FI73522C

FI73522C - ELEKTROOPTISK ANORDNING.

Info

Publication number: FI73522C
Application number: FI763296A
Authority: FI
Inventors: Richard L Stratton
Original assignee: Satt Control Ab
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1976-11-18
Publication date: 1987-10-09
Also published as: SE7611567L; FI73522B; SE406825B; FI763296A; NO144026C; AU508268B2; NO763930L; CA1080324A; DE2648181A1; AU1985676A; NO144026B

Description

I«ML*».·I Γβ1 KUULUTU8JULKAI8UI «ML *» · I Γβ1 KUULUTU8JULKAI8U

^ΗΓ| 8 11 UTLÄe0NIN088KRIFT / O O Ζ Ζ c (45) Pnteetti ::. yö λ- tty (51) Kv.lk.4/lnt.CI4 G 01 D 21/00^ ΗΓ | 8 11 UTLÄe0NIN088KRIFT / O O Ζ Ζ c (45) Pnteetti ::. night λ- tty (51) Kv.lk.4 / lnt.CI4 G 01 D 21/00

SUOMI-FINLANDSUOMI FINLAND

(FI) (21) Patenttihakemus - Patentansökning 763296 (22) HekemispÄivi - Ansökningsdag 18.11 .76(FI) (21) Patent application - Patentansökning 763296 (22) HekemispÄivi - Ansökningsdag 18.11 .76

Patentti- Ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä - Giltighetsdag 18.11 .76National Board of Patents and Registration (23) Start date - Giltighetsdag 18.11 .76

Patent-och regbterstyrelsen |41| TuM|i*Ma>-BiMioRMHg 22.05.77 (44) NShtevflksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - ->q o7Patent and registration tax authorities | 41 | TuM | i * Ma> -BiMioRMHg 22.05.77 (44) Date of publication and date of publication. - -> q o7

Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad J ' (86) Kv. hakemus - Int. ansökan (32) (33) (31) Pyydetty etuoikeus-Begörd prioritet 21.11.75 USA (US) 63*4066 (71) Satt Control AB, Box 903*4 , Malmö, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Richard L. Stratton, Portland, Oregon, USA(US) (7**) Antti Impola (5*4) Sähköoptinen laite - El ektroopt i sk anordningAnsökan utlagd och utl.skriften publicerad J '(86) Kv. application - Int. ansökan (32) (33) (31) Priority requested-Begörd priority 21.11.75 USA (US) 63 * 4066 (71) Satt Control AB, Box 903 * 4, Malmö, Sweden-Sverige (SE) (72) Richard L Stratton, Portland, Oregon, USA (7 **) Antti Impola (5 * 4) Electro-optical device - El ektroopt i sk anordning

Keksinnön kohteena on sähköoptinen laite kannatinelimen valvonta-alueella esiintyvän, ei läpinäkyvän, heijastavan esineen kuten esim. syötetyn rungon läsnäolon ilmaisemiseksi, johon kuuluu vähintään yksi säteilylähde, joka lähettää säteilykimpun valvonta-alueeseen ja vähintään yksi heijastusilmaisin, joka ilmaisee säteilylähteen säteilyn ja jossa on yksiselitteisesti rajattu ulospäin laajeneva näkökenttä.The invention relates to an electro-optical device for detecting the presence of a non-transparent reflective object in the control area of a support member, such as a fed body, comprising at least one radiation source emitting a radiation beam to the control area and at least one reflection detector detecting the radiation of the radiation source. outwardly expanding field of view.

On olemassa lukuisia sovellutusalueita, joilla halutaan käyttää automaattista valvonta- tai iImaisujärjestelmää valitussa vyöhykkeessä esiintyvän esineen ilmaisemiseksi. Monissa sahalaitoksissa halutaan esim. ilmaista tällaiseen vyöhykkeeseen joko sivuttain tai päittäin kuljetetun tukin läsnäolo jonkin ohjausfunktion, esim. sahan käynnistymisen laukaisemiseksi.There are numerous areas of application where it is desired to use an automatic monitoring or detection system to detect an object present in a selected zone. In many sawmills, for example, it is desired to detect the presence of a log transported to such a zone, either laterally or end-to-end, in order to trigger a control function, e.g.

Ennestään tunnetuissa iImaisujärjestelmissä on valonlähde, esim. lasersäde, joka lähettää sädekimpun kohti kuljetinta, jolla esinettä kuljetetaan, jolloin säteiden kulkurataan on sijoitettu ilmaisin osoit-tamaan sädekimpun katkeamista ja täten mahdollisesti ilmaisemaan esi-'·*·' neen läsnäoloa. Tämäntyyppisissä järjestelmissä esiintyy kuitenkin va- kavia haittoja sikäli, että käyttöolosuhteissa usein tapahtuu, että mie-... lenkiinnon kohteena olevan esineen ohella kuljettimella myös kuljetetaan erilaatuista jätetuotetta, joka katkaisee valonsäteen samalla tavoin kuin ilmaistava esine olisi tehnyt. Lisäksi on kuljettimen osien tai mui-- den elemettien kulku tällaisen sädekimpun poikitse usein aiheuttanut vääriä ilmaisu- signaaleja .Prior art detection systems have a light source, e.g. a laser beam, which emits a beam towards the conveyor on which the object is conveyed, with a detector placed in the path of the beams to indicate the rupture of the beam and thus possibly to indicate the presence of the object. However, there are serious disadvantages in this type of system in that under the conditions of use it often happens that, in addition to the object of interest, the conveyor also transports a different type of waste product which cuts off the light beam in the same way as the object to be detected. In addition, the passage of parts of the conveyor or other elements across such a beam has often caused false detection signals.

2 735222 73522

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, joka käytännöllisellä ja täysin tyydyttävällä tavalla kokonaan poistaa nämä haitat. Keksintö tunnetaan niistä ominaisuuksista, jotka on esitetty patenttivaatimuksissa. Keksinnön erään edu11isensuoritusmuodon mukaan kuuluu laitteeseen laserlähde, joka lähettää valittuun vyöhykkeeseen koheren-tin valokimpun, jonka kimpun leikkaa pitkin sen pituuden erästä osaa heijastusilamisimen laakea näkökenttä, johon kimppu sisältyy. Kimpun ja näkökentän välistä leikkausaluetta sanotaan rekisteröimisa lueeksi, ja tämä alue sijaitsee siten, että se on sopivan välin päässä vyöhykkeessä olevan esineen kuljettimesta tai muusta kannatuslaitteesta.The object of the invention is to provide a device which, in a practical and completely satisfactory manner, completely eliminates these disadvantages. The invention is known from the features set out in the claims. According to an advantageous embodiment of the invention, the device comprises a laser source which transmits to the selected zone a coherent light beam, the beam of which intersects along a part of its length the flat field of view of the reflection device in which the beam is included. The intersection area between the bundle and the field of view is called the registration reading, and this area is located at a suitable distance from the conveyor or other support device of the object in the zone.

Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan käytetään laitteessa 1 aser1ähde11ä , joka lähettää pintamaisen (laakean) kimpun koherenttia valoa, jonka kimpun leikkaa heijastusilmaisimen näkökenttä, jolla on leikkausalueella sekä pituus- että leveysulottuvuus. Tässäkin tapauksessa leikkausaluetta sanotaan rekisteröimisalueeksi, joka sijaitsee valin päässä kaikesta, jota käytetään vyöhykkeessä olevan esineen kannattamiseksi tai kuljettamiseksi.According to another preferred embodiment of the invention, the device 1 uses an azer source 11 which emits a coherent light of a surface-like (flat) beam, the beam of which is intersected by the field of view of a reflection detector having both a longitudinal and a width dimension. Again, the cutting area is called the registration area, which is located at a selection from everything used to support or transport an object in the zone.

Tällaisia sovituksia käytettäessä voidaan ilmeisesti estää, että jätteet tai muu kuljettimen kannattava materiaali, joka on toista tyyppiä kuin ilmaistavat esineet, antavat väärän signaalin. Tällaiseen järjestelmään ilmeisesti ei myös vaikuta vyöhykkeen ohi ulottuvan kuljettimen osien liikkeet.By using such adaptations, it can obviously be prevented that waste or other carrier-bearing material of a different type from the objects to be detected gives a false signal. Such a system is also apparently not affected by the movements of the parts of the conveyor extending past the zone.

:.j.: Kuten seuraavasta ses 1 i t y kses t ä ilmenee, on ehdotetun laitteen : - molemmat suositut suoritusmuodot varsin yksinkertaisia ja niitä voi- daan yksinkertaisesti käyttää lukuisilla alueilla. Sitäpaitsi laite takaa sangen tarkan ja virheettömän käytön.As is apparent from the following, the proposed device is: - both preferred embodiments are quite simple and can be used simply in a number of areas. In addition, the device guarantees a fairly accurate and error-free operation.

. Keksintö selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten ·· perusteella, jotka kuvaavat eräitä suoritusesimerkkejä.. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate some embodiments.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti tukkien särmäysasemaa sahalaitoksessa, jossa keksinnön erästä suoritusmuotoa käytetään.Figure 1 schematically shows the edging position of logs in a sawmill in which an embodiment of the invention is used.

Kuvio 2 esittää vasemmalta katsottuna kuvion 1 mukaista asemaa .Figure 2 is a left view of the position of Figure 1.

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa jär-jestelmässä käytettyä ilmaisinta.Figure 3 schematically shows a detector used in the system of Figures 1 and 2.

: Kuvio 4 esittää kaaviollisesti päästä katsottuna mittausasemaa sahalaitoksessa, jossa käytetään keksinnön erästä toista suoritusmuotoa.Figure 4 is a schematic end view of a measuring station in a sawmill using another embodiment of the invention.

Kuvio 5 esittää kuvion 4 näyttämää mittausasemaa sivulta katsottuna.Fig. 5 shows a side view of the measuring station shown in Fig. 4.

5 735225,73522

Kuvioiden 1 ja 2 mukaan on sahalaitoksen asetteluasemassa eli -vyöhykkeessä 10 tukkien asennot korjattava ennen kuin tukit päittäin syötetään sahaan. Tukkien kuljettamiseksi tähän asemaan ja siitä edelleen sahaan käytetään liikkuvaa vaunua 12, jonka varassa oleva tukki 14 on näytetty mittausasemassa sijaitsevana.According to Figures 1 and 2, in the setting position or zone 10 of the sawmill, the positions of the logs must be corrected before the logs are fed to the saw at the ends. A mobile carriage 12 is used to transport the logs to this station and from there to the saw, on which the log 14 is shown to be located at the measuring station.

Vaunu 12 toisella siviiliä on sivusuunnassa siirrettävissä oleva asetin, jossa on ylöspäin suunnatut ja toisistaan riippumattomasti siirrettävissä olevat varret 16, jotka voidaan siirtää kohti vaunua 12 ja poispäin tästä vaunusta vaunulla lepäävän tukin suuntaamiseksi halutulla tavalla. Varteen 16 kuuluu kaavioinsesti näytetty hammas-vaihde 18, jossa on sähkömoottorin 20 pyörittämä hammastenko ja hammaspyörät. Toista vartta varten on olemassa samankaltainen käyttölaite ja moottori. Moottorit käynnistetään ja pysäytetään sopivien ennestään tunnettua rakennetta olevien ohjauslaitteiden 22 avulla.The carriage 12 on the other civilian has a laterally displaceable applicator with upwardly directed and independently displaceable arms 16 that can be moved toward and away from the carriage 12 to orient the log resting on the carriage as desired. The arm 16 includes a toothed gear 18 shown schematically with a gear and gears rotated by an electric motor 20. There is a similar drive and motor for the second arm. The motors are started and stopped by means of suitable control devices 22 of known construction.

Kaikki edellä selitetty on kokonaan ennestään tunnettua tekniikkaa. Tämän laitteiston tarkoituksena on siirtää tukkeja, esim. tukki 14, asemaan 10 vaunun 12 varassa siten, että varret 16 pääsevät käsiksi tukkeihin. Ennen kuin tukit päittäin syötetään sahaan, on jokainen tukki aseteltava sivusuunnassa vaunulla siten, että tukin varsista 16 poispäin oleva sivu ei ulotu määrättyä tasoa 24 etäämmälle (kuvio 1). Kun tukki on sijoitettu tällä tavoin, on se oikein asetettu sivusuunnassa sahaan syötettäväksi.All of the above is entirely prior art. The purpose of this apparatus is to move logs, e.g. log 14, to position 10 on the carriage 12 so that the arms 16 can access the logs. Before the logs are finally fed to the saw, each log must be positioned laterally on the carriage so that the side away from the log arms 16 does not extend beyond a certain level 24 (Figure 1). When the log is positioned in this way, it is correctly positioned laterally to be fed to the saw.

Jotta tukit voitaisiin asettaa tai sijoittaa tällä tavoin, on apuna keksinnön mukaan valvontajärjestelmä, jossa on kaksi moduloitua laserlähdettä 26, 2? ja kaksi heijastusilmaisinta 28, 29* jotka ovat herkät näiden lähteiden lähettämölle säteille. Lähde 26 ja ilmaisin 28 on alistettu oikeanpuoleiselle varrelle 16 kuviossa 2, ja lähde 27 ja ilmaisin 29 on alistettu tämän kuvion vasemmanpuoleiselle varrelle. Molemmat lähteet, samoin kuin molemmat ilmaisimetkin ovat keskenään samanlaiset.In order to position or position the logs in this way, a monitoring system with two modulated laser sources 26, 2? and two reflection detectors 28, 29 * which are sensitive to the beams transmitted by these sources. Source 26 and detector 28 are subjected to the right arm 16 in Figure 2, and source 27 and detector 29 are subjected to the left arm of this figure. Both sources, as well as both detectors, are similar to each other.

Lähteenä 26 on tavanomainen laserlähde 30, joka on kytketty tavanomaiseen amplitudimodulaattoriin 32, jonka käyttötaajuutena tässä tapauksessa on noin 2000 Hz. Syy miksi modulaattoria käytetään, selitetään myöhemmin. Säteen 26 ollessa käytössä lähettää se pitkin linjaa 33 (kuvio 2) moduloidun suoraviivaisen lasersädekimpun, joka sijaitsee dellä mainitussa tasossa 24. Lähde 27 lähettää samanlaisen sädekimpun pitkin linjaa 33 (kuvio 2), joka myös sijaitsee tasossa 24.The source 26 is a conventional laser source 30 connected to a conventional amplitude modulator 32, which in this case has an operating frequency of about 2000 Hz. The reason why the modulator is used will be explained later. When beam 26 is in use, it transmits along line 33 (Fig. 2) a modulated rectilinear laser beam located in said plane 24. Source 27 transmits a similar beam along line 33 (Fig. 2), which is also located in plane 24.

Kuviosta 3 samoin kuvioista 1 ja 2 selviää, että ilmaisimen 4 73522 28 kotelossa on linssi 34 da valoni Imaisin 36, (jonka alue on suhteellisen suuri, ja (joka moduloivan signaalinpäästösuodattimen 38 kautta on sähköisesti kytketty ulostulovahvistimeen 40. Kaikki nämä ilmaisimen sisäpuolella olevat komponentit ovat ennestään tunnettua rakennetta. Suodatin 38 ’’virittää" ilmaisimen siten, että se ainoastaan on herkkä modulaattorin 32 taajuudella makuloidulle heijastuneelle laser-säteilylle. Syynä siihen, että käytetään (ja ilmaistaan moduloitua la-sersädekimppua, on ilmeisesti koko (järjestelmän herkkyyden lisääminen, koska (järjestelmä täten itse asiassa saadaan epäherkäksi kaikille muille optisille säteilylähteille.As can be seen from Figure 3, as well as Figures 1 and 2, the housing of the detector 4 73522 28 has a lens 34 da light Detector 36, (which has a relatively large range and is electrically connected to an output amplifier 40 via a modulating signal pass filter 38. All these components inside the detector are The filter 38 "tunes" the detector so that it is only sensitive to reflected laser radiation maculated at the frequency of the modulator 32. The reason for using (and detecting the modulated laser beam is apparently the size (increasing the sensitivity of the system because ( the system is thus in fact rendered insensitive to all other optical radiation sources.

Valonilmaisimen 36 Ja linssin 34- välillä on näkökentän naamio tai himmennin 42, Ja tämän edessä on optinen kaistanpäästösuodatin 44. Suodatin 44 on valittu siten, että se pääasiallisesti ainoastaan läpäisee laserlähteestä 30 tulevaa valoa. Naamiossa 42 on pitkänomainen kapea suoraviivainen rako 42a, Jonka tehtävä seuraavassa selitetään.Between the light detector 36 and the lens 34- is a field of view mask or dimmer 42, and in front of it is an optical bandpass filter 44. The filter 44 is selected so that it essentially only transmits light from the laser source 30. The mask 42 has an elongate narrow rectilinear slot 42a, the function of which will be explained below.

Naamio eli himmennin 42 määrää ilmaisimen 28 näkökentän, kuten nimityksestä selviää. Koska naamiossa on rako 42a, tulee ilmaisimen 28 näkökenttä pääasiallisesti laakeaksi. Tämä näkökenttä on näytetty kuvioiden 1 Ja 2 kohdassa 46, Ja havaitaan, että tällä kentällä on laaja ulottuvuus aseman 10 luona. Näkökenttä 46 sijaitsee tasossa,The mask, i.e. the dimmer 42, determines the field of view of the detector 28, as the name implies. Since the mask has a slit 42a, the field of view of the detector 28 becomes substantially flat. This field of view is shown at 46 in Figures 1 and 2. And it will be seen that this field has a wide dimension at station 10. Field of view 46 is located in the plane

Joka on yhdensuuntainen kuvion 1 tason kanssa, Ja Johon edellä mainittu linja 33 lankeaa. Näkökentän yläpää leikkaa linjan 33 kohdassa 46a, Ja sen alapää leikkaa linjan 33 kohdassa 46h. On erikoisesti tähdennettävä, että leikkauspiste 46b sijaitsee vaunun 12 yläpään yläpuolella. Täten sijaitsee koko alue, Jossa kenttä 46 Ja linja 33 leikkaavat toisensa, Ja Joka on suoraviivainen alue, vaunun yläpuolella. Leikkausaluetta sanotaan tässä yhteydessä rekisteröimisalueeksi.Which is parallel to the plane of Fig. 1, and to which the above-mentioned line 33 falls. The upper end of the field of view intersects line 33 at 46a, and its lower end intersects line 33 at 46h. In particular, it should be emphasized that the intersection point 46b is located above the upper end of the carriage 12. Thus lies the whole area, where field 46 And line 33 intersect, And Which is a straight line, above the wagon. The operating area is referred to herein as the registration area.

Ilmaisimella 26 on näkökenttä 47 (kuvio 2), Joka on samankaltainen kuin kenttä 46, paitsi että linja 35 lankeaa siihen. Havaitaan, että kentällä 47 on yläpuolinen leikkauspiste linjan 35 kanssa kohdassa 47a, Ja alapuolinen leikkauspiste tämän linjan kanssa kohdassa 47b. Kohta 47a sijaitsee likimain samalla korkeudella kuljettimen 12 yläpuolella kuin kohta 46b.Detector 26 has a field of view 47 (Fig. 2), which is similar to field 46 except that line 35 falls therein. It is observed that field 47 has an upper intersection with line 35 at 47a, and a lower intersection with this line at 47b. Point 47a is located at approximately the same height above the conveyor 12 as point 46b.

Varsinkin kuvioon 3 viitaten mainittakoon tässä erikoisesti e-räs ominainen piirre, nimittäin että naamio 42 voidaan ilmaisimen kotelossa asettaa sivusuuntaisesti. Laitteen rakenne, Jonka ansiosta tämä on mahdollinen, ei ole tässä yhteydessä oleellista, Joten sitä ei näytetä. Naamion siirtäminen Johtaa ilmeisesti raon 42a siirtymiseen Ja täten ilmaisimen näkökentän siirtymiseen. Tämän etuna on, että 5 73522 ilmaisin voidaan nopeasti asentaa paikalleen ja näkökentän asento yksinkertaisesti hienosäätää, joten tarkasti voidaan määrätä tämän kentän ja lähteen 26 lähettämän lasersädekimpun leikkauskohta.With particular reference to Fig. 3, a special feature is mentioned here, namely that the mask 42 can be placed laterally in the housing of the detector. The structure of the device, which makes this possible, is not relevant in this context, so it is not shown. Displacing the mask apparently results in displacement of the slot 42a And thus displacement of the field of view of the detector. The advantage of this is that the 5 73522 detector can be quickly installed in place and the position of the field of view can be simply fine-tuned, so that the intersection of the laser beam transmitted by this field and the source 26 can be precisely determined.

Ilmaisimeen 28 kuuluvan vahvistimen 40 ulostulo on kytketty tavanomaiseen säätölaitteeseen 48, joka puolestaan on kytketty aikaisemmin mainittuun mooottorinohjauslaitteeseen 22. Ilmaisimen 29 vahvistin, joka vastaa vahvistinta 40, on samalla tavoin kytketty säätölaitteeseen 48, jonka toiminta selitetään myöhemmin.The output of the amplifier 40 belonging to the detector 28 is connected to a conventional control device 48, which in turn is connected to the previously mentioned motor control device 22. The amplifier of the detector 29 corresponding to the amplifier 40 is similarly connected to the control device 48, the operation of which will be explained later.

Tähän asti selitetty järjestelmä toimii seuraavasti: Lähteet 26, 27 ja ilmaisimet 28, 29 kytketään käyttöön. Tämän seurauksena lähteet lähettävät moduloidun laservalon muodostamia suoraviivaisia säde-kimppuja pitkin linjoja 33, 35 tasossa 24. Ilmaisimet valvovat näitä sädekimppuja laakeissa näkökentissään 46, 47 mahdollisesti heijastuneen laservalon ilmaisemiseksi. Ilmaisimet eivät toimi muunlaisen kuin laserisitteista tulevan valon vaikutuksesta, sekä johtuen sädekimppu-jen amplitudimoduloinnista että ilmaisimissa olevien optisten kaistan-päästösuodattimien ansiosta.The system described so far operates as follows: Sources 26, 27 and detectors 28, 29 are switched on. As a result, the sources emit linear beam beams generated by the modulated laser light along lines 33, 35 in the plane 24. Detectors monitor these beam beams in their fields to detect any laser light reflected in their fields of view 46, 47. The detectors do not operate under the influence of non-laser light, both due to the amplitude modulation of the beam beams and due to the optical bandpass filters in the detectors.

Kuljetin 12 siirtää tukin päittäin asemaan 10 ja pysäyttää sen siten, että se voidaan siirtää kosketukseen asetteluvarsien 16 kanssa. Sopiva ohjauskäsky annetaan asetteluvarsien moottoreiden käynnistämiseksi, minkä jälkeen nämä varret siirtyvät tukkia kohti kuljettimen poikitse.The conveyor 12 moves the log end to position 10 and stops it so that it can be moved into contact with the positioning arms 16. A suitable control command is given to start the motors of the setting arms, after which these arms move towards the log across the conveyor.

Useimmin tapahtuu, että tukin toinen pää siirtyy asentoon, jossa se leikkaa tason 24 emien kuin tukin toinen pää leikkaa tämä tason. Olettaen, että kuviossa 2 oikealla näytetty tukin 14 pää ensin leikkaa tason 24, tulee tämän tapahtuessa tukin se osa, joka leikkaa tämän tason, sijaitsemaan ilmaisimen 28 näkökentän puitteissa ja tulee myös leikkaamaan lähteestä 26 tulevan sädekimpun. Tämän seurauksena valoa heijastuu ilmaisimeen 28, mikä laukaisee vahvistimesta 40 aset-telusignaalin, joka säätölaitteen 48 ja moottorin ohjauslaitteen 22 avulla pysäyttää moottorin 20.Most often, one end of the log moves to a position where it intersects the plane 24 than the other end of the log intersects this plane. Assuming that the end of the log 14 shown on the right in Figure 2 first intersects the plane 24, when this occurs, the part of the log that intersects this plane will be within the field of view of the detector 28 and will also intersect the beam from the source 26. As a result, light is reflected to the detector 28, which triggers a setting signal from the amplifier 40 which, by means of the control device 48 and the motor control device 22, stops the motor 20.

Toinen asetteluvarsi, joka siirtää tukin kuviossa 2 vasemmanpuoleisen pään kohti tasoa 24, tulee jatkamaan liikettään kunnes tämäkin pää leikkaa tason 24. Sama tulee tämän jälkeen tapahtumaan tätä toista asetteluvartta käyttävän moottorin suhteen: tason 24 leikkaaminen johtaa siihen, että ilmaisimeen 29 heijastuva valo pysäyttää tämän toisen varren moottorin, nytkin säätölaitteen 48 ja ohjauslaitteen 22 avulla.The second alignment arm, which moves the left end of the log in Fig. 2 towards the plane 24, will continue to move until this end also intersects the plane 24. The same will then happen to the motor using this second alignment arm: cutting the plane 24 causes the light reflected on the detector 29 to stop by means of an arm motor, now also a control device 48 and a control device 22.

6 735226 73522

Tukki on tämän jälkeen oikein asetettu sahaan syötettäväksi.The log is then correctly set to be fed to the saw.

On erikoisesti havaittava, että sen tavan ansiosta, miten ilmaisimien näkökentät on sovitettu leikkaamaan laserlähteistä tulevat valonsäteet, ei kuljettimella 12 mahdollisesti kuljetetut jätteet tule aiheuttamaan mitään sellaista heijastunutta valoa, jonka ilmaisimet voisivat ilmaista ja aiheuttaa virheellisiä asettelusignaaleja. Havaitaan myös että ne rekisteröimisalueet, jotka määräytyvät näkökenttien ja lasersädekimppujen leikkausten pituudesta, on sijoitettu sopivan välin päähän kuljettimesta, joten ei myöskään kuljettimien osien liike voi aiheuttaa mitään vääriä asettelusignaaleja.In particular, it should be noted that due to the way in which the fields of view of the detectors are adapted to cut the light beams from the laser sources, any waste transported by the conveyor 12 will not produce any reflected light that the detectors could detect and cause erroneous positioning signals. It is also observed that the registration areas determined by the length of the intersections of the fields of view and the laser beams are located at a suitable distance from the conveyor, so that neither the movement of the parts of the conveyors can cause any false alignment signals.

Kuvioiden 4 ja 5 mukaan kuljettaa pitkänomainen kuljetin 54 tukkeja, esim. tukin 52 mittausaseman 50 kautta. Kuljettimen 54 yläpuolella on sopivasti sijoitettuna kotelossa 56 laserlähde 58, jossa on laser 60, joka on samanlainen kuin edellä selitetty laserlähde 30, minkä lisäksi kotelossa on amplitudimodulaattori 62, joka on samankaltainen kuin selitetty modulaattori 32. Laserlähteeseen 58 kuuluu myös kotelossa 56 sijaitseva parabolinen peili 64, kiertyväisti asennettu peili 66 ja moottori 68, joka on kytketty peiliin 66 tämän pyörittämiseksi. Peiliä 56 pyöritetään vaakasuoran akselin 70 ympäri, joka sijaitsee samassa vaakatasossa kuin laserlähde 60 ja modulaattori 62.As shown in Figures 4 and 5, the elongate conveyor 54 transports logs, e.g., through the measuring station 50 of the log 52. Above the conveyor 54, a laser source 58 having a laser 60 similar to the laser source 30 described above is suitably disposed in the housing 56, and the housing has an amplitude modulator 62 similar to the described modulator 32. The laser source 58 also includes a parabolic mirror 64 in the housing 56. , a rotatably mounted mirror 66 and a motor 68 coupled to the mirror 66 for rotation thereof. The mirror 56 is rotated about a horizontal axis 70 located in the same horizontal plane as the laser source 60 and the modulator 62.

Kuviot 5 ja 6 näyttävät kaaviollisesti laserlähteen, modulaattorin ja pyörivän peilin suhteellisia asentoja. Laserlähde ja modulaattori ovat siten sijoitetut, että ne lähettävät moduloidun laser-sädekimpun peilin 66 vinossa olevaan pintaan 66a, jolloin tämä säde-kimppu sijaitsee samassa vaakatasossa kuin akseli 70. Peilin pyöriessä nuolen 72 suunnassa (kuvio 4) pyyhkäisee pyörivä peili lasersäde-kimpun pitkin peilin 64 parabolipintaa ja tämän pinnan poikitse. Peilin poikitse pyyhkäisevän säteen kulkusuunta on näytetty nuolelle 74 (kuvio 4).Figures 5 and 6 show diagrammatically the relative positions of the laser source, the modulator and the rotating mirror. The laser source and a modulator are so arranged that they emit inclined to the modulated laser beam into the mirror 66 to the surface 66a, wherein the ray bundle is located in the same horizontal plane as the axis 70 of the mirror rotates the arrow 72 direction (Figure 4) will pass the rotating mirror the laser beam bundle along the mirror 64 parabolic surfaces and across this surface. The direction of travel of the beam sweeping across the mirror is shown by arrow 74 (Fig. 4).

Säteen 58 avulla aikaansaadaan täten pääasiallisesti pysty laakea pyyhkäisevä lasersädekimppu, joka sijaitsee pystytasossa 76 (kuvio 5), ja jolla on symbolilla V (kuvio 4) merkitty leveys. Tämä laakea sädekimppu on suunnattu kohti kuljetinta 54, ja sillä on huomattavan suuri ulottuvuus kuljettimen molemmin puolin.The beam 58 thus provides a substantially vertical flat scanning laser beam located in a vertical plane 76 (Fig. 5) and having a width indicated by the symbol V (Fig. 4). This flat beam is directed towards the conveyor 54 and has a considerable extent on both sides of the conveyor.

Mittausaseman 50 yhteydessä käytetyssä valvontajärjestelmässä on edelleen kaksi ilmaisinta 78, 80, jotka kumpikin hyvin paljon muistuttavat aikaisemmin selitettyä ilmaisinta 28, peitsi että ilmaisimien 78, 80 näkökentät 82, 84 eivät ole laakeat, vaan pyramidimaiset. Näiden ilmaisimien tällaiset näkökentän muodot voidaan helposti aikaan- 7 73522 saada naamioilla, esim. naamiolla 42a, joihin on tehty pääasiallisesti suorakaiteenmuotoinen aukko näiden näkökenttien rajoittamiseksi.The monitoring system used in connection with the measuring station 50 further has two detectors 78, 80, each very similar to the detector 28 previously described, which obscured that the fields of view 82, 84 of the detectors 78, 80 are not flat but pyramidal. Such shapes of the field of view of these detectors can be easily obtained by masks, e.g. mask 42a, which are provided with a substantially rectangular opening to limit these fields of view.

Ilmaisimet 78, 80 sijaitsevat kuljettimen 34 yläpuolella tämän kuljettimen molemmin puolin, ja ne on suunnattu vinosti alaspäin kohti kuljetinta, kuten kuviosta 4 nähdään. Kuvion 3 näyttämällä tavalle on ilmaisimet pituussuunnassa sijoitettu välin päähän lähteen 38 toisesta sivusta ja suunnattu vinosti alaspäin kohti kuljetinta 54 tason 76 alueella.The detectors 78, 80 are located above the conveyor 34 on both sides of this conveyor and are directed obliquely downwards towards the conveyor, as shown in Fig. 4. As shown in Figure 3, the detectors are longitudinally spaced from the other side of the source 38 and directed obliquely downward toward the conveyor 54 in the region of the plane 76.

Huomataan siis, että ilmaisimien näkökentät, joissa ne leik-kaavat tason 76 on pyyhkäisevän lasereädekimpun taso), antavat tulokseksi leikkausalueet, joilla tasossa 76 on sekä pituus- että le-veysulottuvuudet · Tällainen rekisteröinti salueeksi sanottu leikkausalue on näytetty kuvion 5 kohdassa 86. Tärkeä näkökohta tässä yhteydessä on myös se, että ilmaisimet ovat siten suunnatut, että mikään osa niiden näkökentästä tason 76 leikkausalueella ei kosketa kuljettimen yläpintaa.Thus, it is noted that the fields of view of the detectors in which they intersect the plane 76 is the plane of the scanning laser beam) result in intersecting areas having both longitudinal and width dimensions in the plane 76. · The intersecting area called such a registration area is shown in Fig. 5, 86. in this connection, it is also the case that the detectors are oriented in such a way that no part of their field of view in the intersection area of the plane 76 touches the upper surface of the conveyor.

Kuvioiden 4 ja 5 näyttämän järjestelmän tarkoituksena on käyttää ilmaisimien ulostulosignaaleja tilkin, esim. tukin 52, halkaisijan määrittämiseksi pitkin tukin pituutta. Tämän määrityksen toteutustapa ei kuulu tämän keksinnön piiriin. Tässä yhteydessä voidaan kuitenkin viitata amerikkalaiseen patenttihakemukseen n;o 572 221, jonka Clifford H. Moulton on 28.4.1975 jättänyt nimellä "Sealing Apparatus with Linearization Compensation". Tässä patenttihakemuksessa selitetään laitteisto, jossa keksinnön mukaista järjestelmää voidaan käyttää ilmaisimien 78, 80 lähettämien ulostulosignaalien asettamiseksi suhteeseen peilin 64 ja peilin 66 väliseen kulma-asentoon, minkä avulla voidaan tarkasti määrittää tukin halkaisijan arvot.The purpose of the system shown in Figures 4 and 5 is to use the output signals of the detectors to determine the diameter of the log, e.g. log 52, along the length of the log. An embodiment of this assay is not within the scope of this invention. However, reference may be made in this connection to U.S. Patent Application No. 572,221, filed April 28, 1975, by Clifford H. Moulton, entitled "Sealing Apparatus with Linearization Compensation." This patent application describes an apparatus in which the system according to the invention can be used to set the output signals transmitted by the detectors 78, 80 in relation to the angular position between the mirror 64 and the mirror 66, by means of which the log diameter values can be accurately determined.

Eiippumatta siitä, miten ilmaisimien 78, 80 kehittämiä ulostulosignaaleja todellisuudessa käytetään, aikaansaa kuvioiden 4 ja 5 näyttämä järjestelmä pyyhkäisevän peilin 66 avulla tasossa 76 laser-sädekimpun, joka havaitaan ilmaisimien 78, 80 näkökentissä mahdollisen heijastumisen ilmaisemiseksi. Samalla tavoin kuin kuvioiden 1 ja 3 mukaisissa järjestelmissä eivät kuljettimella 54 olevat puunlastut tai muut jätteet voi aiheuttaa vääriä ulostulosignaaleja. Kuljettimien o-sien liike ei myös voi aiheuttaa tällaisia signaaleja. Ainoa tapaus, jolloin signaali saadaan ja jolloin on kysymys oikeasta signaalista, on milloin ilmaisimien näkökentän ja tason 76 välisellä leikkausalueella on esine, joka heijastaa pyyhkäisevän lasereädekimpun. Ilmaisimien selitetyn sovituksen ansiosta tämä tapaus voi esiintyä ainoastaan milloin haluttu esine, esim. tukki 52, leikkaa jonkin tällaisen 73522 8 alueen.Regardless of how the output signals generated by the detectors 78, 80 are actually used, the system shown in Figures 4 and 5 uses a scanning mirror 66 in the plane 76 to provide a laser beam detected in the fields of view of the detectors 78, 80 to detect possible reflection. As with the systems of Figures 1 and 3, wood chips or other debris on conveyor 54 cannot cause false output signals. The movement of the conveyor o-walls also cannot cause such signals. The only case in which a signal is obtained and in the case of a real signal is when there is an object in the intersection between the field of view of the detectors and the plane 76 which reflects the scanning beam of laser beams. Due to the explained arrangement of the detectors, this case can only occur when a desired object, e.g. a log 52, intersects one such area of 73522 8.

Keksinnön mukaan on siis aikaansaatu erittäin yksinkertainen ja tehokas järjestelmä, jonka avulla voidaan valvoa esineen läsnäoloa ennalta määrätyssä asennossa. Järjestelmäävoidaan myös käyttää mit-taustarkoituksiin. Käyttämällä selitettyä tyyppiä olevia optisia sä-dekimppuja, jotka optisten ilmaisimien vinossa sijaitsevat ja tarkasti rajoitetut laajaulotteiset näkökentät leikkaavat, aikaansaadaan rekisterÖimisalueita, jotka voivat geometrisesti sijaita siten, että saadaan kokonaan poistetuiksi kaikki aikaisemmin tunnetuissa pyyhkäi-sy- tai valvontajärjestelmissä esiintyvien väärien signaalien aiheuttamat ongelmat. Keksinnön periaatteiden mukaan toimiva järjestelmä voidaan ilmeisesti myös toteuttaa eri muodoissa, ja se voidaan helposti sijoittaa erityyppisiin laitteistoihin. Koska lisäksi järjestelmän ilmaisin varustetaan aseteltavalla naamiolla, joka on esim. edellä selitettyä tyyppiä, on tällaisen järjestelmän sijoittaminen erittäin yksinkertaista, koska hienosäätö halutun rekisteröimisalueen määräämiseksi voidaan yksinkertaisesti aikaansaada muuttamalla naamion asentoa ilmaisimessa.According to the invention, there is thus provided a very simple and efficient system by means of which the presence of an object can be monitored in a predetermined position. The system can also be used for mit background purposes. By using optical beams of the type described, which intersect the obliquely located and precisely limited wide-field fields of view of the optical detectors, registration areas are provided which can be geometrically located so as to completely eliminate any problems caused by false signals in previously known scanning or monitoring systems. Apparently, a system operating according to the principles of the invention can also be implemented in different forms and can be easily placed in different types of equipment. In addition, since the detector of the system is provided with an adjustable mask, e.g. of the type described above, the placement of such a system is very simple, because fine adjustment to determine the desired registration range can be achieved simply by changing the position of the mask in the detector.

Näkökentillä voi tietenkin myös olla eri sovellutuksiin sopivat erilaiset muodot.Of course, the fields of view can also have different shapes suitable for different applications.

Claims

9 73522

An electro-optical device for detecting the presence of a non-transparent, reflective object in the control area of a support member, such as a fed body (14, 52), comprising at least one radiation source (26, 27, 58) emitting a beam of radiation to the control area, and at least one reflection detector (28, 29, 78, 80) indicating the radiation of the radiation source and having an unambiguously delimited outwardly expanding field of view (46, 47; 82, 84), characterized in that the radiation source or sources are adapted to provide a beam of at most only as one dimension of the cross-section, i.e. as a straight line (33, 35) or a flat strip (W), and that the detector is directed towards the beam so that its field of view intersects the beam at two intersections (46a, 46b, 47a, 47b) both from said k annatine 1 so that the portion (86) of said beam located in said field of view forms a j at a distance from said support. a a control area of a certain length, in which the presence of a reflecting object in a manner known per se causes the radiation beam to scatter and the effect of the detector.

Device according to Claim 1, characterized in that the radiation source (26, 27) has a substantially one-dimensional straight-beam (33, 35) for expulsion when viewed from all sides, and that the reflection detector (28, 29) has a planar surface - a field (46, 47) located in a plane which also contains a beam.

Device according to Claim 1, characterized in that. that the radiation source (58) has a substantially planar beam (76) for emitting and that the reflection detector (78, 80) has a substantially spatial and specifically pyramidal field of view (82, 84).

Device according to claim 3, characterized in that the radiation source (58) has a reversing mirror (66) for reversing a substantially one-dimensional linear line at a predetermined level (76). Device according to one of the preceding claims for detecting objects on the support elements, characterized in that the radiation sources (26, 27, 58) and the fields of view (46, 47) of the reflection detectors (28, '** ** 29, 78, 80) 82, 84) are directed towards the support members (12, 54) so that their intersecting region (46a to 46b, 47a to 47b, 86) is spaced apart from the support members.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (26, 27, 58) has a laser (30, 60).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (26, 27, 58) has a modulator (32, 62) for encoding the transmitted beam (33, 35, 76) and is reflected in the reflector (28, 29, 78). 80) is a corresponding modulation beam detection filter (38).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection detector (28) has an optical bandpass filter (44) which transmits only radiation from the radiation source.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection detector (28) has a field-of-view dimmer (42) in which an opening (42a) defining the shape of the field of view of the detector is arranged.

Device according to claim 9, characterized in that the field of view dimmer (42) of the reflection detector (28) is movably arranged in the detector housing to fine-tune the position of the field of view.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection detector (28) is connected via electronic control walls (48, 22) to the device (16, 18, 20) for mechanically changing the position of the monitored object (14). 11 73522 PATEN TKRAV