DE3231358A1

DE3231358A1 - Device for determining the transit time of objects through a prescribed measurement section

Info

Publication number: DE3231358A1
Application number: DE19823231358
Authority: DE
Inventors: Dan 1009 Pully Ciulin; Alexander 1005 Lausanne Knob; Christian 1110 Morges Lietar; Giovanni 1025 St-Sulpice Odone
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1984-03-01

Abstract

A measurement device for determining the transit time of objects through a prescribed measurement section is specified, in which for the purpose of achieving at the start and at the end of the measurement section a signal-to-noise ratio sufficient for signal processing of low complexity line cameras are arranged above the track of travel of the object and aligned transverse to the direction of motion of the object. The two line cameras are synchronously controlled by a taking/triggering device which is constructed such that at least during the period in which the object is situated inside the measurement section a multiplicity of takes can be periodically triggered. The bright/dark transitions of two immediately consecutive camera takes are used to trigger or terminate the time measurement. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Bestimmen der Durchlauf zeitDevice for determining the throughput time

von Objekten durch eine vorgegebene Meßstrecke Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.of objects through a predetermined measuring path. State of the art The invention is based on a device as defined in the preamble of claim 1 Genus.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind die Sensoren zur Objekterfassung als Lichtschranken ausgebildet. In dem Augenblick, in dem ein Objekt die eine,am Meßanfang liegende Lichtschranke durchläuft wird das Zeitmeßglied gestartet. Sobald das Objekt am Ende der Meßstrecke in den Bereich der zweiten Lichtschranke gelangt, wird das Zeitmeßglied gestoppt.In a known device of this type, the sensors are for object detection designed as light barriers. The moment an object is the one, on If the light barrier passes through the start of measurement, the timer is started. As soon the object reaches the area of the second light barrier at the end of the measuring section, the timer is stopped.

Die vom Zeitmeßglied angezeigte Zeit ist die Durchlaufzeit des Objekts durch die Meßstrecke.The time indicated by the timing element is the throughput time of the object through the test section.

Eine solche Vorrichtung arbeitet unter der Voraussetzung zuverlässig, daß die Abmessungen der zu detektierenden Objekten, deren Durchlaufzeit durch die vorgegebene Meßstrecke bestimmt werden soll, quer zur Bewegungsrichtung größenordnungsmäßig nicht viel kleiner sind als die Breite der zu überwachenden Bewegungsbahn, innerhalb welcher die Objekte auftreten können. Bei extremen Größenunterschieden, d.h.Such a device works reliably provided that that the dimensions of the too detecting objects, their throughput time is to be determined by the specified measuring distance, transversely to the direction of movement of the order of magnitude are not much smaller than the width of the ones to be monitored Trajectory within which the objects can appear. In the case of extreme differences in size, i.e.

bei sehr schmalen Objekten auf breiter Transportbahn, ist es jedoch erforderlich, entweder einen relativ langgestreckten lichtelektrischen Sensor, z.B. eine langgestreckte Fotodiode, zu verwenden oder den Sensor mit einer Optik mit einem sehr großen Anamorphosenverhältnis auszurüsten. In beiden Fällen kann aber dadurch unter ungünstigen Verhältnissen das Nutz-/Störverhätlnis (Sìgnal-Rausch-Verhältnis S/N) so klein werden, daß eine Messung nicht oder nur mit aufwendiger Signalverarbeitung durchgeführt werden kann.however, it is for very narrow objects on a wide transport path required either a relatively elongated photoelectric sensor, e.g. an elongated photodiode, or using the sensor with an optic to equip a very large anamorphosis ratio. In both cases, however thus, under unfavorable conditions, the useful / interference ratio (signal-to-noise ratio S / N) become so small that a measurement cannot be carried out or only with complex signal processing can be carried out.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie auch zur Überwachung von sehr breiten Transportbahnen eingesetzt werden kann, unabhängig davon, wie die Abmessungen der zu detektierenden Objekte quer zu ihrer Bewegungsrichtung sind. Selbst quer zur Bewegungsrichtung extrem schmale Objekte, wie sie von sehr spitzen, langen Gegenständen gebildet werden, die auf einer sehr breiten Transportbahn an einer beliebigen Stelle quer zur Transportrichtung auftreten können, werden mit einem für eine wenig aufwendige Signalverarbeitung ausreichsdem S/N-Verhältnis erfaßt.Advantages of the invention The device according to the invention with the characterizing Features of claim 1 has the advantage that it is also used for monitoring can be used by very wide conveyor belts, regardless of how the Dimensions of the objects to be detected are transverse to their direction of movement. Even at right angles to the direction of movement extremely narrow objects, such as those from very sharp, long objects that are placed on a very wide transport path can occur at any point across the direction of transport, with a S / N ratio that is sufficient for a less complex signal processing.

Die erfindungsgemäß verwendeten Zeilenkameras sind an sich bekannt und werden in der industriellen Fertigung vielfach genutzt. Eine Zeilenkamera weist im wesentlichen ein Objektiv und eine in der Bildebene des Objektivs angeordnete optisch aktive Zeile auf. Die erfindungsgemäße Querausrichtung der Zeilenkameras ist derart, daß jeweils die Längsachse der optisch aktiven Zeile quer zur Bewegungsrichtung der Objektbewegungsbahn liegt. Bei einer Aufnahme wird die optisch aktive Zeile belichtet und auf ihr ein quer zur Bewegungsrichtung der Objekte verlaufender schmaler Querstreifen der Objektbewegungsbahn abgebildet. Die Helligkeitsverteilung längs dieses Querstreifens wird als analoges Videosignal ausgegeben. Die beiden Zeilenkameras können in beliebigem Abstand von der Objektbewegungsbahn angeordnet werden und entsprechend einen längeren oder kürzeren Querstreifen der Objektbewegungsbahn erfassen. Durch Fokussieren des Objektivs wird der Querstreifen in jedem Fall scharf auf der Fotodiodenzeile abgebildet und ein gutes S/N-Verhältnis erzielt.The line scan cameras used according to the invention are known per se and are widely used in industrial production. A line camera points essentially one lens and one arranged in the image plane of the lens optically active line. The transverse alignment of the line scan cameras according to the invention is such that in each case the longitudinal axis of the optically active line is transverse to the direction of movement the object's trajectory. When recording, the optically active line exposed and on it a narrower one running transversely to the direction of movement of the objects Transverse stripes of the object's trajectory are shown. The brightness distribution lengthways this horizontal stripe is output as an analog video signal. The two line scan cameras can be arranged at any distance from the object's trajectory and accordingly detect a longer or shorter transverse strip of the object's trajectory. By When the lens is focused, the horizontal stripe is always sharp on the photodiode line shown and achieved a good S / N ratio.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 möglich.The measures listed in the further claims are advantageous Further developments of the device according to claim 1 are possible.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahmen kann eine Objektdetektion durch einfaches Feststellen einer Ausgangssignaländerung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen einer Zeilenkamera erfolgen.This results in an advantageous embodiment of the invention from claim 2. By these measures, an object detection by simple Detection of a change in the output signal between two consecutive recordings a line camera.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 3. Durch diese Maßnahmen läßt sich mit geringem technischen Aufwand eine Signalverarbeitung mit zuverlässig reproduzierbaren Messungen erzielen.An advantageous embodiment of the invention also emerges from Claim 3. Can through these measures deal with little technical Effort to achieve signal processing with reliably reproducible measurements.

Eine vorteilhafte Ausführuncisform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 6. Auf diese Weise läßt sich der Signalwandler sehr einfach realisieren. Als Digital speicher kann ein einfaches D-Flip-Flop in Verbindung mit einem den D-Eingang vorgeschalteten OR-Glied verwendet werden, dessen Eingang mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Pegeldiskriminators verbunden ist.An advantageous embodiment of the invention also results from claim 6. In this way, the signal converter can be implemented very easily. A simple D flip-flop can be used as a digital memory in conjunction with one of the D-input upstream OR element can be used, its input with the Q output of the flip-flop and its other input to the output of the level discriminator connected is.

Da die Fotodiodenzeile der Kamera mit einem Takt abgetastet wird, der dem N-fachen des Aufnahmetakts der Kameras entspricht (wobei N die Zahl der Fotodioden einer Fotodiodenzeile in einer Zeilenkamera ist), und die Ausgangssignale der einzelnen Fotodioden mit Abtastfrequenz dem Pegeldiskriminator zugeführt werden, wird dabei bei einer Kameraaufnahme das Binärsignal "0" gespeichert, wenn keine der Fotodioden Licht erhält und ein Binärsignal "1", wenn wenigstens eine der Fotodioden belichtet wird und ein Ausgangs signal erzeugt, dessen Amplitude über der Ansprechschwelle des Pegeldiskriminators liegt.Since the photodiode line of the camera is scanned with a clock, which corresponds to N times the recording rate of the cameras (where N is the number of Photodiodes of a photodiode line in a line camera), and the output signals of the individual photodiodes are fed to the level discriminator at a sampling frequency, the binary signal "0" is saved when a camera is recorded, if none the photodiode receives light and a binary signal "1" if at least one of the photodiodes is exposed and an output signal is generated, the amplitude of which is above the response threshold of the level discriminator.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 7. Durch diese Maßnahmen läßt sich die Vorrichtung entsprechend den geforderten Überwachungskriterien verwenden. So kann das Startsignal für das Zeitmeßglied dann gegeben werden, wenn das in Bewegungsrichtung vordere Ende oder hintere Ende des Objekts in die Meßstrecke eindringt und das Stoppsignal dann, wenn das in Bewegungsrichtung vordere oder hintere Ende des Objekts die Meßstrecke verläßt. Im Falle der Detektion des eindringenden vorderen Endes und des die Meßstrecke verlassenden vorderen Endes des Objekts läßt sich aus der Durchlaufzeit die Objektgeschwindigkeit bestimmen und im Falle der Detektion des eindringenden vorderen Endes und des aus der Meßstrecke austretenden hinteren Endes des Objekts die absolute Durchlauf zeit messen.An advantageous embodiment of the invention also emerges from Claim 7. By these measures, the device can be according to the required Use monitoring criteria. So the start signal for the timing element can then given if the front end or rear end of the Object penetrates the measuring section and the stop signal when that in the direction of movement front or rear end of the object leaves the measuring section. In the case of detection of the penetrating front end and the one leaving the test section At the front end of the object, the object speed can be determined from the transit time determine and in the case of the detection of the penetrating front end and the out the measured distance exiting the rear end of the object is the absolute transit time measure up.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 8. Durch die zweipoligen Umschalter ist bei fest installierter Meßvorrichtung der wahlweise Wechsel zwischen den vorstehend beschriebenen Betriebsarten störungsfrei möglich.An advantageous embodiment of the invention also emerges from Claim 8. The two-pole switch is with permanently installed measuring device the optional change between the operating modes described above without interference possible.

Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Objektdurchlaufzeit durch eine auf einem Förderband abgegrenzten Meßstrecke, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zeilenkamera im Längsschnitt, Fig. 3 ein Schaltbild der Meßvorrichtung in Fig. 1.DRAWING The invention is illustrated by means of one in the drawing Embodiment explained in more detail in the following description. Show it: 1 shows a schematic perspective illustration of a device for determining the object transit time through a measuring section delimited on a conveyor belt, FIG. 2 shows a schematic representation of a line camera in longitudinal section, FIG. 3 a circuit diagram of the measuring device in FIG. 1.

Beschreibuna des AusführunqsbeisPiels Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Bestimmen der Durchlaufzeit eines Objekts 10 durch eine vorgegebene Meßstrecke 11 dient zur Überwachung von auf einem Förderband 12 transportierten Bestückungsgütern für Bestückungsautomaten. Das Förderband 12 ist in Fig. 1 nur abschnittsweise dargestellt. Am Anfang und Ende der Meßstrecke 11 ist jeweils ein der Objekterfassung dienender Sensor 13 bzw. 14 angeordnet. Die Länge der Meßstrecke 11 wird damit durch den Abstand der beiden Sensoren 13, 14 voneinander, in Objektbewegungsrichtung bzw. Förderrichtung gesehen, festgelegt.Description of the exemplary embodiment that is shown schematically in FIG Device for determining the transit time of an object 10 through a given Measuring section 11 is used to monitor conveyed on a conveyor belt 12 Assembly goods for assembly machines. The conveyor belt 12 is shown in Fig. 1 only shown in sections. At the beginning and the end of the measuring section 11 is a the object detection serving sensor 13 or 14 is arranged. The length of the measuring section 11 is thus due to the distance between the two sensors 13, 14 from one another, in the direction of object movement or direction of conveyance seen.

Die beiden Sensoren 13, 14 sind jeweils als Zeilenkamera 15 bzw. 16 ausgebildet. Zeilenkameras sind an sich bekannt und werden in der industriellen Fertigung vielfach verwendet. Eine solche Zeilenkamera 15 bzw. 16 ist z.B. in Fig. 2 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Die Zeilenkamera 15 bzw. 16 weist ein Objektiv 17 und eine in der Bildebene 18 des Objektivs 17 angeordnete Fotodiodenzeile 19 mit N aneinanderliegenden Fotodioden 20 auf. Wie aus Fig. 1 ersichtlich sind die Zeilenkameras 15, 16 oberhalb des Förderbandes 12,und damit der Objektbewegungsbahn,angeordnet und quer zur Förderrichtung A, und damit quer zur Objektbewegungsrichtung ausgerichtet.The two sensors 13, 14 are each designed as a line camera 15 and 16, respectively educated. Line scan cameras are known per se and are used in industry Manufacturing used many times. Such a line camera 15 or 16 is shown, for example, in Fig. 2 shown schematically in longitudinal section. The line camera 15 or 16 has a Objective 17 and a line of photodiodes arranged in the image plane 18 of the objective 17 19 with N adjacent photodiodes 20. As can be seen from FIG. 1 the line cameras 15, 16 are arranged above the conveyor belt 12, and thus the object movement path and aligned transversely to the conveying direction A, and thus transversely to the direction of movement of the object.

Durch diese Querausrichtung der Zeilenkameras 15, 16 wird bei einer Aufnahme der Zeilenkamera 15, 16 die Fotodiodenzeile 19 belichtet und auf ihr eine quer zur Förderrichtung A verlaufender schmaler Querstreifen 21 bzw. 22 am Anfang bzw. Ende der Meßstrecke 11 des Förderbandes 12 abgebildet. Die Helligkeitsverteillung längs dieser Querstreifen 21, 22 wird als analoges Videosignal der Zeilenkameras 15, 16 ausgegeben und einer Signalverarbeitungsschaltung 23 zugeführt, die im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Signalverarbeitungsschaltung 23 ist in einem in Fig. 1 zu sehenden Gehäuse 24 integriert. Auf einer außen am Gehäuse sichtbaren numerischen Anzeige 25 kann die von der Vorrichtung bestimmte Durchlauf zeit des Objektes 10 durch die Meßstrecke 11 als Digitalwert abgelesen werden.By this transverse alignment of the line cameras 15, 16 is a Recording of the line camera 15, 16, the photodiode line 19 is exposed and one on it Narrow transverse strips 21 or 22 at the beginning running transversely to the conveying direction A or the end of the measuring section 11 of the conveyor belt 12 is shown. The brightness distribution along these transverse strips 21, 22 is used as an analog video signal from the line scan cameras 15, 16 are output and fed to a signal processing circuit 23, which in detail is shown in FIG. This signal processing circuit 23 is in an Fig. 1 to Seeing housing 24 integrated. On the outside of the case visible numerical display 25 can determine the run determined by the device time of the object 10 can be read as a digital value through the measuring section 11.

Die beiden Zeilenkameras 15, 16 werden von einer Aufnahme-Auslösevorrichtung 26 (Fig.3) synchron gesteuert. Die Aufnahme-Auslösevorrichtung 26 wird von einer Takteinheit 27 gebildet, die einen Taktgenerator 28 und einen Frequenzteiler 29 aufweist. Am Ausgang 30 der Takteinheit 27, welcherder Ausgang des Frequenzteilers 29 ist und der den Ausgang der Aufnahme-Auslösevorrichtung 26 bildet, liegt eine Taktfrequenz an, die der Aufnahmefrequenz der beiden Zeilenkameras 15,16 entspricht. Am Ausgang 31 der Takteinheit 27 liegt eine Taktimpulsfolge mit einer Taktfrequenz, die N mal größer ist als die Impulsfolgefrequenz der Taktimpulsfolge am Ausgang 30. N ist dabei die Zahl der in einer Fotodiodenzeile 19 der Zeilenkameras 15, 16 nebeneinander liegenden Fotodioden 20. Sowohl der Ausgang 30 als auch der Ausgang 31 der Takteinheit 27 sind mit den beiden Zeilenkameras 15 und 16 verbunden. Während durch die Taktimpulsfolge am Ausgang 30 der Takteinheit eine periodische Folge von Kameraaufnahmen ausgelöst wird, dient die Taktimpulsfolge am Ausgang 31 der Takteinheit 27 mit der N-fachen Taktfrequenz dem Transfer der einzelnen an den Fotodioden 20 der Fotodiodenzeilen 19 in den Zeilenkameras 15, 16 abnehmbaren Videosignale. Diese einzelnen Videosignale setzen sich auf der Ausgangsleitung der Zeilenkamera 15 bzw. 16 jeweils zu einem für eine Kameraaufnahme repräsentativen analogen Ausgangssignal zusammen. Die Ausgangssignale der beiden Zeilenkameras, die jeweils während einer Kameraaufnahme aus- gegeben werden, werden der Signalverarbeitungsschaltung 23 zugeführt.The two line cameras 15, 16 are triggered by a recording device 26 (Fig. 3) controlled synchronously. The recording release device 26 is of a Clock unit 27 is formed, which has a clock generator 28 and a frequency divider 29 having. At the output 30 of the clock unit 27, which is the output of the frequency divider 29 and which forms the output of the pick-up release device 26 is a Clock frequency that corresponds to the recording frequency of the two line cameras 15, 16. At the output 31 of the clock unit 27 there is a clock pulse train with a clock frequency which is N times greater than the pulse repetition frequency of the clock pulse train at the output 30. N is the number of the line cameras 15, 16 in a photodiode line 19 adjacent photodiodes 20. Both the output 30 and the output 31 of the clock unit 27 are connected to the two line cameras 15 and 16. While by the clock pulse sequence at the output 30 of the clock unit a periodic sequence of Camera recordings are triggered, the clock pulse sequence at output 31 of the clock unit is used 27 with N times the clock frequency of the transfer of the individual to the photodiodes 20 of the photodiode lines 19 in the line cameras 15, 16 detachable video signals. These individual video signals are placed on the output line of the line camera 15 or 16 each to an analog output signal representative of a camera recording together. The output signals of the two line scan cameras, each during a Camera recording from are given to the signal processing circuit 23 supplied.

Die Signalverarbeitungsschaltung 23 besteht aus zwei Signalverarbeitungseinheiten 32, 33 für jeweils ein Ausgangssignal einer Zeilenklmera 15 bzw. 16, einem Zeitmeßglied 34, das hier als ein von der Taktimpulsfolge am Ausgang 30 der Takteinheit 27 gesteuerter Impulszähler 35 ausgebildet ist, und aus einer Zeitmeßglied-Steuervorrichtung 36, die auf ein von der Zeilenkamera 15 am Anfang der Meßstrecke 11 ausgegebenes Signal. hin das Zeitmeßglied 34 startet und auf ein von der Zeilenkamera 16 am Ende der Meßstrecke ausgegebenes Signal hin das Zeitmeßglied 34 stoppt.The signal processing circuit 23 consists of two signal processing units 32, 33 each for an output signal of a line terminal 15 or 16, a timing element 34, which is controlled here as one of the clock pulse sequence at the output 30 of the clock unit 27 Pulse counter 35 is formed, and a timer control device 36, which is based on a signal output by the line camera 15 at the beginning of the measuring section 11. towards the timer 34 starts and on one of the line camera 16 at the end of the The signal outputted to the measuring section stops the time measuring element.

Jede Signalverarbeitungseinheit 32, 33 weist einen Signalwandler 37 bzw. 38 und einen Detektor 39 bzw.Each signal processing unit 32, 33 has a signal converter 37 or 38 and a detector 39 or

40 auf. Mit dem Signalwandler 37 bzw. 38 wird das analoge Ausgangssignal einer Kameraaufnahme in ein Binärsignal mit der logischen Wertigkeit "0" oder '1" umgewandelt. Hierzu weist jeder Signalwandler 37, 38 einen Pegeldiskriminator 41 und einen Digitalspeicher 42 auf. Der Digitalspeicher 42 besteht aus einem D-Flip-Flop 43, dessen D-Eingang über ein OR-Glied 44 einerseits mit dem Ausgang des Pegeldiskriminators 41 und andererseits mit seinem Q-Ausgang verbunden ist.40 on. With the signal converter 37 or 38, the analog output signal a camera recording in a binary signal with the logical value "0" or '1 " converted. For this purpose, each signal converter 37, 38 has a level discriminator 41 and a digital memory 42. The digital memory 42 consists of a D flip-flop 43, the D input of which via an OR element 44 on the one hand with the output of the level discriminator 41 and on the other hand is connected to its Q output.

Der Takteingang T ist an dem Ausgang 31 der Takteinheit 27 und der Clear-Eingang ist über einen Inverter 58 und ein Zeitverzögerungsglied 45 an den Ausgang 30 der Takteinheit 27 angeschlossen. Bei diesem schaltungstechnischen Aufbau des Digital speichers 42 wird ein zu irgendeinem Zeitpunkt während einer Kameraaufnahme am Ausgang des Pegeldiskriminators 41 auftretendes Binärsignal logisch "1" bis zu Beginn der nächsten Kameraaufnahme gespei- chert. Wird also während einer Kameraaufnahme wenigstens eine Fotodiode 20 der Fotodiodenzeile 19 so belichtet, daß die Amplitude des von ihr abgegebenen Signals den Schwellwert des Pegeldiskriminators 41 übersteigt, so wird in dem Digitalspeicher 42 der Binärwert "1" für die Kameraaufnahme abgespeichert.The clock input T is at the output 31 of the clock unit 27 and the Clear input is via an inverter 58 and a time delay element 45 to the Output 30 of the clock unit 27 is connected. With this circuit structure of the digital memory 42 is saved at any time during a camera recording at the output of the level discriminator 41 occurring binary signal logic "1" up to Start of the next camera recording saved chert. So will be during a camera recording exposes at least one photodiode 20 of the photodiode row 19 in such a way that that the amplitude of the signal emitted by it exceeds the threshold value of the level discriminator 41 exceeds the binary value "1" for the camera recording in the digital memory 42 saved.

Sind die Amplituden der Ausgangs signale der Fotodioden 20 kleiner als der Schwellwert des Pegeldiskriminators 41, so wird das Binärsignal "O" abgespeichert.Are the amplitudes of the output signals from the photodiodes 20 smaller than the threshold value of the level discriminator 41, the binary signal "O" is stored.

Die Detektoren 39 und 40 weisen jeweils ein zweistelliges Schieberegister 46 bzw. 47 auf. Im vorliegenden Beispiel sind die Schieberegister 46 bzw. 47 aus zwei hintereinander geschalteten D-Flip-Flops48 und 49 bzw. 50 und 51 gebildet. Die Q- und Q-Ausgänge der D-Flip-Flops 48 - 51 sind herausgeführt, so daß jede Speicherzelle einen invertierenden und nicht invertierenden Ausgang besitzt. Die D-Eingänge des jeweils ersten D-Flip-Flops 48 bzw. 50 der beiden Schieberegister 46 und 47 sind mit dem Q-Ausgang des D-Flip-Flops 43 der beiden Detektoren 37 und 38 verbunden, während die D-Eingänge der jeweils zweiten D-Flip-Flops 49 bzw. 51 mit dem Q-Ausgang des vorhergehenden D-Flip-Flops 48 bzw. 50 verbunden sind. Alle Takteingänge T der D-Flip-Flops 48 - 51 sind an dem Ausgang 30 der Takteinheit 27 angeschlossen.The detectors 39 and 40 each have a two-digit shift register 46 or 47. In the present example, the shift registers 46 and 47 are off two series-connected D flip-flops 48 and 49 or 50 and 51 are formed. The Q and Q outputs of the D flip-flops 48-51 are brought out so that each memory cell has an inverting and a non-inverting output. The D inputs of the each of the first D flip-flops 48 and 50 of the two shift registers 46 and 47 are connected to the Q output of the D flip-flop 43 of the two detectors 37 and 38, while the D inputs of the respective second D flip-flops 49 and 51 with the Q output of the preceding D flip-flop 48 and 50 are connected. All clock inputs T der D flip-flops 48 - 51 are connected to the output 30 of the clock unit 27.

Die Detektoren 39 und 40 weisen weiterhin noch jeweils ein AND-Glied 52 bzw. 53 auf. Die Eingänge der AND-Glieder 52, 53 sind jeweils mit den beiden Ausgängen eines Doppelstellungsschalters 54 bzw. 55 verbunden.The detectors 39 and 40 also each have an AND element 52 and 53 respectively. The inputs of the AND gates 52, 53 are each with the two Outputs of a double position switch 54 and 55 connected.

Jeder Doppelstellungsschalter 54 bzw. 55 weist vier Eingänge auf, so daß seine beiden Ausgänge wahlweise auf ein Paar der Eingänge gelegt werden können. Jeder Eingang der Doppelstellungsschalter 54 bzw. 55 ist mit einem Q- oder Q-Ausgang der D-Flip-Flops 48 - 51 verbunden. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Doppelstellungsschalter 54 und 55 ist der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 48 und der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 49 mit dem AND-Glied 52 bzw. der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 50 und der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 51 mit dem AND-Glied 53 verbunden. Die Doppelstellungsschalter 54 bzw. 55 sind so ausgebildet, daß sie wahlweise die eine oder andere Stellung in beliebiger Kombination einnehmen können, wobei insgesamt vier unterschiedliche Stellungen der beiden Doppelstellungsschalter 54 und 55 und damit vier verschiedene Betriebsarten der Meßvorrichtung möglich sind. Die Ausgänge der AND-Glieder 52 und 53 sind mit der Zeitmeßglied-Steuervorrichtung 36 verbunden. Diese ist im Ausführungsbeispiel als RS-Flip-Flop 56 ausgebildet. Der Ausgang des AND-Gliedes 53 ist dabei mit dem Reset-Eingang R und der Ausgang des AND-Gliedes 52 mit dem Set-Eingang S des Flip-Flops 56 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 56 ist an den einen Eingang eines weiteren AND-Gliedes 57 gelegt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 30 der Takteinheit 27 verbunden ist. Der Ausgang des weiteren AND-Gliedes 57 ist mit dem Takteingang des Impulszählers 35 verbunden.Each double position switch 54 or 55 has four inputs, so that its two outputs can optionally be placed on a pair of inputs. Everyone Input of the double position switch 54 and 55 is with a Q or Q output of D flip-flops 48-51 connected. In the one shown in FIG The position of the double position switches 54 and 55 is the Q output of the D flip-flop 48 and the Q output of the D flip-flop 49 with the AND gate 52 and the Q output of the D flip-flop 50 and the Q output of the D flip-flop 51 are connected to the AND gate 53. The double position switches 54 and 55 are designed so that they can selectively the can take one or the other position in any combination, with a total of four different positions of the two double position switches 54 and 55 and so that four different modes of operation of the measuring device are possible. The exits the AND gates 52 and 53 are connected to the timer controller 36. This is designed as an RS flip-flop 56 in the exemplary embodiment. The outcome of the AND element 53 is connected to the reset input R and the output of the AND element 52 connected to the set input S of the flip-flop 56. The Q output of the flip-flop 56 is connected to one input of a further AND element 57, the other of which The input is connected to the output 30 of the clock unit 27. The outcome of the rest AND gate 57 is connected to the clock input of pulse counter 35.

Bei der vorstehend beschriebenen Meßvorrichtung ist vorausgesetzt, daß sich die Objekte, deren Durchlaufzeit durch die Meßstrecke 11 bestimmt werden sollen, in Pfeilrichtung A bewegen, zunächst also an der Zeilenkamera 15 und dann an der Zeilenkamera 16 erscheinen.In the case of the measuring device described above, it is assumed that that the objects, the transit time of which are determined by the measuring section 11 should, move in the direction of arrow A, so first on the line camera 15 and then appear on the line camera 16.

Weiter ist vorausgesetzt, daß jeweils nur ein Objekt 10 sich in der Meßstrecke 11 befindet. Außerdem sind dabei die Objekte 10 hell gegenüber dem relativ dunklen Förderband 12.It is also assumed that only one object 10 is in the Measurement section 11 is located. In addition, the objects 10 are bright compared to the relative dark Conveyor belt 12.

Während der Förderbandbewegung werden von den beiden Zeilenkameras 15 und 16 periodische Aufnahmen durchgeführt. Solange sich kein Objekt auf dem Förderband 12 befindet, wird bei jeder Kameraaufnahme von dem Förderband 12 so wenig Licht auf die Fotodiodenzeilen 19 reflektiert, daß die Amplituden der Ausgangssignale der Fotodioden 20 kleiner ist als die Schwelle der Pegeldiskriminatoren 41. DieD-Flip-Flops 43 der Signalwandler 37 und 38 speichern jeweils das Binärsignal "O", das den Schieberegistern 39 und 40 zugeführt wird. Die Q-Ausgänge der D-Flip-Flops 48 - 51 weisen jeweils den logischen Zustand "0" und die Q-Ausgänge der D-Flip-Flops 48 - 51 den logischen Zustand "1" auf. Die AND-Glieder 52 und 53 sind gesperrt. Das Zeitmeßglied 34 befindet sich in Ruhestellung.During the conveyor belt movement, the two line cameras 15 and 16 periodic recordings were made. As long as there is no object on the conveyor belt 12 is located, there is so little light from the conveyor belt 12 with each camera recording on the photodiode lines 19 that reflects the amplitudes of the output signals of the photodiodes 20 is smaller than the threshold of the level discriminators 41. DieD flip-flops 43 of the signal converters 37 and 38 each store the binary signal "O" which the shift registers 39 and 40 is fed. The Q outputs of the D flip-flops 48-51 each have the logic state "0" and the Q outputs of the D flip-flops 48 - 51 the logic State "1" on. The AND gates 52 and 53 are blocked. The timing element 34 is located at rest.

Sobald nunmehr ein Objekt 10 in den von der Zeilenkamera 15 erfaßten Querstreifen 21 eindringt, wird von diesem helleren Objekt 10 eine wesentlich größere Lichtmenge reflektiert als von dem dunklen Förderband 12. Je nach Breite des Objekts 10 - quer zur Objektbewegungsrichtung gesehen - erhalten eine oder mehr Fotodioden 20 der Fotodiodenzeile 19 der Zeilenkamera 15 so viel Licht, daß die Amplitude der Ausgangssignale der Fotodioden 20 größer ist als der Schwellwert des Pegeldiskriminators 41 des Signalwandlers 37. Am Ausgang des Pegeldiskriminators 41 tritt das Binärsignal "1" auf, das für die Dauer der Belichtungsaufnahme im Digitalspeicher 42 gespeichert wird. Dies geschieht dadurch, daß mit jedem Takt der Abtastfrequenz am Ausgang 31 der Takteinheit 26 der logische Zustand "1" am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 43 über den D-Eingang wieder übernommen wird. Nach Beendigung der Ramerralfnahme wird mit dem nächsten Takt für die nächste Kameraaufnahme der logische Zustand "1" am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 43 des Signalwandlers 37 von dem D-Flip-Flop 48 des Detektors 39 übernommen. Dei Q-Ausgang des D-Flip-Flops 48 nimmt damit den logischen Zustand "1" an, während am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 49 der logische Zustand "0" liegt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Doppelstellungsschalters 54 sind damit beide Eingänge des AND-Gliedes 52 logisch "1", wodurch der Q-Ausgang des Flip-Flops 56 ebenfalls logisch "1" wird. Während der folgenden Kameraaufnahme und - wie sich leicht nachprüfen läßt - während aller folgenden Karreraaufnahmen bis zum Erfassen des Objektes durch die zweite Zeilenkamera 16 liegt an dem mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 56 verbundenen Eingang des weiteren AND-Gliedes 57 logisch "1" an.As soon as an object 10 is now captured by the line camera 15 If transverse stripe 21 penetrates, this lighter object 10 becomes a significantly larger one Amount of light reflected as from the dark conveyor belt 12. Depending on the width of the object 10 - seen transversely to the direction of movement of the object - receive one or more photodiodes 20 of the photodiode line 19 of the line camera 15 so much light that the amplitude of the Output signals of the photodiodes 20 is greater than the threshold value of the level discriminator 41 of the signal converter 37. The binary signal occurs at the output of the level discriminator 41 "1" is stored in the digital memory 42 for the duration of the exposure exposure will. This is done by the fact that the sampling frequency at the output 31 the clock unit 26 the logic state "1" at the Q output of the D flip-flop 43 over the D input is taken over again will. After the end of the ramerra intake the logic state "1" becomes with the next cycle for the next camera recording at the Q output of the D flip-flop 43 of the signal converter 37 of the D flip-flop 48 of the Detector 39 taken over. The Q output of the D flip-flop 48 thus takes the logical one State "1" on, while the logic state "0" at the Q output of the D flip-flop 49 lies. In the position of the double-position switch 54 shown in FIG. 3 Both inputs of the AND gate 52 are thus a logical "1", whereby the Q output of the flip-flop 56 also becomes a logic "1". During the following camera recording and - as can be easily checked - during all subsequent career recordings up to the detection of the object by the second line camera 16 is on the with the input of the further AND element 57 connected to the Q output of the flip-flop 56 logical "1".

Damit gelangt bei jedem Taktimpuls am Ausgang 30 der Takteinheit 27 ein Zählimpuls an den Takteingang des Impulszählers 34.Thus, with each clock pulse at the output 30 of the clock unit 27 a counting pulse to the clock input of the pulse counter 34.

Nach der folgenden Aufnahme, also mit Beginn der dritten Aufnahme seit Erfassen des Objektes 10 durch die Zeilenkamera 15, wird der Binärwert "1" auch im D-Flip-Flop 49 gespeichert. Damit nimmt dessen Q-Ausgang den logischen Zustand "O" an. Die Ansteuerung des Flip-Flops 56 fällt damit weg, jedoch behält dieses seinen vorher eingenommenen Zustand ein.After the next recording, i.e. at the beginning of the third recording since the detection of the object 10 by the line camera 15, the binary value "1" also stored in the D flip-flop 49. This means that its Q output takes the logical state "O" on. The control of the flip-flop 56 is thus omitted, but this remains its previously assumed state.

Erst wenn das in Bewegungsrichtung vordere Ende des Objekts 10 nach Durchlaufen der Meßstrecke 11 in den von der zweiten Zeilenkamera 16 erfaßten Querstreifen 22 eindringt, tritt in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben auch am Ausgang des Pegeldiskrimi nators 41 der Signalverarbeitungseinheit 33, das Binärsignal "1" auf, das ebenfalls im Digitalspeicher 42 des Signalwandlers 38 für die Dauer der Aufnahme gespeichert wird. Bei der nächsten Aufnahme wird der logische Zustand "1" am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 43 des Signalwandlers 38 von dem D-Flip-Flop 50 des Detektors 40 übernommen, so daß sowohl am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 50 als auch am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 51 logisch "0" ansteht. Am Ausgang des AND-Gliedes 53 tritt ebenfalls logisch "0" auf, wodurch das D-Flip-Flop 56 nicht beeinflußt wird und die Zeitmessung fortgesetzt wird. Sobald jedoch das in Bewegungsrichtung hinterelEnde des Objekts 10 den Meßstreifen 22 der zweiten Zeilenkamera 16 verläßt, wird bei der nachfolgenden Belichtung der Zeilenkamera 16 die Fotodiodenzeile 19 nicht mehr ausreichend belichtet, so daß keine der Fotodioden 20 ein Signal ausgibt, dessen Amplitude die Schwelle des Pegeldiskriminators 41 des Signalwandlers 38 übersteigt. Damit wird im Digitalspeicher 42 das Binärsignal "0" abgespeichert und mit der folgenden Kameraaufnahme in das D-Flip-Flop 50 übernommen. Der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 50 wird damit logisch "1" während der Q-Ausgang des Flip-Flops 51 nach wie vor seinen logischen Zustand "1" beibehält, den er mit der dritten Aufnahme nach Eindringen der Objektspitze in den von der Zeilenkamera 16 erfaßten Querstreifen 22 angenommen hat. Damit weisen beide Eingänge des AND-Gliedes 53 logisch "1" auf, und das am Ausgang des AND-Gliedes 53 auftretende Signal setzt das Flip-Flop 56 wieder zurück, wobei dessen Q-Ausgang logisch "0" annimmt. Damit ist das weitere AND-Glied 57 gesperrt und kein weiterer Zählimpuls kann an den Impulszähler 35 gelangen. Das Zeitmeßglied 34 ist damit stillgesetzt, die Anzahl der Impulse ist unter Berücksichtigung der Taktfrequenz am Ausgang 30 der Takteinheit 27 ein Maß für die Durchlaufzeit des Objekts 10 durch die Meßstrecke 11.Only when the front end of the object 10 in the direction of movement after Passing through the measuring section 11 in the transverse stripes detected by the second line camera 16 22 penetrates, occurs in the same way as described above also at the exit of the level discriminator 41 of the signal processing unit 33, the Binary signal "1", which is also in the digital memory 42 of the signal converter 38 for the duration the recording is saved. The next time you record, the logical state will be "1" at the Q output of the D flip-flop 43 of the signal converter 38 from the D flip-flop 50 of the detector 40 taken over, so that both at the Q output of the D flip-flop 50 as logic "0" is also present at the Q output of the D flip-flop 51. At the output of the AND element 53 also occurs as a logic "0", which means that the D flip-flop does not affect 56 and timing continues. But as soon as that in the direction of movement the rear end of the object 10 leaves the measuring strip 22 of the second line camera 16, During the subsequent exposure of the line camera 16, the line of photodiodes 19 becomes no longer sufficiently exposed so that none of the photodiodes 20 outputs a signal, the amplitude of which exceeds the threshold of the level discriminator 41 of the signal converter 38. The binary signal "0" is thus stored in the digital memory 42 and with the following Camera recording taken over in the D flip-flop 50. The Q output of the D flip-flop 50 is thus a logic "1" while the Q output of the flip-flop 51 is still its Logical state "1", which it maintains with the third recording after penetration of the tip of the object in the transverse stripes 22 detected by the line camera 16 Has. Both inputs of the AND element 53 thus have a logic "1", and that on The signal appearing at the output of the AND element 53 resets the flip-flop 56 again, its Q output assumes a logic "0". This means that the further AND element 57 is blocked and no further counting pulse can reach the pulse counter 35. The timing element 34 is thus stopped, the number of pulses is taking into account the Clock frequency at the output 30 of the clock unit 27 is a measure for the lead time of the object 10 through the measuring section 11.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung der Doppelstellungsschalter 54 und 55 lös damit der Dunkel-Hell-Übergang zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Aufnahmen der Zeilenkamera 15 die Zeitmessung aus, während der Hell-Dunkel-Übergang zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Aufnahmen der zweiten Zeilenkamera 16 die Zeitmessung stoppt. Damit ist für die Zeitmessung bestimmt das Eindringen des in Bewegungsrichtung vorderen Endes des Objekts 10 in die Meßstrecke 11 und das Austreten des in Bewegungsrichtung hinteren Endes des gleichen Objekts 10 aus der Meßstrecke 11.In the position of the double-position switch 54 shown in FIG. 3 and 55 thus solves the dark-light transition between two immediately following one another Recordings of the line camera 15 from the time measurement, during the light-dark transition between two consecutive recordings by the second line camera 16 timing stops. The penetration is thus determined for the time measurement of the front end of the object 10 in the direction of movement into the measuring section 11 and the exit of the rear end in the direction of movement of the same object 10 the measuring section 11.

Weitere mögliche Betriebsarten der Zeitmessung durch Umschalten der Doppelstellungsschalter 54 und 55 lassen sich aus der nachstehenden Tabelle entnehmen und aus der Schaltung in Fig. 3 ohne weiteres nachprüfen, wobei mit "1" bzw. "0" die Stellung der Doppelstellungsschalter 54 und 55 gemäß Fig. 3 bzw. gegenüber Fig.3 umgelegt bezeichnet ist. Doppel- Doppel- Meßanfang/ Meßende/ stellungs- stellungs- Zeilen- Zeilen- schalter 54 schalter 55 kamera 15 kamera 16 1 1 Objektspitze Objektende 1 O Objektspitze Objektspitze O 1 Objektende Objektende 0 O Objektende Objektspitze In der in der Tabelle zweiten und dritten Betriebsart, bei welcher jeweils die Objektspitze bzw. das Objektende des Objekts 10 detektiert werden, kann aus der Länge der Meßstrecke 11 und der gemessenen Durchlaufzeit die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit des Ob- jekts 10 bestimmt werden. Die in der Tabelle vierte Betriebsart dient zur Ermittlung der Verweilzeit des Objekts innerhalb der Meßstrecke 11. Die Möglichkeit der Umschaltung auf vier verschiedene Betriebsarten ist besonders vorteilhaft bei' Überwachung von in Bewegungsrichtung ausgeaehnten Objekten.Further possible modes of time measurement by switching the double position switches 54 and 55 can be found in the table below and can be easily checked from the circuit in FIG 3 or, compared to FIG. 3, is designated folded over. Double- double- start of scale / end of scale / positional line line line switch 54 switch 55 camera 15 camera 16 1 1 Object tip Object end 1 O Object tip Object tip O 1 end of object end of object 0 O Object end Object tip In the second and third modes of operation in the table, in which the tip and end of the object 10 are respectively detected, the average speed of movement of the object 10 can be determined from the length of the measuring section 11 and the measured transit time. The fourth operating mode in the table is used to determine the dwell time of the object within the measuring section 11. The possibility of switching to four different operating modes is particularly advantageous when monitoring objects that have expanded in the direction of movement.

Beider vorstehend beschriebenen Funktionsweise der Meßvorrichtung ist selbstverständlich vorausgesetzt, daß nach Einschalten der Meßvorrichtung der Q-Ausgang des Flip-Flops 56 logisch "0" angenommen hat. Dies kann man durch eine in Fig. 3 nicht dargestellte Initialisierungseinrichtung erreichen.In the above-described mode of operation of the measuring device is of course assumed that after switching on the measuring device Q output of flip-flop 56 has assumed a logic "0". This can be done through a achieve initialization device not shown in FIG. 3.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So muß die Zeilenkamera nicht notwendigerweise eine Halbleiter-Zeilenkamera mit einer Fotodiodenzeile sein. Mit gleichem Ergebnis kann z.B. auch eine Kathodenstrahl-Zeilenkamera verwendet werden.The invention is not limited to the embodiment described above limited. Thus, the line camera does not necessarily have to be a semiconductor line camera be with a photodiode line. A cathode ray line camera, for example, can achieve the same result be used.

Claims

Claims fA 1 device for determining the transit time of objects by a predetermined measuring section, in particular for monitoring on a transport path moving goods for pick and place machines, with photoelectric sensors for object detection at the beginning and end of the measuring section and one of the sensors controlled timing element, that is, that the sensors (13,14) are designed as line cameras (14,15) which are transverse to the direction of movement of the object (A) aligned and preferably arranged above the object movement path ¼2) are.

2. Apparatus according to claim 1, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h a recording triggering device which synchronously controls the two line cameras (15, 16) (26), which is designed such that at least during the period in which if the object (10) is located within the measuring section (11), a large number of recordings can be triggered periodically.

3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a signal processing unit is attached to each line camera (15, 16) (32,33) is connected, the one the analog output signal of a camera recording into a signal converter (37, 38) converting a binary signal and a binary signal change Detector (39,40) recognizing between two successive camera recordings and that with the output of the detectors (39, 40) of both signal processing units (32,33) a timer control device (36) is connected, which upon occurrence an output pulse at one detector (39) and a start pulse at the other Detector (40) generates a stop pulse for the timer (34).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the exposure release device (.26) as a clock pulse generator (27) is formed, at one output (30) of which a clock pulse sequence with a constant Clock pulse repetition frequency is applied, the reciprocal of the exposure time of a camera exposure is equivalent to.

5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the clock pulse sequence as a synchronization clock at the two signal processing units (32,33) and as a counting cycle on the timing element designed as a digital counter (35) (43) is applied.

6. Device according to one of claims 3-5, d a -d u r c h g e it is not indicated that the signal converter (37, 38) is a level discriminator (41) and the binary output signal of the level discriminator (41) Digital memory that stores images for the duration of the exposure time of a camera (42).

7. Device according to one of claims 3-6, d a -d u r c h g e it is not indicated that the detector (39, 40) is connected to the output of the digital memory (42) connected shift register (46, 47) with two memory cells (48, 49 and 50, 51), one of which is at least one inverting and the other at least one has non-inverting output, and an AND gate (52,53), whose Inputs connected to the outputs of the two memory cells (48, 49 and 50, 51) and the output of which forms the output of the detector (39, 40).

8. Apparatus according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c It should be noted that each memory cell (48, 49 and 50, 51) has one inverting and one having non-inverting output and that in the connection of the AND gate (52,53) and the storage cells (48,49 and 50,51) a two-pole double position switch (54,55) is arranged, via which the inputs of the AND gate (52,53) optionally on the one hand with the non-inverting input of the first memory cell (48) and the inverting input of the second memory cell (49) and on the other hand vice versa are connectable.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h e t that each shift register (46, 48) consists of two killed D flip-flops (48, 49 or 50, 51) exist.

10. Device according to one of claims 3 - 9, d a d u r c h g e k e n n e i c h n e t that the timing element control device (36) as a flip-flop (56) is designed, its set input with the output of one and its reset input is connected to the output of the other detector (39,40), and that as a digital counter (35) formed time measuring element (34) is preceded by a further AND element (57), at its inputs on the one hand the Q output of the flip-flop (56) and on the other hand the output (30) of the exposure release device (26) is connected.