Устройство для измерения размеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 01 В 21/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ элементов и двоичных матрицы фо счетчиков, магистраль выходная магистраль иравлеция соединены соотмагистралью данных и ветствецн ыходами элементов И,контроллера, триггераого мультиплексора,трали которого соединеныетчика выбора строки соединены с программного и магистральвходные магис выходами с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 832317, кл, С 01 В 7/02, 1979,Авторское свидетельство СССРВ 913068, кл. 0 01 В 21 /02, 1980(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бесконтактных измеренияхразмеров, в частности, в системахтехнического зрения, Расширение функциональных возможностей достигаетсяза счет введения в устройство дляизмерения размеров с матрицей фотоэлементов, связанной с блоком ступенчатого изменения напряжения, элемента И-НЕ, первый выход которого соединен с выходом генератора импульсов,а выход - с входом блока ступенчатого изменения напряжения и вторымивходами. логических элеметов И, двоичных счетчиков, счетные входы которых БО 1272 ИО А 1 адресной магистралью программногоконтроллера, которые являются первыми вторым входами-выходами устройстваВыход датчика стартовых импульсовсоединен с входом установки в "0"счетчика выбора строки матрицы фотоэлементов и первым входом программного контроллера, второй вход которогосоединен с первым выходом триггера,третий вход и первый выход являются соответственно входом и выходом устройства; второй и третий выходы сое- Ж динецы соответственно с входами установки в "0" двоичных счетчиков и первым входом триггера, вторые вход и ( выход которого соединены с выходом блока ступенчатого изменения напряжения и входом счетчика выбора строки матрицы фотоэлементов соответственно. В дополнительных пунктах формулы изобретения дана структура прог раммного контроллера и его блока Ю управления, Таким образом, за счет наличия в устройстве программногоакай контроллера и мультиплексора с блоками их обеспечения возможно преобразование оптической информации, получаемой с матрицы фотоэлементов, в электрическую с одновременной обработкой преобразованной ранее информации при ,ф 3 ь измерении одновременно несколькихап 3 ь размеров на одной позиции. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованопри бесконтактных измерениях размеров, в частности, в системах технического зрения. 5Цель изобретения - расширение функционапьных возможностей.На Фиг.1 представлена блок-схемаустройства для измерения размеров;на фиг.2 - блок-схема программного10контроллера; на Фиг.3 - схема блокауправления.Устройство для измерения размеровсодержит генераторимпульсов, матрицу 2 Фотоэлементов, блок 3 ступен 15чатого изменения напряжения, компараторы 4-14-М, число которых равно числу столбцов матрицы 2, элементы И 5-15-М, счетчик б выборастроки матрицы 2 фотоэлементов, датчик 7 стартовых импульсов, элементИ-НЕ 8, двоичные счетчики 9-19-Ю,программный контроллер 10, триггер11, магистральный мультиплексор 12,магистраль 13 данных программного25контроллера 10 соединена с первымвходом-выходом устройства, адреснаямагистраль 14 программного контрол-лера 10 соединена с вторым входом"выходом устройства, третий вход программного контроллера 10 соединен свходом 15 устройства, первый выходпрограммного контроллера О соединенс выходом 16 устройства,Программный контроллер О содержит запоминающий узел ЗУ) 17 микропрограмм, универсальный микропроцессор 18 инкрементный микропроцессор19, элемент И-ИЛИ-НЕ 20, оперативныйзапоминающий узел 21, универсальный 40магистральный коммутатор 22, блок 23управления, блок 24 синхронизациивторые входы элемента И-ИЛИ-НЕ 20соединены с первым 25 и вторым 26входами программного контроллера 10 45первый выход 27 блока 23 управленияявляется вторым выходом программногоконтроллера 101 второй выход 28 блока23 управления является третьим выходом программного контроллера 10. 50Блок 23 управления содержит первый29 и второй 30 элементы НЕ, первый 31,второй 32, третий 33 элементы И-НЕ,триггер 34, первый 35, второй 36элементы И, выход триггера 34 соединен с третьим выходом 37 блока 23управления, выходы первого 35 и второго 36 элементов И соединены соответственно с первым 27 и вторым 28 выходами блока 23 управления, вход первого элемента НЕ 29 является вторым входом блока 23 управления и выходом 16 устройства, вторые входы первого 35 и второго 36 элементов И соединены соответственно с третьим 38 и четвертым 39 входами блока 23 управления, вторыевходы второго 32 итретьего 33 элементов И-НЕ соединены соответственно с шестым 40 и пятым 41 входами блока 23 управления, вход второго элемента НЕ 30 соединен с первым входом 42 блока 23 управления, второй вход первого элемента И-НЕ 31 соединен с седьмым входом 43 блока 23 управлениявыход третьего элемента И-НЕ 33 соединен с четвертым выходом 44 блока 23 управления.Устройство для измерения размеров работает следующим образом.В исходном состоянии на втором выходе триггера 11 уровень логического "0", элемент И-НЕ 8 заблокирован, программньй контроллер 10 находится в режиме ожидания сигнала (вход 25) с датчика 7 стартовых импульсов. При поступлении сигнала (вход 25) с датчика 7 стартовых импульсов счетчик 6 выбора строки устанавливается в нулевое состояние, при котором его выход подключается к первой строке матрицы 2 Фотоэлементов. При этом на вторых входах компараторов 4-14-М устанавливаются сигналы, пропорциональные площади затемнения соответствующих Фотоэлементов первой строки матрицы 2;По сигналу (вход 25) датчика стар" товых импульсов программный контроллер 10 вырабатывает импульс на выходе 27, по которому двоичные счетчики 9-19-В устанавливаются в "0", затем программный контроллер 10 вырабатывает импульс на выходе блока 23, по которому перебрасывается триггер 11, после чего сигналы с генератора 1 импульсов через элемент И"НЕ 8 поступают на вторые входы злемечтов И 5-1 5-И и вход блока 3 ступенчатого изменения напряжения, который вырабатывает опорные напряжения, поступающие на вторые входы компараторов 4-14-Б таким образом, чтобы при полном освещении Фотоэлементов матрицы 2 на выходе компараторов 4-1 4-Я в исходном состоянии был уро. вень логического "У, а на выходахкомпараторов 4-14-Б соответствущих частично или полностью затемненных фотоэлементов матрицы 2 - уровеньлогической "1". Переключение последних компараторов 4-14-И произойдет, когда опорное напряжение с выхода блока 3 ступенчатого изменения превысит или сравняется с напряжением с соответствующих фотоэлементов матрицы 2.Таким образом, на выходы счетчика 9-19-М через элементы И 5-15-И поступает число импульсов, соответствующее степени затемнения соответствующих Фотоэлементов выбранной строки матрицы 2.При исчерпании ступеней напряжения 1 О блока 3 сигналом с его выхода перебрасывается триггер 11, сигнал с выхода которого поступает на вход 26 программного контроллера 10Программный контроллер 10 производит считывание содержимого счетчика 6 выбора строки и двоичных счетчиков 9-19-И путем изменения кода на адресноймагистрали 14, подаваемого на адресный вход магистрального мультиплексора 12, при этом содержимое соответствующего счетчика б, 9-19-Б поступает йо магистрали 13 данных на вход программного контроллера 10,По окончании считывания программный контроллер 10 последовательно вырабатывает импульсы на первом 27, втором 28 выходах, которые, в свою з 5 очередь, сбрасывают в "0" счетчики 9-19-И, и перебрасывает триггер11 соответственно. Сигналом с второ. го выхода триггера 11 счетчик 6 выбора устанавливается в состояние, 40 соответствующее подключению второйстроки матрицы 2 фотоэлементов. Далеецикл повторяется. В процессе накопления информации в счетчиках 9-1..9-М программный контроллер 10 производит обработку принятой информации,После считывания информации с последней строки матрицы 2 фотоэлементовпрограммный контроллер 10 вычисляеттребуемые размеры.Вычисление производится в четыреэтапа:определение параметров функций,которые описывают проекции контураизмеряемого объекта в прямоугольнойсистеме координат, в соответствии сплощадями затемнения фотоэлементовматрицы 2; вычисление координат точек центра проекции, углов и т,п.; вычисление размеров проекции; вычисление размеров с учетом масштабных коэФфициентов.По окончании вычислений программный контроллер 10 перецает информацию ва внешние устройства, например в схему контрольного автомата или наиндикацию. При этом информация на адресной магистрали 14, являющейся вторым входом-выходом устройства, определяет приемник информации, а информация на магистрали 13 данных, являющейся первым входом-выходом устройства, характеризует количественное(например, "годная", "брак" ) содержание информации,Передача информации стробируетсясигналом на выходе 16 устройства,Сигнализация оприеме внешним устройством информации осуществляется подачей сигнала логическая "1" на вход15 устройства для измерения размеров.Па адресной магистрали и магистрали данных устройство для измерения размеров может принимать информацию свнешних устройств (например, информация о поле допуска,типе детали и т,п.).Программный контроллер 10 (фиг.2)работает следующим образом. Инкрементный микропроцессор 19 вырабатываетпоследовательность адресов на адреснаи магистрали в соответствии с кодам микрокоманды, поступающим с ЗУ микропрограмм.Возможны три режима работы инкрементного микропроцессора 19: режим последовательного изменения адресов, осуществление безусловных переходовв соответствии с адресом, поступающимпо магистрали данных, осуществление условных переходов в зависимости от уровня сигнала на входе управления, которое определяется состоянием элемента И-ИЛИ-НЕ 20. Запоминающий узел 17 микропрограмм вырабатывает последовательность управляющих сигналов в соответствии с состоянием адресной шины инкрементного микропроцессора 19. Универсальныймикропроцессор 18производит операции с данными, посту"лающими по первой и второй двунаправленным магистралям данных в соответствии с кодом на входе микрокоманды.Результаты вычислений выдаются намагистрали данных.12721В соответствии с результатом вырабатываются сигналы на первом и втором выходах универсального микропроцессора 18, поступающие на вторые входы элемента И-ИЛИ-НЕ 20. Универсальный 5 магистральный коммутатор 22 осуществдяет коммутацию данных, поступающих ,по первой, второй, третьей и четвертой магистралям, в .:соответствии с кодом на управляющей магистрали, со" ,единенной с шестым выходом запоминающего узла 17 микропрограмм, сигнал с восьмого выхода которого осуществляет выборку оперативного запоминаю. щего узла 21. При этом .может осуществляться считывание информации, а. также запись при наличии сигнала,логического "0" на выходе 44 блока 23 управления в соответствии с состоянием на адресной магистрали.Сигнал логического "О" с выхода 37 блока 23 управления переводит универсальный магистральный коммутатор 22 в режим хранения результата, при25 этом состояние на шинах данных универсального магистрального коммутатора сохраняется независимо от состояния магистрали управленйя. Блок 24 синхронизации вырабатывает серии синхроимпульсов, Универсальный микропро- ЗО цессор 18 синхронизируется двумя синхроимпульсами с первого и второго выходов блока 24 синхронизации, инкрементный микропроцессор 19 синхронизируется синхроимпульсами с третьего 35 и четвертого выходов блока 24 синх, ронизации.Блок 23 управления (фиг.3) работает следующим образом. При поступлении сигнала логической "1" с тринадцата го выхода ЗУ 17 микропрограмм на пятый вход 41 блока 23 управления исигнала логического "0" с четвертоговыхода блока 24 синхронизации на второй вход блока 23 управления, яв- е 5 ляющийся также выходом 16 устройства который инвертируется элементом НЕ29, сигналом с выхода второго элемента И-НЕ 32 перебрасывается триггер 34 и на выходе 37 блока 23 управления 50появляется сигнал логического "0", который поступает на вход хранения результата универсального магистрального коммутатора 22. Возврат триггера 34 в исходное состояние осуществ" И ляется поступлением сигнала логического "О" с входа на элемент Нф 30 исигнала логической "1" с входа 43 на 10 Ьпервый элемент И-НЕ 31. Сигналы логической "1" на первом 27 и втором 28 выходах блока 23 управления вырабатываются при поступлении сигналов логической "1" на вторые входы первого 35 и второго 36 элементов И соответственно и логического "0" с входа, являющегося выходом 16 устройства, на первый элемент НЕ 29.При поступлении сигнала логической "1" с входа 40 на третий элемент И-НЕ 33 и сигнала логического "0" с входа, являющегося также выходом 16 устройства, на первый элемент 29 НЕ вырабатывается сигнал "Запись" на четвертом, выходе 44 блока 23 управления, поступающий на вход "Запись" узла 21.Формула. изобретения1. Устройство для измерения размеров, содержащее генератор импульсов, матрицу фотоэлементов, элементы И и компараторы, число которых равно числу столбцов матрицы фотоэлементов, блок ступенчатого изменения напряжения, выход которого соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которых подключены к столбцам матрицы фотоэлементов, а выходы соединены с первыми входами элементов И, счетчик выбора строки матрицы фотоэлементов, датчик стартовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено элементом И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом блока ступенчатого изменения напряжения и вторыми входами элементов И, двоичными счетчиками, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И., программным контроллером, триггером и магистральным мультиплексором, входные магистрали кото" рого соединены с выходами счетчика выбора строки матрицы фотоэлементов и двоичных счетчиков, а выходная магистраль и магистраль управления соединены соответственно с магистралью данных и адресной магистралью программного контроллера, которые являются первым и вторым входами-выходами устройства, выход датчика стартовых импульсов соединен с входом установки в "0" счетчика выбора строки мат 1272110рицы фотоэлементов и первым входомпрограммного контроллера, второй вхацкоторого соединен с первым выходомтриггера, а третий вход является входам устройства, первый выход програмного контроллера является выходомустройства, а второй и третий выходысоединены соответственно с входамиустановки в "О" двоичных счетчикови первым входом триггера, вторыевходи выход которого соединены с выходом блока ступенчатого изменениянапряжения и входом счетчика выборастроки матрицы фотоэлементов соответственно,2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что программныйконтроллер выполнен в виде запоминающего узла микропрограмм, универсального микропроцессора, блока управленйя, блока синхронизации, инкрементного микропроцессора, магистраль ад"ресов которого соединена с адреснымвходом запоминающего узла микропрограмм первый и второй выходы которого са единены с входами микрокомандыуниверсальногомикропроцессора и инкрементного микропроцессора соответственно,элемента И-ИЛИ-НЕ, первые входы которого соединены с третьим, четвертым, З 0пятым, шестым и седьмым выходами запоминающего узла микропрограмм, а вторыевходы являются саответственнна первым, вторым, третьим входами программного контроллера, первым и вторым З 5выходами универсального микропроцессора, выход элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с входом управления инкрементногомикпроцессора, оперативного запоминающего узла, универсального магистрального коммутатора, магистральуправления и первая магистраль данныхкоторого соединены с восьмым и девятым выходами запоминающего узла микропрограмм соответственно, вторая 45магистраль данных - с магистральюданных инкрементного микропроцессора,третья магистраль данных - с первоймагистралью данных универсальногомикропроцессора, а четвертая магистраль данных - с адресной магистральюпрограммного контроллера и адреснымвходом оперативного запоминающегоузла, информационный вход-выход которого соединен с второй магистралью 55данных универсального микропроцессора и является магистралью данных программного контроллера, вход выборки оперативного запоминающего узла соединен с десятым выходом запоминающего узла микропрограмм, первый выход блока синхронизации соединен с первым синхравхадам универсальнага микропроцессора и первым входам блока управления, второй выход - с вторым синхравхадам универсального микропроцессора, третий и четвертый выходы - с первым и вторым синхровходами инкрементного микропроцессора соответственно, пятый выход - с вторым входом бЛока управления и является первым выходом программного контроллера, с третьего па седьмой входы блока управления соединены соответственно с одиннадцатого по пятнадцатый выходами запоминающего узла микропрограмм, а с первого по четвертый выходы блока управления являются соответственно вторым и третьим выходами программного контроллера, входом хранения результата универсального магистрального коммутатора и входом "Запись" оперативного запоминающего узла.3. Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде первого и второго элементов НЕ, первого, второго и третьего элементов И-НЕ, триггера, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И-НЕ, а выход является третьим выходом блока управления, первого и второго элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока управления соответственно, вход первого элемента НЕ является вторым входом бло,ка управления, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второго и третьего элементов И-НЕ, вторые входы элементов И, второго и третьего элементов И-НЕ являются соответственно третьим, четвертым, шестым и пятым входами блока управления, вход второго элемента НЕ является первым входом блока управления, а выход соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого является седьмым входом блока управления, а выход третьего элемента И-НЕ является четвертым выходом блока управления12721 0 Составитель Е.Глазкова Техрсд Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник Редактор Н.Тупица Заказ 6327/37 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5