Устройство для подсчета предметов, перемещаемых конвейером

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 М 702 СССРРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД(71) ЛенинградскиКрасного Знамениный институт(54)(57) 1, УСТРОЙстВО для ПОдСПРЕДМЕТОВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ КОНВЕЙЕРсодержащее блок источников светаблок Фотодатчиков, установленныхконвейером в зоне движения предмпороговый блок, выход которого с й ордена Трудового сельскохозяйственЧЕТАОМ,иетов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 801030819 А динен с инФормационным входом вычислительного блока, выход которого через блок счнтывайия подключен к вхо;ду счетчика, генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты соединен с первым управляющим входом вычислительного блока, второй управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены коммутатор и распределитель импульсов, вход которого соединен с вторым выходом ге. нератора импульсов, выходы распределителя импульсов подключены к управляющим входам коммутаторов, выходыпервого из которых соединены с входами блока ристочников света, выходы блока .Фотодатчиков через второй комыутатор подключены к входу порогово- ( го блока.ын2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок выполнен иэ регистров сдвига,элемента И, реверсивного счетчика и блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого является выходом вычислительного блока, информационный вход .которого является первым входом первого регистра сдвига, первый, второй и третий регистры сдвига соединены последовательно, выходы трех последних ячеек первогО, второго и третье-,го регистров сдвига через элемент Иподключены к первому входу четвертого регистра сдвига, четвертый и пятыйрегистры сдвига соединены последовательно, а выходы их последних двухячеек подключены к первым входам блока элементов И, второй вход которогоявляется первым управляющим входомвычислительного блока, вторые входырегистров сдвига объединены и являются вторым управляющим входом вычислительного блока.Изобретение относится к автомати-.ке, к электронным устройствам счетапредметов, перемещаемых конвейером,и может быть использовано для учетаразличных предметов, ограниченных 5выпуклыми поверхностями, имеющихразные размеры и произвольным обра. зом расположенных на ленте конвейере; в частности может быть использовано на птицефабриках для подсчета 10.количества яиц, поступающих на магистральный конвейер из различных цехов,для контроля количества яиц, производящихся в каждом цехе, и т,п.Известно устройство для подсчетадвижущихся предметов, использующиепринцип формирования изображения учитываемых предметов и дальнейшей егологической обработки, содержащее осветитель, блок фотодатчиков (или оптоэлектронную систему, пороговые илогические блоки для обработки формируемых иэображений Г 13.Недостатком этого устройства является недостаточная точность при подсчете предметов, имеющих разные геометрические размеры, что связано сиспользованием общего осветителя ислучайным положением предметов наконвейере,30Наиболее близким к изобретению.по технической сущности является устройство для подсчета штучных предметов, перемещаемых конвейером. Содержащее блок источников света и блок фото 35 датчиков, установленные над конвейером з.зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока, выход которого через блок 40 считывания подключен к входу счетчика, генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты ,соединен с первым управляющим входом вычислительного блока, второй управ Гляющий вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов.Это устройство обеспечивает учет предметов, имеющих выпуклую форму и произвольным образом расположенных на ленте конвейера, путем получения иэображения учитываемых предметов, стирания контуров изображений соприкасающихся объектов и подсчета числа изолированных областей ( числа Эйлера), определяющих количество прошедших предметов 2 .Основным недостатком известного устройства является большая ошибка счета, зависящая от взаимного расположения учитываемых предметов и источника света, При совпадении фотометрической оси источника света с осью, проходящей через. точку соприкосновения двух или нескольких предметов,за счет их выпуклых поверхностей и диффузного характера отражения уровень освещенности в области соприкосновения возрастает по отношению к освещенности соответствующей точки изолированного предмета, Это приводит к тому, что в процессе формирования двухградационного изображения предме,тов при постоянной величине напряжения порога, устанавливаемого в пороговом блоке, возможен пропуск мелких предметов или учет нескольких крупных за один, поскольку как размеры, так и расположение предметов на конвейере носит случайный характер.Целью изобретения является повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для подсчета предметов, перемещаемых конвейером, содержащее блок источников света и блок фотодатчиков, установленные над конвейером в зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого соединен.с информационным входом вычислительного блока, выход которогочерез блок считывания подключен квходу счетчика, генератор импульсов,первый выход которого через делительчастоты соединен с первым управляю,щим входом вычислительного блока,второй управляющий вход которого подключен к второму выходу генератораимпульсов,введены коммутаторы и распределитель импульсов, вход которогосоединен с вторым выходом генератораимпульсов, выходы распределителяимпульсов подключены к управляющимвходам коммутаторов, выходы первогоиз которых соединены с входами блока источников света, выходы блока фотодатчиков через второй коммутатор 15подключены к входу порогового блока,Кроме того, вычислительный блоквыполнен из регистров сдвига, элемента И, реверсивного счетчика и блокаэлементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого является выходом вычислительного блока,.информационный вход которого являетсяпервым входом первого регистра сдвига, первый, второй и третийрегистрысдвига соединены последовательно, выходы трех последних ячеек первого,второго и третьего регистров сдвигачерез элемент И подключены к первомувходу четвертого регистра сдвига,четвертый и пятый регистры сдвига соединены последовательно, а выходы ихпоследних двух ячеек подключены кпервым входам блока элементов И, второй вход которого является первым уп- З 5равляющим входом вычислительного блока, вторые входы регистров сдвигаобъединены и являются вторым управляющим входом вычислительного. блока.На фиг.1 изображена структурная 40схема устройства, на фиг.2 - функциональная схема выполнения вычислительного блока.Устройство содержит конвейер 1,блок 2 источников света, блок 3 Фотодатчиков, генератор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, первый б и .второй 7 коммутаторы, пороговый блок8, вычислительный блок 9, делительчастоты 10, блок 11 считывания исчетчик 12. Вычислительный блок 9 со-держит первый 13, второй 14 и третий15 регистры сдвига, элемент И 16,четвертый 17 и пятый 18 регистрысдвига, блок 19 элементов И и ревер.сивный счетчик 20Устройство работает следующим образом,.Над движущейся лентой конвейера .1 в плоскости, перпендикулярной еедвижению, установлены блок 2 источ- бОников света и блок 3 фотодатчиков.Источники света и фотодатчики этихблоков расположены с одинаковымшагом, величина котор ого зависитот размеров учитываемых пРедметов. 65 Источники света и фотоприемники работают в инфракрасном частотном диапазоне, что позволяет устранить влияние внешней освещенности и обеспечивает устойчивое формирование изображений предметов. Генератор 4 импульсов вырабатывает две последовательности импульсов: первая - с частотойследования несколько сотен герц и определяющей период формирования однойстроки изображений учитываемых предметов, вторая - с большей в Й разчастотой следования, где Э - количество источников света и фотоприемников в соответствующих блоках. Сприходом первого импульса второй последовательности на первом выходе распределителя 5 импульсов формируетсяимпульс, поступающий на первые управляющие входы первого б и второго 7коммутаторов, Импульс, сформированныйна выходе второго распределителя 5импульсов, открывает первый ключ первого коммутатора б.и первый ключ второго коммутатора 7. При этом первыйисточник счета блока 2 источниковсвета Формирует импульс инфракрасного излучения с длительностью, равнойительности импульса .второй последовательности. Диаметр эоны освещенноси, создаваемый источником света, за-;висит от высоты расположения линейкиизлучателей от поверхности учитываемых предметов и в данном случае непревышает их шага расположения в линейке.Таким образом, источник светаможно считать приближенно точечным,а так как в каждый момент времени работает только один соответствующийему фотоприемник, исключается эффектпереотражений от поверхности учитываемых предметов, Импульс излучения, отраженный от поверхности учитываемого предмета, воспринимается первым фотоприемником блока 3 фотодатчиков и на его выходе генерируетсянапряжение, поступающее на информационный вход первого ключа второгокоммутатора 7. Это напряжение черезоткрытый ключ поступает на вход порогового блока 8Если величина напряжения, генерируемого фотодатчиком,больше установленной величины напряжения порога, на выходе пороговогоблока 8 формируется сигнал "Логической единицыф, в противном случае"Логический нуль". Таким образом,формируется один дискрет двухградационного изображения учитываемогопредмета,С приходом И -го импульса второйпоследовательности срабатывает И -йключ первого коммутаторов, и -й источник света блока 2 источников света и соответственно и -е фотодатчикблока 3 Фотодатчиков и ключ второгокоммутатора 7. На выходе пороговогоблока 8 формируется И -й дискрет двухградационного изображения, а на втором выходе генератора 4 импульсов- импульс первой последовательности. Заканчивается формирование одной строки двухградационного изображения учитываемых предметов.Синхронно с формированием каждого дискрета двухградационного изображения информация с выхода порогового блока 8 поступает на информационный вход вычислительного блока 9, на управляющий вход которого подается вторая последовательность импульсов, а на другой вход, через делитель 10 частоты, фиксирующий четную или не четную пару строк двухградационного изображения, первая последонательность с частотой, деленной на дна, Вычислительный блок 9 реализует алгоритм стирания контуров изображения учиты наемых предметов и подсчет числа изолированных областей (числа Эйлера), соответствующих количеству прошедших по конвейеру предметов, С выхода вычислительного блока 9 информация о 25 количестве предметов периодически или непрерывно считывается блоком 11 считывания и поступает на счетчик 12.Стирание контуров изображений вычислительным блоком 9 реализуется ЗО следующим образом. Информация о каждом дискрете двухградационного изображения поступает на информационный входпервого регистра 13 сдвига, последовательно соединенного с вторым и 35 третьим регистрами 14 и 15 сдвига, число разрядов которых ранно числу фотодатчиков, и с приходом импульса второй последовательности, поступающего на тактирующие входы сдвига 49 всех регистров сдвига, записывается в первый разряд первого регистра 13 сдвига. С приходом второго импульса второй последовательности в первый разряд записывается новая информация, 45 а. предыдущая сдвигается во второй разряд и т,д, Таким образом, после И-го импульса второй последовательности в первом регистре 13 сдвига окажется информация, соответствующая одной строке двухградационного изображения. Затем начинается процесс формирования второй строки изображения, при этом синхронно с записью информации в первый регистр 13 сдвига его содержимое переписывается во второй регистр 14 сдвига. В следующем такте содержимое второго регистра 14 сдвига переписывается в третий регистр 15 сдвига, содержимое первого регистра 13.сдвига - во второй ре гистр 14 сдвига, а в первый записывается информация о третьей строке.По три старших разряда первых трех регистров сдвига соединены элементом И 16 на девять входов. Синхронно 65 с процессом формирования каждого дискрета изображения осуществляется операция стирания контуров изображений. При этом стирается элемент, отличный от нуля, если хотя бы один из девяти элементов имеет значение логического нуля, т.е. значение логической единицы заменяется на логический нуль. Результат поступает на информационный вход четнертого регистра 17 сдвига, последовательно соединенного с пятым регистром 18 сдвига. Таким образом, после сформирования трех строк йзображения н четвертый регистр 17 сдвига будет записано соответствующее им "стертое" изображение, которое к моменту окончания формирования очередной строки исходного изображения перепишется н пятый регистр 18 сдвига, а в четвертый регистр 17 сдвига будет записано новое "стертое" изображение.Алгоритм счета числа изолированных областей (число Эйлера) осуществляется синхронно с алгоритмом стирания контуров изображения. С этой целью по дна старших разряда четвертого регистра 17 сдвига и пятого регистра 18 сдвига соединены с одним из входов блока 19 элементов И, на другой вход которого подается сигнал "Логический нуль" нечетная пара анализируемых строк или "Логический нуль" четная пара строк с делителя 10 частоты. При этом при анализе нечетной пары строк в блоке 19 элементов И учитываются все четверки единиц изображения, горизонтальные пары единиц, правые единицы и правые вертикальные пары, т.е. после минимизации известными методами реализуется логическая функция видаЭ 1(И)= (И- ЛИ)Ч(И. ЛИ,) ч( И ЛИ)где И с индексом - соответствующийэлемент изображения, записанный вчетвертом 17 и пятом 18 регистрахсдвига.Леные единицы и леВые вертикальные пары изображения учитываются после сдвига информации. в этих регистрах на один шаг ( разряд). С первого ныхода блока 19 элементов И результат при каждом сдвиге информации на один шаг поступает на прямой счетный вход реверсивного счетчика 20. При анализе четной пары строк предыдущая строка изображения и вновь сформированная очередная учитываются правые вертикальные пары единиц изображения и четверки единиц изображения или после минимизации реализуется логическая функция видаЭ(и)=(и 1 ли)ч(Й 1 У Й )1030819 И Составитель Г. Усачеведактор Н.Джуган ТехредИ.Гергель Корректор А.Повх акаэ 5215/50ВНИИПИ ираж 706 Подписи сударственного комитета СССР м изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб.,по д 113035;илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проект Левые вертикальные пары единициэображения учитываются на следующемшаге, а остальные элементы ФормулыЭйлера - при анализе очередной нечетной пары строк,С второго, выхода блока 19 элементов И результат поступает на обратныйсчетный вход реверсивного счетчика 20и вычисляется иэ предыдущих показа- ний, записанных при анализе нечетнойпары строк, Таким образом, в реверсивный счетчик 20 все время записывается число, соответствующее количеству предметов, прошедших по конвейеру,Использование изобретения в ряде ,областей народного хозяйства, например на крупных птицеФабриках, позволяет по сравнению с известным устройством повысить точность учета продукции, более гибко на этой основе проводить изменения в технологическом процессе с целью оптимизации выхода готовой продукции птицеФабрик, а так.- же снизить бой яиц на лентах конвейера путем исключения контактного взаимодействия с учитываеиям предметом, например, в электромеханических счетчиках. продукции.