Телевизионное ориентирующее устройство

 

Изобретение относится к технике телевидения и позволяет повысить точность ориентирования. Устр-во содержит телевизионную камеру 1 на матрице ПЗС, формирователь 2 двухградационного сигнала, осветитель 3, блок 4 распознавания фрагментов изображения, блок 5 выбора (БВ) угла поворота детали , датчик 6 поворотов, блок 7 управления (БУ), четыре усилителя 8 мощности, шаговый электродвигатель (Л ND 00 СО ел 05

СООЗ СОНЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5И 4 Н 04 N 7/18 ф У,ГлУ ь щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОИЖ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3978783/24-09 (22) 22.11.85 (46) 23.03.87. Бюл. ¹ 11 (72) А.П.Тихопой, Б.A.Котов, Б.Б.Камсков, Б.Н.Гаврилов и Ю.В.Апетурин (53). 62 1.397 (088.8) (56) Данилов А.А. Сенсорные устрой— ства автоматов контроля и сборки.

Л, . Машиностроение, 1984, с, 162.

Автомат кассетирования 11ТБ2000.

Информационный листок 356 †. Горький, ГИТЦНТИ, 1985. з > .129.89Ы А1 (54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к технике телевидения и позволяет повысить точность ориентирования. Устр-во содержит телевизионную камеру 1 на матрице ПЗС, формирователь 2 двухградациониого сигнала, осветитель 3, блок 4 распознавания фрагментов иэображения, блок 5 выбора (БВ) угла поворота детали, датчик 6 поворотов, блок 7 управления (БУ), четыре усилителя 8 мощности, шаговый электродвигатель

1298956

9 с обмотками 10 и якорем 11, жестко соединенным с поворотным столом 12 ориен-ирования детали 13, и блок 14 прерывания (БП) светового потока.

После дополнительного поворота детаИзобретение относится к технике телевидения и может использоваться в установках автоматической загрузки деталей.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности ориентирования путем дополнио тельного поворота детали на 90

На чертеже приведена структурная электрическая схема телевизионного ориентирующего устройства.

Телевизионное ориентирующее устройство содержит телевизионную камеру 1 на матрице ПЗС, формирователь 2 двухградационного сигнала, осветитель 3, блок 4 распознавания фраг15 ментов изображения, блок 5 выбора угла поворота детали, датчик 6 поворотов, блок 7 управления, четыре усилителя 8-1 — 8-4 мощности, шаговый электродвигатель 9 с обмотками 10 и якорем 11, жестко соединенным с поворотным столом 12 ориентирования детали 13 и блок 14 прерывания светового потока.

Блок 5 выбора угла поворота детали содержит три элемента И-НЕ 15-1

15-3 и триггер 16. Датчик 6 поворотов оодержит счетчик 17 и два элемента И 18-1 и 18-2. Блок 7 управления содержит элемент ИЛИ 19, элемент И

20, счетчик 21 и дешифратор 22. Блок

14 прерывания светового потока содержит триггер 23 и элемент И 24.

1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на поворотном столе 12 отсутствует деталь 13. Осветитель 3 излучает световой поток, который практически не отражается от 0 светопоглощающего покрытия и отверстий поворотного стола 12 ориентирования детали 13 и не попадает на матрицу ПЗС телевизионной камеры 1.

Аналоговый телевизионный сигнал, 45 несущий информацию о фоновом освещели 13 на 90 в поле зрения телевизионной камеры 1 появляется изображение фрагмента, соответствующее правильной ориентации детали 13. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. нии, не превышает порогового значения формирователя 2. Двухуровневый телевизионный сигнал имеет напряжение логического нуля.

Блок 4 распознавания фрагментов изображения по всем выходам вырабатывает команды с нулевыми уровнями напряжения. Триггер 16 устанавливается в состояние сброса. Элемент ИЛИ

19 вырабатывает команду требования прерывания, имеющую нулевой уровень напряжения. Строчные синхронизирующие импульсы (ССИ) не проходят через элемент И 20 блока 7 управления.

Сигнал импульса поворота на выходе элемента И 20 равен нулю. Нулевые уровни напряжения (0,4 В) устанавливаются на выходах счетчика 21, дешифратора 22 блока 7 управления,восьмиразрядного счетчика 17, элементов

И 18-1 и 18-2 датчика 6 поворотов и объединяющего элемента И-НЕ 15-2, входах установки в нулевое состояние счетчиков 17 и 21, входах данных и синхронизации триггера 23.

Сигналы единичного уровня напряжения (1,5-4,5 В) устанавливаются на инверсных выходах триггеров 16 и 23.

Транзисторные ключи усилителей 8-1

8-4 мощности заперты. Ток от источника питания не протекает через обмотки 10. Якорь 11 шагового электродвигателя 9 неподвижен. Периодическое появление импульсов управления циклом ориентирования не изменяет исходного состояния.

Если деталь 13 загрузится в поворотный стол 12 в состояние ориентации, которому соответствует фрагмент изображения Х2, то световой поток импульсного осветителя 3, отражаясь от детали 13, попадает на матрицу

ПЗС телевизионной камеры 1. Аналоговый телевизионный сигнал превышает уровень порога срабатывания. Двух1298956 градационные телевизионные сигналы передают н блок 4 распознавания фрагментов изображения информационные импульсы изображения Х2 с амплитудой напряжения логической единицы.

Команда Х2 "Требование поворота" на 90 устанавливается в единичный уровень напряжения и подготавливает прохождение сигнала элемента И 18-1. через элемент И-HE 15- 1. Напряжение 10 логической единицы возникает на выходе элемента ИЛИ 19. Появление единичной команды требования поворота готовит разрешение передачи строчных синхроимпульсов через элемент И 18. 15

Нри появлении напряжения с уровнем логической единицы от команды УЦО по входу блокирования логического элемента И 20 разрешается передача строчных синхроимпульсов ССИ на вход 20 счетчика 21.

Импульсы поворота поступают на вход синхронизации триггера 23 и на вход синхронизации счетчика 21. По каналу данных логи- 25 ческая единица команды управления циклом ориентирования переключает триггер 23. Сигнал требования экспозиции принимает на инвертирующем выходе триггера 23 нулевой уро- 30 вень, который запрещает передачу кадровых гасящих импульсов через элемент И 24 блока 14.

Осветитель 3 прерывает световой поток.сИзображение детали 13 во вре35 мя вращения поворотного стола 12 имеет уровень освещенности в 50-60 раз меньше, чем во время работы осветителя 3.

Сигнал ATC устанавливается на уровне фоновой засветки, который ниже уровня срабатывания формирователя 2. Амплитуда напряжения сигнала

ДТС равна нулю. Блок 4 во время вра- щения поворотного стола 12 не принимает сигналов информации, которые не соответствуют алгоритму распознавания дискретных фрагментов изображения, поэтому ложные срабатывания отсутствуют. Первый и второй триггеры счетчика 2 1 используются для понижения частоты строчных синхроимпульсав, равной

15625 Гц, до частоты 3906,25 Гц, ко- 55 тарая рекомендуется для обеспечения номинального момента вращения шагового электродвигателя 9 типа ДШИ-200-1.

На выходах разрядов 4,8 счетчика 2 1 появляются импульсы управления Bpc1— щением в двоичном коде.

Дешифратор 22 преобразует числа двоичного кода в числа унитарного кода. На выходных разрядах 1,2,3,4 дешифратора 22 последовательна появляются напряжения с уровнем логической единицы, которые поочередно каммутируют транзисторные .ключи усилителей 8- 1 — 8-4 мощности. От источника питания ток поочередно протекает через, обмотки. Якорь 11 шагового электродвигателя 9 поворачивается вместе с поворотным столом 12 ориентирования н деталью !3.

Синхронно с началом вращения шагового электродвигателя 9 восьмиразрядный счетчик t7 начинает подсчитывать число импульсов тактирования наворота, снимаемых с выхода третьего триггера счетчика 21. При появлении на выходах счетчика 17 кода числа 50 импульсов означающего выполнение повоФ о рата детали 13 на 90, на выходе элемента И 18-1 появляется напряжение с уровнем логической единицы, на вьгходе элемента И-НЕ 15-1 устанавливается нулевой уровень напряжения, на выходе элемента И 18-2 устанавливается нулевой уровень, на выходе элемента И-НЕ 15-3 единичный уровень, на выходе элемента И-НЕ 15-2 возникает передний фронт импульса положительной полярности, по которому единичный сигнал ТП на входе данных опрокидывает триггер 16. Сигнал "Конец поворота" (КП) устанавливается в единичный уровень, сбрасывает в нулевые состояния счетчик 17 и счетчик 2 1 °

Сигнал с иннертирующего выхода триггера 16 принимает уровень логического нуля и по входу сброса устанавливает на инвертирующем выходе триггера 23 .напряжение логической единицы, которое разрешает передачу кадровых гасящих импульсов через элемент И 24 на осветитель 3.

После выполнения поворота детали о

13 на 90 из состояния ориентации

Х2, в поле зрения телевизионной камеры 1 появляется изображение фрагмента Х4, соответствующее правильной ориентации детали 13.

Световой поток осветителя 3, отражаясь от детали, попадает на матрицу ПЗС телевизионной камеры 1.Аналоговый телевизионный сигнал превышает уровень порога срабатывания

5 12989 формирователя 2. Двухградационные телевизионные сигналы передают в бпок 4 распознавания фрагментов иэображения информационные импульсы изображения с амплитудой напряжения логической единицы. Команда Х4 устанавливается в единичный уровень напряжения, сигнализирующий о правильной ориентации детали. На выходах блока 4 распознавания фрагментов 10 изображения в нулевые уровни устанавливаются команды Х2, ХЗ.

Команда Х1 управления циклом ориентации сохраняет ранее установленный единичный уровень. Элемент ИЛИ 15

19 вырабатывает команду требования прерывания, имеющую нулевой уровень напряжения. Строчные синхронизирующие импульсы не проходят через элемент И 20 блока 7 управления. 20

Сигнал импульса поворота на выходе элемента И 20 равен нулю. Нулевые уровни напряжения (0,4 В) устанавливаются на выходах счетчика 21, дешифратора 22 блока 17 управления, счетчика 17, элементов И 18-1 и 18-2 датчика 6 поворотов и элемента И-НЕ

15-2, а также входах установки в нулевое состояние счетчиков 17 и 2 1, входах данных и синхронизации триггера 16 и входе синхронизации триггера 23.

Команда управления циклом ориентации переключается с единичного

35 уровня в нулевой, устанавливает в нулевое, состояние счетчики 17 и 2 1, блокирует прохождение сигналов кадровых гасящих импульсов через элемент И 24 импульсЬв через элемент И 20.

Блокируется вращение шагового электродвигателя 9, так как транзисторные ключи усилителей 8-1 — 8-4 мощности заперты, ток от источника 45 питания не протекает через обмотки 10.

Якорь 11 шагового электродвигателя 9 неподвижен. Поворотный стол 12 с правильно сориентированной деталью

13 находится в состоянии покоя. Световой поток осветителя 3 выключается на время перемещения манипуляторов загрузки-выгрузки деталей в поле зрения телевизионной камеры 1. На вы- 55 ходе триггера 16 команда "Конец поворота" принимает нулевой уровень напряжения, разрешающий работу счетчиков 17 и 21, а на инвертирующем выходе устанавливается логическая единица, разрешающая работу триггера

23. Правильно сориентированная деталь

13 перегружается манипулятором выгрузки на следующую технологическую позицию автомата кассетирования, Манипулятором загрузки с предшествующей технологической позиции новая деталь 13 загружается на поворотный стол 12 ориентирования.

Если деталь 13 загрузится на стол ориентирования 12 в состоянии ориентации, которому соответствует фрагмент изображения Х3, команда Х3 трео бования поворота на 180 устанавливается в единичный уровень напряжения и подготавливает прохождение сигнала элемента И 18-2 числа им— пульсов t00 соответствующего углу а поворота на 180, через элемент И вЂ” НЕ

15-3. Напряжение логической единицы возникает на выходе логического элемента ИЛИ 19. Появление единичной команды требования поворота готовит разрешение передачи импульсов ССИ через элемент И 20.

На выходах разрядов 4,8 счетчика

21 появляются импульсы управления вращением в двоичном коде. Дешифратор 22 преобразует числа двоичного кода в числа унитарного кода. На выходных разрядах 1,2,3,4 дешифратора

22 последовательно появляются напряжения с уровнем логической единицы, которые поочередно коммутируют транзисторные ключи усилителей 8-1 — 8-4 мощности.

От источника питания ток поочередно протекает через обмотки 10. Якорь

11 поворачивается вместе с поворотным столом 12 ориентирования и детаО лью 13. После поворота детали на 180 в поле зрения телевизионной камеры 1 появляется изображение фрагмента Х4, соответствующее правильной ориентации детали.

Фар мул а изобретения

1. Телевизионное ориентирующее устройство, содержащее телевизионную камеру, блок распознавания фрагментов изображения, поворотный стол ориентирования детали, оптически связанный с оптическим входом телевизионной камеры и с осветителем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ориентирования путем дополнительного поворота дета1298956 ли ня 90, ввсдены блок ирерывания светового потока, блок выбора угла поворота детали, фор мирователь двухградационного сигнала, датчик поворотов, шаговый 5 электродвигатель, четыре усилителя мощности и блок управления, первые четыре выхода которого через соответствующие усилители мошчости подключены к обмоткам шагового элек — fg тродвигателя, якорь которого жестко соединен с поворотным столом ориентирования детали причем сигнальный

У выход телевизионной камеры через формирователь двухградационного сиг- f5 нала подключен к первому входу блока распознавания фрагментов изображения, выходы сигналов строчных синхроимпульсов и кадровых гасящих импульсов телевизионной камеры подключены к 2О соответствующим нходам блока прерывания светового потока и блока распознавания фрагментов изображения, первый, второй и третий выходы которого подключены к соответствующим 25 входам блока выбора угла поворота детали и к соответствующим входам блока управления, четвертый и пятый входы блока выбора угла поворота де— тали соединены соответственно с пер- 30 вым и вторым выходами датчика поворотов, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, а второй — с.первым выходом блока выбора угла поворота детали, второй выход которого подключен к первому входу блока прерывания светового потока, выход сигнала строчных синхроимпульсов телевизионной камеры подключен к четвертому входу блока управле- щ ния, пятый вход которого соединен с первым выходом блока выбора угла поворота детали, пятый выход блока управления подключен к шестому входу блока выбора угла поворота детали, 45 а шестой выход блока управления подключен к второму входу блока прерывания светового потока, третий вход кото— рого соединен с первым выходом блока распознавания фрагментов изображения, 5р а выход подключен к входу осветителя .

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок выбора угла поворота детали содержит после- 55 довательно соединенные первый и второй элементы ИЛИ-НЕ и триггер, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходами блока выбора угла поворота детали, к второму входу второго элемента HEIH-НЕ подключен выход третьего элемента ИЛИ-НЕ Ъ установочный вход триггера является первым входом, а информационный вход — шестым входом блока выбора угла поворота детали, вторым, третьим, четвертым и пятым входами которого являются входы перного и третьего элементов ИЛИ-НЕ.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что датчик поноротов содержит счетчик и два элемента

И, выходы которых являются первым и вторым выходами датчика поворотов, счетный вход и вход устанонки счетчика являются соответственно первым и вторым входами датчика поворотов, первый, второй и третий выходы счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого элемента И, а третий, четвертый и пятый выходы счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам второго элемента И. ч. Устройство по п.f о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент И, счетчик и дешифратор, четыре выхода которого янляются первыми четырьмя выходами блока управления, пятым и шестым выходами которого являются выходы соответственно элемента ИЛИ и элемента И, второй вход элемента

И, первый и второй входы элемента

ИЛИ, третий вход элемента И и установочный вход счетчика являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока управления.

5. Устройство поп.1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок прерывания светового потока содержит последовательно соединенные триггер и элемент И, причем установочный, синхронизирующий и информационный входы триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока прерывания светового потока, информационный вход триггера соединен с первым входом элемента И, второй и третий входы и выход которого являются соответствующими входами сигналов строчных синхронмпульсов, кадровых гасящих импульсов и выходом блока прерывания светпвпгп потока.