CS265149B1

CS265149B1 - ZaHzenf for automatic determination of laser beam position in one coordinate

Info

Publication number: CS265149B1
Application number: CS88616A
Authority: CS
Inventors: Karel Ing Vach; Milan Ing Znamenacek
Original assignee: Karel Ing Vach; Milan Ing Znamenacek
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS61688A1

Abstract

Je řešeno zařízení umožňující pomocí detektoru automaticky určit polohu laserového svazku v jedné souřadnici. Zařízení má mikroprocesor s integrovaným čítačem a s pamětí, opatřený startovacím vstupem. Na první vstup mikroprocesoru je připojen snímač výchozí polohy detektoru, na druhý vstup snímač koncové polohy detektoru a na třetí je napojen výstup detektoru polohy laserového paprsku. Tento detektor je mechanicky spojen se snímačem polohy detektoru, který má výstup spojen s integrovaným čítačem mikroprocesoru. Na první výstupní sběrnici mikropočítače je připojena vyhodnocovací jednotka a na dva výstupy druhé výstupní sběrnice je připojen obvod řízení pohybu, jehož výstup je napojen na motorek. Motorek je mechanicky spojen s detektorem polohy laserového paprsku.A device is provided that allows the detector to automatically determine the position of a laser beam in one coordinate. The device has a microprocessor with an integrated counter and memory, equipped with a start input. The detector's initial position sensor is connected to the first input of the microprocessor, the detector's final position sensor is connected to the second input, and the laser beam position detector's output is connected to the third. This detector is mechanically connected to the detector's position sensor, which has an output connected to the microprocessor's integrated counter. An evaluation unit is connected to the first output bus of the microcomputer, and a motion control circuit is connected to two outputs of the second output bus, the output of which is connected to a motor. The motor is mechanically connected to the laser beam position detector.

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické určení polohy laserového svazku při geodetických měřeních v jedné souřadnici, pomocí dvojí detekce, umožňující zároveň zobrazení výsledku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for automatically determining the position of a laser beam in geodetic measurements in a single coordinate, by means of dual detection, which also allows the result to be displayed.

Pro určení polohy laserového svazku v jedné souřadnici se používají detektory, umístěné na ručně ovládaných posunech se stupnicemi. Svazek se detekuje bu3 pomocí dvojí detekce laserového svazku, kde výsledná poloha je průměr z obou měření nebo ustavením detektoru v poloze, odpovídající středu svazku při použití detektoru s diferenciálním zapojením. Pro druhý případ je známo i zařízení s automatickým pohybem detektoru po lati a jeho zastavení v místě dopadu,laserového svazku. V obou případech však dosud známá zařízení umožňují pouze poloautomatizaci měřicího procesu.Detectors located on manually operated shifts with scales are used to determine the position of the laser beam in one coordinate. The beam is detected either by dual laser beam detection, where the resulting position is the average of both measurements or by positioning the detector at a position corresponding to the beam center using a differential wiring detector. For the latter case, a device with automatic movement of the detector along the lath and its stopping at the point of impact, the laser beam, is also known. However, in both cases the known devices only allow semi-automation of the measuring process.

Uvedený nedostatek odstraňuje zařízení pro automatické určení polohy laserového svazku v jedné souřadnici pomocí detektoru podle vynálezu. Jeho podstatou je, že výstup detektoru polohy laserového paprsku je spojen^ se třetím vstupem mikroprocesoru s integrivaným čítačem a čítačem a s vnější nebo vnitřní pamětí. Tento mikroprocesor má dále startovací vstup, první vstup, na který je připojen snímač výchozí polohy detektoru, druhý vstup, na který je připojen snímač- koncové polohy detektoru a vstup integrovaného čítače, na který je připojen snímač polohy detektoru. Tento snímač polohy detektoru je mechanicky spojen s detektorem polohy laserového paprsku.This drawback removes the device for automatically determining the position of the laser beam in one coordinate by means of a detector according to the invention. In essence, the output of the laser beam position detector is coupled to a third microprocessor input with an integrated counter and counter and external or internal memory. The microprocessor further has a start input, a first input to which the detector home position sensor is connected, a second input to which the detector end position sensor is connected, and an integrated counter input to which the detector position sensor is connected. This detector position sensor is mechanically coupled to a laser beam position detector.

Na první výstupní sběrnici mikropočítače je připojena vyhodnocovací jednotka a na dva výstupy druhé výstupní sběrnice je připojen obvod řízení pohybu, který má výstup napojen na motorek. Motorek je mechanicky spojen s detektorem polohy laserového paprsku.An evaluation unit is connected to the first output bus of the microcomputer and to the two outputs of the second output bus there is a motion control circuit connected to the motor. The motor is mechanically connected to a laser beam position detector.

Výhodou tohoto zařízení je-, že umožňuje automatizaci měření s číslicovým výstupem.The advantage of this device is that it enables measurement automation with digital output.

Zařízení má malé napájecí napětí - 5 V í 10 S z baterie akumulátoru, má malé rozměry a hmotnost zařízení je 2 kg. Zařízení je možno napojit na systém počítače. Je též možno rozšířit počet multiplexovaných zařízení v celém měřeni polohy laserového svazku ve více bodech současně.The device has a small supply voltage - 5 V 10 S from the battery of the battery, it has small dimensions and the weight of the device is 2 kg. The device can be connected to a computer system. It is also possible to extend the number of multiplexed devices throughout the laser beam position measurement at multiple points simultaneously.

Příklad uspořádání zařízení (přijímače) pro automatické uičení polohy laserového svazku podle vynálezu je blokově naznačen na přiloženém výkrese.An example of an arrangement of a device (receiver) for automatically positioning a laser beam according to the invention is shown in block in the attached drawing.

Jádrem celého systému je mikroprocesor 2 ^s integrovaným čítačem na čipu, například MHB 8 035, kde mikroprocesor 2 jo opatřen programovou pamětí, která podle typu použitého mikroprocesoru může být bu3 vnější nebo integrovaná na čipu tohoto mikroprocesoru 2·The core of the whole system is a microprocessor 2 ^with an integrated counter on the chip, for example MHB 8 035, where the microprocessor 2 is provided with program memory which, depending on the type of microprocessor used, can be either external or integrated on the microprocessor 2 chip.

Na první vstup 11 mikroprocesoru 2 je připojen snímač 2 výchozí polohy detektoru, na jeho druhý vstup 12 snímač 2 koncové polohy detektoru a na třetí vstup 13 detektor 2 polohy laserového paprsku. Mikroprocesor 2 “>4 ještě startovací vstup 21· Detektor 2 polohy laserového paprsku je mechanicky spojen se snímačem 5 polohy detektoru, jehož výstup je spojen se vstupem 14 integrovaného čítače mikroprocesoru 2· Na první výstupní sběrnici 16 je připojena vyhodnocovací jednotka 2» například displej a na dva výstupy 17, 18 druhé výstupní sběrnice je napojen obvod 7_ řízeni pohybu, který je spojen s motorkem 8. Motorek 2 jo dále mechanicky spojen s detektorem 2 polohy laserového paprsku.A detector 2 is connected to the first input 11 of the microprocessor 2, a detector 2 of the detector end position 2 to its second input 12 and a laser beam position detector 2 to the third input 13. Microprocessor 2 “> 4 still start input 21 · Laser beam position detector 2 is mechanically connected to detector position sensor 5, the output of which is connected to input 14 of integrated microprocessor counter 2. the motion control circuit 7, which is connected to the motor 8, is connected to the two outputs 17, 18 of the second output bus. The motor 2 is further mechanically connected to the laser beam position detector 2.

Mikroprocesor 2 ^s integrovaným čítačem na čipu plní všechny řídicí a výpočetní funkce. Řídicí program je uložen v programové paměti. Startovací signál přicházející na startovací vstup 11 mikroprocesoru 2 spouští měřicí cyklus. Vstupními hodnotami pro práci celého zařízení jsou signály od vstupních snímačů. Snímač 2 výchozí polohy detektoru informuje mikroprocesor 2 svým výstupním signálem přicházejícím na první vstup 11 mikroprocesoru 2 ° tom, že detektor 4 polohy laserového paprsku se nachází v nulovém vztažném bodě. Snímač 2 koncové polohy detektoru informuje mikroprocesor 2 signálem na jeho druhém vstupu 12 o tom, že detektor 2 polohy laserového paprsku dosáhl koncového bodu svého měřicího rozsahu. Detektor 2 polohy laserového paprsku detekuje dopad laserového záření. Tento detektor 2 polohy laserového paprsku se mechanicky pohybuje po měřicí trase pomocí motorku 2· Detekce paprsku je oznámena mikroprocesoru 2 signálem z výstupu detektoru 2 polohy laserového paprsku přes třetí vstup 13 mikroprocesoru 2· Snímač 2 polohy detektoru 2 polohy laserového paprsku v součinnosti s integrovaným čítačem mikroprocesoru 2 měří vzdálenost detektoru 2 polohy laserového paprsku od výchozího bodu. Při pohybu detektoru 4 snímač J5 polohy generuje impulzy na vstupu 14 integrovaného čítače mikroprocesoru JL, které integrovaný čítač akumuluje. Motorek ji je ovládán pomocí obvodu T_ řízení pohybu, který ovládá napětí pro jeho napájení. Obvod _7 řízení pohybu je ovládán z mikroprocesoru _! pomocí signálů na výstupech 17, 18 druhé výstupní sběrnice. Změřená hodnota polohy laserového svazku se indikuje vyhodnocovací jednotkou 6^ v tomto případě na displeji v dekadickém tvaru, kde vyhodnocovací jednotka J5 je připojena na první výstupní sběrnici 16.The microprocessor 2 ^with integrated chip counter performs all control and computing functions. The control program is stored in the program memory. The start signal coming to the start input 11 of the microprocessor 2 starts the measuring cycle. The input values for the operation of the whole device are signals from the input sensors. The detector initial position sensor 2 informs the microprocessor 2 by its output signal arriving at the first input 11 of the microprocessor 2 ° that the laser beam position detector 4 is at a zero reference point. The detector end position sensor 2 informs the microprocessor 2 by a signal at its second input 12 that the laser beam position detector 2 has reached the end point of its measuring range. The laser beam position detector 2 detects the impact of the laser radiation. This laser beam position detector 2 is mechanically moved along the measuring path by a motor 2. • The beam detection is signaled to the microprocessor 2 by a signal from the laser beam position detector 2 output via the microprocessor input 13 2 · Laser beam position detector 2 in conjunction with an integrated counter The microprocessor 2 measures the distance of the laser beam position detector 2 from the starting point. As the detector 4 moves, the position sensor 5 generates pulses at the input 14 of the integrated microprocessor counter 14, which accumulates the integrated counter. The motor is controlled by a motion control circuit T which controls the voltage to power it. The motion control circuit 7 is controlled from the microprocessor. by means of signals at the outputs 17, 18 of the second output bus. The measured value of the position of the laser beam is indicated by the evaluation unit 6 in this case on the display in decimal form, where the evaluation unit 15 is connected to the first output bus 16.

Po startovacím signálu řídicí program testuje, jestli se detektor 4_ polohy laserového paprsku nachází ve výchozí poloze. Pokud ne, generuje řídicí signál pomocí signálů na výstupech 17 a 18 druhé výstupní sběrnice pohyb detektoru 4_ polohy laserového paprsku do výchozí polohy. Po jejím dosažení snímač 2 výchozí polohy generuje na výstupu signál přicházející na první vstup 11 mikroprocesoru 1^, po kterém se zastaví pohyb detektoru 4 polohy laserového svazku signály na výstupech 17, 18 druhé výstupní sběrnice. Při poloze detektoru 4_ polohy laserového svazku ve výchozí poloze se inicializuje celý měřici cyklus. Po inicializaci se měření zahájí vydáním signálů na výstupech 17, 18 druhé výstupní sběrnice z mikroprocesoru JL, které uvedou detektor 4_ laserového paprsku do pohybu ve směru měření. Během pohybu detektoru ý polohy laserového paprsku snímač 5 polohy detektoru generuje na vstupu 14 integrovaného čítače mikroprocesoru _1 impulzy, které se akumulují v integrovaném čítači. Po detekci laserového paprsku se na třetí vstup 13 mikroprocesoru JL generuje signál, po kterém se uloží hodnota integrovaného čítače jako první detekce laserového paprsku. Po zjištění detekce na třetím vstupu 13 mikroprocesoru JL se řídicími signály na výstupech 17 a 18 druhé výstupní sběrnice nejprve zastaví pohyb detektoru 4. polohy laserového paprsku a pak se zapne zpětný pohyb tohoto detektoru 4. Při zjištění detekce paprsku při zpětném pohybu se na třetím vstupu 13 mikroprocesoru 4 generuje druhý signál, který zajistí uložení hodnoty integrovaného čítače jako hodnoty druhé detekce. Detektor 4_ pokračuje v pohybu do výchozí polohy. Ze dvou změřených hodnot se vypočte aritmetický průměr, který odpovídá poloze energetického středu laserového paprsku. Tato hodnota se převede dc dekadické formy vhodé pro zobrazení a pomocí první výstupní sběrnice se vyvede na displej. Když detektor 4 polohy laserového paprsku dosáhne výchozí polohy, vygeneruje se signál na prvním vstupu 11 mikroprocesoru 4 a pomocí výstupů 17 a 1_8 druhé výstupní sběrnice se zastaví pohyb detektoru 4 a tím se ukončí měřicí cyklus.After the start signal, the control program tests whether the laser beam position detector 4 is in the initial position. If not, the control signal generates movement of the laser beam position detector 4 to the home position by means of signals at the outputs 17 and 18 of the second output bus. Upon reaching it, the home position sensor 2 generates at the output a signal coming to the first input 11 of the microprocessor 11, after which the movement of the laser beam position detector 4 stops signals at the outputs 17, 18 of the second output bus. When the laser beam position detector 4 is in the initial position, the entire measuring cycle is initialized. After initialization, the measurement is initiated by outputting signals at the outputs 17, 18 of the second output bus from the microprocessor 11 which move the laser beam detector 4 in the direction of measurement. During movement of the laser beam position detector 5, the detector position sensor 5 generates pulses at the input 14 of the integrated microprocessor counter 1, which accumulate in the integrated counter. Upon detection of the laser beam, a signal is generated at the third input 13 of the microprocessor 11, after which the value of the integrated counter is stored as the first detection of the laser beam. After detecting the detection at the third input 13 of the microprocessor 13, the control signals at the outputs 17 and 18 of the second output bus first stop the movement of the laser beam position detector 4 and then reverse the motion of the detector 4. 13 of the microprocessor 4 generates a second signal that stores the integrated counter value as the second detection value. The detector 4 continues to move to the initial position. The arithmetic mean corresponding to the position of the energy center of the laser beam is calculated from the two measured values. This value is converted to a decimal form suitable for display and output to the display via the first output bus. When the laser beam position detector 4 reaches the starting position, a signal is generated at the first input 11 of the microprocessor 4 and the motion of the detector 4 is stopped by the outputs 17 and 18 of the second output bus, thereby terminating the measuring cycle.

Pokud dojde k chybě detekce a detektor 4 polohy laserového paprsku dosáhne koncového čidla, vygeneruje se na vstup 14 integrovaného čítače mikroprocesoru 4 signál, který vyvolá pomocí výstupů 17 a 18 pohyb detektorů 4_ zpět do výchozí polohy. Po dosažení výchozí polohy se započne nový měřicí cyklus. Pokud dojde k chybě při druhé detekci paprsku, kdy se pohybuje detektor 4 polohy laserového paprsku zpět k výchozí poloze, to po jejím dosažení se zruší hodnota prvé detekce a začne se nový měřicí cyklus.If a detection error occurs and the laser beam position detector 4 reaches the end sensor, a signal is generated at the input 14 of the integrated microprocessor counter 4, which causes the detectors 4 to move back to the starting position via the outputs 17 and 18. When the starting position is reached, a new measuring cycle is started. If an error occurs during the second beam detection, when the laser beam position detector 4 moves back to the initial position, the first detection value is canceled and a new measuring cycle is started.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Device for automatic positioning of the laser beam in one coordinate by means of a detector, characterized in that the output of the laser beam position detector (4) is connected to a third input (13) of the microprocessor (1) with integrated counter and memory, provided with a start input (15) wherein a first detector (4) sensor (2) of the detector (4) is connected to a first input (11) of the microprocessor (1), a detector end position sensor (3) is connected to the second input (12) and an integrated microprocessor counter (1) ) is connected the output of the sensor (5) of the detector (4), which is mechanically connected to the laser park position detector (4), the evaluation unit (6) and two outputs are connected to the first output bus (16) of the microcomputer (1) (17, 18) of the second output bus, a motion control circuit (7) is connected, the output of which is connected to a motor (8) which is mechanically connected to a laser beam position detector (4).