翘曲板材三维重构及智能化压平的建模研究

摘要

为提高板材压平质量和效率，实现智能化压平，本文采用结构光相机获取翘曲板材点云数据，进行点云分割、点云去噪和点云精简等预处理，利用最小二乘法拟合重构了翘曲板材的三维曲面.采用微分几何的曲面理论计算得到板材的翘曲曲率，提出基于三维曲面特征的翘曲板材垫铁支点和压下点的优化方法，根据三点弯曲矫平理论得到了压力下和压下位移.翘曲板材三维轮廓的重构方法和翘曲曲率计算模型确定了垫铁位置和压下位置点优化原则，为翘曲板材智能化压平提供了理论模型.理论和实验的结果显示，重构的三维曲面与实际结果吻合，基于重构三维曲面数据计算的压平力与实测结果偏差大约为2.21%，初始平直度17.2 mm·m^–1，压平矫直后减小为3.28 mm·m^–1，结果准确，方法可行.

关键词

板材压平 / 结构光视觉 / 三维曲面 / 矫直理论 / 有限元仿真

基金资助

山西省重大专项资助项目(20181102016); 山西省基础研究计划项目（202203021222121）; 全国博士后基金资助项目(2021M702544); 山西省关键核心技术和共性技术研发攻关专项资助项目(2020XXX001); 山西省专利推广实施资助项目(2019013)