Устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ИЗДЕЛИЙ, содержащее оптически связанные источник света, блок сканирования, фотоприемник, генератор и индикатор , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и расширения функциональных возможностей за счет измерения смещения изделий, оно снабжено блоком анализа, фронтов импульсов, счетчиком , двумя формирователями, элементом ИЛИ, четырьмя регистрами, блоком вычислений, счетный и установочный входы счетчика подключены соответственно к генератору и первому выходу блока анализа фронтов импульсов , вход которого связан с фотоприемником , выходы счетчика соединены с установочным входом блока анализа фронтов импульсов, синхронизируюи им входом блока вычислений и информационными входами регистров, синхронизирующие входы которых подключены соответственно к второму, третьему, пятому выходам блока анализа фронтов импульсов и выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам сл формирователей, входы которых подключены к четвертому и шестому выходам блока анализа фронтов импульсов , индикатор подключен к вЫходу блока вьмислений, информационные входы которого подключены к выходам четырех регистров. 9 :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUIWNIMI

РЕСПУБЛИК ое пи з(у) 01 В 11 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ CBMP@TEAhCTHY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3612370/18-28 (22) 30.06.83 (46) 30.09,94. Бюл. Ф 36 (72) 10.В.Закорюкин, Б.А.Староверов, Е.B.Èâàíîâ, В.Г.Терехов, Ю.И.Недранец и Е.И.Сачук (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 175245, кл. Cj 01 В 11/08, 1963.

2. Авторское свидетельотво СССР

- 286240, кл. G 01 В 11/08, 1968 Ф (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ИЗДЕЛИЙ, содержащее оптически связанные источник света, блок сканирования, фотоприемник, генератор и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и расширения функциональных возможностей за счет измерения смещения изделий, оно снабжено блоком анализа фронтов импульсов, счетчиком, двумя формирователями, элементом ИЛИ, четырьмя регистрами, блоком вычислений, счетный и установочный входы счетчика подключены соответственно к генератору и первому выходу блока анализа фронтов импульсов, вход котброго связан с фотоприемником, выходы счетчика соединены с установочным входом блока анализа фронтов импульсов, синхронизирующпм входом блока вычислений и информационными входами регистров, синхрониэирующие входы которых подключены соответственно к второму, третьему, пятому выходам блока анализа фронтов импульсов и выходу элемента ИЛИ, Я входы которого подключены к выходам формирователей, входы которых подключены к четвертому и шестому выходам блока анализа фронтов импульсов, индикатор подключен к выходу блока вычислений, информационные входы которого подключены к выходам четырех регистров.

1116310

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диаметра прозрачных и непрозрачных изделий, например стекловолокна, проволоки, Известно устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий, содержащее оптически связанные источник света, блок сканирования, фо- 10 топриемник и блок вычислений (1) .

Недостатком данного устройства является невозможность измерения диаметра оптически проэрачньи изделий, типа стекловолокна. t5 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий, содержащее оптически связанные источник света, блок 20 сканирования, фотоприемник, генератор и индикатор f2) .

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измерения диаметра оптически прозрач" ньи изделий. Устройство также не йозволяет измерять смещение изделий.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений и расширение функциональных возможностей за счет из- зо мерения смещения изделий.

Указанная цель достигается тем, что устройство для бесконтактного измерения диаметра изделий, содержащее оптически связанные источник света, блок сканирования, фотоприемник, генератор и индикатор, снаб,жено блоком анализа фронтов импульсов, счетчиком, двумя формирователями, элементом ИЛИ, четырьмя регист- 40 рами, блоком вычислений, счетный и установочный входы счетчика подключены соответственно к генератору и первому выходу блока анализа фронтов импульсов, вход которого связан с фотоприемником, выходы счетчика соединены с установочным входом блока анализа фронтов импульсов, синхронизирующим входом блока вычислений и информационными входами регистров, синхроинязующие входы которых подключены соответственно к второму, третьему, пятому выходам блока анализа фронтов импульсов и выходу элемента ИЛИ, входы которого 55 подключены к выходам формирователей, входы которых подключены к четвертому и шестому выходам блока анализа фронтов импульсов, индикатор подключен к вьиоду блока вычислений, информационные входы которого подключены к выходам четырех регистров.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы устройства при иэмерении прозрачных и непрозрачных иэделий.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, выполненный в виде лазера блок 2 сканирования, фотоприемник 3, усилитель 4,, вход которого подключен к фотоприемнику 3, блок 5 анализа фронтов импульсов, состоящий иэ инвертора 6, вход которого подключен к выходу усилителя 4,«Q -триггера 7, тактовый вход которого подключен к выходу усилителя 4,Д -триггера 8, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к прямому выходу триггера 7 и выходу инвертора 6, 13 -триггер 9, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к прямому вьиоду триггера 8 и выходу усилителя 4,3 -триггер 10, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к прямому вьиоду триггера 9 и выходу инвертора 6, O -триггер 11, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к прямому выходу триггера 10 и выходу усилителя 4, Q -триггер 12, информационный и тактовый входы которого

I подключены соответственно к прямому выходу триггера 11 и вьиоду инвер-. тора 6, формирователя 13 и 14 входы которых подключены к прямым выходам триггеров 10 и 12, элемент 15

ИЛИ, выходы которого подключены к . вьиодам формирователей 13 и 14, re" нератор 16, счетчик 17 счетный и установочный входы которого подключены соответственно к генератору 16 и инверсному вьиоду триггера 7, регистры 18-21, инфоРмационные и тактовые входы которых подключены соответ. ственно к выходам. счетчика 1 7, прямым выходам триггеров 8,9 и 11 и элемента 15 ИЛИ, блок 22 вычисления, выполненный в виде микропроцессора, информационные входы которого подключены к выходам регистров 18-21, выход переполнения счетчика 17 соединен с установочными входа3 1116 ми триггеров 7-12 и синхронизирующим входом блока 22 вычислений, тактовый вход которого подключен к генератору

16, индикатор 23, вход которого подключен к выходу блока 22 вычислений.

Измеряется диаметр и смещение иэделия 24.

Устройство при измерении оптически прозрачных изделий работает следующим образом. f0

Луч света, формируемый источником 1 света, развертывается блокОм

2 сканирования. Теневое изображение изделия 24 преобразуется фотоприемником 3 в видеосигнал, который усиливается усилителем 4.

Сформированный усилителем 4 сигнал поступает на вход блока 5 анализа фронтов импульсов, в котором он поступает на тактовые входы тригге- gp ров 7,9 и 11, а через инвертор 6— на тактовые входы триггеров 8, 10 и 12.

Триггеры 7,9 и 11 формируют на прямых выходах "1" при поступлении 25 на-тактовые входы первого, второго и третьего положительных фронтов видеосигналов, снимаемого с усилителя 4 ° Триггеры 8,10 и 12 формируют на прямых выходах "1" при поступлении на тактовые входы первого, второго и третьего положительных фрон- . тов сигнала, снимаемого с инвертора

6, т.е. на прямых выходах триггеров 7-12 формируется "1" при фор35 мировании с первого по шестой фронтов видеосигнала, снимаемого с усилителя 4.

При формировании первого фронта видеосигнала, соответствующего оI паданию пучков лучей с блока 2 сканирования на фотоприемник 3, перебрасывается триггер 7 (фиг. 2 и 1), выходной сигнал с которого сбрасывает счетчик 17, на счетный вход которого поступают импульсы с генератора 16.

При формировании второго фронта видеосигнала, соответствующего первой теневой границе изделия 24; перебра- 50 сывается триггер 8, формируется тактовый импульс, поступающий на регистр

18, в котором записывается -число 111, накопившееся в счетчике 17, пропорциональное временному интервалу Ы1. 55

При формировании второго фронта видеосигнала, соответствующего перврй теневой границе пучков лучей, 310 проходящих через прозрачное иэделие

24, перебрасывается триггер 9, формирующий тактовый импульс, поступаю-. щий на регистр 19, в котором записывается число п2, накопившееся в счетчике 17, пропорциональное временному интервалу Ь 2.

При формировании третьего фронта видеосигнала, соответствующего второй теневой границе пучков лучей, проходящих через прозрачное изделие

24, перебрасывается триггер 10 формирующий тактовый импульс, поступающий на регистр 21 через формирователь 13 и элемент 15 ИЛИ. В регистре

21 записывается число Yl, накопившееся в счетчике 17, пропорциональное временному интервалу ht,g

При формировании четвертого фронта видеосигнала, соответствующего второй теневой границе изделия 24, перебрасывается триггер 11, формирующий тактовый импульс, поступающий на регистр 20, в котором записывается число п, накопившееся в счетчике 17, пропорциональное

I временном интервалу Ь|

При формировании пятого фронта видеосигнала, соответствующего уходу пучков лучей иэ поля зрения фотоприемника 4, перебрасывается триггер 12, формирующий тактовый импульс, поступающий на регистр 21, в котором записывается число п, накопившееся в счетчике 17, пропорциональное временному интервалу bi ó

После переполнения счетчика 17 на его выходе формируется импульс, сбрасывающий триггеры 7-!2 в исходное нулевое состояние. Импульс сброса также поступает на синкронизирующий вход блока 22 вычислений.

При измерении оптически непрозрачных изделий (фиг. 3) в регистре

1 8 накапливается результат,,пропорциональный 641, в регистре 19 пропорциональный 44, в регистре 21пропорциональный ь1 . Содержимое регистра 20 остается равным нулф, так как в видеосигнале, снимаемом с фотоприемника 4, отсутствует пятый фронт..

При поступлении импульса сброса со счетчика 14 на синхронизирующий вход блока 22 вычислений он анализирует число, записанное в регистре

20.

"? "1»

3 2

- числа, записанные в регистры 21, 19

19 и 18. где и, и, п1 в регистры 21

Если число, записанное в регистр

20, не равно нулю, т.е. измеряемое изделие 24 оптически прозрачно, то вычисления производятся согласно выражениям.

S 1

Если число, записанное в регистр

20 равно нулю, т.е. измеряемое изделие 24 непрозрачно, то вычисление диаметра d и смещение 5J(из изделия

24 относительно центра фотоприемника 4 производится согласно вы" ражениям

11б310

d n - п

gx n -и -и

5 где n, и <,и„- числа, записанные

5 в регистры 21, 20 и 18.

Результаты вычисления индицируются индикатором 23.

Использование предложенного устройства позволяет измерять оптически прозрачные и непрозрачные изделия в широком диапазоне изменения диаметра, а также осуществлять измерение смещения изделий, что дает возможность расширить функциональные возможности устройства и использовать его не только в системах контроля, но и в счстемах автоматического регулирования различных техпроцессов.

11 16310

1116310 t 116310

Составитель Т.Айсин редактор M.ÄûëûH Техред C.Ëåã çà Корректор С.Черни

Заказ 6917/33 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4