Фотоэлектронное устройство для измерения размеров изделий и сортировки Советский патент 1983 года по МПК G01B11/00 B07C5/10 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при автома тизированном контроле и сортировке изделий в процессе производства. Известно устройство для измерения и сортировки, содержащее растровый анализатор и измерительную схеглу, содержащую частотный преобразователь, блок эталонных сигнало и блок сравнения Cl3Недостатками указанного устройства являются сложность самого ана за частотного спектра при сортиров ке симметричных деталей и необходимость стабилизации скорости пере мещения детали. Наиболее близким к изобретению является фотоэлектронное устройств для измерения размеров изделий и сортировки, содержащее фотоматрицу блок управления опросом, коммутато адреса складирования и блок дешифрещии 23Недостатком этого устройства являются невысокие технологические возможности, связанные с большими габаритами фотоматрицы, невысокой точностью ;:змерений, связанной с неточным сравнением площади засвеч ных фотоэлементов с заданной для данного размера, а также с малой надежностью устройства, заключающейся в системах крепления элементов фотоматрицы и подводных связующих элементов фотоматрицы и подводных связующих кабелях. Это затрудняет применение устройства на технологических участках (например конвейерах, транспортирующих крупногабаритные детали} и на участках с ограниченными производственными площадями. Цель изобретения - расширени е технологических возможностей. Для достижения цели в фотоэлектронном устройстве для измерения размеров изделий и сортировки, содержащем фотоматрицу, блок управления опросом, коммутатор адреса складирования и блок дешифрации, блок управления опросом выполнен в виде селектора опроса строк фотоматрищл, мультиплексора фотоматрицы, первый выход которого связан с селектором опроса строк фотоматрицы, и генератора импульсов, соединенного с мультиплексором фотоматрицы, а блок дешифрации выполнен в виде п шифраторов проекции изделия, п шифраторов ПОЛЛ дополнения до границ -фотомат.рицы, и электронных переключателей выходы каждого из которых подключены к соответствующему шифратору проекции изделия, шифратору поля дополнения до границ фотоматрицы и коммутатору адреса складирования, селектора опроса шифраторов, мультиплексора шифраторов, логического узла и реле времени, вход которого соединен с перйым выходом логического узла и входом селектора опроса шифраторов, а выход - с коммутаторо адреса складирования, стр6ки фот.омatpицы соединены с соответствузощими строками п шифраторов проекции изделия и п шифраторов поля дополнения до границ -фотоматрицы, последние строки которых соединены также с третьим входом логического узла, первый вход которого соединен с выходом мультиплексора шифраторов а второй - с входом мультиплексора фотоматрицы, второй выход последнего соединен с мультиплексором шиф раторов . Кроме того, логический узел выполнен в виде инвертора, счетного триггера и двух элементов И, выходы которых являются первым выходом лог ческого узла, первый вход первого элемента И соединен с выходом инвер тора, а второго элемента И - с втор входом первого элемента И и является первым входом логического узла вторым входом которого является вхо инвертора,соединенный также с вторым входом второго элемента И, выходы счетного триггера соединены с третьими- входами элементов И, а ВХОД является третьим входом логического узла. . При этом устройство снабжено объективом, а фотоматрица выполнена интегральной. На чертеже представлена блок-схе устройства. Устройство состоит из фотоматрицы 1, блока 2 управления опросом, который выполнен в виде селектора 3 опроса строк, мультиплексора 4 фотоматрицы и генератора 5 импульсов коммутатора б адреса складирования и блока 7 дешифрации, который выпол нен в виде шифраторов 8,...,Yi прое ции изделия, шифраторов 9,. . . , п поля дополнения до границ фотоматрицы, электронных переключателей 10,, .. ,п , селектора 11 опроса шифраторов, мультиплексора 12, логичес кого узла 13 и реле 14 времени. Логический узел 13 содержит инвертор 15, счетный триггер 16 и два элемента 17 и 18 И. Коммутатор 6 адреса складирования может быть выпол нен на основе, например, элементов 19,.. ..,п И, количество шифраторов увеличивается до соответствия числу вероятных позиций, которые может иметь изделие при прохождении перед объективом. Устройство работает следующим образом. , ПрохЬдящее по конвейеру изделие (.на чертеже не показано) проецирует ся на ячейки фотоматрицы 1 и а зависимости от освещенности ячейки вырабатывают сигналы низкого или высокого уровня. Селектор 3 опроса ютрок выдает сигнал опроса на первую строку фотоматрицы 1 и шифраторов 8 и 9. Сигналы со всех ячеек первой строки фотоматрицы 1 и шифратора, получившего разрешение выходным Сигналом селектора 11 опроса шифраjTOpoB и электронного переключателя 10, поступают на входы мультиплексора 4 фотоматрицы и мультиплексора 12 шифратора соответственно. Мультиплексор 4 фотоматрицы и мультиплексор 12 шифратора, управляемые- генератором 5 импульсов, разрешают прохождение сигналов от первой до последней ячейки фотоматрицы 1 и шифратора 8, с первых строк на входы логического узла 13. По окончании мультиплексирования сигналов ячеек первой строки фотоматрицы 1 и шифраторов 8 селектор 3 опроса строк по команде мультиплексора 4 фотоматрицы подает сигнал опроса на следующую строку фотоматрицы 1 и следующую строку шифратора 8. Сигналы, поступаю цие на входы мультиплексора 4 фотоматрицы и мультиплексора 12 шифратора, со следующей строки обрабатываются аналогично первой строке и подаются на входы-логического, узла 13. По окончании опроса последней строки .фотоматрицы-1 и шифраторов 8 и 9 из селектора 3 выдается сигнал на переключение логического узлГа 13 и , электронного переключателя 10, а селектор 3 опроса строк вновь выдает сигнал опроса на первые строки фотоматрицы 1 и шифратора В, и т.д. Логический узел 13 анализирует сигналы, поступающие с фотоматрицы 1 и шифраторов, по с 1едующему принципу. Логический узел 13 выдает сигнал высокого уровня только в случае низкого уровня сигнала ячейки фотоматрицы 1, Ъсли в ячейке шифратора 8 высокий уровень сигнала . Поскольку изображение проекции изделия в ячейке фотоматрицы 1 вырабатывает высокий уровень сигнала, то в случае набора проекции изделия в шифраторе 8 логический узел 13 проверяет соответствие проекции, запрограммированной шифратором 8, проекции изделия на фотоматрице 1. Однако в случае проецирования на фотоматрицу 1 изделия с большими габаритами, чем габариты проекции,.запрограммированной в шифраторе 8, логический узел 13 выдал бы ложный сигнал соот ветствия. Поэтому во. втором кадре происходит переключение логического узла 13. При этом счетный триггер 1 .переключается задним фронтом импуль са последней строки селектора 3 опр Са строк/ переключая высокий разре и1гю11:1ий уровень с элемента И 18 на элемент И- 17. .. Процесс сравнения происходит следующим образом. С ячейки фотоматрицы 1 через мультиплексор 4 проходит сигнал низ кого уровня. С ячейки шифратора 8 через мультиплексор 12 шифратора пр ходит сигнал высокого уровня. Триггер 16 в первом кадре разрешает про хождение через элемен± 17 И. Инвертор 15 инвертирует низкий уровень сигнала ячейки фотоматрицы 1 в высокий и на выходе элемента 17 И появляется высокий уровень. Этот сигнал свидетельствует о том, что в шифраторе 8 :проекции изделия ячей ка зашита, а в фотоматрице проекции изделия йет. Затем сигнсшы поступают аналогич но, но поскольку на вход элемента 17 И поступит сигнал низкого уровня через инвертор 15, то на выходе эле мента 17 И - низкий уровень, в елеГдующем случае низкий уровень сигнала ячейки шифратора 8 обозначает, :что в шифраторе 8 ячейки не проверяются, и при любом сигнсше с ячейки фотоматрицы 1 на выходе элемента ;17 И сохранится низкий уровень сигнала. При переключении счетного триг:гера 16 высокий уровень сигнала выхода триггера 16 разрешает прохождение сигналов через элемент 18 И. При поступлении сигнала высокого уровня из ячейки фотоматрицы 1 на вход элемента 18 И и высокого уровн с шифратора 9 поля дополнения до гр ниц фотоматрицы, причём переключение на шифратор 9 производится переключателем 10 тем же импульсом, что и триггера 16, на выходе элемента 18 И появляется сигнал высокого уровня, свидетельствующий о том, что в шифраторе 9 поля дополне ния ячейка зашита, ав ячей;ке фотоматрицы 1 сигнал высокого уровня, означаю.щий, что на ячейкупроецируется изделие. Если на вход элемента 18 И посту пит сигнал низкого уровня из ячейки фотоматрицы 1, а из ячейки шифратора 9 поля дополнения поступит сиг нал высокого уровня, то выполнится условие проверки поля дополнения. Программирование проекции издели и поля дополнения до границ фотоматрицы может происходить не только по всей проекции и по всему полю дополнения,а и по :;арактерным точкам, присущим только проекции изделия данного типа, характеризующик наличие сигнала в проекции только-конкретного изделия, которые определяются опытным или расчетным путем, поскольку- могут быть точки, прису- щие всем проекциям изделий, В случае выработки единичного сигнала с выхода логического узла 13 на селектор 11 опроса шифраторов выдается сиг.нал, а селектор 11 переключает выход на опрос электронного- переключателя «-1, который одним своим выходом опрашивает следующий шифратор п -1 проекции изделия. Одновременно высокий уровень сигнала с выхода логического узла 13 обну.п.че реле 14 времени, который запрещает в связи с этим срабатывание элементов 19,..., n И, и на выходе их сигнгш отсутствует. В случае отсутствия высокого урОв.ня сигнала на выходе логического уз- ла 13, реле 14 времени, настроенное на-время двух кадров, вырабаты-г вает сигнал высокого уровня, и на выходе одного из элементов 19,,.., п И, на второй вход которого подается сигнал с выхода селектора 11 опроса шифраторов, появляется сигнал,определяющий типоразмер,данного изделия.. Устройство для сортировки изде-. ЛИЙ на конвейере по типоразмеру согласно предложенному решению обеспечивает надежное выполнение процесса и может быть успешно применено в сложившейся обстановке действующих .предприятий на ограниченных производственных площадях и использовано для измерения и сортировки как небольших, так и очень крупных изделий при применении, например, интегргшьной матрицы. Таким образом, расширяются технологические возможности при использовании также и двойного контроля состояния фотоматрицы. Формула изобретения 1. Фотоэлектронное устройс-1-в для измерения размеров изделий, и сортировки, содержащее фотоматрицу, блок управления опросом, коммутатор адреса складирования и блок дешифрации,, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможност.ей, блок управления опросом выполнен в виде, селектора опроса строк фотоматрицы, мультиплексора фотоматрицы, первый выход которого связан q селектором опроса строк фотоматрицы, и генератора импульсов, соединенного с мультиплексором фотоматрицы, а блок дешифрации выполнен в виде п шифратор проекции изделия,п шифраторов поля дополнения до границ фотоматрицы, п электронных переключателей, выхо ды каждого из которых подключены к соответствующему шифратору проекции изделия, шифратору поля дополнения до границ фотоматрицы и коммутатору адреса складирования, селектора опроса шифраторов, мультиплексора шифраторов, логического узла и реле времени, вход которого соединен с первым выходом логического узла и входом селектора опроса шифраторов, а выход - с коммутатором адреса складирования, строки фотоматрицы соединены с соответствующими строками п шифраторов проекции изделия и п шифраторов поля дополнения до праниц фотоматрицы, последние строки которых соединены также о третьим входом логического узЛй, первый вход которого соединен с вы,ходом мультиплексора шифраторов, а второй - с входом мультиплексора фотоматр1 цы, второй выход последнего соединен с мультиплексором шифраторов.

2.Устройство по п, 1, о т л ич ающееся тем, что логический узел выполнен в виде инвертора, счетного триггера и двух элементов И, выходы которых являются первым выходом логического узла, первый вход первого элемента И соединен с выходом инвертора, а второг элемента И - с вторым входом первог элемента И и является первым входом логического узла, вторым входом которого является вход инвертора, сое диненный также с вторым входом второго элемента И, выходы счетного триггера соединены с третьими входами элементов. И, а вход является третьим входом логического узла.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, оно снабжено объективом, а фотоматрица выполнена интегральной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 439323, кл. В 07 С 5/10, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 636045, кл. В 07 С 5/10, 1977 (прототип).