Автомат контроля диаметра тел вращения Советский патент 1986 года по МПК G01B21/10 

1 Изобрете1ше относится к измерительной технике, а именно к устройствам контроля диаметра тел вращения движущихся по конвейеру, и может быть использовано, в частности, для контроля диаметра стеклотары. Цель изобретения - повышение точнрсти измерения диаметра путем исключения погрешности оси изменения скорости перемещения тел позиции контроля. На фиг.1 показано взаимное расположение основных узлов автомата конт роля диаметра тел вращения и функциональная блок-схема} на фиг.2 функциональная схемаблока управляемой частоты, на фиг.З - график изменения скорости контролируемого тела и изменения сигналов на элементах cxeMJJ, на фиг. 4 - временные диаграммы сигналов на выходе усилителя-формирователя, формировате,пей и триггера. , Автомат контроля содержит пластин чатый конвейер 1 с располагаемыми на нем с некоторым интервалом контролируемыми телами 2 (бутылками), оптические пары осветитель 3 - фотоприем ник 4, расположенные в зоне контроля осветители 5 и фотоприемники 6, расположенные за зоной контроля друг против друга последовательно по ходу движения конвейера 1, с интервгшом меньшим, чем интервал размещения тел 2, в зоне размещения последнего осве тителя 5 и фотоприемника 6 расположе механизм отбраковки (электромагнит 7), датчик скорости конвейера, состоящий из линейного источника 8 света и линейки 9 фотоприемников, расположенных соответственно над и под пластинами конвейера 1, длина источника 8 и линейки 9. больше одного и меньше двух шагов пластин конвейера 1, формирователя 10 начального импульса, двух групп 11 и 12 формирователей, формирователя 13 конечного импульса, двух злементов И 14, даодов 15, количество которых равно количеству формирователей 11 и 12, усилителя-формирователя 16, подключенного к выходам диодов 15, RS-три гера 17, генератора 18 опорной частоты, соединенных последователгэно блока 19 управляемой частоты, блока 20 вычисления диаметра и блока 21 импульса отбраковки, подключенного электромагниту 7. Блок 19 управляемой частоты сосоит из счетногО триггера 22, двух элементов ИЛИ 23 и 24 с задержкой, вух суммируюпщх счетчиков 25 и 26, счетчика 27, четырех вычитающих счетчиков 28-31, двух регистров 32 и 33, второго RS-триггера 34 и э-лемента ИЛИ 35, при этом элемент 23 (или 24/ ИЛИ с задержкой, суммирующей счетчик 25 (или 26), регистр 32 (или ЗЗ) и два вычитающих счетчика 28 и 30 (или 29 и 3l) составляют соответственно два идентичных канала. Автомат контроля диаметра работа- ет следующим образом. При движении пластин конвейера 1 с контролируемыми телами 2 (в направлении, указанном на фиг.1 стрелкой), передний фронт тени, создаваемой пластинами, поочередно перекрывает фотоприемники линейки 9. В момент набегания передного фронта тени на фотоприемник соответствующий формирователь (0-13) вырабатывает короткий импульс напряжения (S;, фиг.3и4). Следующийпо ходу движения пластин (и, соответственно, тени) фотоприемник перекрыт передним фронтом тени через интервал времени it;, длительность которого обратно пропорциональна скорости движения конвейера I (фиг.З). Через время- ut; следующий формирователь формирует следующий импульс напряжения и процесс будет периодически повторяться. Сформированные импульсы напряжения через диоды 15 и элементы И 14 для второй половины линейки, поступают на вход усилителя-формирователк 16, Таким образом на выходе усилителя-формировате.ля 16 получается сигнал S; в виде последовательности коротких импульсов, интервалы между которыми обратно пропорциональны скорости конвейера 1 в зоне контроля. При набегании переднего фронта тени на первый фотоприемник 9 линейки, формирователь 10 вырабатывает одиночный импульс Sg (фиг.4), переключающий триггер 17 в нулевое состояние. Этот выходной сигнал поступает на один из входов элементов И 4 и блокирует прохождение сигналов с выходов формирователей 12. Блокировка необходима для того, чтобы исключить возможность формирования импульсов от переднего фронта тени сразу двух рядом расположенных пластин. Рабочим является фронт тени от задней пласти} ы. Когда нерабочий фронт тени от идущей впереди пластины достигает последнего фотоприемника линейки 9, формирователь 13 вырабатывает одиночный им- 5 пульс Sj, переключающий триггер 17 в единичное состояние (см. фиг.4), При этом снимается блокировка выходных сигналов формирователей 12. С момента подхода следующей пластины 10 к первому фотоприемнику линейки 9 начинается новый цикл работы, аналогичный описанному. Сигнал S поступает на вход триггера 22 (фиг.2) блока 19 управляемой частоты. Дпя опре-f5 деленности принимается, что до прихода очередного импульса Sj триггер 22 находился в нулевом состоянии, а также то, что запись в регистры 32, 33 осуществляется положительным 20 фронтом сигнала, установка нуля счетчиков 26 и 25 осуществляется подачей сигнала 1 на их R-входы. В вычитающих счетчиках 28-31, имеющих входы D предварительной установки 25 в них числа, установка числа, поданного на вход DJ происходит в момент перехода счетчика через нуль. С инверсного выхода триггера 22 через .схему 23 ИЛИ, на вход установки нуля зо счетчика 25 поступает 1 блокируя работу первого канала блока 19 управляемой частоты. Счетчик 26 второго канала суммирует импульсы частоты так как на его установочный вход О разрешающий R поступает сигнал его работу. В момент прихода очередного пульса S триггер 22 переключается в единичное состояние. Информация из счетчика 26 второго канала переписывается в регистр 33 этого же канала, счетчик 26 при этом сбрасывается в нуль и блокируется подачей на его установочный вход единичного сигнала. На установочный вход счетчика 25 поступает нулевой сигнал, разрещая его .работу. Выхода регистров 32 и 33 соединены . с входами (предварительной.) установки вычитающих счетчиков 28, 30, 29, 31. Пусть bt; - интервал времени между импульсами S, т.е. между моментами перекрывания перед ним фронтом тени пла,стин соседних фото .приемников линейки 9; ны за ни ня но ду 32 ля ся f Ча ног шен и ( т.е (бло вал го дел упр ско 1. сре йер ним инт (1) частота опорного генератора 18; коэффициент деления счетчика 27; частота на выходе счетчика 27; количество импульсов на выходе блока 19 управляемой частоты в интервале At;: частота импульсов на выходе блока 19 управляемой частоты, переменный коэффициент деления по работающему каналу блока 19. Количество импульсов, сформированблоком 19 управляемой частоты, время jt; N ; f (, . U t; На интервале &t; коэффициент делепо работающему каналу не измется и равен числу R, , подсчитану счетчиком 25 (или 26) на предыем такте и переписанному в регистр (или 33). С учетом этого частота fy опредется следующим образом: Коэффициент деления RJ определяеткак количество импульсов частоты за время дс;: Ri f At; (3) тота f связана с частотой опоро генератора 18 следующим соотноием:f fT/K.(4) Подставляя (4) в (3), (3) в (2) 2) в (1) получают: ,к. а U i . количество импульсов на выходе ка 19 управляемой частоты в интере ,utj не зависит от величины этоинтервала и равно коэффициенту ения К счетчика 27 (фиг.З). Частота f на выходе блока 19 авляемой частоты пропорциональна рости движения пластин конвейера Интервал времени ut; зависит от дней скорости пластин конве- а 1 на интервале между соседи фотоприемниками и от величины ервала и I; At; uf;/Vcp;(6) Подставляя значение и С; из (6) в , получают

f - -NL . V .

(7)

3 P ,

с учетом (5):

К

(8)

f „ „„ s у

1

Коэффициент деления К счетчика 27 и интервал дЕ; величины постоянные, поэтому частота fq на выходе блока 19 управляемой частоты зависит только от скорости Vcp; , Блок 19 управляемой частоты содержит два одинаковых канала для разделения во времени процессов записи и обработки информации. В то- время как один из счетчиков i,. положим 25 ведет прием информации, заполняя, очередной интервал U t импульсами стабильной частоты f другой счетчик 26, выдав информацию о длительности предгзщушего интервала At{, в регистр 33, обнулен и подготовлен к cлeдyюшe fy циклу работы. Информация, записанная в регистр 33, поступает на входы предварительной установки вычитающих счетчиков 29 и 31. Счетчик 29, на счетный вход которого поступает частота f , восстанавливает длительность предыдущего интервала At,., , а счетчик 31, на вход которого подана частота if. j равномерно заполняет этот интервал импульсами с частотой fN, которая в соответствии с (2) задается числом R j записанным в регистр 33, Досчитав до нуля, счетчик 29 переключает триггер 34 из нулевого в единичное состояние, разрешая работу счетчика 30 и блокируя счетчик 31, По окончании интервала At; очередной импульс S; переключает триггер 22 из единичного состояния в нулевое, разрешая работу счетчика 26. Одновременно передним фронтом сигнала с инверсного выхода триггера 22 информация, накопленная в счетчике 25, переписывается в регистр 32, а затем тем же сигналом, задержанным элементом ИЛИ 23 с задержкой, счетчик 25 обнуляется и подготавливается к следующему циклу работы. Импульс S, от формирователя 10 первого фотоприемника линейки 9 заводится через элементы РШИ 23 и 24 с задержкой на входы счетчиков 25 и 26 для синхронизации и исключения сбоев в работе блока 19 управляемой частоты.

В блоке 20 значение диаметра контролируемого тела 2 получают путем

cyм lиpoвaния импульсов частоты f,. пропорционштьной скорости тела 2 на интервале времени от t до t, задаваемом стробирующим импульсом диамет;:. 5 ра Т , вырабатываемым фотоприемниками 4 (фиг,2 и 3) Затем измеренное значение диам.етра сравни:вают с нижним и верхним значениями зоны допуска и, если оно лежит внутри этой зоны,

C контролируемое тело 2 считается годным, В противном случае блок 20 вырабатывает импульс признака брака S, f который, записывас.тся в регистр сдвига блока 21 импульса отбраковки,

5 Наличие этого блокд необходимо, если позиция сброса (электромагнит 7) удалена не некоторое расстояние от зоны контроля6 Записанный признак брака сдвигается в регистре по

0 сигналам фотоприемников 6 с движением браков анного по конвейеру 1 и по сигналу последнего фотоприемника 6 удаляется с конвейера электромагнитом 7,

Формула изобретения

1. Автомат для контроля диаметра тел вращения, содержгщий пластинчатый конвейер, оптические пары осветительфотоприемник, установленные в зоне контроля, датчик скорости конвейера, блок вычисления диаметра, блок импульса отбраковки и механизм отбраковки, отлича. ющийся ;тем, что, с целью повьшения точности датчик скорости конвейера выполнен в виде установленных соответственно .над и под пластинами конвейера линейного источника света и линейки фотоприемниковр длина источника и линейки больше одного и меньше двух шагов пластин конвейера, формирователя начального импульса, подключенного к первому фотоприемнику линейки, формирователя конечного импульса, подключенного к последнему фотоприемнику линейки, двух групп формирователей, фотоприемники линейки между первым и последш-м фотоприемниками разделены на две последовательно расположенные группы, каждая из которых подключс-;на к сооп:ветствующей группе форми.рователей, диодов, число которых равно числу формирователей в группахj

усилителя-формирователя, подключенного к выходам диодов. RS-триггера, генератора опорной частоты блока

управляемой частоты и двух элементов И, выход формирователя начального импульса подкчючен к R-входу RSтриггера и к входу блока управляемой частоты, выход формирователя конечного импульса - к S-входу RS-триггера, формирователи первой группы через диоды подключены к входу усилителя-формирователя, а формирователи второй группы - к усилителю формирователю через диоды и элементы И, вторые входы элементов И объединены и подключены к выходу КЗ-триггера, выход усилителя-формирователя подклю. чен к первому входу блока управляемой частоты, к второму входу которого подключен генератор опорной частоты, а к третьему - формирователь начального импульса, выходы блока управляемой частоты и фотоприемников оптических пар осветитель - фотоприемник подключены к входам вычислительного блока, выход которого соединен с блоком импульса отбраковки, соединенным с механизмом отбраковки.

2. Автомат по п.1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что блок управляемой частоты выполнен в виде счетчика, элемента ИЛИ, второго RS-триггера, триггера с счетным входом и

двух каналов, каждый из которых соетоит из элемента ИЛИ с задержкой, суммирующего счетчика, регистра и друх вычитающихсчетчиков, элемент ИЛИ с задержкой подключен квходу

установки нуля суммирующего счетчика, выход суммирующего счетчика подключен к входу данных регистра, выход которого подключен к входам данных вычитающих счетчиков, выходы вычитающих счетчиков первого канала подключены соответственно к Sвходу второго RS-триггера и, к перво входу элемента ИЛИ, выходы вычитающих счетчиков второго канала соединены соответственно с R-входом RS-триггера и вторым входом элемента ИЛИ, прямой и инверсный выходы второго RS-триггера подключены соответственно к входу записи второго вычитающего счетчика второго канала и к входу записи второго вычитающего счетчика первого канала, вход счетчика блока соединен с счетными входами вторых вычитающих счетчиков каналов, выход счетчика соединен с счетными входами суммирующих и первых вычитающих счетчиков каналов инверсный выход счетного триггера соединен с входом записи регистра и , прямым входом элемента ИЛИ с задержкой первого канала, а прямой - с вхйдом записи регистра и прямым входом элемента ИЛИ с задержкой второго канала,вход счетного триггера, вход счетчика и входы задержки элементов ИЛИ с задержкой являются соответственно первым, вторым и тртьим входам блока, а выход второго элемента РШИ выходом блока.

$jt.1

Vsozjfe

Vc,

vcp

i

/у

iiiiiiniiiiiii;iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiimjiujiiiiiiininiiinitMiinMH iittii J

tx

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля диаметра движущихся тел вращения, например, стеклотары. Целью изобретения является повьшение точности за счет исключения погрешности от изменения скорости перемещения изделий мимо позиции контроля. В автомате контроля диаметра датчик скорости пластин конвейера дня перемещения изделия выполнен бесконтактным. Линейный источник света датчика скорости размещен над пластинами конвейера в зоне контроля, а линейка фотодиодов - напротив, под пластинами. Фотодиоды линейки подключены к формирователям импульсов по переднему фронту тени от пластин конвейера, а их выходы через диодную схему ИЛИ к входу блока управляемой частоты. Выход последнего подключен к блоку отбраковки изделий, к которому подключены также фотоприемники, формиI рующие стробирующие импульсы диаметра, заполняемые импульсами управляе(Л мой частоты, количество которых зависит от скорости конвейера, определяет годность изделия и служит признаком формирования сигнала отбраковки . 1 3.п. ф-лы, 4 ил. ISD | о СГ1 О5 СО

to

tn

Фиг.З