Устройство для бесконтактного измерения диаметров и перемещений изделий

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения одновременно с измерением диаметра изделия измерения его перемещения . С первого выхода блока 5 преобразования диаметра и координаты изделия в цифровой код в момент пересечения луча света передним краем изделия на вход первого регистра 19 поступает код, соответствующий координате изделия. В этот же момент формируется сигнал, разрещающий начало измерения диаметра изделия, который поступает на С-вход регистра 14. Цифровой код, соответствующий диаметру изделия , поступает с второго выхода блока 5 преобразования диаметра и координаты изделия в цифровой код на вход регистра 14 по сигналу от усилителя .4, поступающему на С-вход регистра 14 в момент пересечения луча ев ета задним краем изделия. 2 ил, (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 21/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПОДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 421 7977/24-28 (22) 30.03.87 (46) 23,11.88, Бюл. У 43 (7l) Тульский политехнический институт (72) N.И.Бабин и В.А.Фатуев (53) 531.7.717(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

И !!16310, кл. G 01 В 11/08, 1981. (54) УСТРОИСТВ0 ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ДИАИЕТРОВ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения одновременно с измерением диаметра изделия измерения его переме„„SU„„1439402 A 1 щения. С первого выхода блока 5 преоб раэования диаметра и координаты иэделия в цифровой код в момент пересечения луча света передним краем иэделия на вход первого регистра 19 поступает код, соответствующий коорди нате изделия. В этот же момент формируется сигнал, разрешающий начало измерения диаметра иэделия, который поступает на С-вход регистра 14. Цифровой код, соответствующий диаметру изделия поступает с второго выхода блою ка 5 преобразования диаметра и координаты изделия в цифровой код на вход регистра 14 по сигналу от усилителя .4, поступающему на С-вход регист- ф ра 14 в момент пересечения луча света задним краем изделия. 2 ил.

1439402

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диаметров и перемещений прозрачных и

líåïðoçðà÷Hûõ изделий.

Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства

) путем обеспечения одновременно с из-1 мерением диаметра изделия измерения

его перемещения.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2— временная диаграмма работы устройства при измерении диаметра прозрачных изделий с оптическими неоднородностя.,ми, непрозрачными участками или включениями на пути движения сканирующего луча, Устройство содержит оптически свя- 20 занные источник 1 света, выполненный ,в виде лазера, блок 2 сканирования и: фотоприемник 3, усилитель 4, вход которого подключен к выходу фотоприемни-! ка 3, блок 5 преобразования диаметра 25

" и координаты изделия в цифровой код, .состоящий иэ инвертора 6, вход которо. го подключен к выходу усилителя 4, D-триггеров 7 и 8,элемента И,9 с тремя входами, элемента И 10 с двумя 30 входами, двух счетчиков 11 н 1 2, причем счетный С-,вход счетчика 11 подключен к выходу элемента И 9, входы которого подключены соответственно к выходу генератора 13 тактовых импуль- 35 сов, прямому выходу D-триггера 7 и иннверсному выходу 0-триггера 8. СчетN С-вход счетчика 12 подключен к .выходу элемента И 10, входы которого подключены соответственно к выходу 40 генератора 13 тактовых импульсов и к прямому выходу D-триггера 3.

R-входы сброса счетчиков 11 и 12 подключены к инверсному выходу Отриггера 7,счетный С-вход которого соединен с выходом усилителя 4 и с

Входом инвертора 6, выход которого

Подключен к счетному С-входу D-тригГера 8. Входы R сброса D-триггеров

7 и 8 подключены к P-выходу перепол50 иения счетчика 12, информационная выХодная шина которого подключена соответственно к информационным входам регистра 14, синхронизирующий С-вход

55 оторого подключен к выходу усилитея 4. Р-выход переполнения счетчи а 12 подключен к выходному проводниМу 15 выдачи синхроимпульса (СН), сигнализирующего об окончании цикла измерения и возможности считывания информации с индикатора 16 и 17 соответственно координаты Х изделия 18 и его диаметра. Входы индикатора !7 подключены соответственно к информационным выходам регистра 14, а входы индикатора 16 — к информационным выходам регистра 19, информационные входы которого подключены соответственно к информационной выходной шине счетчика 11, а синхронизируннций Свход регистра 19 подключен к прямому выходу D-триггера 8.

Устройство работает следующим образом.

Луч света, формируемый источником 1 света, развертывается блоком 2 сканирования, Теневое изображение изделия 18 преобразуется фотоприемником 3 в видеосигнал, который усиливается усилителем 4. Сформированный усилителем 4-сигнал имеет вид, показанный на фиг.2а.

Иомент времени t соответствует моменту попадания сканирующего луча в рабочую зону фотоприемника 3, Линия луча между блоком 2 сканирования и фотоприемником 3 в момент времени является началом отсчета координаты Х изделия 18, т.е. координата Х изделия 18 равна расстоянию между лучом в момент времени t и самим из1 делием 18 (фиг.l ) . Первый положитель" ный фронт на выходе усилителя 4 в момент времени t подается на счетный

С-вход D-триггера 7, и логическая "1" на его информационном D-входе записывается íà его прямой выход, с которого она подается на второй вход элемента И 9 и на информационный D-вход

D-триггера 8, В начальный момент времени работы устройства на инверсном выходе D-триггера 8 также находится логическая "1", которая подается на третий вход элемента И 9. Такое сочетание логических "1" на втором и третьем входах логического элемента

И 9 позволяет тактовым импульсам с выхода генератора 13 тактовых импульсов проходить через первый вход элемента И 9 на его выход, с которого импульсы попадают на счетный С-вход счетчика 11, который считывает в течение интервала времени dt „ до момента времени t (фиг,2б), В момент времени t Z луч света saходит за иэделие, что соответствуетт появлению на выходе усилителя 4 отрицательного фронта (спада) импульса, который, проходя через инвертор 6,преобразуется в положительный фронт импульса и подается на счетный

С-вход D-триггера 8, на прямом выходе которого записывается логическая

"1" с прямого выхода D-триггера 7 и соответственно на инверсном выходе

D-триггера 8 записывается логический

"0", который подается на третий вход элемента И 9 и запрещает прохождение тактовых импульсов на счетный С-вход счетчика 11 через этот элемент,,Одновременно образовавшийся положительрующий С-вход регистра 19, на вьмоды

20 жении лазерного луча после блока 2 сканирования этот код пропорционален координате Х изделия 18, Логическая

"1" на прямом выходе D-триггера 8, возникшая в момент времени t (фиг.2а), подается также на второй вход элемента И 10 и разрешает прохождение через него тактовых импульсов от генератора 13 тактовых импуль35 нирующеГо луча, то от них на выходе усилителя 4 будут появляться в слущей эти оптические неоднородности и непрозрачные включения, например, в момент времени t >, t > и t> (фиг,2а) . подаются также на синхронизирующий

С-вход регистра 14, в который производится запись информации с выходов счетчика 12 по каждому положительно- му фронту импульсов, подаваемых на ветствующий выходу луча лазера иэ-sa изделия .18, поступает на синхронизирующий С-вход регистра 14 в момент времени t> и записывает в этот регистр двоичный код с выходов счетчика 12, соответствующий временному з 1439402

4 интервалу ЛС > и соответственно диаметру изделия. Моменты времени

t и t > соответствуют выходу луча лазера из-зя неоднородностей в изделии.

При переполнении счетчика 12, которое с помощью подбора частоты генератора 13 тактовых импульсов происходит позже момента окончания цикла измерения „ (фиг.2г), на его

P-выходе переполнения появляется импульс, который подается на R-входы

D-триггеров 7 и 8 и сбрасывает их в исходное положение, а также этот импульс подается на выходной проводник 15 выдачи синхроимпульса, сигнализирующего об окончании цикла измерения и воэможности считывания инкоторого записывается двоичный код. формации с индикатора 16 о координас выходов счетчика 11, который про- те изделия и с индикатора 17 о диапорционален временному интервалу d t,, метре, индицирующих информацию, эаи соответственно при равномерном дви- писанную соответственно на выходах регистров 19 и 14. При возвращении

25 D-триггера 7 в исходное состояние на его инверсном выходе устанавливается логическая "1", которая подается на

R-входы счетчиков 11 и 12 и сбраеьт= вает их в исходное состояние.

Координата прозрачных изделий без оптических неоднородностей, непрозрачных включений или непрозрачсов на счетный С-вход счетчика 12, ных участков измеряется также как и

Если изделие 18 содержит оптические для изделий, содержащих оптические неоднородности, непрозрачные включе- неоднородности. При измерении диания или участки на пути движения ска- метра прозрачных изделий без оптических.неоднородностей непрозрачных участков или включений на выходе усичайном порядке дополнительные импуль- лителя 4 между моментами времени сы на участке графика, соответствую- 40 и t (фиг.2а) появляется только щем прозрачной части иэделий, содержа- один импульс, соответствующий участку прохождения луча через обьект, однако, как и в предыдущем случае, последний импульс записи подается на

4> синхронизируюший С-вход регистра 14

Все импульсы с выхода усилителя 4 в момент времени (фиг,2а), т,е, в момент выхода луча йз-за изделия, и соответственно код, записанный в этот момент времени в регистр 14, соответствует диаметру изделия, ./

Координата непрозрачных изделий измеряется так же, как и у прозрач" ных изделий, При измерении диаметра непрозрачного иэделия в интервале времени между интервалами t< и t> (фиг.2а) не возникает ни одного импульса, подаваемого на синхронизирующий С-вход регистра 14, кроме момента времени tg

1439402 соответствующего выходу луча из-за иэделия, а двоичный код, записываемый в этот момент времени в регистр 14, соответствует диаметру иэделия.

Использование предложенного устройства позволяет измерять координаты и диаметры оптически непрозрачных изделий; оптически прозрачных; изделий, не содержащих оптических не.— однородностей, непрозрачных включений или непрозрачных участков по ходу движения луча; оптически прозрачных иэделий, содержащих оптические неоднородности, непрозрачные включения или непрозрачные участки по хое ду движения луча.

Формула изобретения

Ус тройс тво для 6 есконтак тного измерения диаметров и перемещений иэделий, содержащее . оптически связанные источник света, блок сканирования и фотоприемник, усилитель, генератор тактовых импульсов, первый и второй регистры, о т л н ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения одновременно с измерением диаметра изделия измерения его перемещений, оно снабжено первым и вторым индикатором и блоком преобразования диаметра и координаты изделия в цифровой код, выполненным в виде последовательно соединенных первого.

D-триггера, первого элемента И и первого счетчика, последовательно соеди5 ненных инвертора второго D-триггеУ ра,второго элемента И и второго счетчика, первый выход первого D-триггера соединен с D-входом второго D-триггера, первый выход которого соединен с

С-входом первого регистра, второй выход первого D-триггера соединен с

R-входами первого и второго счетчиков, второй выход второго D-триггера и соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и вторым входом второго элемента И, R-входы первого и второго

D-триггеров соединены с R-выходом второго счетчика, выход усилителя соединен с С-входом первого D-триггера, входом инвертора н с С-входом второго ре» гистра, информационные выходы первого счетчика соединены с информационными

25 входами первого регистра, выходы которого соединены с входами первого индикатора, информационные выходы второго счетчика соединены с информационными входами второго регистра, ЗО выходы которого соединены с входами второго индикатора, R-входы первого и второго D-триггеров являются управляющим входом блока преобразователя диаметра и координаты иэделия в .цифровой код, 1439402

Составитель В,1 1олодцов

Техред И.Дидык Корректор В.Гирняк

Редактор А,Козориз

° I

Тираж 680 . Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6066/39

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4