Способ измерения геометрических размеров объекта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике в прокатном производстве и может быть использовано для автоматизированного входного и выходного контроля ширины проката (длины переменной или хвостовой части диаметра труб и т.п.). Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается тем, что с помощью двух лазерных источников коллимированного света создают на поверхности объекта две светящиеся реперные точки, расстояние между которыми принято за эталонное э, изображение которых с помощью оптической системы проецируют вместе с изображением объекта на рабочую зону координатно-чувствительного элемента , с выхода которого выделяют сигналы изображения реперных точек, измеряют расстояние между ними, а затем вычисляют поправочный коэффициент К и определяют длину объекта L0 по формуле Lo lo К, где К f lo - изображение расстояния межс L-эЗ ду реперными точками; U - изображение эталонного расстояния. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 В 21/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867331 /28 (22) 21.09.90 (46) 30.03.93. Бюл. N. 12 (71) Руставское научно-производственное объединение "Автоматпром" (72) И.Л.Афисов и P.Ä.Квирикашвили (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 339999772266, кл. G 01 В 21/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N993017,,кл. G 01 В 21/02, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике в прокатном производстве и может быть использовано для автоматизированного входного и выходного контроля ширины проката (длины переменной или

"хвостовой" части диаметра труб и т,п.), Изобретение относится к измерительной технике в прокатном производстве и может быть использовано для автоматизированного входного и выходного контроля геометрических размеров проката непосредственно в технологическом потоке, например длины труб (листов слябов), ширины листов, диаметра труб, перемещающихся в продольном направлении по транспортным рольгангам.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет уменьшения погрешности, вызванной колебаниями поверхности контролируемого объекта в направлении, перпендикулярном плоскости анализа.

„„ „„1805293 А1

Цель изобретения — повышение точности измерения. Это достигается тем, что с помощью двух лазерных источников коллимированного света создают на поверхности объекта две светящиеся реперные точки, расстояние между которыми принято эа эталонное Le, изображение которых с помощью оптической системы проецируют вместе с изображением объекта на рабочую зону координатно-чувствительного элемента, с выхода которого выделяют сигналы изображения реперных точек, измеряют расстояние между ними, а затем вычисляют поправочный коэффициент К и определяют длину объекта Lp по формуле Lp= lp К, где

К = f; Ip - изображение расстояния меж э ду реперными точками; 1э — изображение эталонного расстояния. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Создание на поверхности контролируемого объекта реперных точек с фиксированным эталонным расстоянием между ними, сравнение его с расстоянием между иэображениями этих же точек в плоскости анализа (на рабочей поверхности координатно-чувствительного фотоприемника), вычисление значения корректирующего сигнала и внесение поправки в результате измерения позволяют значительно повысить точность измерения и сделать эту точность не зависимой от поперечных колебаний объекта на участке контроля и возможных изменений сортамента (в частности, диаметра).

Существо способа состоит в том, что с помощью двух лазерных источников колли1805293 мированного света создают на поверхности объекта дзе светящиеся реперные точки, отстоящие друг от друга на расстоянии 1, принятое за эталонное, С помощью оптической системы изображения этих точек проецируют вместе с изображением объекта на плоскость анали-. за (рабочую зону координатно-чувствительного фотоприемника), При этом фоновую засветку направляют на контролируемый 10 обьект.

С выхода координатно-чувствительного фотоприемника выделяют сигналы изобра; жения контролируемого изделия и отдельно

15 сигналы изображения реперных точек и измеряют длину 4 объекта и расстояние 4 между сигналами реперных „точек, Затем вычисляют поправочный коэффициент

Действительное значение измеряемой величины, например длинуобъекта Lo, определяют, как пролззедение найденной ранее 25 длины 1о на указанный коэффициент, т.е.

Из анализа оптической системы следует, что связь между размерами изделия и эталона л их изображениями в плоскости 30 анализа при перемещении объекта в направлении, перпендикулярном этой плоскости, подчиняется одному закону, что позволяет полностью компенсировать возникающую при этом перемещении погреш- 35 ность измерения.

На фиг. "приведен,а структура устройства для измерения геометрических размероз объекта; на фиг, 2,а,б — эпюра сигналов нг выходах координатно-чувствительного 40 фотоприемника и блока определения расстояния между изображениями реперных точек в плоскости анализа.

Усгройство для измерения геометрических размеров обьекта состоит из двух ла- 45 зерных источников 1 и 2 коллимированного света. оп-ической системы 3, координатночузствительно о фотоприемника 4, источника 5 фоновой засветки, подключенного к выходу фотопрлемника 4, блока 6 формиро- 50 зания измерительного сигнала, блока 7 индикации, подключенного к управляющему входу фотоприемника 4, блока 8 управления.. К второму выходу блока 6 формирования измерительного сигнала последовательчо подключены блок 9 выделения реперных сигналов, блок 10 определения расстояния между изображениями реперных точек, блок 11 вычисления поправочного коэффициента и блок 12 умножения, включенный вторым входом и выходом соответственно между выходом блока 6 формирования измерительного сигнала и входом блока 7 индикации, Устройство для измерения геометрических размеров обьекта работает следующим образом.

Лазерные источники 1 и 2 создают на поверхности контролируемого объекта 13 световые реперные точки 14 и 15, расстояние между которыми равно наперед заданной величине 4 и принято за эталонное и которые вместе с изображением объекта 13 проецируются на поверхность рабочей зоны координатно-чувствительного фотоприемника 4 (точки 16 и 17), расстояние между которыми равно 4. По командам блока 8 управления производится опрос элементов коорди н атно-чувствительного фото п риемника 4. Сигнал на его выходе изображен на фиг.2,а, Импульсы 18 и 19 от изображения реперных точек 16 и 17 имеют амплитуду, большую, чем импульсы, соответствующие изображению обьекта, т.к, интенсивность освещения лазерными источниками берется выше, чем освещенноСть обьекта 13 от источника 5 фоновой засветки. Эти импульсы выделяются блоком 9, который своими сигналами запускает блок 10 определения расстояния между изображениями реперных точек 4. Блок f1 вычисляет ко4 зффициент К = f, одновременно осуЕэ ществляет масштабирование и выдает значение коэффициента К на вход блока J2 умножения. Блок 12 умножения производит умножение ранее определенного блоком 6 размера объекта 13 на поправочный коэффициент К, Результат измерения индицируется на блоке 7 индикации.

Использование предлагаемого способа измерения геометрических размероц обьекта, конструкция устройства для его осуществления позволяют по сравнению. с существующими повысить точность измерения за счет одновременного измерения одним и тем же чувствительным элементом (координатно-чувствительным фотоприемником) как размера объекта, так и эталонного расстояния и корректировки значения размера объекта, Формула изобретения

1. Способ измерения геометрических размеров обьекта, заключающийся в том, что изображение обьекта проецируют в плоскость анализа и производят фоновую подсветку, преобразуют оптический сигнал от изображения в плоскости анализа в элект1805293 рические сигналы и по ним судят о размере объекта, отличающийся тем, что,.с целью повышения точности измерений, фоновую подсветку направляют на контролируемый объект, создают дополнительно на поверхности объекта две световые реперные точки с первоначально заданным расстоянием между ними, а изменение расстояния между реперными точками при перемещении объекта в направлении, перпендикулярном плоскости анализа, используют для коррекции результатов измерения размеров.

2. Устройство для измерения геометрических размеров объекта, содержащее блок фоновой засветки, последовательно установленные оптическую систему и координатно-чувствительный фотоприемник, последовательно подключенные к координатно-чувствительному фотоприемнику блок формирования измерительного сигнала и блок индикации и блок управления, подключенный к управляющему входу коор5 динатно-чувствительного фотоприемника, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя оптическими источниками коллимированного света, последовательно подключенны10 ми к второму выходу блока формирования измерительного сигнала, блоком выделения реперных сигналов, блоком определения расстояния между изображениями реперных точек, блоком вычисления поправочно15 го коэффициента и блоком умножения, второй вход и выход которого включены соответственно между выходом блока формирования измерительного сигнала и входом блока индикации, 1805293

Составитель И. Афисов

Редактор Л. Народная Техред М. Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 934 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Ф

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101