RU108597U1 - DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL - Google Patents
DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL Download PDFInfo
- Publication number
- RU108597U1 RU108597U1 RU2010133270/28U RU2010133270U RU108597U1 RU 108597 U1 RU108597 U1 RU 108597U1 RU 2010133270/28 U RU2010133270/28 U RU 2010133270/28U RU 2010133270 U RU2010133270 U RU 2010133270U RU 108597 U1 RU108597 U1 RU 108597U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring element
- input
- optical measuring
- output
- lens
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Устройство бесконтактного измерения длины рулонного материала, содержащее держатель устройства, оптический измерительный элемент и средство обработки измерений, на которое проецируется отраженный от рулонного материала оптический сигнал оптического измерительного элемента, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок ввода-вывода и персональный компьютер с операторскими средствами, при этом в качестве оптического измерительного элемента используют светодиод, первую и вторую линзы, а в качестве средства обработки измерений используют сенсор-процессор обработки изображений, причем держатель устройства с оптическим измерительным элементом закреплены неподвижно в непосредственной близости к движущемуся рулонному материалу, первая линза фокусирует свет от светодиода на поверхность движущегося рулонного материала, а вторая линза отраженный от материала свет подает его на сенсор-процессор обработки изображений, выход которого связан с соответствующим входом блока ввода-вывода, выход которого связан с соответствующим входом ПК. A non-contact device for measuring the length of the rolled material, comprising a device holder, an optical measuring element and measurement processing means onto which an optical signal of an optical measuring element reflected from the rolled material is projected, characterized in that the device further comprises an input / output unit and a personal computer with operator means, in this case, an LED, a first and a second lens are used as an optical measuring element, and as a processing means For measurements, an image processor is used, with the device holder with an optical measuring element fixed motionless in close proximity to the moving roll material, the first lens focuses the light from the LED on the surface of the moving roll material, and the second lens reflects light reflected from the material to the sensor processor image processing, the output of which is connected to the corresponding input of the input-output block, the output of which is connected to the corresponding input of the PC.
Description
Полезная модель относится к измерительным устройствам, использующим оптические средства для измерения длины движущихся объектов и может быть использована для измерения погонных линейных размеров при выпуске и фасовании рулонной продукции, в частности: холоднокатанного проката, проводов и кабелей, резиновых и пластмассовых изделий, текстильного и тканного материала, целлюлозно-бумажного и нетканного материала, а также иных рулонных материалов. Областью применения полезной модели могут быть транспортные, складские и упаковочные технологии.The utility model relates to measuring devices using optical means for measuring the length of moving objects and can be used to measure linear linear dimensions in the production and packaging of rolled products, in particular: cold rolled products, wires and cables, rubber and plastic products, textile and fabric materials , pulp and paper and non-woven material, as well as other roll materials. The scope of the utility model can be transport, storage and packaging technologies.
Известно изобретение «Устройство для измерения метража в электроприводе перемоточного станка» (Авторское свидетельство №1781535 по МПК G01B 7/02, БИ №46 за 1992 г.), содержащее измерительный элемент (в известном - многоимпульсный датчик угловых перемещений).The invention is known "Device for measuring footage in an electric drive of a rewinding machine" (Copyright certificate No. 1781535 according to IPC G01B 7/02, BI No. 46 for 1992), containing a measuring element (in the known multi-pulse angular displacement sensor).
Известное изобретение обладает всеми недостатками, присущими контактным измерителям.The known invention has all the disadvantages inherent in contact meters.
Контактный принцип имеет ряд существенных недостатков. Это - низкая точность измерения длины движущихся объектов, высокий износ оборудования, большой объем периодического обслуживания, высокая стоимость оборудования, обусловленная наличием большого количества механических деталей, прошедших точную металлообработку. Ошибки измерений возникают при проскальзывании и истирании измерительного колеса, что приводит к передаче следующему звену производственного цикла и, в конечном итоге, клиенту избыточной длины рулонного материала. Этот недостаток контактного прототипа является системным, поскольку уменьшение проскальзывания за счет увеличения степени его сцепления с движущимся объектом с одной стороны, увеличивает износ оборудования, с другой стороны, ограничивает область его применения в части рулонных материалов, которые таким сцеплением могут быть повреждены.The contact principle has a number of significant drawbacks. These are low accuracy of measuring the length of moving objects, high wear of equipment, a large amount of periodic maintenance, high cost of equipment due to the presence of a large number of mechanical parts that have undergone precise metalworking. Measurement errors occur during slipping and attrition of the measuring wheel, which leads to the transfer of the excess length of the rolled material to the next link in the production cycle and, ultimately, to the customer. This disadvantage of the contact prototype is systemic, since reducing slippage due to an increase in its adhesion to a moving object on the one hand increases equipment wear and tear, on the other hand, limits the scope of its application in terms of rolled materials that may be damaged by such adhesion.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является изобретение «Устройство для измерения расстояний» (Авторское свидетельство №1776987 по МПК G01В 11/14, БИ №43 за 1992 г.), содержащее корпус (в заявляемом - держатель устройства), оптический измерительный элемент и средство обработки измерений (в известном - оптический преобразователь).The closest in technical essence to the claimed technical solution is the invention "Device for measuring distances" (Copyright certificate No. 1776987 according to IPC G01B 11/14, BI No. 43 for 1992), containing a housing (in the claimed device holder), optical measuring element and means of processing measurements (in the known - optical converter).
Недостатком известного устройства (прототипа) является то, что оно предназначено, главным образом, для измерения фиксированных расстояний и не приспособлено для измерения длины движущегося рулона, а тем более - для решения обратной задачи, когда требуется отмерить заданную любую длину с высокой точностью.A disadvantage of the known device (prototype) is that it is mainly intended for measuring fixed distances and is not suitable for measuring the length of a moving roll, and even more so for solving the inverse problem when it is necessary to measure a given any length with high accuracy.
Кроме того, известное устройство, ориентированное для решения узкой специальной задачи, не наделено современными средствами автоматизации на базе ПК, что необходимо для эффективного управления с функциями документирования и отчетности в условиях интенсивного и точного производства.In addition, the known device, oriented to solve a narrow special problem, is not endowed with modern PC-based automation tools, which is necessary for effective management with documentation and reporting functions in conditions of intensive and accurate production.
Техническим результатом и целью заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей пртотипа путем обеспечения бесконтактного измерения длины рулонного материала при одновременных увеличении точности измерения и повышении степени автоматизации устройства.The technical result and the purpose of the claimed utility model is to expand the functionality of the prototype by providing non-contact measurement of the length of the rolled material while increasing the accuracy of measurement and increasing the degree of automation of the device.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство бесконтактного измерения длины рулонного материала, содержащее держатель устройства, оптический измерительный элемент и средство обработки измерений, на которое проецируется отраженный от рулонного материала оптический сигнал оптического измерительного элемента, и тем, что устройство дополнительно содержит блок ввода-вывода и персональный компьютер с операторскими средствами, при этом в качестве оптического измерительного элемента используют светодиод, первую и вторую линзы, а в качестве средства обработки измерений используют сенсор-процессор обработки изображений, причем держатель устройства с оптическим измерительным элементом закреплены неподвижно в непосредственной близости к движущемуся рулонному материалу, первая линза фокусирует свет от светодиода на поверхность движущегося рулонного материала, а вторая линза, собирая отраженный от материала свет, подает его на сенсор-процессор обработки изображений, выход которого связан с соответствующим входом блока ввода-вывода, выход которого связан с соответствующим входом ПК.The specified technical result is achieved by the fact that the device of non-contact measurement of the length of the rolled material containing the device holder, an optical measuring element and measuring processing means, onto which the optical signal of the optical measuring element reflected from the rolled material is projected, and that the device further comprises an input / output unit and a personal computer with operator means, and an LED, first and second, are used as an optical measuring element lenses, and an image processing sensor is used as a measurement processing tool, with the device holder with an optical measuring element fixed motionless in close proximity to the moving roll material, the first lens focuses the light from the LED onto the surface of the moving roll material, and the second lens, collecting the light reflected from the material feeds it to the image processing sensor processor, the output of which is connected to the corresponding input of the input-output unit, the output of which is connected busy with the appropriate PC input.
На фигурах 1, 2, 3, 4 и 5 соответственно представлены: эскиз устройства, пример последовательности снимков с поверхности рулона, пример встраивания устройства в существующую технологическую линию, пример структурной схемы блока ввода-вывода оптического координатно-указательного средства и пример блок-схемы алгоритма программы измерения длины рулонного материала.The figures 1, 2, 3, 4, and 5 respectively show: a sketch of a device, an example of a sequence of images from a roll surface, an example of embedding a device in an existing production line, an example of a block diagram of an input-output unit of an optical coordinate pointing device, and an example block diagram of an algorithm programs for measuring the length of roll material.
Устройство содержит (фиг.1) светодиод 1, первую линзу 2, сенсор-процессор 3 обработки изображений, блок ввода-вывода 4, вторую линзу 5, держатель 6 устройства и персональный компьютер 7.The device comprises (Fig. 1) an LED 1, a first lens 2, an image processor 3, an input-output unit 4, a second lens 5, a device holder 6, and a personal computer 7.
Измеряемый движущийся рулонный материал 8 не входит в состав устройства и показан для пояснения. Также для пояснения показана технологическая линия 9 (фиг.3).The measured moving web material 8 is not part of the device and is shown for explanation. Also for explanation, the production line 9 is shown (Fig. 3).
Устройство бесконтактного измерения длины рулонного материала 8 содержащее держатель 6 устройства, оптический измерительный элемент и средство обработки измерений, на которое проецируется отраженный от рулонного материала оптический сигнал оптического измерительного элемента, дополнительно содержит блок ввода-вывода 4 и персональный компьютер 7 с операторскими средствами, при этом в качестве оптического измерительного элемента используют светодиод 1, первую 2 и вторую 5 линзы, а в качестве средства обработки измерений используют сенсор-процессор 3 обработки изображений, причем держатель 6 устройства с оптическим измерительным элементом закреплены неподвижно в непосредственной близости к движущемуся рулонному материалу 8, первая линза 2 фокусирует свет от светодиода 1 на поверхность движущегося рулонного материала 8, а вторая линза 5, собирая отраженный от материала свет, подает его на сенсор- процессор 3 обработки изображений, выход которого связан с соответствующим входом блока ввода-вывода 4, выход которого связан с соответствующим входом ПК.The non-contact measuring device for the length of the rolled material 8 comprising a device holder 6, an optical measuring element and measurement processing means onto which an optical signal of the optical measuring element reflected from the rolled material is projected further comprises an input-output unit 4 and a personal computer 7 with operator means, LED 1, first 2 and second 5 lenses are used as an optical measuring element, and a sensor is used as a measurement processing means p-processor 3 image processing, and the holder 6 of the device with an optical measuring element is fixed motionless in close proximity to the moving roll material 8, the first lens 2 focuses the light from the LED 1 on the surface of the moving roll material 8, and the second lens 5, collecting reflected from the material the light feeds it to the sensor processor 3 of the image processing, the output of which is connected to the corresponding input of the input-output unit 4, the output of which is connected to the corresponding input of the PC.
Используемые в устройстве комплектующие элементы и материалы широко применяются в российской промышленности.The components and materials used in the device are widely used in Russian industry.
Наиболее сложным (после ПК 7) элементом является сенсор-процессор 3 (фиг.1) обработки изображений в качестве которого автор использовал типовую микросхему ADNS-3060, имеющую следующие технические характеристики:The most complex (after PC 7) element is the sensor processor 3 (Fig. 1) of image processing, in which the author used a typical ADNS-3060 chip, which has the following technical characteristics:
Блок 4 ввода-вывода (фиг.4) реализует аппаратный интерфейс стандартных портов ввода-вывода для непосредственной связи с ПК 7: RS 232, PS/2 или USB.Block 4 input-output (figure 4) implements the hardware interface of standard input-output ports for direct communication with PC 7: RS 232, PS / 2 or USB.
В качестве оптического измерительного элемента вместо светодиода 1 и линз 2 и 5 может быть использован компьютерный манипулятор типа «мышь», являющийся оптическим координатно-указательным средством. Соединительный кабель, являющийся частью оптического координатно-указательного средства (манипулятора), должен быть подсоединен к соответствующему порту персонального компьютера (ПК) 7.Instead of LED 1 and lenses 2 and 5, a computer mouse-type manipulator, which is an optical pointing device, can be used as an optical measuring element. The connecting cable, which is part of the optical pointing device (manipulator), must be connected to the corresponding port of a personal computer (PC) 7.
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Держатель 6 устройства встраивается в существующую технологическую линию непосредственно над (под) неподвижным опорным валком или в точке максимального натяжения (прижима) рулонного материала 8 (фиг.3). Устройство может применяться в оригинальном корпусе производителя или встраиваться в конструкцию технологической линии. При этом, держатель 6 устройства должен обеспечивать жесткое крепление, предотвращающее свободное перемещение устройства в любой плоскости, а также демпфирующее вибрацию конструкции.The holder 6 of the device is built into an existing production line directly above the (under) fixed backup roll or at the point of maximum tension (pressure) of the rolled material 8 (Fig.3). The device can be used in the original case of the manufacturer or built into the design of the production line. In this case, the holder 6 of the device must provide a rigid mount, preventing the free movement of the device in any plane, as well as damping vibration of the structure.
На фиг.4 показана структурная схема блока 4 ввода-вывода оптического координатно-указательного устройства, в соответствии с которой реализуется программный метод измерения длины рулонного материала.Figure 4 shows the structural diagram of the block 4 input-output optical coordinate-pointing device, in accordance with which a software method for measuring the length of the rolled material is implemented.
Программное обеспечение измерения длины рулонного материала 8 реализуется штатными средствами программных библиотек, входящих во все основные языки программирования высокого уровня (С, С++, Pascal, Borland, Delphi и т.п.), поскольку подразумевает обслуживание стандартного координатно-указательного устройства, подключенного через любой из стандартных портов (RS232, PS/2, USB, НID). Это справедливо для всех распространенных операционных систем персональных компьютеров, использующих в качестве координатно-указательного устройства манипулятор типа «мышь», С помощью светодиода 6 и фокусирующей его свет линзы 2 под устройством подсвечивается участок поверхности движущегося материала 8. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой 5 и попадает на приемный сенсор микросхемы сенсора-процессора 3 обработки изображений. Процессор обработки изображений делает снимки поверхности с частотой, например, 6400 кадров/сек посредством встроенной системы получения изображения (СПИ). Каждый снимок представляет собой квадратную матрицу, например, размером 22 на 22 пикселей, цвет каждого из которых закодирован 8-ю битами т.е. одним байтом, что соответствует 256 градациям серого цвета. На основании анализа последовательности снимков разного содержания (фиг.2) интегрированный процессор цифровых сигналов (ПЦС), находящийся внутри микросхемы 3, высчитывает приращения, соответствующие относительному перемещению устройства и объекта вдоль осей Х и Y. Величины приращений координат передаются в блок 4 ввода-вывода, который реализует аппаратный интерфейс стандартных портов ввода-вывода (RS232, RS/2 или USB) для непосредственной связи с персональным компьютером 7.The software for measuring the length of the rolled material 8 is implemented by regular means of software libraries included in all the main high-level programming languages (C, C ++, Pascal, Borland, Delphi, etc.), since it implies maintenance of a standard pointing device connected through any of the standard ports (RS232, PS / 2, USB, HID). This is true for all common personal computer operating systems that use a mouse-type manipulator as a pointing device. Using the LED 6 and the lens 2 focusing its light, a portion of the surface of the moving material 8 is illuminated under the device. Light reflected from this surface in turn, it is collected by another lens 5 and enters the receiving sensor of the microcircuit of the sensor-processor 3 of the image processing. The image processor takes pictures of the surface at a frequency of, for example, 6400 frames / sec through an integrated image acquisition system (SPI). Each image is a square matrix, for example, 22 by 22 pixels in size, the color of each of which is encoded with 8 bits i.e. one byte, which corresponds to 256 shades of gray. Based on the analysis of the sequence of images of different contents (Fig. 2), the integrated digital signal processor (DSP) inside the microcircuit 3 calculates the increments corresponding to the relative movement of the device and the object along the X and Y axes. The values of the coordinate increments are transmitted to the input-output unit 4 which implements the hardware interface of standard input-output ports (RS232, RS / 2 or USB) for direct communication with a personal computer 7.
Дальнейшая обработка полученной информации осуществляется в соответствии с используемой программой, загруженной в ПК 7, например, по алгоритму, представленному на фиг.5.Further processing of the obtained information is carried out in accordance with the program used, downloaded to PC 7, for example, according to the algorithm presented in figure 5.
Программное обеспечение выходит за рамки настоящего технического решения и здесь не рассматривается. Отметим лишь, что программная обработка завершается расчетом абсолютного перемещения рулонного материала 8, величин и временных меток для учета измеренной длины рулонного материала 8 и ведения протоколов производственной деятельности (начало работ, остановки, простои, перезагрузка оборудования, окончание работ).The software is beyond the scope of this technical solution and is not considered here. We only note that the software processing ends with the calculation of the absolute movement of the web material 8, the values and time stamps for taking into account the measured length of the web material 8 and maintaining production activity protocols (start of work, shutdowns, downtime, equipment reboot, completion of work).
Заявляемое устройство бесконтактного измерения длины рулонного материала 8 при минимальных затратах на внедрение позволяет:The inventive device for non-contact measurement of the length of the rolled material 8 with minimal implementation costs allows you to:
производить измерения на любом виде поверхности, ее цвете и материале (кабель, тканные и нетканные материалы, пластик, пленка, металл и прочие);make measurements on any type of surface, its color and material (cable, woven and non-woven materials, plastic, film, metal and others);
заменить традиционные контактные колесные измерители;replace traditional contact wheel gauges;
обеспечить более высокую чем у прототипа точность измерения длины рулонного материала 8 (с точностью до размера пикселя);to provide higher than that of the prototype, the accuracy of measuring the length of the rolled material 8 (accurate to pixel size);
уменьшить объем периодического обслуживания;reduce periodic maintenance;
уменьшить непроизводительные отходы производства;reduce unproductive production waste;
увеличить выход коммерческой длины;increase the yield of commercial length;
протоколировать в полном объеме производственный процесс;to record in full the production process;
улучшить обратные связи в технологической цепочке.Improve process chain feedback.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133270/28U RU108597U1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133270/28U RU108597U1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU108597U1 true RU108597U1 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44759179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133270/28U RU108597U1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU108597U1 (en) |
-
2010
- 2010-08-10 RU RU2010133270/28U patent/RU108597U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3285131B1 (en) | Parallel connection platform tracking control device and method using visual equipment as sensor | |
CN100585328C (en) | Laser image and corresponding pixel distance measurement based displacement measuring device and method | |
CN201464023U (en) | Electronic belt weigher | |
CN103697823A (en) | Measurement method for displacement of point of application and crack mouth opening displacement for fracture toughness | |
CN104215179B (en) | The method that width of steel billet is dynamically measured using laser displacement sensor | |
CN1693874A (en) | High precision measuring method for stretching displacement | |
CN209655974U (en) | Aluminum alloy mould plate detection device for building | |
CN206935816U (en) | A kind of carton encapsulation and coding vision detection system | |
CN103542805A (en) | Vision inspection system based on high-speed image sensor and parallel processing | |
CN203712418U (en) | Absolute grating scale for numerical control machine tool | |
CN101334367A (en) | Dyeing and printing products on-line quality monitoring method based on computer pattern recognition principle | |
CN201476761U (en) | White light interference three-dimensional outline measuring instrument | |
RU108597U1 (en) | DEVICE FOR NON-CONTACT MEASURING LENGTH OF ROLL MATERIAL | |
EP0584695A3 (en) | Coordinate input apparatus and method, and oscillation generating apparatus | |
CN201183204Y (en) | Straight line displacement distance measuring apparatus based on linear array CCD sequence laser image match correlation | |
CN208042989U (en) | A kind of large-scale sheet metal works almost T-stable automatic detection device | |
CN202485631U (en) | Detection device based on CCD (Charge-Coupled Device) image sensor | |
CN110253582A (en) | A kind of method of the mobile contraposition of manipulator on assembly line | |
CN107685329A (en) | A kind of robot workpiece positioning control system and method | |
CN101629809B (en) | Method for detecting deflection of movable beam of large forging hydraulic press in non-work direction and device thereof | |
CN105486213A (en) | Digital displaying scale and measurement method thereof | |
CN201166625Y (en) | Apparatus for scanning and measuring solid material deflection | |
CN112484788A (en) | Image type ore flow detection method and device | |
CN103063165B (en) | Optoelectronic angle sensor | |
ITBS20000071A1 (en) | METHOD AND TOOL FOR DETERMINING ANGLES OF DISTORTION WOVEN OR SIMILAR STILL OR MOVING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110514 |