用于弯管加工中的在线检测与补偿系统

摘要

一种用于弯管加工中的在线检测与补偿系统，包括用于管子弯管加工的数控弯管机、用于进行图像采集用的图像采集装置、以及用于实现在线检测和补偿的数控系统，数控弯管机的弯管工位位于所述图像采集装置的视觉范围内，所述的数控系统包括：用于控制数控弯管机工作的动作执行模块，用于采集图像采集装置拍摄的弯曲后管子的回弹状况的图像采集模块，用于根据采集的图像计算回弹后的当前值的在线监测模块，用于根据当前值和设计值之间的回弹误差动态反馈控制下一弯管的补偿参数的实时补偿模块。本发明可靠性良好、有效提高弯曲精度。

主权项

1.一种用于弯管加工中的在线检测与补偿系统，其特征在于：所述在线检测与补偿系统包括用于管子弯管加工的数控弯管机、用于进行图像采集用的图像采集装置、以及用于实现在线检测和补偿的数控系统，数控弯管机的弯管工位位于所述图像采集装置的视觉范围内，所述的数控系统包括：动作执行模块，用于控制数控弯管机工作，在执行弯曲时，其加工弯曲角为θ′＝(1+K)θ+θ₁，其中，θ为管型设计值，θ₁为理论回弹值，K为补偿参数；θ₁的计算公式如下：${\theta }_1=\left\{\begin{array}{cc}\frac{M_{\max }\rho }{4\mathrm{EI\alpha }}{\theta }^2& \left(a\right)\\ \frac{M_{\max }\rho }{4\mathrm{EI\alpha }}\theta -\frac{M_{\max }\rho }{\mathrm{EI}}\alpha & \left(b\right)\end{array}\right.$其中，M_max为管材弯曲过程中的最大弯曲转矩、E为杨氏模量、I为管材的截面惯性矩、ρ为管材回弹前的曲率半径、α为管子处于弹性弯曲状态时最大的弯曲角的一半；当以弹性变形为主的小角度回弹值时以(a)式进行计算，当以塑性变形为主的大角度回弹值时以(b)式进行计算；图像采集模块，用于采集图像采集装置拍摄的弯曲后管子的回弹状况；在线监测模块，用于根据采集的图像计算回弹后的当前值θ″，实时补偿模块，用于根据当前值θ″和管型设计值θ之间的回弹误差Δθ动态调整补偿参数K，其中其中，K_i表示当前弯曲过程的补偿参数，K_i+1表示下一个弯曲过程的补偿参数。