Двухотсчетное устройство для измерения длины листовых изделий,перемещаемых в продольном направлении Советский патент 1980 года по МПК G01B7/04 G01B19/37 

(54) ДВУХОТСЧЕГНОЕ УСТГОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ. ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ В ПГОДОЛЬНОМ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерени длинь перемещаемых в продольном направлении листовых изделий, например, холодного и горячего проката. Известно одноотсчетное устройство для измерения длины изделий, перемешаемых в продольном направлении, в котором учитывает угловое смешение продольной оси изделия относительно направления его перемещения 1. Это.устройство содержит основную группу хутевых датчиков, установленных на оси, парал лельной центральной оси перемещения изделия и отстоящей от нее на расстоянии, не превышающем половины поперечного размера изделия. В этом устройстве при помощи дополнитель ной группы путевых датчиков определяется поправка, учитывающая смещение продольной оси изделия относительно направления его перемещения, и затем при помоши этой поправки корректируется длина, измеренная основной группой путевых датчиков. НАПРАВЛЕНИИ Недостатком зтого устройства является недостаточно высокая точность измерения, обусловленная применением одноотсчетного принципа измерения с использованием путевых датчиков. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является двухотсчетное устройство для измерения длины листовых изделий, перемещаемых в продольном направлении, включающее в себя узел грубого отсчета, содержащий путевые датчики, расположенные на равных расстояниях вдоль оси перемещения изделия, формирующий блок и счетчик импульсов грубого отсчета, и узел точного отсчета, содержащий соединенный с формирующим блоком телевизионный датчик для измерения задней частн изделия на интервале между двзмя первыми по направлению перемещения изделид путевыми датчиками, оптически сопряженную с телевизионным датчиком маску с линейной штриховой шкалой, расположенную на центральной оси перемещения изделия на интервале между двумя первыми путевыми датчиками, и счетчик; иМ 3 пульсов точного отсчета с вхолом с броса. связанным с выходом первого лутсЬого латчика 2. Это устройство позволяет с высокой точностью измерять длину изделий, 11р здольная ось которых совпадает с направлением пере мещения. Однако в зтом устройстве не учитывается угловое смешение продольной оси изделия относительно направления перемещения. Цель изобретения - повышение точности измерения при угловом смешении продольной оси изделия относительно оси его перемешени Цель достигается тем, что устройство снабжено двумя дополнительными масками с линейными штриховыми 1пкалами, расположенными параллельно центральной оси перемешения изделия на равных рассто)шиях по обе стороны от нее на интервале между двумя первыми путевыми датчиками, двумя дополнигсльными счетчиками импульсов точного отсчета, селектором-распределителем видеоимпульсов трех строк развертки изображения, соответствующих трем линейным штриховым шкалам, соответственно по трем выходам, соединенным с тремя счетчиками импульсов точного отсчета, и вычислительным блоком, соедшгенным с выходами счетчиков импульсо грубого и точного отсчета и с выходом теле визионного датчика, служашим для подачи си хроимпульсов кадров развертки, входы сброса вычислительного блока и дополнительных счетчиков импульсов точного отсчета связаны с выходом первого путевого , входы селектора-распределителя соединены с выхода ми телевизионного датчика, а путевые датчик грубого отсчета установлены на центральной оси его перемешения. На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 - примеры расположения заднего края изделия в зоне точного отсчета при предельном допустимом угловом смешении продольной оси изделия относительно оси его перемещения. Устройство состоит из узла 1 грубого отсчета, узла 2- точного отсчета и вычислительного блока 3, условленного на выходах узлов I и 2. Узел 1 грубого отсчета содержит путевые датчики 4-тО, ,4-2, 4-3,..., 4- (п-2) ,4- (п-1), 4-п, расположенные на равных расстояниях центральной оси MN перемешения изделия 5 над зтим изделием или под ним, формирующий блок 6 и счетчик 7 импульсов грубого отсчета. Формирующий блок 6 служтдля формирования импульсов грубого отсчет и импульса окончания грубого отсчета и соцержит, например, логический блок 8 выделения импульсоп I рубого отсчета, селектор 9 гтмиульсов грубого отсчета и селектор 10 импульса окончания грубою отсчета. Логи 1еский блок 8 установлен на выходах путевых датчиков 4-1, 4-2, ..., 4-п. В селекторе 9 иМпульсов грубого отсчета информационный вход соединен с выходом логического блока 8, а управляющий вход - с выходом первого путевого датчика 4-0, служашим для выдачи сигнала о прохождении переднего края изделия 5 или сигнала о наличии изделия 5 в поле зрения этого датчика. Счетный вход счетчика 7 соединен с выходом селектора 9, а вход сброса счегчика 7 - с выходом первого путевого датчика, служащим для выдачи сигнала о прохождении переднего края изделия 5 мимо этого датчика. Информационный вход селектора 10 соединен с выходом логического блока 8, отпирающий вход селектора 10 соединен с выходом первого путевого датчика 4-0, служашим для вьь дачи сигнала о прохождении заднего края изделия 5 мимо этого датчика, а запирающий вход селектора 10 соединен с выходом второго путевого датчика 4-1, служащим для выдачи сигнала о прохождении заднего края изделия 5 мимо этого датчика. Узел 2 точного отсчета содержит телевизионный датчик 11 для измерения задней части изделия 5 на интервале между путевыми датчиками 4-0, и 4-1, три оптически сопряженные с телевизионным датчиком II маски 12, 13, 14, каждая с линейной штриховой шкалой, три счегчика 15 - 17 импульсов точного отсчета, селектор-распределитель 18 видеоимпульсов трех строк развертки изображения, соответствующих трем маскам 12-14, соответственно по трем выходам. Маска 13 расположена на центральной оси MN перемещения изделия 5 на интервале между путевыми датчиками 4-0 и 4-1. Маски 12 и 14 расположены параллельно центральной оси MN на равных расстояниях, а по обе стороны от нее также на интервале между путевыми датчиками 4-0 и 4-1. Управляющий вход телевизионного датчика И соединен с выходом селектора 10 импульса окончания грубого отсчета. Информационный вход селектора-распределителя 18 соединен с выходом телевизионного датчика 11, служашим для подачи видеоимпульсов. Управляющий вход селектора-распределителя 18 соединен с выходом телевизионного датчика 11, служащим для подачи синхроимпульсов кадров и строк развертки изображения. Три выхода селектора-распределителя 18 соединены соответственно со счетными входами трех счетчиков 15-17 импульсов точного отсчета. Входы сброса счетчиков 15-17 связаны с выходом первого путевого датчика 4-0, служа5шим для выдачи сигнала о прохождении пере него края изделия 5 мимо этого датчика. Вычислительный блок 3 для вычисления измеряемой длины по содержимому счепика 7 импульсов грубого отсчета и трех счепшков 15-17 имгтульсов точного отсчета. Информационные входы вычислительного бло ка 3 соединены с выходами счетчиков 7, 15, 16, 17. Управляющий вход блока 3 соединен с выходом телевизионного датчика 11, служащим для подачи синхроимпульсов кадров развертки, а вход сброса блока 3 объединен с входом сброса счетчиков 15-17. Устройство работает следуюшим образом. При прохождении переднего края кзмеряемого изделия 5 мимо путевого датчика 4-0 последний сбрасывает показания счетчиков 7, 15, 16, 17 и вычислительного блока 3 и отпирает селектор 9, при этом селектор 10 заперт. В результате этого устройство готово к оч редному циклу измерения. При прохождении переднего края изделия 5 мимо путевых дат чиков 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-(п-2) импульсы грубого отсчета, формируемые этими датчика ми, через логический блок 8 и селектор 9 поступают в счетчик 7 импульсов грубого отсчета. При прохождении заднего края изделия 5 мимо путевого датчика 4-0 последний отпирает селектор 10 и запирает селектор 9. В этот момент в счетчике 7 окажется зареги стрированным число единиц грубого отсчета, соответствующее длине tf. Примеру, приведенному на фиг. 1 соответствует tf п-2. При дальнейщем перемещении изделия 5 его передний край пересечет измерительную ось очередного путевого дапика (фиг. 1), например, датчика 4-(п-1), в то время как задний край этого изделия 5 еще находится на интервале между путевыми датчиками 4-0 и 4-1. Импульс от очередного путевого датчика например, от датчика 4-(п-1), проходит через логический блок 8 и поступает в селектор 10, который формирует импульс окончания грубого измерения. Этим импульсом селектор 10 включает тел визионный датчик II, который поочередно сканирует изображение по продольным осям масок 12-14 и формирует видеоимпульсы, соответствующие штрихам масок 12-14, а также синхроимпульсы кадфов и строк развертки изображения. Эти видеоимпульсы поступают на информа ционный вход селектора-распределителя 18, а синхроимпульсы строк подаются на управляющий вход селектора-распределителя 18, который выделяет видеоимпульсы заданных строк и распределяет их по своим выходам, подключенным к счетным входам счетчиков 15-17. В результате этого в счетчик 15 поступят видеоимпульсы, полученные при ска1гироваяии маски 12, в счетчик 16 - видеоимпульсы, полученные при скан1фовании маски 13, и в счетчик 17 - видеоимпульсы, полученные при сканировании маски 14. По окончании точного отсчета в счетчиках 15-17 оказываются зарегистрированными значения расстояний между измерительной осью путевого датчика 4-1 и задним краем изделия 5, измеренные по продольным осям масок 12-14. Обозначим содержимое счетчика 12 через С|, содержимое счетчика 13 - через Cj и содержимое счетчика 14 - через Сз. Тогда в примере, приведенном на фиг. 1, по окончании точного отсчета в счетчиках 12-14 зарегистрируются значения . При отсутствии перекоса продольной оси изделия 5 относительно оси MN его перемещения получим , где О h А, А - длина щкалы масок 12, 13, 14, выраженная количеством щтрихов. При предельных допустимых перекосах продольной оси изделия 5 относительно оси MN один из счетчиков 15 или 17 может содержать значение, не равное расстоянию hj или ha. На фиг. 2 показан случай, когда в счетчике 15 вместо расстояния hj зарегистрировано число С А hj. На фиг. 3 показан случай, когда в счетчике 17 вместо расстояния Из зарегистрировано число Сз О Из. Рассмотренные случаи перекоса продольной оси изделия 5 относительно оси MN учитываются вычислительным блоком 3, который включается синхроимпульсом кадра от телевизионного датчика 11 по окончании точного отсчета. ВычислительнБ1Й блок 3 сначала вычисляет значение величины Ь (см. фиг. 1) по формулеЬ (С| - С,),(1) где i 1 или 3 при соблюдении условия, состоящего в том, что, если Cj Сз, то выбирается i, при котором одновременно удовлетворяются требования: и . Так в примере, показанном на фиг. 1, выбор i безразличен. Ь (hj-hz) (hs-bj) В примере, показанном на фиг. 2, получим ). В примере, показанном на фиг. 3, полу1им Ь (hi-hj). Далее вычислительньт блой 3 вычисляег искомую длину L изделия 5 в соответствии со следующими геометрическими COOTHOIUCниями, которые следуют из расчетной схемы, приведенной на фнг. I; L tcosa(2) cos а е ;- + hj ,(4) где о - угол между продольной осью изделия 5 и осью MN его перемещения; а - расстоянне между продольными осями масок 12-14; Ь - расстояние, найденное в соответствии с формулой (1); tr - расстоянне, зарегистрированное в счетчике 7 грубого отсчета; hj - содержимое Cj счетчика 16 импульсов точного отсчета. При прохождении заднего края изделия 5 мимо путевого датчика 4-1 последний запира ет селектор 10, На этом цикл измерения оче редного изделия 5 заканчивается. Таким образом, описанное устройство позво ляет повысить точность измерения перемещаемык в продольном направлении изделий, ширина которых превышает значение 2а при угловом смещении продольной оси изделия от носительно оси его перемещения. Формула изобретения Двухотсчетное устройство для измерения длины листовых изделий, перемещаемых в про дольном направлении, включающее в себя узел грубого отсчета, содержащий путевые датчики, расположенные на равных расстояниях вдоль оси перемещения изделия, формирующий: блок и счетчик импульсов грубого отсчета, и узел точного отсчета, содержащий соединенный с формирующим блоком телевизионный датчик для измерения задней части изделия на интервале между двумя первыми по направле768 нию перемещения изделия путевыми датчиками оптически сопряженн)ао с телевизионным дат- . чиком маску с линейной штриховой шкалой, расположенную на центральной оси перемещения изделия на интервале между двумя первыми путевыми датчиками, и счетчик импульсов точного отсчета с входом сброса, связанным с выходом первого путевого датчика, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности измерения при угловом смещении продольной оси изделия относительно оси его перемещения, оно снабжено двумя дополнительными масками с линейными щтриховыми шкалами, расположенными параллельно центральной оси перемещения изделия на равных расстояниях по обе стороны от нее на интервале между двумя первыми путевыми датчиками двумя дополнительными счетчиками импульсов точного отсчета, селектором-распределителем видеоимпульсов трех строк развертки изображения, соответствующих трем линейным штриховым шкалам, соответственно по трем выходам, соединенным с тремя счетчиками импульсов точного отсчета, и вычислительным блоком, соединенным с выходами счетчиков импульсов грубого и точного отсчета и с выходом телевизионного датчика, служащим для подачи синхроимпульсов кадров развертки, входы сброса вычислительного блока и дополнительHbjx счетчиков импульсов точного отсчета связаны с выходом первого путевого датчика, входы селектора-распределителя соединены с выходами телевизионного датчика, а путевые датчики грубого отсчета установлены на центральной оси его перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3621266, кл. 250-219, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2125359/09, кл. G 01 В 11/04, 1975 (прототип).

pua.1