基于机器视觉自动定位折弯机研究
发布时间：2022-01-08 09:18
针对国内钣金折弯工艺和折弯设备,不同尺寸形状的折弯工件须由不同特定的模具进行加工,且具有利用率不高、折弯精度低、效率低等特点。在现有折弯机功能基础上,对传统钣金折弯工艺设备进行技术改造和技术创新,开发出一套基于机器视觉的高精度自动定位折弯机系统,运用机器视觉识别技术实现钣金加工过程中自动定位,去掉繁杂的钣金加工过程中的特定模具,利用视觉图像处理实现钣金加工过程中的精确定位自动加工。具体研究内容如下:（1）通过对比几种常用的钣金折弯方案的优缺点,结合实际要求,设计了一套全自动折弯设备。根据折弯方案完成了折弯机总体结构设计,由折弯机构提供的折弯力计算选型伺服电机作为驱动力。对搭建的机器识别系统,根据折弯机相关的技术参数的完成了视觉系统上相机、镜头、光源等主要设备的选型。（2）对采集的冰箱薄板工件图像进行一系列预处理操作。采用加权平均法对图像进行灰度化处理,根据三种传统滤波算法对得到的灰度化图像进行降噪处理,结果显示中值滤波效果最好。图像结果经二值化变换后结合先闭后开操作得到的冰箱薄板前景和背景分离,有效地解决了被测物件的残影和图像中的暗斑。（3）对经过预处理后的薄板图形进行边缘检测,运用C...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)型号EASY-FORM比利时
华南理工大学工程硕士学位论文4如图1-2(a)所示，德国SCHRDER公司开发了一款型号为PowerBendIndustrial双向电动折边机。该折边机采用电机驱动，相较于安装液压驱动系统的折边机，加工平台无油渍，清洁干净等特点；其折边长度最大为5m，折板厚度最大为8mm，折边速度为150°/s。在设计上创新，采用压边梁旋转，实现了梁上下两面刀片的快速切换，同时该设备搭载了全球唯一配置的材料数据库，实现了自动挠度补偿及压边梁和折边梁倾斜功能。在加工精度方面，由于整体驱动采用全伺服，能够实时更新数据和传输数据，从而保证了折弯角度精度和直线度，由该设备加工出的工业产品如图1-2b)所示，可得出该种型号的设备适用范围之广以及加工精度之高。图1-2(a)施诺德PowerBendIndustrial双向电动折边机(b)不同形状的折边效果图1-3表示2017年正式进入国内市场的日本Amada公司研发的型号HG-1003ATC的全自动模具交换装置折曲加工机[14]。该设备加压能力最大可达1000kN，极限折弯长度为3110mm，运动梁行程为250mm，采用了操作性大幅提升的新型控制器AMNC3i，并搭载了多点触控式LCD面板，使其操作感和画面如同操作智能手机一般，极大地提升了操作者的便利性。在控制系统上，采用了新混合动力驱动系统及混合动力中间补正系统，不论从厚板加工至薄板加工，均可进行高速、高精度加工。该设备最大的优点在于配备全自动模具交换装置，分为上模具装置和下模具装置，分别可装载模具数量为15和18个。不同模具相互组合，折弯效果达到最佳化，可使得有着简单或者复杂工艺的折弯板由模具的协调加载方便一次完成加工。图1-3b)所示的加工样品图，整体结构相对较复杂，通过不同模具组合加工，将所有细节彻底展示出来。国内的折弯机等相关技术相较于国外，起步较晚，技术相对落后。?
过调节折弯机不同工作轴电机运动位置之间的偏差，提高了折弯机的工作性能和折弯精度。2013年华中科技大学余俊[17]等人将华中数控公司开发的华中8型系统应用在湖北三环锻压设备公司生产的型号为PPEB100T-3M的折弯机上，该折弯机的折弯精度可达到±0.01mm。2013年北方工业大学李东旭[18]基于WinCE系统开发了一套能够实时远程监控和故障诊断的折弯机系统。2014年南京航空航天大学刘荣[19]设计了一套全伺服驱动的控制系统，该系统能够实时规划折弯机滑块的路线，并采用悬臂式直角坐标的机械手，折弯精度误差能够达到±0.3mm。图1-3(a)日本AmadaHG1003ATC全自动模具交换装置折曲加工机(b)加工样品我国最早使用的折弯设备是一种手动折弯机，如图1-4所示。该设备只具有基本手动定位，并不能准确确定折弯的位置，只能通过手动卷尺粗测量确定剪切和折弯板的大致尺寸，即设备加工主要偏向于对精度要求不高或者不要求的折弯加工件。在加工方面，其局限性极大，由于该设备不搭载驱动装置，故完成加工通过手工旋转机器一端的手轮，实现上刀口的下移，完成剪切或折弯。随着社会的发展及国外技术的引入，国内也纷纷开展了液压和数控折弯机的研究，同时也取得了一定的成果。自甘肃省天水市的天水锻压机厂于1986年成功研发了我国第一台数控折弯设备[20]以来，从技术上为该行业的发展指引了方向，并逐渐形成了一大批自主研发的技术潮流的公司。江苏宏威重工机床有限公司研发了一种型号WE67K的全自动电液同步数控折弯机[21]，如图1-5所示。折弯机采用电液比例伺服阀及阀用电子放大器与其控制终端—数控系统形成闭环式控制系统，且在滑块位置处添加了光栅尺检测装置，能准确地反馈滑块位置，精准地检测滑块与工作台的相对位置及同步精度，从
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的玉米种粒破损识别方法研究[J]. 崔欣,张鹏,赵静,徐文腾,马伟童,金城谦. 农机化研究. 2019(02)
[2]AMADA:HG1003ATC系列折弯机[J]. 今日制造与升级. 2018(03)
[3]钣金折弯结构工艺性设计[J]. 赵子文. 科学技术创新. 2017(22)
[4]基于可视化折弯机的视觉系统开发与设计[J]. 陈广欢,张春良,吴文强,谢嘉亮,林贺邦,孔令倩. 机电工程技术. 2017(04)
[5]基于拓扑优化的折弯机结构优化设计[J]. 单佳莹,平东良,钱怡. 轻工机械. 2017(02)
[6]新常态下的环境问题与中国经济转型发展[J]. 陈诗一. 中共中央党校学报. 2016(02)
[7]基于机器视觉的玉米植株数量获取方法与试验[J]. 贾洪雷,王刚,郭明卓,Dylan Shah,姜鑫铭,赵佳乐. 农业工程学报. 2015(03)
[8]基于反向P-M扩散的钢轨表面缺陷视觉检测[J]. 贺振东,王耀南,毛建旭,印峰. 自动化学报. 2014(08)
[9]冰箱围板的折弯机设计[J]. 丁艳华. 模具制造. 2014(01)
[10]板材折弯件全长弯曲角度的双目视觉检测方法研究[J]. 孟德安,赵升吨,张琦,贾良肖. 锻压技术. 2013(06)
博士论文
[1]基于图像处理的工件表面缺陷检测理论与方法研究[D]. 赵君爱.东南大学 2016
[2]通用视觉目标识别的关键技术研究[D]. 黄双萍.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于CNN的车辆安全距离感知系统研究与设计[D]. 张乐.成都理工大学 2018
[2]面向工业抓取应用的手眼协同方法研究[D]. 王志磊.浙江大学 2018
[3]面向仓储自动化的机器人运动规划[D]. 王鹏.浙江大学 2017
[4]边缘检测方法研究及应用[D]. 王章锋.天津工业大学 2017
[5]面向工业应用的机器人手眼标定与物体定位[D]. 程玉立.浙江大学 2016
[6]数控折弯机结构优化及压力补偿技术研究[D]. 周欢.扬州大学 2015
[7]中国高技术产业对传统制造业技术溢出研究[D]. 周亚细.华中科技大学 2015
[8]线性回归模型的总体最小二乘平差算法及其应用研究[D]. 汪奇生.昆明理工大学 2014
[9]全伺服直接驱动的自动化折弯单元的研发[D]. 刘荣.南京航空航天大学 2014
[10]基于图像声纳的动目标检测技术研究[D]. 董静.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3576295
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)型号EASY-FORM比利时
华南理工大学工程硕士学位论文4如图1-2(a)所示，德国SCHRDER公司开发了一款型号为PowerBendIndustrial双向电动折边机。该折边机采用电机驱动，相较于安装液压驱动系统的折边机，加工平台无油渍，清洁干净等特点；其折边长度最大为5m，折板厚度最大为8mm，折边速度为150°/s。在设计上创新，采用压边梁旋转，实现了梁上下两面刀片的快速切换，同时该设备搭载了全球唯一配置的材料数据库，实现了自动挠度补偿及压边梁和折边梁倾斜功能。在加工精度方面，由于整体驱动采用全伺服，能够实时更新数据和传输数据，从而保证了折弯角度精度和直线度，由该设备加工出的工业产品如图1-2b)所示，可得出该种型号的设备适用范围之广以及加工精度之高。图1-2(a)施诺德PowerBendIndustrial双向电动折边机(b)不同形状的折边效果图1-3表示2017年正式进入国内市场的日本Amada公司研发的型号HG-1003ATC的全自动模具交换装置折曲加工机[14]。该设备加压能力最大可达1000kN，极限折弯长度为3110mm，运动梁行程为250mm，采用了操作性大幅提升的新型控制器AMNC3i，并搭载了多点触控式LCD面板，使其操作感和画面如同操作智能手机一般，极大地提升了操作者的便利性。在控制系统上，采用了新混合动力驱动系统及混合动力中间补正系统，不论从厚板加工至薄板加工，均可进行高速、高精度加工。该设备最大的优点在于配备全自动模具交换装置，分为上模具装置和下模具装置，分别可装载模具数量为15和18个。不同模具相互组合，折弯效果达到最佳化，可使得有着简单或者复杂工艺的折弯板由模具的协调加载方便一次完成加工。图1-3b)所示的加工样品图，整体结构相对较复杂，通过不同模具组合加工，将所有细节彻底展示出来。国内的折弯机等相关技术相较于国外，起步较晚，技术相对落后。?
过调节折弯机不同工作轴电机运动位置之间的偏差，提高了折弯机的工作性能和折弯精度。2013年华中科技大学余俊[17]等人将华中数控公司开发的华中8型系统应用在湖北三环锻压设备公司生产的型号为PPEB100T-3M的折弯机上，该折弯机的折弯精度可达到±0.01mm。2013年北方工业大学李东旭[18]基于WinCE系统开发了一套能够实时远程监控和故障诊断的折弯机系统。2014年南京航空航天大学刘荣[19]设计了一套全伺服驱动的控制系统，该系统能够实时规划折弯机滑块的路线，并采用悬臂式直角坐标的机械手，折弯精度误差能够达到±0.3mm。图1-3(a)日本AmadaHG1003ATC全自动模具交换装置折曲加工机(b)加工样品我国最早使用的折弯设备是一种手动折弯机，如图1-4所示。该设备只具有基本手动定位，并不能准确确定折弯的位置，只能通过手动卷尺粗测量确定剪切和折弯板的大致尺寸，即设备加工主要偏向于对精度要求不高或者不要求的折弯加工件。在加工方面，其局限性极大，由于该设备不搭载驱动装置，故完成加工通过手工旋转机器一端的手轮，实现上刀口的下移，完成剪切或折弯。随着社会的发展及国外技术的引入，国内也纷纷开展了液压和数控折弯机的研究，同时也取得了一定的成果。自甘肃省天水市的天水锻压机厂于1986年成功研发了我国第一台数控折弯设备[20]以来，从技术上为该行业的发展指引了方向，并逐渐形成了一大批自主研发的技术潮流的公司。江苏宏威重工机床有限公司研发了一种型号WE67K的全自动电液同步数控折弯机[21]，如图1-5所示。折弯机采用电液比例伺服阀及阀用电子放大器与其控制终端—数控系统形成闭环式控制系统，且在滑块位置处添加了光栅尺检测装置，能准确地反馈滑块位置，精准地检测滑块与工作台的相对位置及同步精度，从
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的玉米种粒破损识别方法研究[J]. 崔欣,张鹏,赵静,徐文腾,马伟童,金城谦. 农机化研究. 2019(02)
[2]AMADA:HG1003ATC系列折弯机[J]. 今日制造与升级. 2018(03)
[3]钣金折弯结构工艺性设计[J]. 赵子文. 科学技术创新. 2017(22)
[4]基于可视化折弯机的视觉系统开发与设计[J]. 陈广欢,张春良,吴文强,谢嘉亮,林贺邦,孔令倩. 机电工程技术. 2017(04)
[5]基于拓扑优化的折弯机结构优化设计[J]. 单佳莹,平东良,钱怡. 轻工机械. 2017(02)
[6]新常态下的环境问题与中国经济转型发展[J]. 陈诗一. 中共中央党校学报. 2016(02)
[7]基于机器视觉的玉米植株数量获取方法与试验[J]. 贾洪雷,王刚,郭明卓,Dylan Shah,姜鑫铭,赵佳乐. 农业工程学报. 2015(03)
[8]基于反向P-M扩散的钢轨表面缺陷视觉检测[J]. 贺振东,王耀南,毛建旭,印峰. 自动化学报. 2014(08)
[9]冰箱围板的折弯机设计[J]. 丁艳华. 模具制造. 2014(01)
[10]板材折弯件全长弯曲角度的双目视觉检测方法研究[J]. 孟德安,赵升吨,张琦,贾良肖. 锻压技术. 2013(06)
博士论文
[1]基于图像处理的工件表面缺陷检测理论与方法研究[D]. 赵君爱.东南大学 2016
[2]通用视觉目标识别的关键技术研究[D]. 黄双萍.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于CNN的车辆安全距离感知系统研究与设计[D]. 张乐.成都理工大学 2018
[2]面向工业抓取应用的手眼协同方法研究[D]. 王志磊.浙江大学 2018
[3]面向仓储自动化的机器人运动规划[D]. 王鹏.浙江大学 2017
[4]边缘检测方法研究及应用[D]. 王章锋.天津工业大学 2017
[5]面向工业应用的机器人手眼标定与物体定位[D]. 程玉立.浙江大学 2016
[6]数控折弯机结构优化及压力补偿技术研究[D]. 周欢.扬州大学 2015
[7]中国高技术产业对传统制造业技术溢出研究[D]. 周亚细.华中科技大学 2015
[8]线性回归模型的总体最小二乘平差算法及其应用研究[D]. 汪奇生.昆明理工大学 2014
[9]全伺服直接驱动的自动化折弯单元的研发[D]. 刘荣.南京航空航天大学 2014
[10]基于图像声纳的动目标检测技术研究[D]. 董静.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3576295
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3576295.html
