冲压工艺板料偏移视觉测量系统、方法、设备、生产线、终端技术方案

本发明专利技术公开了冲压工艺板料偏移视觉测量系统、方法、设备、生产线、终端，涉及冲压加工生产线实时监测技术领域。拍摄单元用于对冲压生产线中的板料边缘进行图像拍摄；控制单元用于对拍摄单元图像拍摄中光源开关、拍摄角度、镜头对焦进行控制；数据处理单元用于存储拍摄单元所采集的图像并对图像进行处理，控制光源的亮灭以及将图像检测结果发送PLC控制器或进行信息的传输；算法识别单元用于对数据处理单元处理的图像进行检测与标定，获取冲压加工中板料的实际偏移量。本发明专利技术使用较少机械运动的结构设计，从而减少了潜在风险和设备维护成本。本发明专利技术实现了远距离料片偏移距离的检测，架设方便；可复制性强，更换产线后仍可检测，普及性较高。较高。较高。

【技术实现步骤摘要】
冲压工艺板料偏移视觉测量系统、方法、设备、生产线、终端


[0001]本专利技术属于涉及冲压加工生产线实时监测
，尤其涉及一种基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统、测量方法、存储介质、计算机设备、车辆板材偏移量检测生产线、信息数据处理终端。

技术介绍

[0002]目前，冲压工艺是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。冲压成形工艺在汽车车身制造工艺中占有重要的地位，尤其是汽车车身的大型覆盖件，因大多形状复杂，结构尺寸大，有些还是空间曲面，并且对表面质量要求高，所以冲压加工方法来制作这些零件是效率极高的。
[0003]冲压工序可分为四个基本工序：
[0004]1)冲裁：使板料实现分离的冲压工序(包括冲孔、落料、修边、剖切等)。
[0005]2)弯曲：将板料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序。
[0006]3)拉深：将平面板料变成各种开口空心零件，或把空心件的形状、尺寸作进一步改变的冲压工序。
[0007]4)精冲：冲制精度较高的产品，对于尺寸、表面光量带要求高的产品，通过精冲模具达到图纸要求的工序。
[0008]其中弯曲工序会导致冲压板料的大幅度形变，这是就要求冲压模具和板料有很高的匹配度。在修模和生产过程中，随时检测每一次冲压时板料的偏移情况，有助于分析弯曲工序的工作状态，以便于及时发现加工误差和潜在隐患。
[0009]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0010](1)现有技术中视觉检测系统，不能可有效采集冲压加工前后板料偏移检测所需的图片信息，造成不能及时发现加工误差和潜在隐患。
[0011](2)现有技术机械运动的结构设计繁琐，潜在风险和设备维护成本高。
[0012](3)现有技术视觉检测系统，不断停止原有冲压生产线，才能进行完成拍摄，影响生产效率。
[0013](4)现有技术不能远距离料片偏移距离的检测，在更换产线后检测不能进行，实用性受限。
[0014]解决以上问题及缺陷的难度为：因现场工装的影响，如大型冲压机工作时周围不能放置图像采集单元，故图像采集仅能在3m远距离外进行，选择图像采集装置内部合适的相机、镜头有很大难度。设备要求小型化处理，3m远照明装置光源的选型有难度，因为从3m远照亮板料部分需要功率超100w光源，光源散热有很大要求，故设备小型化具有难度。料片偏移时需要标定过程，标定基准图像影响到后续板料偏移的检测精度，故选择合适的基准图像具有难度。
[0015]解决以上问题及缺陷的意义为：解决冲压行业内板料偏移远距离监测的难点问
题，统计偏移量，可反向指导生产过程，生产工艺优化。小型化设备架设方便；可复制性强，更换产线后仍可检测，普及性较高。

技术实现思路

[0016]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统及测量方法。还涉及光学设计系统、相机集成设计及板料边缘提取等图像处理
，所述技术方案如下：
[0017]根据本专利技术公开实施例的第一方面，提供一种基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统，包括：
[0018]拍摄单元，用于对冲压生产线中的板料边缘进行图像拍摄；
[0019]控制单元，以PLC控制单元为主，与拍摄单元连接，用于对拍摄单元图像拍摄中光源开关(控制光源的亮灭)、拍摄角度、镜头对焦进行控制；
[0020]数据处理单元，与控制单元、拍摄单元连接，用于存储拍摄单元所采集的图像并对图像进行处理，将图像检测结果发送或进行信息的传输；
[0021]算法识别单元，与数据处理单元连接，用于对数据处理单元处理的图像进行检测与标定，获取冲压加工中板料的实际偏移量。
[0022]在本专利技术一实施例中，所述拍摄单元包括：高精度矩阵相机和镜头组成的拍摄模组，以及高亮度聚光光源模组；
[0023]所述高精度矩阵相机采用大尺寸相机靶面和高像素的高帧率相机；
[0024]所述镜头组采用25mmFA镜头；
[0025]所述高亮度聚光光源模组采用100W聚光型LED工业远投光源；
[0026]所述拍摄模组距离待测板材3m远的视野范围为1m
×
1m。
[0027]在本专利技术一实施例中，所述控制单元包括光源控制机构，拍摄角度控制机构，镜头对焦控制机构；
[0028]所述光源控制机构，用于在生产线外控制光源的开启和关闭；
[0029]拍摄角度控制机构，用于在生产线外控制拍摄单元的方向及角度移动以便对准目标板料边缘部分；
[0030]所述镜头对焦机构，用于实现生产线外相机镜头对焦。
[0031]在本专利技术一实施例中，所述数据处理单元包含工控机、交换机；
[0032]所述工控机、交换机用于分别与拍摄模组的高精度矩阵相机、控制单元以及PLC控制器相连。
[0033]根据本专利技术公开实施例的第二方面，提供一种基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量方法，包括：
[0034]使用标定尺在冲压模具中的拍摄位置拍摄一张图片，并根据标定尺在照片中的尺寸计算拍摄的实际单像素精度；
[0035]统计型号模具在冲压时的板料位于准确位置的状态作为比对基准，计算并记录板料边缘在图片中的所在位置，将此位置设定为基准位置；以设备运行第一模为标定图像，对取待检测区域采取边缘提取算法提取基准边缘，将基准线起始点的行列值存储；
[0036]拍摄模组的高精度矩阵相机接收到机床开模合模的触发信号后，根据触发信号拍
摄生产过程中的板料图片，记录此时板料边缘在图片中的所在位置，并与基准位置比对，计算出此时板料相对于基准位置的偏移量，并乘以计算得到的单像素精度，确定本次冲压加工后，板料的实际偏移量。
[0037]实际偏移量(mm)＝单像素精度(mm/pix)
×
板料相对于基准偏移量(pix)；
[0038]已知单像素精度为0.1953mm/pix，板料相对于基准的偏移量为200pix；
[0039]则实际偏移量＝0.1953mm/pix
×
200pix＝39.06mm。
[0040]在本专利技术一实施例中，所述单像素精度的计算方法包括：
[0041]单像素精度(mm/pix)＝单方向视场大小(mm)/相机单方向分辨率(pix)。
[0042]已知现场单方向的视场大小为1m，相机单方向的分辨率为5120pix；
[0043]单像素精度＝1000mm/5120pix＝0.1953mm/pix
[0044]根据本专利技术公开实施例的第三方面，提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量方法。
[0045]根据本专利技术公开实施例的第四方面，提供一种计算机设备，所述计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统，其特征在于，所述基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统包括：拍摄单元，用于对冲压生产线中的板料边缘进行图像拍摄；控制单元，与拍摄单元连接，用于对拍摄单元图像拍摄中光源开关、拍摄角度、镜头对焦进行控制；数据处理单元，与控制单元、拍摄单元连接，用于存储拍摄单元所采集的图像并对图像进行处理，控制光源的亮灭以及将图像检测结果发送PLC控制器或进行信息的传输；算法识别单元，与数据处理单元连接，用于对数据处理单元处理的图像进行检测与标定，获取冲压加工中板料的实际偏移量。2.根据权利要1所述的基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统，其特征在于，所述拍摄单元包括：高精度矩阵相机和镜头组成的拍摄模组，以及高亮度聚光光源模组；所述高精度矩阵相机采用大尺寸相机靶面和高像素的高帧率相机；所述镜头组采用25mmFA镜头；所述高亮度聚光光源模组采用100W聚光型LED工业远投光源；所述拍摄模组距离待测板材3m远的视野范围为1m
×
1m。3.根据权利要1所述的基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统，其特征在于，所述控制单元包括光源控制机构，拍摄角度控制机构，镜头对焦控制机构；所述光源控制机构，用于在生产线外控制光源的开启和关闭；拍摄角度控制机构，用于在生产线外控制拍摄单元的方向及角度移动以便对准目标板料边缘部分；所述镜头对焦机构，用于实现生产线外相机镜头对焦。4.根据权利要1所述的基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统，其特征在于，所述数据处理单元包含工控机、交换机；所述工控机、交换机用于分别与拍摄模组的高精度矩阵相机、控制单元以及PLC控制器相连。5.一种实现如权利要求1
‑
4任意一项所述基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量系统的方法，其特征在于，该基于机器视觉的冲压工艺板料偏移视觉测量方法包括：使用标定尺在冲压模具中的拍摄位置拍摄一张图片，并根据标定尺在照片中的尺寸计算拍摄的实际单像素精度；统计型号模具在冲压时的板料位于准确位置的状态作为比对基准，计算并记录板料边缘在图片中的所在位置，将此位置设定为基准位置；以设备运行第一模为标定图像，对取待检测区域采取边缘提取算法提取基准边缘，将基准线起始点的行列值存储；拍摄模组的高精度矩阵相机接收到机床开模合模的触发信号后，根据触发信号拍摄生产过程中的板料图片，记录此时板料边缘在图片中的所在位置，并与基准位置比对，计算出此时板料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏雪，袁帅鹏，陶强，周学博，魏金星，陈涛，郑君辉，
申请(专利权)人：菲特天津检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：