Устройство для автоматического контроля поверхностных дефектов

Устройство для автоматического контроля поверхностных дефектов

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и используется в системах автоматического контроля для анализа качества обработки поверхностей различных деталей. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат за счет уменьшения емкости блока памяти локальных окон. Устройство состоит из телекамеры, схемы формирования бинарных видеосигналов, элемента памяти, схемы совпадения, детектора, блока памяти с прямым доступом со схемой управления, блока операционной памяти, операционной схемы, схемы вывода, счетчика по строке, счетчика по кадру, счетчика текущего адреса, дешифратора, блока памяти локальных окон, двух схем сравнения, схемы синхронизации, двух счетчиков координат, схемы управления и счетчика приращений. Вместо координат точек локального окна используются приращения координат точек локального окна и знаки этих приращений. Для каждой строки изображения в памяти хранятся два значения приращения и два знака этих приращений, соответствующие левой и правой частям изображения. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля для анализа качества обработки поверхностей различных деталей, в частности, поршневых колец. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат за счет уменьшения емкости блока памяти локальных окон. На чертеже приведена функциональная схема устройства для автоматического контроля поверхностных дефектов. Устройство состоит из телекамеры 1, схемы 2 формирования бинарных видеосигналов, элемента 3 памяти, схемы 4 совпадения, детектора 5, схемы 6 управления первым блоком 7 памяти с прямым доступом, второго блока 8 операционной памяти, операционной схемы 9, схемы 10 вывода, счетчика 11 по строке, счетчика 12 по кадру, счетчика 13 текущего адреса, дешифратора 14, третьего блока 15 памяти локальных окон, первой схемы 16 сравнения, схемы 17 синхронизации, первого счетчика 18 координат, схемы 19 управления, второй схемы 20 сравнения, второго счетчика 21 координат, счетчика 22 приращений. Выход телекамеры 1 соединен со входом схемы 2 формирования бинарных видеосигналов, выход схемы 2 соединен с первым входом схемы 4 совпадения, выход которой соединен с первым входом детектора 5 второй выход детектора 5 соединен со входом схемы 6 управления блоком 7 памяти. Выход схемы 6 управления соединен со вторым входом блока 7 памяти с прямым доступом, первый вход блока 7 памяти с прямым доступом соединен с первым выходом детектора 5, выход блока 7 памяти с прямым доступом соединен с первым входом операционной схемы 9. Выход блока 8 операционной памяти соединен с вторым входом операционной схемы 9, выход которой соединен с первым входом схемы 10 вывода. Первый выход счетчика 11 по строке соединен с входом счетчика 12 по кадру, второй выход - с первыми входами первой 16 и второй 20 схем сравнения и третьим входом схемы 19 управления. Первый выход счетчика 12 по кадру соединен с первым входом счетчика 13 текущего адреса, второй выход - с входом дешифратора 14. Выход счетчика 13 текущего адреса соединен со входом блока 15 памяти локальных окон, выход дешифратора 14 соединен с управляющими входами первой 16 и второй 20 схем сравнения, второй вход счетчика 13 текущего адреса и первый вход схемы 19 управления соединены с первым выходом счетчика 22 приращений. Второй выход блока 15 памяти локальных окон соединен с вторым входом схемы 19 управления, первый выход - с первым входом счетчика 22 приращений, второй выход которого соединен с четвертым входом схемы 19 управления, а второй вход - с первым выходом схемы 19 управления. Второй и третий выходы схемы 19 управления соединены с первым и вторым входами первого счетчика 18 координат, четвертый и пятый выходы - с первым и вторым входами второго счетчика 21 координат. Выход первого счетчика 18 координат соединен с вторым входом первой схемы 16 сравнения, выход второго счетчика 21 координат соединен с вторым входом второй схемы 20 сравнения. Выход первой схемы 16 сравнения соединен с первым входом элемента 3 памяти, выход второй схемы 20 сравнения соединен с вторым входом элемента 3 памяти, выход которого соединен с вторым входом схемы 4 совпадения и вторым входом схемы 10 вывода. Первый выход схемы 17 синхронизации соединен с входом телекамеры 1, второй выход - с вторым входом детектора 5 и входом счетчика 1 по строке. Устройство работает следующим образом. Подаваемая деталь фиксируется перед телекамерой 1. По сигналу от схемы 17 синхронизации телекамера 1 начинает сканировать изображение. До появления сигнала начала окна схема 4 совпадения запирает вход детектора 5 и, соответственно, формируемые схемой 2 бинарные видеосигналы не обрабатываются. Счетчик 11 по строке, управляемый импульсами тактовой частоты, подсчитывает номера элементов разложения телевизионного изображения в строке. Счетчик 12 по кадру, управляемый строчными синхроимпульсами, подсчитывает номера строк в кадре телевизионного изображения. Дешифратор 14 определяет начальную и конечную строки изображения локального окна и в этот период разрешает работу схем сравнения 16 и 20. В момент появления очередного строчного синхроимпульса счетчик 13 текущего адреса выбирает соответствующий адрес блока 15 памяти локальных окон. На первом выходе блока 15 памяти формируется код знака ("0" соответствует знаку "-"; "1" - знаку "+"), а на втором выходе - параллельный код приращения для первой (левой) точки локального окна. Первый и второй входы первого 18 и второго 21 счетчиков координат являются соответственно вычитающим и суммирующим. В зависимости от кода знака схема 19 управления выбирает один из этих входов. Состояние счетчика 22 приращений до записи в него текущего приращения характеризуется как нулевое и нулевой сигнал на его втором выходе запрещает схеме 19 управления прохождение импульсов тактовой частоты на счетчики 18 и 21 координат. Сигналами со схемы управления разрешается запись приращения из блока 15 памяти в счетчик 22 приращений и выбирается соответствующий счетчик координат, в частности, 18, формирующий точки левой половины окна. Как только счетчик 22 приращений получает ненулевое содержимое, он разрешает прохождение импульсов тактовой частоты схеме управления на соответствующий счетный вход счетчика 18 координат. Одновременно импульсы тактовой частоты с первого выхода схемы 19 управления поступают на второй (счетный) вход счетчика 22 приращений. Эта процедура происходит до тех пор, пока содержимое счетчика 22 приращений не станет равным нулю. В этот момент счетчик 22 приращений сигналом со второго выхода прекращает прохождение импульсов тактовой частоты со схемы 19 управления на счетчик 18 координат. На первом выходе счетчика 22 приращений появляется сигнал, разрешающий переход на следующий адрес в этой строке. В этот же момент на счетчике 18 координат устанавливается значение соответствующей координаты. Одновременно счетчик 13 текущего адреса выбирает следующий адрес блока 15 памяти для этой строки. На первом и втором выходах блока 15 памяти появляется соответственно код знака и код приращения для второй (правой) точки локального окна. Сигналами со схемы 19 управления разрешается запись приращения из блока 15 памяти в счетчик 22 приращений и выбирается счетчик 21 координат, формирующий точки правой половины локального окна. Далее все происходит аналогично процедуре формирования левой половины окна. Содержимое счетчиков 18 и 21 координат параллельным кодом устанавливается на первых группах входов соответственно первой 16 и второй 20 схем сравнения. В момент появления на вторых группах входов вначале схемы 16 сравнения, а затем - 20 номеров элементов разложения, равных вначале содержимому счетчика 18 координат, а затем и 21, схема 16 сравнения сигналом со своего выхода переводит элемент 3 памяти в положение, разрешающее прохождение видеосигнала на выход схемы 4 совпадения, а затем по сигналу от схемы 20 сравнения элемент 3 памяти запрещает прохождение видеосигнала на выход схемы 4 совпадения, тем самым формируя локальное окно. Детектор 5 выделяет бинарные сигналы, принадлежащие дефектам, измеряет их длительность и записывает полученные значения в блок 7 памяти с прямым доступом с помощью схемы 6 управления блоком памяти. Операционная схема 9 выбирает величины детектор из блока 7 памяти и сравнивает с заданными пороговыми значениями, записанными в блоке 8 операционной памяти. Схема 10 вывода может осуществлять контроль наличия локального окна. В блоке памяти локальных окон последовательно, начиная с первого, записаны приращения координат точек контура локального окна и знаки этих приращений. Эти приращения представляют собой разности между двумя координатами - предыдущей и последующей в двух соседних строках. Знак приращения указывает вычитать или прибавлять данное приращение к значению координаты предыдущей строки. Координаты контура локального окна (его левой и правой половины) формируются раздельно и независимо друг от друга путем сложения либо вычитания значения координаты в предыдущей строке со значением приращения, выбранным из блока памяти локальных окон в соответствии с адресом. По этому же адресу одновременно с приращением выбирается знак приращения. Для каждой строки изображения в памяти хранится два значения приращения и два знака этих приращений, соответствующие левой и правой частям изображения. Если для телевизионной развертки со стандартом 512 элементов разложения изображения в строке для хранения значения координаты в двоичном коде необходимо десять разрядов в адресуемой ячейке памяти, то в предлагаемом варианте, например, для изображения окружности наибольшая величина приращения на одну строку равна восьми элементам разложения, а количество разрядов для хранения приращения равно трем и один разряд для хранения знака. Таким образом, за счет использования приращений вместо координат точек контура локального окна достигается сокращение аппаратурных затрат путем уменьшения емкости блока памяти локальных окон.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные телекамеру, схему формирования бинарных видеосигналов, схему совпадения, детектор, первый блок памяти, операционную схему и схему вывода, схему управления первым блоком памяти, второй блок памяти, соединенные последовательно первый, второй, третий счетчики и третий блок памяти, дешифратор, схему сравнения, схему синхронизации, элемент памяти, выход которого соединен с вторыми входами схемы вывода и схемы совпадения, первый выход схемы синхронизации соединен с управляющим входом телекамеры, второй выход - с входом первого счетчика и вторым входом детектора, второй выход детектора через схему управления первым блоком памяти соединен с вторым входом первого блока памяти, выход второго блока памяти соединен с вторым входом операционной схемы, второй выход второго счетчика соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом схемы сравнения, первый вход которой соединен с вторым выходом первого счетчика, а выход - с первым входом элемента памяти, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в него дополнительно введены вторая схема сравнения, четвертый, пятый и шестой счетчики и схема управления, первый вход которой и второй вход третьего счетчика соединены с первым выходом шестого счетчика, первый вход которого соединен с первым выходом третьего блока памяти, второй вход схемы управления соединен с вторым выходом третьего блока памяти, третий вход схемы управления и первый вход второй схемы сравнения соединены с вторым выходом первого счетчика, четвертый вход схемы управления соединен с вторым выходом шестого счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом схемы управления, второй и третий выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого счетчика, а четвертый и пятый выходы - с первым и вторым входами пятого счетчика, выходы четвертого и пятого счетчиков соединены с вторыми входами первой и второй схем сравнения соответственно, управляющий вход второй схемы сравнения соединен с выходом дешифратора, а ее выход - с вторым входом элемента памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1