柔性辊弯成型基于视觉反馈的映射算法及应用.pdf

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1、I匐出柔性辊弯成型基于视觉反馈的映射算法及应用Mappingalgorithmandapplicationofflexiblerollformingbasedonvisualfeedback孙路平，钱波，管延智，李旭鹏SUNLu．ping，QIANBo，GUANYan-zhi，LIXu—peng(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：本文针对柔性辊弯成型的反馈控制与视觉技术、图像分析技术相结合，提出将Hough变换原理应用于成型截面轮廓的几何特征提取，从而与理论截面轮廓进行差值比较。在柔性辊弯成型过程中通过周期性的采

2、集的板材的截面轮廓进行图像处理及图像分析，提取轮廓图像的几何特征与理论轮廓曲线建立映射模型，得出差值并将其反馈到控制系统，实现闭环控制。实验结果证明：该方法是一种有效的可靠的控制柔性辊弯成型精度的方法。关键词：机器视觉；柔性辊弯成型；视觉反馈；图像分析中田分类号：TP23文献标识码：A文童编号：1009-0134(2013)05(下)一0085—03Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2013．o5(下)．240引言馈控制是由软件系统进行处理，本系统用Visual柔性辊弯成型技术是一种可以根据产品需求Stu

3、dioNET2003开发了一套基于机器视觉的辊弯实现冷弯板材的横截面在纵向、横向及高度方向成型控制软件。图像的获取及误差补偿是由硬件发生一定规律变化的板料渐进成型技术u。传统的系统实现的。在硬件系统中，图像获取由线激光等截面的辊弯成型技术随着市场需求的变化已经发生器、CCD摄像头、图像采集卡来实现，而柔显露出它的局限性，不能很好的满足客户需求。性辊弯成型机组是负责生产加工的。板材成型示而柔性辊弯成型可成型结构及力学性能更加合理意图如图IF示。的型材，减轻结构重量，提高承载能力。因此柔系统在线监测时，轧辊带动被测的型材以一性辊弯成

4、型技术是未来辊弯成型技术的发展方定的速度在X方向上运动。线激光发生器在板材啮向，有着更广泛的应用前景。由于柔性辊弯成型出轧辊的正上方投射一条明亮的光带，CCD摄像的每一道次都需要多台伺服电机协同运动，实现头对这条光带进行周期性的图像采集，采集到的伺服电机的位置控制，而且在成型过程中影响成光带即为型材的截面轮廓图像。计算机将采集的型精度的因素众多，因此一种基于机器视觉的柔图像经过比例还原、灰度化、二值化、孤点滤波性辊弯成型在线检测反馈系统出现了【3】。这种方法等处理后H】，得到实际板材成型的截面轮廓图像。与传统的柔性冷弯成型在线检

5、测方法不同，由于实际轮廓图像通过提取几何特征直，与对应的理是非接触式的检测方法，避免了机械振动带来的论截面轮廓建立映射模型，得出误差值。最后再误差，而且检测硬件成本也相对低廉。本文研究通过运动控制机构控制成型机组补偿Y方向上的误柔性辊弯成型基于视觉反馈的映射模型，得出采差，成型出符合精度要求的型材。集的截面轮廓线与理论轮廓线差值，并将其反馈2图像预处理到控制系统，进行插补运算，实现全闭环控制。图像预处理的质量关系到后面的图像中直线1系统原理及角点的提取质量，高质量的预处理效果能降低系统工作过程中，图像数据处理及分析和反直线及角点

6、的提取过程的复杂性，提高提取结果收稳日期：2012-11-08基金项目：国家科技支撑计划：高强钢先进成形技术开发及其在目标车型上集成应用(2011BAGO3B03)；北京市优秀人才培养基金资助项目(2010D005002000005)作者简介：孙路平(1988一)，女，北京人，硕士，研究方向为柔性辊弯成型的多维闭环运动控制。第35卷第5期2013-05(下)【85】表1成型板材误差测量结果比较(单位：mm)【2】钱波，李强，黄志高．柔性辊弯成型可变时域离散插补控制【JJ．华中科技大学学报：自然科学版，2011，(12)，37—4

7、0．【31李旭鹏，钱波，李强．一种基于机器视觉柔性冷弯成型在线检测方法研究【J]．制造业自动化，2012，34(8)：31—42．【4】罗慧，赵金，尹泉，等．交流伺服系统线性双自由度控制策略改进方案[J1．华中科技大学学报，2000，28(12)：47—51．[5]WangGuiyong，LiQiang，Qian，Bo．Controlsystemdevelopmentforflexiblerollformingmachine[J]．AfectiveComputingandIntelligentInteraction，2012，6

8、97—705．[6】张春森，胡平波．基于CAD技术实现现工业零部件图像直控制系统在线监测柔性辊弯成型产品精度能提高线特征提取【J1．光学精密工程，2011，19(9)：2214—2221．15％~20％。为截面更为复杂的3维柔性辊弯成型控【71顾思妍．机器视觉的