数控刀模折弯机床是利用伺服系统对各种类型刀模进行加工,形成无规则和独立或者有规则排列重复的各种图形的轨迹。这些图案广泛用于各种各样的行业中,例如产品图标、玩具车盒等。由于刀模的弹性、材质和高速加工速度等因素,造成加工过程中刀模成形在一定程度上有较大的形变,线迹与预先设定的加工轨迹往往难以吻合。刀模成形后与设计图案存在着误差,产生误差的因素很多,而加工过程刀模变形的数学模型难以建立,一般只能根据该行业专家的经验,使用经验值补偿的方法,减少刀模加工成形形状与设计图案的误差,但对于要求较高的场合,尤其是复杂图案,存在的误差还有一定的随机性。因此,研究如何精确跟踪刀模在加工成形过程中的误差修正有着至关重要的意义。工业领域越来越多采用机器视觉技术解决特定场合需要,国内外还未见针对本研究对象加工过程的相关研究成果,本文通过理论研究和实验分析,采用机器视觉技术来解决数控刀模折弯加工存在的问题。本文对刀模加工轨迹进行实时图像采集和处理、跟踪、定位,实现对其加工轨迹动态修正,使加工图案满足设计要求。在实时采集的成形工件图像的基础上,进行彩色图像灰度化、滤波、边缘检测等处理,提取成形工件图像的边缘,采用基于改进型的矩度阵或前后向加后向差的拟合亚象素定位方法,对边缘轮廓进行亚象素级的精确定位,获取精确的轨迹参数,通过对在线运动跟踪算法的分析,提出了在线运动预测跟踪方法,并应用到目标上。实验分析并验证了亚象素级边缘定位及预测跟踪算法的结合,能够精确的对刀模在加工过程中实时跟踪,获得补偿值,形成稳定、高精确的运算,实现数控折弯机床在线视觉测量和自动控制。系统将FPGA嵌入PowerPC控制器的IP核,利用QT源包和开源机器视觉包OpenCV设计跨平台软件界面,便于系统移植。本软件系统将所需的视觉测量算法引入数控折弯机床中实现对刀模加工轨迹的跟踪及精确定位计算,获得相应位置的偏差值,进而将偏差值反馈回系统来实时修正、计算、实用效果好。