用于确定折弯角度的测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于通过对由板片构成的工件进行成型来制造构件的折弯装置，其具有用于确定工件的折弯角度的测量装置。


背景技术：

2.为了在工件在折弯机中的变形期间对工件上的折弯角度进行光学测量，已知若干测量方法和测量装置，其中使得光图案偏转至待成型的板片上，并且通过图像采集装置或摄像机记录这个光图案。wo 2016/058020 a1例如揭示过这种测量装置。其中，照明装置与摄像机以沿折弯轴线的方向相互间隔一定距离的方式布置，使得在其之间入射至工件的光束与主采集方向或与摄像机的光轴互成一定角度。照明装置或光图案以某种方式构建，使得通过入射至工件的光在工件表面上显现光线。通过将折弯模具压向彼此，在工件上形成折弯边沿，并且工件的与该折弯边沿邻接的部分的空间位置也相应地改变。这样一来，显现于这些工件部分上的光线的空间位置也同时改变。并且，在摄像机的视场中以及在摄像机所记录的图像中，光线的位置也相应地发生变化。亦即，工件的变形伴随着图像或摄像机视场中的光线方向变化。借助折弯机的控制装置的对应的分析或评估程序，能够根据摄像机的图像中的光线定向变化，计算出相应的工件侧边的角度变化，或总体上计算出折弯边沿上的总折弯角度。
3.就已知的折弯机而言，在折弯机的压台上还设有用于将折弯角度测量装置固定的直线导引装置。此直线导引装置平行于压台的纵向延伸部或平行于折弯轴线，因此，折弯角度测量装置能够移动至压台的或待折弯工件的不同位置。此已知解决方案的缺点在于，在对具有复杂结构的工件进行加工的情况下，在某些折弯操作中，摄像机的视场可能被工件部分遮蔽，致使摄像机不再能采集到激光线。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种折弯角度测量装置，其能够在工件的折弯加工的不同情形下灵活地并且更加可靠地应用于折弯装置。
5.本发明用以达成上述目的的解决方案为一种用于通过对由板片构成的工件进行成型来制造构件的折弯装置，其具有两个相互平行的压梁和固定于其上的折弯模具，具有控制装置，并且具有用于确定工件相对折弯轴线的折弯角度的测量装置，其中所述测量装置包括用于在工件上产生光线的照明装置和用于记录所述光线的图像的摄像机。所述摄像机和所述照明装置的第一出口以沿平行于折弯轴线的方向相互间隔一定距离的方式布置，并且，所述控制装置配设有图像识别程序，故根据摄像机的图像中的光线图像变化便能确定折弯角度的值。所述照明装置包括用于在工件上产生第二光线的第二出口，其中所述照明装置的第一出口与第二出口以沿平行于折弯轴线的方向相互间隔一定距离的方式布置，且其中，所述摄像机布置在第一出口与第二出口之间。优点在于，即使就需要在工件上实施数个成型操作的复杂的构件而言，借助这种测量装置也能够或是利用第一出口或是利用第
二出口来实施测量。
6.根据另一优选实施方案，所述测量装置包括针对所述摄像机的窗口，其中所述第一出口和所述第二出口相对这个窗口对称布置。借此能够使得光线在工件上的布局的空间几何结构以及摄像机的视场的方向的空间几何结构镜像对称，以便有利地使用相同的算法来确定折弯角度。
7.根据一个进一步方案，通过所述照明装置的出口和所述光线确定一个垂直于折弯轴线的平面，这个方案的优点在于，在确定变形角度时简化评估。
8.根据另一优选方案，所述照明装置包括光源和针对所述光源的光的偏转装置，其中所述偏转装置适于选择性地导引光源的光穿过第一照明光路和第一出口，或者穿过第二照明光路和第二出口。借此能够减少测量装置的构件数目。
9.根据一个进一步方案，所述测量装置包括旋转框架，其中所述针对光源的光的偏转装置固定在这个旋转框架上并且能够随这个旋转框架围绕一个轴线偏转，这个方案的优点在于，借此能够在确定折弯角度的过程中实现足够高的测量精度。
10.根据另一优选实施方案，所述偏转装置包括平面镜，或者，所述偏转装置包括棱镜。
11.根据所述装置的一个设计方案，所述摄像机固定在所述旋转框架上并且能够随这个旋转框架围绕所述轴线偏转，其中所述轴线垂直于所述折弯轴线，这个方案的优点在于，为了切换测量区域，仅通过操纵旋转框架便能实现两个切换，即摄像机的定向的切换，以及在照明光路之间切换至第一出口或者第二出口。
12.根据所述装置的一个进一步方案，所述用于使摄像机的光路偏转的偏转棱镜固定在所述旋转框架上，以及，所述摄像机以与旋转框架的轴线同轴的方式定向，这个方案的优点在于，通过操纵单独一个构件、即旋转框架，便能在针对光线的两个出口前的两个可供使用的测量区域之间进行切换。
13.根据一个设计方案，所述摄像机的光路的方向与所述光线的平面互成一个锐角，这个方案的优点在于，借此能够实现足够高的测量灵敏度。
14.根据一个优选的进一步方案，所述摄像机包括广角镜头并且固定布置，其中摄像机的光路的方向平行于所述光线的平面，这个方案的优点在于，在摄像机定向中的易出错性降低。
15.根据所述折弯装置的另一优选设计方案，包括直线导引装置，以及，所述针对折弯角度的测量装置可在这个直线导引装置上沿平行于折弯轴线的方向调节。借此便能利用同一测量装置，在压台梁的纵向延伸部的不同位置上以及在不同的折弯成型中实施测量。
附图说明
16.为了便于理解，结合以下附图对本发明进行详细说明。
17.附图均为大幅简化后的示意图：
18.图1为折弯装置的一部分的侧视图；
19.图2为如图1所示的折弯装置的透视图；
20.图3为在替代性应用中实施折弯成型的情况下，折弯装置的透视图；
21.图4为如图1所示的折弯角度测量装置的横截面图；
22.图5为折弯装置的折弯角度测量装置的一个替代性实施例的横截面图；
23.图6示出折弯角度测量装置的另一替代性实施例。
具体实施方式
24.首先需要指出的是，在描述的各实施方式中，相同的部件用相同的附图标记或相同的构件名称来表示，其中，在整个说明书中揭示的内容可酌情应用于具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。在说明书中选择的方位词，如上、下、侧方等，是基于描述以及展示的附图，并且在位置变化的情况下，将这些方位词酌情沿用于新的位置。
25.图1为折弯装置1的一部分的侧视图，示出包含凹模2和凸模3的折弯模具配置，其用于将置入折弯模具之间的工件4自由折弯。为此，凹模2固定在下部压梁或固定式压台梁5上。通过将凸模3压向工件4，在这个工件上引起折弯成型。在由凹模2和凸模3构成的折弯模具配置的两侧，工件4的各一侧边在侧部伸出，并且这些侧边在形成折弯边沿6的情况下以角度7、8向上偏转，在如图1以虚线示出的工件4上可以看出这一点。为了相对于工件4的相应侧边的与折弯边沿6对应的折弯轴线确定折弯角度7、8的值，在压台梁5的两侧，在压台梁5上设有各一折弯角度测量装置9、10。借助折弯角度测量装置9、10，能够以光学或几何规律为基础，以无接触的方式确定变形角度7、8。
26.仅为了全面起见，在此需要指出的是，在压台梁5的两侧设有各一折弯角度测量装置9、10的配置完全归因于：折弯装置1的所述实施例是用于自由折弯的折弯装置，其中在成型期间，工件4的侧边的空间位置和定向也在两侧改变。在例如通过用于偏转折弯的装置来形成折弯装置1，其中工件4的侧边的空间位置固定的情况下，布置单独一个折弯角度测量装置9、10当然便已足够。此外可采用以下方案：折弯角度测量装置9、10可在平行于压台梁5的纵向延伸部11或平行于折弯模具配置的方向上移动。为此，在压台梁5上设有直线导引装置12、13，在所述直线导引装置上，可以将折弯角度测量装置9、10固设在沿纵向延伸部11的不同位置上(图2)。
27.图2为如图1所示的折弯装置1的透视图。(在附图左侧示出的)固定于压台梁5上的折弯角度测量装置9在面向工件4或折弯模具配置的一侧上具有照明装置15的第一出口14(图4)。通过这个第一出口14，能够使得照明装置15的光源16(图4)的光指向工件4的左侧边的底侧，从而使得在这个侧边上显现光线17。折弯角度测量装置9还具有照明装置15的第二出口19，其在平行于压台梁5的纵向延伸部11的方向上相对第一出口14以距离18错开。最后，在折弯角度测量装置9的第一出口14与第二出口19之间形成有摄像机21的窗口20。其中，摄像机21或摄像机21的视场22以能够采集在工件4上显现的光线的17的方式定向。因此，照明装置15的第一和第二出口14、19相对摄像机21的窗口20对称布置。为了测量工件4的左侧边的折弯角度7，可选择性地使用第一出口14和第二出口19来产生光线17或沿纵向错开的替代性光线(未示出)。
28.与两个出口14、19相对摄像机21的窗口20的错开相对应，指向光线17的光束与视场22的或摄像机21的光轴24互成一个锐角。如果现在通过将凸模3与凹模2压在一起来在工件4上实施折弯成型，则光线17的空间位置也因工件4的对应侧边的偏转而发生变化。在摄像机21所记录的图像中，光线17的这个空间变化体现为光线17的图像的位置以及定向的变化。基于光线17的图像的这些变化，能够最终确定折弯角度7。折弯角度测量装置9优选也包
括控制装置23，在这个控制装置中构建有针对摄像机21所记录的图像的评估单元。在控制装置23的评估单元中，优选在使用图像识别软件的情况下，确定光线17的图像的位置变化和方向变化，并据此计算出折弯角度7。
29.从第一出口14朝向工件4发射的光束形式为扇形的狭窄光束，故通过这个光束确定一个平面25，这个平面优选垂直于压台梁5的纵向延伸部11或工件4的折弯轴线(图4)。
30.在如图2结合工件4示出的折弯成型应用中，可借助本发明的折弯角度测量装置9在工件4的两个互不相同的位置上实施对折弯角度7的测量。为此，利用第一出口14或者利用第二出口19来测量折弯角度7。在工件4的如图2所示的、其中构成在整个宽度范围内(沿压台梁5的纵向11)延伸的折弯边沿6的折弯成型中，可以利用第一出口14或者第二出口19以相同的方式实施测量，而无需为此移动折弯角度测量装置9。
31.在工件4的仅局部地、即仅在纵向11的分区的范围内产生折弯边沿6的折弯成型中，折弯角度测量装置9被证明尤为有利。
32.图3为在替代性应用中实施折弯成型的情况下，折弯装置1的透视图。所示情形展示了在工件4上的折弯成型，在这个工件上，在前一加工步骤中已实施了从边缘朝向中心的切割。工件4以某种方式置入凹模2与凸模3之间，使得在此情况下仅产生在分区范围内延伸的折弯边沿6，而工件4的超出折弯边沿6的长度的部分则保持其未变形的平整的造型。工件4的(在图示中)位于凸模3后的侧边通过折弯操作整体向上偏转，而就工件4的位于折弯模具配置前的侧边而言，仅工件4的从折弯边沿6伸出的(位于图3的前景中的)前部分是这样。尽管也可以利用第二出口19产生光线17，但事实表明，为此需要使测量装置9在压台梁5的直线导引装置12上移入一个位置，在这个位置中，摄像机21的窗口20被工件4的向下偏转的分区遮盖。在这种情形下，不再能够在摄像机21的视场22中采集光线17。因此，在这个折弯成型应用中，优选地，能够选择性地在利用第一出口14产生光线17与利用第二出口19产生光线之间切换。在折弯角度测量装置9的所示定位中，通过第一出口14和摄像机21能够不受阻碍地测量折弯角度7。
33.图4为如图1所示的折弯角度测量装置9的横截面图。为了产生光线17(图2、图3)而设有的出口14、19在平行于压台梁5的纵向延伸部11的方向上以距离18错开布置。可选择性地通过第一照明光路26通过第一出口14，或者通过第二照明光路27通过第二出口19，将照明装置15的光源16的光指向工件4。亦即，照明装置15具有可切换的射束导引装置，从而能够在位于第一出口14前的第一测量区域与位于第二出口19前的第二测量区域之间进行切换。为此，照明装置15包括以可偏转的方式支承的偏转棱镜28，其用于使得来自光源16的光选择性地偏转入工件侧光路区段中的一个，即或是偏转入第一工件侧照明光路26，或是偏转入第二照明光路27。在如图4所示的情形下，将光源16的光通过第二照明光路27穿过第二出口19(如图所示通过两个出口14、19中右侧的那一个)辐射至工件4。相应地，也使得摄像机21以其光轴24朝向光线17的对应空间区域定向(如图所示向右)。
34.优选将激光器用作光源16。其尤其适于形成扇形的狭窄光束，这个光束(指向工件4的表面)产生期望的光线17。通过两个出口14、19中的一个指向工件4的狭窄光束近似对应平面25。这个狭窄光束或与其对应的平面25垂直于所述折弯轴线或垂直于压台梁5的纵向延伸部11。
35.在本实施例中，偏转棱镜28与摄像机21固定在共同的旋转框架29上。这个旋转框
架29以可相对与压台梁5的纵向延伸部11垂直的轴线30偏转的方式支承。因此，通过旋转框架29的180
°
偏转，能够同时改变偏转棱镜28和摄像机21的定向。如图4所示，借此从照明装置15的第二出口19切换至第一出口14，并且使得摄像机21从朝向第二测量区域的定向变为朝向第一测量区域的定向。
36.亦即，旋转框架29的180
°
偏转使得摄像机21的位置和定向变为通过虚线示出的位置，并且将来自光源16的光引入第一工件侧照明光路26，直至达到第一出口14。
37.图5示出折弯角度测量装置9或折弯装置1的另一独立的的实施方式，其中，仍为相同的部件使用与先前的图1至图4相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，参考就先前的图1至图4所作的详细描述。
38.图5为折弯装置1的折弯角度测量装置9的一个替代性实施例的对应于图1的横截面图。其中，摄像机21以与旋转框架29的轴线30同轴的方式定向并固定式安装。根据本实施例，在旋转框架29上还设有第二偏转棱镜31。第二偏转棱镜31位于摄像机21上游并且如此定位，使得摄像机21的光路32或视场22以角度33相对轴线30倾斜。通过旋转框架29的180
°
偏转，在此同样能够在使用第一出口14与使用第二出口19之间，即在利用第一测量区域测量与利用第二测量区域测量之间进行切换。
39.图6示出折弯角度测量装置9的另一替代性实施例。在此情况下，摄像机21是固定式布置在窗口20下，其中摄像机的光轴24与轴线30对齐。根据本实施例的摄像机21包括广角镜头，故在两个测量情形下，即在利用出口14或利用出口19来产生光线17的情况下，摄像机的视场22均能采集光线17。在折弯角度测量装置9的这个实施例中，仅需要将能够随旋转框架29偏转的偏转棱镜28固定在这个旋转框架上。
40.实施例示出可行的实施方案，其中在此需要指出的是，本发明并不局限于具体揭示的实施方案，而是也可以将各实施方案相互组合，并且，基于本发明的技术实施原理，本领域技术人员有能力实现这些变化。
41.保护范围由权利要求书决定。但需要使用说明书和图式来解释权利要求书。绘示的和描述的不同实施例的单项特征或者特征组合可以是独立的创造性解决方案。独立的创造性解决方案所基于的目的可以从说明书获取。
42.在说明书中针对值域的说明应如下理解：其将任何并且全部的子范围包含在内，例如，说明“1至10”应理解为将从下限1起和从上限10起的所有子范围包含在内，即涵盖从下限1或更大数值开始并且在上限10或更小数值结束的所有子范围，例如1至1.7，或者3.2至8.1，或者5.5至10。
43.最后照例指出，为了便于理解结构，元件部分地以不遵循比例和/或放大和/或缩小的方式示出。
44.附图标记表
45.1 折弯装置
46.2 凹模
47.3 凸模
48.4 工件
49.5 压台梁
50.6 折弯边沿
51.7 角度
52.8 角度
53.9 折弯角度测量装置
54.10 折弯角度测量装置
55.11 纵向
56.12 直线导引装置
57.13 直线导引装置
58.14 出口
59.15 照明装置
60.16 光源
61.17 光线
62.18 距离
63.19 出口
64.20 窗口
65.21 摄像机
66.22 视场
67.23 控制装置
68.24 光轴
69.25 平面
70.26 照明光路
71.27 照明光路
72.28 偏转棱镜
73.29 旋转框架
74.30 轴线
75.31 偏转棱镜
76.32 光路
77.33 角度