HUT64418A - Method for continuous measuring dimensions of a prism of parallelogram crossection - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás paralelogrammakeresztmetszetű hasáb méreteinek folyamatos meghatározására, különösen szállítószalagon valamely tengelyével párhuzamos haladási irányban adott sebességgel mozgó hasáb méreteinek meghatározására.

A tömegcikkeket előállító ipari ágazatok a gyártási folyamatok automatizálására törekszenek. Az automatizálás egyrészt lehetővé teszi az állandó termelékenység biztosítását, másrészt fokozott követelményeket támaszt a termelés felügyeletével kapcsolatban, így például a termékek méreteinek ellenőrzésének tekintetében. Állandó felügyelet szükséges annak ellenőrzéséhez, hogy az automatikus rendszerben folyamatosan előállított termékek többek között például méreteik szempontjából megfelelőek vagy sem.

Az állandó felügyelet követelménye előtérbe kerül például ásványi vattából előállított szigetelőpanelek gyártásánál. A szigetelőpanelek anyagának előállítása után az anyagot folytonos rétegben továbbítják szállítószalagon, és különböző műveleteknek vetik alá, így többek közt előrehaladási iránnyal párhuzamosan és arra merőlegesen vágják stb. A szigetelőpanelek késztermékformája általában paralelepipedon, szigorúan meghatározott formával és méretekkel. A panelek hosszmérete általában 1-4 méter, szélessége 0,3-2,5 méter, préselés utáni vastagsága pedig 0,4-1 méter. A szigetelőpanelek előállításának felületén a méretek ellenőrzése a gyártósor közbenső helyein és végén mindezidáig manuális módszerekkel történt. Felmerül azonban az igény arra, hogy a méretek, sőt a szállítószalag sebessége is a

-3vágási műveletek egy vagy több fázisa közben ellenőrizhető legyen. Az ilyen felügyelet mindenekelőtt biztosítaná, hogy a végtermék minősége állandó legyen, kizárva az előírttól eltérő darabokat, és kiküszöbölné az utólagos ellenőrzés szükségességét, továbbá lehetővé tenné a gyártás felügyelt szabályozását is, például a vágási műveletek mért adatok alapján történő vezérlését.

Kívánatos, hogy az igényelt felügyelet - méretellenőrzés - a gyártási folyamat megzavarása nélkül, tehát például a termékkel vagy közbenső termékkel való érintkezés nélkül kivitelezhető legyen. További előnyt jelentene, ha a felügyelet folyamatos adatszolgáltatással és real-time adatfeldolgozással megvalósítható lenne.

Vizuális felügyeletre széles körben használnak lineáris CCD (Charge Coupled Device: töltéscsatolt eszköz) kamerákat, amelyek optikai lencsével és érzékelővel rendelkeznek, amely megfelelően elrendezett fényérzékeny eleinek, ún. képpontok sorozatát foglalja magában. A képpontok fényérzékelő elemei a beérkező fényenergiát fogadják és elektromos töltéssé alakítják át, amely arányos a beérkező fény intenzitásával és az exponálási idővel. A vizsgált méret meghatározása adott leképezsi frekvencián az exponált képpontok számának és a kamera és a tárgy közötti távolságnak a függvényében, analóg formában történik, és az eredmény adatfeldolgozás céljára numerikus értékekre redukálható.

Az előzőekben említett példa esetében a szállítószalagon haladó szigetelőpanelek a vágási műveleteket megelőzően és azok

-4után a szállítóeszköz által meghatározott pályát követnek. A panelek viszonylagos helyzete azonban a szállítóeszközhöz képest nem pontosan rögzített, így például centrikus helyzetük nem biztosított, és ez méreteltéréseket eredményezhet. A paneleknek ezért a berendezés környezetében elrendezett érzékelő eszközökhöz képest sincs rögzített viszonylagos helyzetük. Ez az oka annak, hogy a CCD kamerák a példaként! gyártási folyamatban nem alkalmazhatók közvetlenül a méretek pontos meghatározására, hiszen ehhez pontosan meghatározható viszonylagos kameraelrendezésre lenne szükség.

A találmánnyal célunk paralelogrammakeresztmetszetű hasábok méreteinek folyamatos meghatározására olyan optoelektronikai eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi a hossz-, szélesség- és vastagságméretek, és adott esetben az előrehaladási sebesség folyamatos meghatározását és ellenőrzését, olyan esetekben is, ahol a vizsgálandó objektumok folyamatos mozgást végeznek, és bármely érzékelőeszközhöz viszonyított relatív helyzetük bizonytalan. Célkitűzésünk, hogy a feladat megoldására alkalmas eljárás önmagában ismert eszközök segítségével megvalósítható legyen.

A kitűzött feladat megoldására a találmány szerint olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynek lényege, hogy valamely tengelyével párhuzamos haladási irányban szállítószalagon adott sebességgel mozgó paralelogrammakeresztmetszetű hasáb méreteit a következőképpen határozzuk meg:

a) a hasáb két nem-párhuzamos felületét egymásra merőleges irányok szerint optoelektronikai úton leképezzük, és ezekből a leképezésekből adott időpillanatban meghatározunk a két felületet meghatározó három határolóélhez rendelhető két szögértéket;

b) felvesszük a két felület közös határolóélének az egyik leképezési irány szerinti becsült helyzetét; és

c) a közös határolóéi mindkét leképezési irány szerinti pontos helyzetét az előző szögértékek alapján iterációs módszerrel közelítjük, amelyet akkor tekintünk befeje zettnek, ha két egymást követő iterációs közelítés különbsége mindkét leképezési irány vonatkozásában az előírt pontosságnak megfelelően előre meghatározott tűréstartományon belül marad.

A hasábból keresztirányú vágással kialakított paralelepipedon hosszirányú méretét a találmány szerint előnyösen egy további szögmérés útján meghatározott szögérték és az említett közös határolóéi pontos helyzetének meghatározása alapján határozzuk meg.

A találmány szerinti eljárást célszerűen CCD kamerák segítségével hajtjuk végre, mégpedig úgy, hogy a méretek meghatározásához felhasznált szögértékeket lineáris CCD kamerák segítségével határozzuk meg.

Abban az egyszerű, de gyakori esetben, ha a paralelepipedon derékszögű hasáb, a hasáb vastagságának és szélességének meghatározásához a szállítószalag előrehaladási irányára merőleges közös síkban elrendezett két CCD kamerát, a hosszirányú • · « 4 < · 4 · • ····· ·· · * • · · · ·» · 4 ·« méret és adott esetben az előrehaladási sebesség meghatározásához a szállítószalag előrehaladási irányával párhuzamos síkban elrendezett harmadik CCD kamerát használunk.

A méretek meghatározásához felhasznált szögértékeket a CCD kamerákkal kapcsolatban lévő adatfeldolgozó eszközzel célszerű meghatározni.

A találmány szerinti eljárás műveleti lépéseit előnyösen például 100 Hz ismétlődési gyakorisággal hajtjuk végre. Két sorozat szögérték-mérés között valamennyi meghatározott érték statisztikusan real-time feldolgozható, előnyösen a kiugró értékek kizárásával. A statisztikus feldolgozást előnyösen például 1 Hz ismétlődési gyakorisággal végezzük.

A találmány szerinti eljárást előnyösen úgy valósíthatjuk meg, hogy az iterációs közelítési módszert az említett közös határolóéi kiválasztott A pontjának a két leképezési irány szerinti YaJ^zA koordinátáira alkalmazzuk oly módon, hogy felvesszük a kiválasztott A pont egyik becsült koordinátáját, és az iterációs közelítést a felvett Yq becsült koordináta és a meghatározott két a és β szögérték alapján a következőképpen végezzük:

- első lépésben az iterációs közelítést egy A_n pont Y_n;Z_n koordinátáira úgy inicializáljuk, hogy

Z_n = f(Y_n,a), ahol n = 0;

- a következő iterációs közelítéseket az n index 1-gyel történő megnövelése után a következőképpen valósítjuk meg:

az A_n pont koordinátáira: Y_n = g(Z_n_i,B) , és ~ Z_n—1 , majd • · · • 4· • · · 4 44

4· ·

-Ίaz Α_η+ι pont koordinátáira: Υ_η+ι = Y_n , és ^ζη+1 ~ £ (^γη>^α)ΐ

- a következő lépésekben vizsgáljuk, hogy adott n index érték esetén az A_n és A_n+j pontok egy-egy Y_n ill. Z_n+1 koordinátájának az előző iterációs közelítésben meghatározott megfelelő Y_n_l ill. Z_n koordinátától való eltérése abszolút értékben túllépi-e az előírt pontosságnak megfelelően meghatározott Anniin ί11·Δ^ζιηίη küszöbértéket, és ha egyik különbség abszolút értéke sem lépi túl a meghatározott A Y_mi_n ill. Az_mj_n küszöbértékeket, az utolsó iterációs közelítésben meghatározott Y_n+i;Z_n+i koordinátákat tekintjük az A pont Y^ és Z_A koordinátáinak.

A fenti eljárásban a szélesség méretre vonatkozó AY_mj_n küszöbérték és a hasáb szélességének aránya, valamint a vastagságra vonatkozó Az_mj_n küszöbérték és a hasáb vastagságának aránya egyaránt előnyösen 0,5/1000 és 1/1000 között van.

Magától értetődőnek tekintjük, hogy a találmány szerinti eljárás álló szállítószalag, tehát nulla előrehaladási sebesség esetén is alkalmazható.

A találmány szerinti eljárás egyik előnyös alkalmazási lehetősége, hogy a hasáb keresztirányú vágását a meghatározott előrehaladási sebesség és/vagy paralelepipedon hosszméret által szervo-vezérléssel végezzük.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

az 1. ábrán a találmány szerinti eljárást szigetelőpane• 4

-8leket élőállítő berendezésben megvalósító példaként! elrendezés vázlatát tüntettük fel, perspektivikus nézetben;

a 2. ábrán az 1. ábra szerinti elrendezés részlete látható, nagyított léptékben;

a 3. ábrán az 1. ábra szerinti berendezéssel előállított szigetelőpanel technológiai előrehaladási irányra merőleges vetülete látható;

a 4. ábra a szigetelőpanel egyik élének iterációs módszerrel történő helyzetmeghatározását szemlélteti, a 3. ábrával azonos síkban;

az 5. ábra a találmány szerinti eljárásban alkalmazott iterációs módszer példakénti folyamatdiagrammja.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti eljárás például üvegszövet paneleket előállító berendezésen alkalmazható. Az üvegszövet panelek előállítása során az üvegszövetet kötőanyaggal impregnálják, és 1 szállítószalagra folytonos rétegben viszik fel, téglalapkeresztmetszetű 2 hasábot képezve, amelyet 3 kemencén vezetnek keresztül, ahol a kötőanyag térhálóképződése lejátszódik. Ezután a folytonos 2 hasábot 4, 5 és 6 körfűrészek segítségével előrehaladási irányban, tehát hosszirányban kettéhasítják, illetőleg oldalfelületeit trimmelik, egyrészt a kívánt panelszélesség elérése, másrészt a megfelelően éles peremélek biztosítása érdekében. Ezt követi a 7 vágókéssel történő keresztirányú szeletelés, amelynek eredményeképpen a folytonos 2 hasábból előre meghatározott méretű parallelepipedonok, példánk esetében 8 panelek leválasztódnak.

• *· *··4 ·· • ♦ · · · • ····· ·· · · ··· · ·· ·· ··

Az 1. ábrán a találmány szerinti eljárás megvalósításához alkalmazott elektro-optikai eszközök is láthatók: a 10 és 11 CCD kamerák előrehaladási irány szerint az 1 szállítószalag 7 vágókés előtti szakasza mentén, a 12 CCD kamera a 7 vágókés mögött van elrendezve. A 10 CCD kamera a 2 hasáb, illetve a 8 panelek vastagságának, a 11 CCD kamera a 8 panelek szélességének, míg a 12 CCD kamera a 8 panelek hosszának meghatározásához szükséges adatokat szolgáltatja (2. ábra). A 8 panelek vastagságát és szélességét az 1 szállítószalagon való esetleges elmozdulások, különösen oldalirányú viszonylagos elmozdulások által okozott pontatlanságok kiküszöbölése érdekében célszerű a keresztirányú darabolást megelőzően elvégezni. A 12 CCD kamera, tekintettel arra, hogy a hosszméret meghatározásában játszik szerepet, értelemszerűen csak a 7 vágókés mögötti szakaszon rendezhető el. A 10 CCD kamera a 2 hasáb keskeny oldallapjára, a 11 CCD kamera keresztirányban a felfelé néző felületére, a 12 CCD kamera pedig hosszirányban a 8 panel felfelé néző felületére van irányítva.

Amint a 2.ábrából kitűnik, a 10, 11 és 12 CCD kamerák jelkimenetei 9 adatfeldolgozó eszköz adatbemeneteire csatlakoznak. A 2. ábrán szemléltetett példa esetében a 8 panelek téglalapalapú egyenes hasábok, amelyek tehát csak függőleges és vízszintes felületekkel rendelkeznek. Az irányokat a továbbiakban a 2. ábra alján feltüntetett Descartes-féle derékszögű koordináta-rendszer szerint azonosítjuk. A koordináta-rendszer O középpontjából az egymásra merőleges ΟΧ, OY és OZ irányoknak megfelelően X, Y és Z tengelyek indulnak ki.

• · · · · 4

I

-10Amint a 2. ábra jól szemlélteti, az alkalmazott 10, 11 és 12 CCD kamerák célszerűen lineáris eszközök, amlyek közül a 10 CCD kamera a Z tengely, a 11 CCD kamera az Y tengely, a 12 CCD kamera pedig az X tengely irányával párhuzamosan van beállítva. A 8 panelek méreteinek meghatározásánál tehát Összességében két síkot veszünk figyelembe, a panelvastagság meghatározásához az Y tengelyre merőleges függőleges síkot, a panelszélesség és panelhossz meghatározásához pedig a Z tengelyre merőleges vízszintes síkot.

A 10, 11 és 12 CCD kamerák mindegyike meghatározott számú képpontot tartalmazó lineáris sávtartománnyal rendelkezik. A panelszélesség és panelhossz meghatározására szolgáló 11 és 12 CCD kamerák lineáris sávtartománya például 2000 és 3500 képpont között van, míg a lényegesen kisebb panelvastagság meghatározására szolgáló 10 CCD kamera lineáris sávtartománya mindössze 500 körüli képpontot foglal magában. A lineáris sávtartomány azon képpontok számát jelenti, amelyekre vonatkozóan az adott CCD kamera fényesség! jelet állít elő.

Példánk esetében nincs rá szükség, ezért értelmetlen lenne nagyszámú fényességi fokozat figyelembevétele, hiszen a helyzet az, hogy a 8 panelek közvetlen környezetükhöz, tehát a 1 szállítószalaghoz képest lényegesen világosabbak, így elegendő a világosabb képpontok sötétebb képpontoktól való megkülönböztetése. Ez a megkülönböztetés bináris elven úgy valósítható meg, hogy kiválasztunk egy megfelelő fekete/fehér küszöbértéket, amely küszöbérték fölött a fényességi jelet fehérnek, a küszöbérték alatt pedig feketének tekintjük. A 10, 11 és 12 CCD

-Il kámé rákkal tehát képpontokként olyan bináris jelet állítunk elő, amelyek azt mutatják, hogy az adott képponthoz tartozó fényességi jel fekete vagy fehér.

Példánk esetében a 2 hasábra, illetve a 8 panelekre eső képpontokhoz fehér fényesség! jelek, a 8 paneleken kívül eső például az 1 szállítószallagra eső - képpontokhoz fekete fényesség! jelek vannak rendelve. A 8 panel vizsgált mérete arányos az adott méret meghatározására beállított 10, 11 vagy 12 CCD kamera által vett lineáris képben lévő fehér képpontok számával .

Minél nagyobb a fényességi kontraszt a panelfelületek és a környezet között, annál könnyebb azonosítani a vizsgált tárgy kontúrjának határait jelentő szélső fehér képpontokat.

Valójában egyszerű lehetőség kínálkozik arra, hogy a 10, 11 és 12 CCD kamerák által a letapogatási frekvenciától függő rendszeres időközönként szolgáltatott jelekhez, az analóg jel digitalizálása után, a jelben lévő fehér és fekete képpontok számának megfelelő szögértéket rendeljünk, amelyet interszepciós szögként definiálunk. A vizsgált 8 panelek vastagságához példánk esetében az a, szélességéhez a B, hosszához a τ szögérték rendelhető. A 10, 11 és 12 CCD kamerák jeleiből előállított α, B illetve $ szögértékek tehát a kamerák által szolgáltatott optikai méretadatnak tekinthetők, ami természetesen nem jelent érdemi változtatást ahhoz képest, ha a 10, 11 és 12 CCD kamerák jeleit közvetlenül a fehér, illetve fekete képpontok számai szerint értékelnénk.

Tekintsük példaként a panelvastagság meghatározását. Az Y

-12« · «»♦»·<»· • · · · · * · • ····· · · · · ·«· · · · · · ·· tengelyre merőleges oldalfelületre irányított 10 CCD kamera által szolgáltatott jel az a szögérték, amely tulajdonképpen a fehér képpontokat tartalmazó függőleges AC szakasz lineáris látószöge, amely a panelvastagság függvénye. Az a szögérték továbbá a 8 panel 10 CCD kamerához viszonyított relatív helyzetének, pontosabban az AC szakasz 10 CCD kamerától való távolságának is függvénye, amit a 8 panel, illetve a 2 hasáb 1 szállítószalagon való viszonylagos helyzete határoz meg.

Ugyanez a probléma a β és í szögértékekkel kapcsolatban is, amelyek ugyancsak függvényei az AB szakaszt tartalmazó vízszintes sík 11, illetve 12 CCD kameráktól való távolságának, tehát lényegében a 8 panelek vastagságának.

A 10, 11 és 12 CCD kamerák az 1 szállítószalaghoz képest rögzített, az OXYZ háromdimenziós derékszögű koordinátarendszerben pontosan meghatározott viszonylagos helyzetben vannak elrendezve. A 10, 11 és 12 CCD kamerák és a 8 panel távolsága ezért egyszerűen meghatározható a 8 panel egyik felső éle - ez az él példánk esetében az X tengellyel, vagyis az 1 szállítószalag előrehaladási irányával párhuzamos - kiválasztott A pontjának helyzetazonosítása alapján.

A kamera-panel távolság meghatározásának problémáját a találmány szerinti eljárásban visszavezetjük egyetlen térbeli pont helyzetazonosításának problémájára. A probléma tisztán geometriai megközelítése alapján az A pont Y^ és koordinátái a megfelelő képpontok ismeretében közvetlenül meghatározhatók. Ehhez elegendő lenne, ha a lehetséges ^YA'’^ZA képpontkoordináta párokat számítógép memóriájában tárolnánk, és a 2. ábra szerin-13• *···· · · · · ··· ♦ ·* ·· ·· ti eleinek geometriai analízise alapján számítanánk ki a kívánt koordinátákat. Ennek az elvileg kézenfekvő megoldásnak az a hátránya, hogy rendkívül nagy mennyiségű adat tárolását tenné szükségessé, és az adatok hozzáférhetősége viszonylag hosszú időt venne igénybe. A találmány szerint ezért egy egyszerűbb és gyorsabb közelítési módszert választunk.

A 3. ábra egy 8 panel OYZ síkbeli merőleges vetületét mutatja, az A pont Y_A és Z_A koordinátáinak feltüntetésével. Ezek azok a koordináta-értékek, amelyek megfelelő pontossággal történő automatikus meghatározását a javasolt iterációs módszer lehetővé teszi.

A módszert a 4. és 5. ábrákra való hivatkozással ismertetjük. Amint az 5. ábra folyamatdiagrammjából kitűnik, az 51 lépés keretében az A ponthoz egy kezdeti koordináta-értéket, példánk esetében egy Y = Y_o becsült koordináta-értéket rendelünk. Tekintettel arra, hogy a technológiai folyamat operátora közelítően tisztában van az A pont várható helyzetével, az Y=Y₀ becsült koordináta-érték jól közelítheti az A pontot tartalmazó paneléi valóságos helyzetét. A példa szerinti üvegszövet gyártási technológiánál például az Y_A becsült koordináta-érték igen közel esik a 2 hasáb széleit előrehaladási irányban trimmelő 4 körfűrész helyzetéhez.

Az 52 és 53 lépésekben inicializálunk: a panelvastagságot figyelő 10 CCD kamera által szolgáltatott a szögérték és az Yq becsült koordináta-érték alapján a 9 adatfeldolgozó eszköz meghatározza a kezdeti Zq koordináta-értéket. Mindezek alapján az A pont közelítésének kiinduló állomásaként meghatározzuk te-14hát az OYZ síkban Yq és Zq becsült illetve kezdeti koordinátaértékekkel rendelkező Aq pont helyzetét.

Az 53 lépésben az A_n pont koordinátáit a következőképpen inicializáljuk: Y_n felvett érték, és Z_n = f(Y_n,a), tehát az Y_n koordináta és az a szögérték f függvénye, ahol n = 0.

Ezután következhet első iterációs állomásként az A pont valódi helyzetét már jobban közelítő A^ pont koordinátáinak meghatározása, a következőképpen: n értékét 1-gyel megnöveljük, azaz n = n+1, majd az 54 lépés keretében az A1 pont koordinátáit az alábbiak szerint határozzuk meg:

^n ~ 9(^ζη-1'^β)' vagyis a Z_n_i koordináta és a β szögérték g függvénye, és Z_n = Ζ_η_χ, tehát

Y1 = 9(Ζθ'^β) ^{és Z}1 = ^z0·

Az Ai pontot és annak koordinátáit a 4. ábrán példaként feltüntettük.

A második iterációs állomás a Ζχ koordináta pontosabb közelítését eredményezi, mégpedig oly módon, hogy az 55 lépés keretében az A_n+i pont koordinátáit a következőképpen határozzuk meg:

Y_n+1 = Y_n és Z_n+1 = f(Y_n,a), vagyis a Z_n_j koordináta és a β szögérték g függvénye, tehát

Y₂ = Yi és Z₂ = f(Y!,a).

Az iterációs műveletet a 9 adatfeldolgozó eszköz hajtja végre a 10 és 11 CCD kamerák által szolgáltatott a és β szög értékek f igyelembevéte1éve1.

A második iterációs állomás után az 56 lépés keretében azt vizsgáljuk, hogy az A_n pont Y_n koordináta-értékének és az

-15előző iterációs közelítés megfelelő Υ_η-χ koordináta-értékének különbsége abszolút értékben kisebb-egyenlő vagy nagyobb, mint egy előre meghatározott A^Ymin küszöbérték. Ha a különbség abszolút értékben a AYmjn küszöbértéknél nagyobb, tehát l^Yn “ ^Yn-ll > AYjpj n, úgy az n index értékét 1-gyel megnöveljük, és az iterációs közelítés 54 és 55 lépéseit megismételjük. Ha viszont az összehasonlítás szerint a különbség abszolút értéke a Z\Ymin küszöbértéknél kisebb-egyenlő, tehát l^Yn “ ^Yn-ll - -A.^Ymin > úgy az 57 lépés keretében azt vizsgáljuk, hogy az An+1 pont Zn+1 koordináta-értékének és az előző iterációs közelítés megfelelő Zn koordináta-értékének különbsége abszolút értékben kisebb-egyenlő vagy nagyobb egy előre meghatározott A^zmin küszöbértéknél. Ha a különbség abszolút értéke nagyobb, tehát | Zn+1 - Z_n| > Az_mf_n t ügy az n aktuális értékét 1-gyel megnöveljük, és az iterációs közelítést az 54 és 55 lépésekkel folytatjuk. Ha azonban az 57 lépésben úgy találjuk, hogy a vizsgált különbség abszolút értékben kisebb-egyenlő az előre meghatározott A.^zmin küszöbértéknél, tehát | Zn+1 - Zn| < A^zmin · ügy az iterációs közelítést befejezettnek tekintjük,és az 58 lépés keretében rögzítjük, hogy az A pont helyzetét kielégítő pontossággal közelítő koordináták YA ^{= Y}n+1 ®^{s Z}A ^{= z}n+l' ³¹¹¹¹ példánk esetében a 4. ábrán feltüntetett A3 pont Y3 és Z3 koordinátáit jelenti.

A Δ-Ymin és A Z_m£_n küszöbértékekre általában milliméter nagyságrendű értékek előírása javasolható, például:

.Z\.Ymin ⁼ 1 mm, 7\.^ζιηϊη ⁼ θ/5 mm lehet.

A kívánt eredmény eléréséhez a találmány szerint javasolt

-16módszer alkalmazása során általában néhány iterációs állomás elegendő. Az iterációs közelítés alkalmazása nélkül a 10 és 11 CCD kamerák fekete és fehér képpontjainak kombinatív elemzésével csak rendkívül fáradságos módon jutnánk el a kívánt eredményhez .

A fentiek szerint meghatározott viszonylagos helyzetű A pont segítségével a 10 CCD kamera által szolgáltatott a szögérték ismeretében a panelvastagság (az AC szakasz hossza), a β szög ismeretében a panelszélesség (az AB szakasz hossza) pontosan meghatározható. A koordináta, vagyis a panelvastagság ismeretében a 12 CCD kamera által szolgáltatott ξ szögérték felhasználásával kiszámítható a 8 panel X tengely irányú hossza.

A vizsgált panelméreteket, tehát a vastagságot, szélességet és hosszúságot a példa szerinti eljárásban 100 Hz ismétlődési gyakorisággal határozzuk meg. Ezután az így meghatározott értékeket valamennyi méretre vonatkozóan begyűjtjük és 1 Hz gyakorisággal átlagoljuk, amelynek során a számtani középértéktől kiugróan eltérő értékeket, például a tipikus divergencia kétszeresénél nagyobb eltérést mutató értékeket kizárjuk. Az ilyen kiugró értékek jelenléte általában a 8 panelek anyagának természetével magyarázhatók, rostszövet illetve üvegszövet esetében például előfordulhat, hogy néhány rost vagy fonal kinyúlik a felületből, és ezzel hamis mérési adatot idéz elő. A számtani középérték ismeretében tehát egy új számtani középértéket számítunk ki, amelyet a végleges méretnek tekintünk.

A találmány szerinti eljárással lehetőség van például má-17-

sodpercenként mindhárom méretre vonatkozóan numerikus értékeket meghatározni, annak tudatában, hogy a hosszirányú mérésre beállított 12 CCD kamera segítségével a 8 panel elülső élének haladási sebessége is mérhető.

Előre rögzíthető, hogy a sebességmérés szükség esetén a 8 panel elülső élének a 12 CCD kamera látószögtartományába való belépése és a 12 CCD kamera optikai tengelyének elérése között eltelt idő számlálásával valósítható meg.

A fenti példa természetesen nem kizárólagos megvalósítási lehetősége a találmány szerinti eljárásnak. Kézenfekvő például, hogy az iteratív módszer nem csak a vastagság-szélesség méretpár meghatározására, hanem adott esetben például a vastagság-hossz méretpár meghatározására is alkalmazható. Ugyancsak nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazhatósága nem korlátozódik derékszögű egyenes hasábok méreteinek meghatározására. Hangsúlyozzuk, hogy alkalmazhatósága tetszőleges paralelepipedonra kiterjed. Természetesen annak sincs akadálya, hogy a szélesség és vastagság együttes meghatározása esetén az előrehaladási irányra merőleges két felület ferde helyzetű legyen.

Figyelembe véve azt a tényt, hogy a gyakorlatban alkalmazható optikai eszközöknél kisebb-nagyobb torzítással mindenképpen számolni kell, különösen az esetben, ha a mérendő tárgy az optikai eszköz optikai tengelyétől távolabb esik, célszerű, ha a 9 adatfeldolgozó eszköz ezeket a torzításokat képes figyelembe venni és ezáltal a mért értékeket korrigálni, és - a rajz

-18alapján ismertetett példára visszatérve - például az α, β és $ szögek helyett az iterációs lépéseket korrigált α', β' és V értékekkel végrehajtani.

A találmány szerinti eljárás megvalósításánál előnyös, ha az operátornak lehetősége van a meghatározandó méretek vizuális, jelzőhang útján történő vagy más módszerrel biztosított felügyeletére a meghatározandó méretek átlagos méretektől való, a megengedett tűréstartománynál nagyobb mértékű eltéréseinek jelzésére.

A javasolt deduktív méretmeghatározási technika rendkívül egyszerűen kezelhető, mégis alkalmas milliméteres méréspontosság elérése, mind real-time, mind adattároló üzemmódban, amely utóbbinál az adatok lehetővé teszik az esetleges problémák helyének és időpontjának utólagos azonosítását.

A 10, 11 és 12 CCD kamerák 1 szállítószalaghoz viszonyított rögzített, és pontosan azonosított térbeli helyzetének ismeretében a 8 panelek méreteinek meghatározása teljesen automatikus módon végrehajtható. Kiküszöbölhető tehát a mérőeszköz egyedi, például a mérendő tárgytól függő előzetes beállítása, hiszen a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a méretmeghatározás méretektől és viszonylagos helyzettől független megvalósítását, a mérendő tárggyal való bármely zavaró érintkezés nélkül.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas kameraelrendezés meglehetősen rugalmasan alakítható; a kamerák elhelyezhetők például a keresztirányú vágást végrehajtó 7 vágókés szintjén, ahol a hossz- és sebességmeghatározásban közremű• · · · ·

-19ködő kamera (a 12 CCD kamera) előnyösen lehetővé teszi a 7 vágókés esésének szervo-vezérléssel történő szabályozását, mivel az előrehaladási irány szerint a 7 vágókés mögött helyezkedik el.

Ha a szélességmeghatározásban közreműködő kamera (a 11 CCD kamera) az előrehaladási irány szerint a 7 vágókés előtt, célszerűen a hosszirányú vágást végző eszközök (a 4, 5 és 6 körfűrészek) környezetében helyezkedik el, a kamerával a hosszirányú vágás nyomán keletkezett két vagy több sáv szélessége egyidejűleg meghatározható, feltéve, hogy a sávok egymással közel párhuzamosak, és közöttük a kamera számára érzékelhető szélességű hézag marad.

Claims (13)

1. ) Eljárás paralelogrammakeresztmetszetű hasáb méreteinek folyamatos meghatározására, ahol a hasáb valamely tengelyével párhuzamos haladási irányban szállítószalagon adott sebességgel mozog, azzal jellemezve, hogy

a) a hasáb (2) két nem-párhuzamos felületét egymásra merőleges irányok (ΟΥ,ΟΖ) szerint optoelektronikai úton leképezzük, és ezekből a leképezésekből adott időpillanatban meghatározunk a két felületet meghatározó három határolóélhez rendelhető két szögértéket (α,β);

b) felvesszük a két felület közös határolóélének az egyik leképezési irány (ΟΥ,ΟΖ) szerinti becsült helyzetét; és

c) a közös határolóéi mindkét leképezési irány (ΟΥ,ΟΖ) szerinti pontos helyzetét az előző szögértékek (α,β) alapján iterációs módszerrel közelítjük, amelyet akkor tekintünk befejezettnek, ha két egymást követő iterációs közelítés különbsége mindkét leképezési irány vonatkozásában az előírt pontosságnak megfelelően előre meghatározott tűréstartományon belül marad.

2. ) Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hasábból (2) keresztirányú vágással kialakított paralelepipedon hosszirányú méretét • ····· ·· · · ··· · ·· ·· ··

-21egy további szögmérés útján meghatározott szögérték (15) és az említett közös határolóéi pontos helyzetének meghatározása alapján határozzuk meg.

3. ) Az 1. vagy 2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a méretek meghatározásához felhasznált zögértékeket (a,B,j) lineáris CCD kamerák (10,11,12) segítségével határozzuk meg.

4. ) A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a paralelepipedon derékszögű hasáb.

5. ) A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hasáb (2) vastagságának és szélességének meghatározásához a szállítószalag előrehaladási irányára (OX) merőleges közös síkban elrendezett két CCD kamerát (10,11), a hosszirányú méret és adott esetben az előrehaladási sebesség meghatározásához a szállítószalag (1) előrehaladási irányával (OX) párhuzamos síkban elrendezett harmadik CCD kamerát (12) használunk.

6. ) Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szögértékeket (α,β,τ) a CCD kamerákkal (10, 11, 12) kapcsolatban lévő adatfeldolgozó eszközzel (9) határozzuk meg.

·· · ·

7. ) Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárást 100 Hz ismétlődési gyakorisággal hajtjuk végre.

8. ) Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy két sorozat szögérték-mérés között valamennyi meghatározott értéket statisztikusan real-time feldolgozzuk, a kiugró értékek kizárásával.

9. ) A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a statisztikus feldolgozást 1 Hz ismétlődési gyakorisággal végezzük.

10. ) Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az iterációs közelítési módszert az említett közös határolóéi kiválasztott pontjának (A) a két leképezési irány (ΟΥ, OZ) szerinti koordinátáira alkalmazzuk oly módon, hogy felvesszük a kiválasztott pont (A) egyik becsült koordinátáját (Υθ), és az iterációs közelítést a felvett becsült koordináta (Υθ) és a meghatározott két szögérték (α, B) alapján a következőképpen végezzük:

- első lépésben (53) az iterációs közelítést egy A_n pont koordinátáira (Y_n/^Zn) úgy inicializáljuk, hogy

Z_n = f(Y_n,a), ahol n = 0;

- a következő iterációs közelítéseket (54,55) az n index 1-gyel történő megnövelése után a következőképpen valósítjuk meg:

• ····· · « • · · · · ·

-23az A_n pont koordinátáira: Y_n = g(Z_n_i,B) , és

Z_n = Z_n-1 , majd az A_n+i pont koordinátáira: Y_n+i = Y_n , és ^zn+l ⁼ f (^γη,^α)r

- a következő lépésekben (56, 57) vizsgáljuk, hogy adott index (n) érték esetén az A_n és A_n+j pontok egy-egy koordinátájának (Y_n; ^zn+l) ^az θΐδζδ iterációs közelítésben meghatározott megfelelő koordinátától (Υη-ι,* ^zn) való eltérése abszolút értékben (|Yn - Yn-i|; I^zn-l ” ^znl) túllépi-e az előírt pontosságnak megfelelően meghatározott küszöbértéket fAYmj_n; _Z\^zmin) , és ha egyik különbség abszolút értéke sem lépi túl a meghatározott küszöbértékeket (A^minJ -A.^zmin) ' ^az utolsó iterációs közelítésben meghatározott koordinátákat (Y_n+i; Z_n+i) tekintjük az A pont koordinátáinak (Y_A = Y_n+1; Z_A = Ζ_η+χ).

11. ) A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szélesség méretre vonatkozó küszöbérték (AYmin) θ^{Ξ a} hasáb (2) szélességének aránya 0,5/1000 és 1/1000 között van.

12. ) A 10. vagy 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vastagságra vonatkozó küszöbérték (Z\.Z_mi_n) és a hasáb (2) vastagságának aránya előnyösen 0,5/1000 és 1/1000 között van.

14.) A 2-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hasáb (2) keresztirányú vágását a meghatározott előrehaladási sebesség és/vagy paralelepipedon hosszméret által szervo-vezérléssel végezzük.