[发明专利]基于视觉测量的型钢弯曲方法

权利要求书

1.基于视觉测量的型钢弯曲方法，使用型钢弯曲度测量装置进行，型钢弯曲度测量装置包括型钢弯曲机，型钢弯曲机包括工作台，以型钢前进的方向为下游方向，工作台上由上游向下游的方向沿弧线布置有型钢驱动装置和用于支撑型钢的型钢支撑装置，工作台上还设有顶推装置，其特征在于：

型钢驱动装置包括正反转电机和由正反转电机驱动的主动轮，型钢驱动装置间隔设有两套，两套型钢驱动装置关于顶推装置对称设置，顶推装置具有伸出杆，伸出杆的端部安装有压轴，压轴用于将型钢顶压在两套型钢驱动装置的主动轮上；顶推装置为工作液压缸或工作电动推杆或工作气缸；

工作台下游方向设有弯曲度测量机构，弯曲度测量机构包括相机机构和照明机构；

将工作台下游侧的型钢前进路径称为下游型钢路径，相机机构包括横跨在下游型钢路径上的龙门架，龙门架顶部设有相机，相机位于下游型钢路径的正上方且其拍摄方向朝向下方；

照明机构具有若干套，各照明装置分散布置于下游型钢路径的两侧；各照明机构结构相同，均包括照明支架，照明支架顶端设有照明灯，照明灯高于相机；

照明灯、相机、各型钢驱动装置的正反转电机以及顶推装置分别通过线路连接有电控装置，电控装置连接有显示屏；

型钢弯曲机的工作台上由上游向下游的方向沿弧线间隔设有第一型钢支撑装置、第一驱动装置、第二型钢支撑装置、第二驱动装置和第三型钢支撑装置；第一型钢支撑装置和第四型钢支撑装置关于顶推装置对称设置，第二型钢支撑装置和第三型钢支撑装置关于顶推装置对称设置；各型钢支撑装置的结构相同，均包括支撑架和上下间隔设置在支撑架上的上限位轴和下支撑轴，上限位轴和下支撑轴之间的间距与型钢的厚度相匹配，上限位轴和下支撑轴围成支撑限位空间；型钢由各型钢支撑装置的支撑限位空间依次穿过各型钢支撑装置，下支撑轴用于支撑型钢，上限位轴用于防止型钢在折弯过程中上下运动；

还包括有壳体，壳体将工作台、型钢驱动装置、型钢支撑装置、顶推装置以及弯曲度测量机构罩设在内；

壳体上游端设有用于型钢进入的进口，壳体下游端设有用于型钢送出的出口，出口和进口分别设有用于遮挡外界光线的布帘或塑料帘，布帘或塑料帘上设有用于型钢通过的开口；

基于视觉测量的型钢弯曲方法按以下步骤进行：

第一是上料；将型钢由进口送入壳体并穿过各型钢支撑装置；

第二是顶压和进前；通过电控装置控制顶推装置对型钢施加预定的顶压力，将型钢顶压在两套型钢驱动装置的主动轮上；

启动各型钢驱动装置的正反转电机同步运转，主动轮在摩擦力的作用下驱动型钢向下游方向运动，型钢的上游端部进入弯曲度测量机构；

第三是在第二步骤的进行过程中调节顶推装置的伸出杆的伸出量；

具体是使照明灯保持开启状态，同时电控装置持续进行图像识别型钢弯曲度，在型钢弯曲度与预定弯曲度不一致时实时调节顶推装置的伸出杆的伸出量，使型钢的弯曲度一次成型达到预定的弯曲度；

最后是持续进行第二步骤和第三步骤，使型钢无须后退一次顶压并回弹至预定弯曲度，持续进行型钢弯曲作业。

2.根据权利要求1所述的型钢弯曲方法，其特征在于：第三步骤中，调节顶推装置的伸出杆的伸出量的方法是：

在型钢弯曲度测量装置出厂前进行阈值试验，将获得的用来二值化处理的阈值预置在电控装置的存储器内；

第一是灰度化；

在型钢弯曲机的工作过程中，电控装置读取相机拍摄的图像并对图像进行灰度化；

第二是二值化；

第三是利用相机标定参数以及最小二乘法拟合圆曲线，得到型钢弯曲后的曲率半径R_s，即型钢弯曲形成的圆弧的半径R_s；

第四是电控装置控制顶推装置的伸出杆的进退量；

具体是电控装置根据半径与进退量关系公式计算得到顶推装置的伸出杆的进退量，并控制顶推装置的伸出杆伸缩至符合所述进退量；

半径与进退量关系公式是：

其中，dT即计算得到的顶推装置的伸出杆应有的进退量；R_s为视觉测量获得的钢弯曲形成的圆弧的半径，r为主动轮的半径，D为两个主动轮中心距之间的距离；dR是R_s减去预定的型钢弯曲半径(即型钢弯曲半径的目标值)得到的差值。

3.根据权利要求2所述的型钢弯曲方法，其特征在于：出厂前进行阈值试验的方法是：

一、营造光照环境；

搭建型钢弯曲度测量装置，在下游型钢路径处摆放型钢并使型钢穿过布帘或塑料帘上的开口，打开照明灯，营造出型钢弯曲作业时的真实光照环境，在此环境中通过电控装置控制相机拍照；

二、进行阈值测试；

工作人员向电控装置输入一个特定的阈值，对相机拍摄的图像进行二值化处理；工作人员通过显示屏观察二值化后的图像；

重复以上输入阈值并观察图像的作业，每次输入的阈值均不相同；通过多次输入阈值并观察图像的作业，工作人员确定一个能够得到最佳二值化图像的阈值并作为最终阈值，将最终阈值存储至电控装置的存储器内用来进行二值化处理。