Устройство для подсчета предметов,перемещаемых конвейером

Устройство для подсчета предметов,перемещаемых конвейером

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для учета различных предметов, ограниченных выпуклыми поверхностями, имеющих разные размеры и произвольно расположенных на ленте конвейера. Целью изобретения является повышение точности устройства и расширения его функциональных возможностей за счет определения текущего количества продукции на конвейере. Устройство содержит блок 2 источников света, блок 3 фотодатчиков , генератор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, коммутаторы 6 и 7, фильтр 8, формирователь 9 импульсов, пороговый блок 11, вычислительный блок 12, блок 13 считывания, счетчик 14, хронизатор 15, мультиплексор 16 и преобразователь 17 параллельного кода в последовательный. Фильтр 8 содержит операционные усилители и масштабируемые блоки. Использование изобретения позволяет повысить точность учета продукции и более гибко проводить изменения в технологическом процессе. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л

СОКИ СОВ ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1383421

А2

ug 4 G 06 М 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) 1030819 (21) 4131276/24-24 (22) 18.08.86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (7I ) Ленинградское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения «Нефтехимавтом атика», Ленинградский сельскохозяйственный институт и Птицефабрика «Ударник» Ленинградского треста «Птицепром» (72) Ю. А. Быстровзоров, В. С. Зарицкий, Е. И. Коротков, А. И. Лебединский, Н. И. Мельников и Л. А. Пигарев (53) 621.374.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1030819, кл G 06 М ?/02, 1981 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА

П РЕДМЕТОВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ КОНВЕЙЕРОМ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для учета различных предметов, ограниченных выпуклыми поверхностямн, имеющих разные размеры и произвольно расположенных на ленте конвейера. Целью изобретения является повышение точности устройства и расширения его функциональных возможностей за счет определения текущего количества продукции на конвейере. Устройство содержит блок 2 источников света, блок 3 фотодатчиков, генератор 4 импульсов, распределитель

5 импульсов, коммутаторы 6 и 7, фильтр

8, формирователь 9 импульсов, пороговый блок 11, вычислительный блок 12, блок 13 считывания, счетчик 14, хронизатор 15,мультиплексор 16 и преобразователь 17 параллельного кода и последовательный. Фильтр

8 содержит операционные усилители и масштабируемые блоки. Использование изобретения позволяет повысить точность учета продукции и более гибко проводить изменения в технологическом процессе . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1383421

45

1

Изобретение относится к автоматике, может быть использовано для учета различных предметов, ограниченных выпуклыми поверхностями, имеющих разные размеры и произвольным образом расположенных на ленте конвейера, в частности может быть использовано на птицефабриках для подсчета количества яиц, на предприятиях по производству консервной продукции или предприятиях электронной промышленности (корпуса изделий), и является усовершенствованием изобретения по ав. св. № 1030819.

Целью изобретения является повышение точности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет определения текущего количества продукции на конвейере.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема субоптимального фильтра; на фиг. 3 и 4 — видеосигнал на выходе и случайная помеха.

Устройство содержит конвейер 1, блок

2 источников света, блок 3 фотодатчиков, генератор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, первый 6 и второй 7 коммутаторы, фильтр 8, формирователь 9 импульсов, делитель 10 частоты, пороговый блок

11, вычислительный блок 12, блок 13 считывания, счетчик 14, хронизатор 15, мультиплексор 16 и преобразователь 17 параллельного кода в последовательный. Фильтр

8 содержит первый 18, второй 19, третий

20 и четвертый 21 операционные усилители и первый 22, второй 23, третий 24, четвертый 25, пятый 26 и шестой 27 масштабирующие блоки. Кроме того, устройство содержит блок 28 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Над движущейся лентой конвейера 1 в плоскости, перпендикулярной ее движению, установлены блок 2 источников света и блок 3 фотодатчиков. Источники света и фотодатчики этих блоков расположены с одинаковым шагом. Их количество в блоках определяется шагом расположения и шириной ленты конвейера. С целью устранения влияния внешней освещенности и устойчивого формирования иэображений работа блоков 2 и 3 осуществляется в инфракрасном частотном диапазоне. Генератор

4 импульсов вырабатывает две последовательности импульсов: первая — с частотой следования несколько сотен герц, которая определяет период формирования строки изображения; вторая — с частотой, большей в и раз, которая определяет частоту сканирования изображения в строке.

С приходом первого импульса второй последовательности на первом выходе распределителя 5 импульсов формируется импульс, поступающий на первые управляю5

2 щие входы первого 6 и второго 7 коммутаторов. Открываются первый ключ первого и второго коммутаторов. При этом первый источник света блока 2 источников света формирует им пульс инфракрасного излучения с длительностью, равной длительности импульса второй тактовой последовательности. Импульс излучения, отраженный от поверхности учитываемого объекта, восприним ается первым фотоприемником блока 3 фотодатчиков и преобразуется в напряжение, поступающее на информационный вход первого ключа второго коммутатора 7. Это напряжение поступает на вход фильтра 8. Таким образом формируется один дискрет изображения учитываемого объекта.

С приходом и-го импульса второй тактовой последовательности срабатывают п-й ключ первого коммутатора 6, и-й источник света блока 2 и, соответственно, и-й фото. датчик блока 3 и ключ второго коммутатора

7. Таким образом, на выходе второго коммутатора 7 формируется и-й дискрет изображения. Заканчивается процесс формирования видеосигнала одной строки изображения объектов и начинается формирование очередной новой строки.

Видеосигнал с выхода второго коммутатора 7 синхронно с формированием каждого дискрета изображения поступает на вход фильтра 8. Поскольку видеосигнал содержит случайную помеху (фиг. 3), то структура фильтра должна быть оптимальной, то есть фильтр по своим динамическим свойствам должен в минимальной степени искажать полезный сигнал S(t) и максимально подавлять помеху.

Передаточная функция фильтра с постоянными коэффициентами имеет вид

g (Tap+i)

1 (р) т р*„ е ()

Вводя вспомогательную переменную U и переходя во временную область, можно получить систему дифференциальных уравнений, эквивалентных полученной передаточной функции, T U+2 f TU+ U =x (t); (2)

КТ, U+KU=у(), (3) которым соответствует структурная схема фильтра (фиг. 2). На этой схеме x(t) и

y(t) — соответственно входной и выходной сигналы субоптимального фильтра, первый 18 и четвертый 21 операционные усилители включены по схеме дифференцирующего включения с реализацией суммирования входных сигналов, а второй 19 и третий 20 операционные усилители включены в режиме инверторов с единичным коэффициентом передачи, а масштабирующие блоки задают постоянные времени и коэф1383421

3 фициенты передачи фильтра: 22 = Б25 =

= 1/Т, М24 = 2/Т, 26 = КТс, 27 = К, 23 = -С.

Эффективность применения фильтра 8 иллюстрируется на фиг. 4, где приведен видеосигнал на выходе второго коммутатора ? до применения фильтрации и видеосигнал на выходе формирователя 9 импульсов. Как следует из осциллограмм, применение субоптимального фильтра существенно снижает влияние помех и особенно влияние эффекта многократных отражений от поверхности соприкасающихся объектов (амплитуда сигнала от области соприкосновения не превышает 0,7 — 0,8 В по сравнению с 2,2 — 2,4 В при отсутствии фильтрации) . Вследствие этого при использовании дальнейших цифровых методов обработки изображений удалось обеспечить, в частности для яиц, преобразование аналогового изображения в изоли рова нное двухградационное во всем диапазоне изменения диаметра поверхности яиц от 34 до 49,5 мм.

С выхода формирователя 9 видеосигнал поступает на вход порогового блока 11.

При превышении видеосигналом величины напряжения порога на первом выходе порогового блока 11 формируется сигнал логической «1», на втором входе — логический «О». Таким образом, формируется двухградационный сигнал строки изображения объектов, состоящий из п дискретов отдельных изображений учитываемых объектов.

Синхронно с формированием каждого дискрета двухградационного изображения информация с выхода порогового блока .11 поступает на информационный вход вычислительного блока 12, на управляющий вход которого подается вторая последовагельность импульсов, а на другой вход через. делитель 10 частоты, фиксирующий четную и нечетную пары строк двухградационного изображения — первая последовательность с частотой, деленной на два.

Вычислительный блок 12 реализует алго.ритм стирания контуров изображения учитываемых объектов и подсчет числа изолированных областей (числа Эйлера), соответствующих количеству прошедших по конвейеру объектов. С выхода вычислительного блока 12 информация о количестве предметов считывается блоком 13 считывания и поступает на счетчик 14.

Стирание контуров изображений вычислительным блоком 12 осуществляется синхронно с формированием каждого дискрета изображения. При этом стирается каждый анализируемый элемент, отличный от нуля, если хотя бы один из восьми элементов его окружения имеет значение логического «О» т.е. значение логической «1» заменяется на логический «О». Такая операция, реализуемая на каждом шаге формирования изображения на трех сдвиговых регистрах, используемых для запоминания трех

4 строк изображения и логической схемы 9 И, позволяет в процессе последовательного формирования строк изображения разделить многосвязные конфигурации изображений соприкасающихся объектов на изолированные односвязные, соответствующие реальному количеству объектов.

Алгоритм счета изолированных односвязных конфигураций (число Эйлера) осуществляется также синхронно с алгоритмом стирания контуров изображений и реализуется на основе анализа четырех элементов изображения в двух стертых строках в каждый момент формирования и-го дискрета раздельно в нечетной и четной паре строк изображения. При этом количество объектов определяется рекуррентно как разность чисел Эйлера в нечетной Э (и) и четной

Э (и) паре строк изображения N = Э (п)— — Э (и). Числа Эйлера в нечетной и четной паре строк определяются соответственно логическими функциями

Э (п) = (п, п ) .V. (n,,лп,) V (й, п ) (4)

Э (и) = (п,лп,) Ч (й,,Yn, ), (5)

25 где и с индексом — элементы стертого изображения двух анализируемых строк.

Итоговое число Эйлера, получаемое в вычислительном блоке 12, считывается блоком 13 и поступает на счетчик 14.

Второй выход порогового блока 11 свяЗО зан с входом хронизатора 15. На втором выходе порогового блока 11 каждый раз формируется сигнал, запускающий хронизатор 15, который через время задержки с вырабатывает на первом управляющем выходе сигнал, поступающий на первый строЗ5 бирующий вход мультиплексора 16. При этом кодовая комбинация, соответствующая текущему времени, с информационных выходов хронизатора 15 поступает на первую шину данных мультиплексора 16 и да40 лее на его выход, связанный с входом преобразователя 17. Последний преобразует поступающий п-разрядный параллельный код в последовательный и выдает его на блок 28 регистрации. В момент окончания преобразования временного кода хрониза45 тор 15 формирует на втором управляющем выходе сигнал, поступающий на второй стробирующий вход мультиплексора 16.

При этом информация о текущем количестве продукции по информационным выходам

5О счетчика 14, подключенным к второй шине данных мультиплексора, поступает на вход преобразователя 17 и затем в виде последовательного кода на блок 28 регистрации центрального диспетчерского пульта, на котором фиксируется текущее количество

55 продукции на конвейере.

Если интервал следования импульсов (при отсутствии предметов на конвейере), формируемых на втором выходе порогового

1383421

5 блока ll, меньше времени задержки Г, то хронизатор 15 сбрасывается очередным импульсом, поступающим с второго выхода порогового блока 11, и снова перезапускается. При этом информация с выходов таймера и счетчика на преобразователь 17 не поступает. Величина времени задержки », подбирается в каждом конкретном случае экспериментально и зависит от продуктивности птичников, производительности конвейерной линии и требуемой производите|ьности труда обслуживающего персонала.

Формула изобретения

1. Устройство для подсчета штучных предметов, перемещаемых конвейером по авт. св. № 1030819, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства и расширения его функциональных возможностей за счет определения текущего количества продукции на конвейере, в него введены фильтр, формирователь импульсов, хронизатор, мультиплексор, преобразователь параллельного кода в последовательный и блок регистрации, выход коммутатора через формирователь импульсов соединен с входом порогового блока, второй выход которого подключен к входу хрони6 затора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму стробирующим входам мультиплексора, первые информационные входы которого соединены с третьими выходами хро низатора, выходы счетчика подключены к вторым информационным входам мультиплексора, выходы которого соединены с входами преобразователя параллельного кода в последовательный, выходы которого под10 ключены к входу блока регистрации.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтр содержит операционные усилители и масштабирующие блоки, выходы первого, второго, третьего и четвертого из которых подключены к соответствукнцим входам первого операционного усилителя, выход которого соединен с входами третьего и пятого масштабирующих блоков и через последовательно соединенные второй и третий операционные усилители с входом

20 шестого масштабирующего блока, выходы пятого и шестого масштабирующих блоков подключены к соответствующим входам четвертого операционного усилителя, выход которого является выходом фильтра, выход третьего операционного усилителя соединен с входом четвертого масштабирующего блока, вход первого масштабирующего блока является входом фильтра.

1383421

Фиа 4

Составитель Н. Баганова

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 916/51 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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