术实施例，激光束是波长A = 1064nm最大功率3500W的Nd: YAG激光。 自动机械设备4是具有6轴的K區A KR100高精度自动机械设备。照相机7装配有焦距为50mm的变焦镜头。照相机7获得的数据通过USB 2. 0接口传送到计算机8。采用型号AA6056的铝合金作金属板料5的材料，其长150mm， 100mm宽以及2. 5mm厚。激光束照射的路径为图1中显示的虚线，其中激光束移动速率为10mm/s，激光束输出 功率为2000W，激光束斑直径为5mm。激光束照射方向可以由自动机械设备4控制。或者， 照射方向可以由反光镜控制。例如，激光束照射方向可以通过与水平线成45度的反光镜改 变90度，也就是反光镜与金属板料5的平面平行的平面成45度。若干个反光镜就可以根 据在金属板料5上期望的照射位置精确控制激光束照射方向。在这种情况下激光束应该与 金属板料5的宽度方向平行。 即使优选方向是金属板料5水平固定，金属板料5可以水平和竖直固定使能够获 得关于照相机7的方向水平或竖直的图像。可以通过改变金属板料5和照相机7之间的距 离调节图像尺寸以及测量分辨率。 图2示出根据本专利技术实施例用于测量变形工件弯曲位移的方法的概况流程图。 步骤A中，建立联系图l说明的系统。其后，步骤B中，启动计算机8执行的软件 程序，这随后详细说明。首先，程序初始化并且申请计算机8的存储器。 在接着的步骤C中，设置参数以及执行弯曲和测量进程(图2中称为实验)。当执 行该过程时，照相机7捕捉视频。在步骤C中，执行随后说明的图3中示出的步骤101。 其后，步骤D中，计算机8基于步骤C中照相机7捕捉的视频捕捉图像，以及计算 机8基于捕捉的图像创建文本文件。计算机8捕捉图像的帧速率在步骤C中设置。在步骤 D中，执行随后说明的图3中示出的步骤102和103。关于这一点，要注意，步骤C和D可以 顺序执行(步骤D在步骤C之后)或相互并行。 然后，步骤E中，计算机8读取以及处理图像。每个图像按照包括图像灰化，边缘 检测，二值化以及质心确定的顺序读取和处理。在步骤E中，执行随后说明的图3中示出的 步骤104到110。关于这一点，可以在步骤D之前执行步骤E或相互并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量通过弯曲方法进行变形的工件（５）的弯曲位移的测量系统，包括：用于支持所述工件（５）的工作台（１）；用于弯曲所述工件（５）的弯曲设备（３）；用于至少部分地光学捕捉所述工件（５）的照相机（７）；以及与所述照相机电子连接的处理器（８），其中所述处理器适用于通过处理所述照相机（７）捕捉的光学信息来确定所述工件（５）的弯曲位移。
【技术特征摘要】
一种用于测量通过弯曲方法进行变形的工件(5)的弯曲位移的测量系统，包括用于支持所述工件(5)的工作台(1)；用于弯曲所述工件(5)的弯曲设备(3)；用于至少部分地光学捕捉所述工件(5)的照相机(7)；以及与所述照相机电子连接的处理器(8)，其中所述处理器适用于通过处理所述照相机(7)捕捉的光学信息来确定所述工件(5)的弯曲位移。2. 如权利要求l所述的测量系统，其中所述弯曲设备(3)是用于用激光束照射所述工 件(5)的激光设备。3. 如权利要求2所述的测量系统，还包括滤光件(6)，其波长至少部分地与所述激光设 备(3)的激光束波长重叠，其中所述滤光件置于所述激光束和所述照相机(7)之间。4. 如权利要求l所述的测量系统，其中所述弯曲设备(3)是电子束或电弧束。5. —种用于测量通过弯曲方法进行变形的工件(5)的弯曲位移的方法，包括以下步骤弯曲所述工件(5);通过照相机(7)捕捉所述工件(5)的至少一部分的图像； 通过与所述照相机(7)电子连接的处理器(8)处理所述图像；通过所述处理器(8)确定所述工件(5)的弯曲位移。6. 如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王秀凤，杨清凤，黄琳琳，桂天宜，郭晓丽，蔡友贵，J西尔瓦努斯，E布兰德尔，吕坚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，伊德斯德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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