RU1805293C

RU1805293C - Method of and device for measuring geometric dimensions of object

Info

Publication number: RU1805293C
Application number: SU904867331A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Лукич Афисов; Реваз Дмитриевич Квирикашвили
Original assignee: Руставское Научно-Производственное Объединение "Автоматпром"
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1993-03-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике в прокатном производстве и может быть использовано дл автоматизированного входного и выходного контрол ширины проката (длины переменной или хвостовой части диаметра труб и т.п.). Цель изобретени - повышение точности измерени . Это достигаетс тем, что с помощью двух лазерных источников коллими- рованного света создают на поверхности объекта две свет щиес реперные точки, рассто ние между которыми прин то за эталонное э, изображение которых с помощью оптической системы проецируют вместе с изображением объекта на рабочую зону координатно-чувствительного элемента , с выхода которого выдел ют сигналы изображени реперных точек, измер ют рассто ние между ними, а затем вычисл ют поправочный коэффициент К и определ ют длину объекта L0 по формуле Lo lo К, где К f lo - изображение рассто ни меж- с L-эЗ ду реперными точками; U - изображение эталонного рассто ни . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (ЛThe invention relates to measuring equipment in rolling production and can be used for automated input and output control of the width of the rental (the length of the variable or the tail of the diameter of the pipes, etc.). The purpose of the invention is to improve measurement accuracy. This is achieved by using two laser sources of collimated light to create two luminous reference points on the surface of the object, the distance between which is taken as the reference e, the image of which is projected with the optical system along with the image of the object onto the working area of the coordinate of the sensing element, from the output of which the image signals of the reference points are extracted, the distance between them is measured, and then the correction coefficient K is calculated and the length of the object L0 is determined by the formula Lo lo K, where K f lo - image of the distance between the L-eZ and the reference points; U is the image of the reference distance. 2 s.p. f-ly, 2 ill. (L

Description

Изобретение относитс к измерительной технике В прокатном производстве и может быть использовано дл автоматизированного входного и выходного контрол геометрических размеров проката непосредственно в технологическом потоке, например длины труб (листов сл бов), ширины листов, диаметра труб, перемещающихс в продольном направлении по транспортным рольгангам.The invention relates to measuring technique In rolling production and can be used for automated input and output control of the geometric dimensions of rolled products directly in the process stream, for example, the length of pipes (slab sheets), sheet widths, pipe diameters moving longitudinally along the conveyor rolls.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени по- грешиости, вызванной колебани ми поверхности контролируемого объекта в направлении , перпендикул рном плоскости анализа.The purpose of the invention is to increase measurement accuracy by reducing the margin of error caused by surface vibrations of the test object in a direction perpendicular to the plane of analysis.

Создание на поверхности контролируемого объекта реперных точек с фиксированным эталонным рассто нием между ними, сравнение его с рассто нием между изображени ми этих же точек в плоскости анализа (на рабочей поверхности координатно-чувствительного фотоприемника), вычисление значени корректирующего сигнала и внесение поправки в результате измерени позвол ют значительно повысить точность измерени и сделать эту точность не зависимой от поперечных колебаний объекта на участке контрол и возможных изменений сортамента (в частности, диаметра).Creating reference points on the surface of the controlled object with a fixed reference distance between them, comparing it with the distance between the images of the same points in the analysis plane (on the working surface of the coordinate-sensitive photodetector), calculating the value of the correction signal and making corrections as a result of measurement significantly increase the measurement accuracy and make this accuracy independent of the transverse vibrations of the object in the control area and possible changes in the assortment (in particular ty, diameter).

Существо способа состоит в том, что с помощью двух лазерных источников кблли00The essence of the method is that using two laser sources kbl00

о с about with

N3 Ю СлЭN3 Yu SLE

мированного света создают на поверхности объекта две свет щиес реперные точки, отсто щие друг от друга на рассто нии Ц, прин тое за эталонное.On the surface of the object, two luminous reference points are created on the surface of the object, separated from each other by the distance C, taken as the reference.

С помощью оптической системы изображени этих точек проецируют вместе с изображением объекта на плоскость анализа (рабочую зону координатно-чувствитель- ного фотоприемника). При этом фоновую засветку направл ют на контролируемый объект.: .Using an optical system, the images of these points are projected together with the image of the object onto the plane of analysis (the working area of the coordinate-sensitive photodetector). In this case, the background illumination is directed to the controlled object .:

С выхода координатно-чувствительного фотоприемника выдел ют сигналы изобра,- жени контролируемого издели и отдельно сигналы изображени реперных точек и измер ют длину 10 объекта и рассто ние 1э между сигналами реперных дочек, Затем вычисл ют поправочный коэффициентFrom the output of the coordinate-sensitive photodetector, image signals are selected, - the couples of the monitored product and separately the image signals of the reference points and measure the length of 10 objects and the distance 1e between the signals of the reference daughters. Then, the correction coefficient is calculated

f / 1з f / 1z

Ч u /H u /

Действительное значение измер емой величины, например длину объекта , определ ют , как произведение найденной ранееThe actual value of the measured quantity, for example, the length of the object, is determined as the product of the previously found

длины 10 ка указанный коэффициент, т.е. .1/length 10 ka specified coefficient, i.e. .1/

О - IQ N.About - IQ N.

Из анализа оптической системы следует , что св зь между размерами издели и эталона их изображени ми в плоскости анализа при перемещении объекта в направлении , перпендикул рном этой плоскости , подчин етс одному закону, что позвол ет полностью компенсировать возникающую при этом перемещении погрешность измерени .From the analysis of the optical system, it follows that the relationship between the dimensions of the product and the standard with their images in the plane of analysis when moving the object in a direction perpendicular to this plane obeys one law, which makes it possible to completely compensate for the measurement error that occurs during this movement.

На фиг. 1 приведена структура устройства дл измерени геометрических размеров объекта; из фиг, 2,а,б - эпюра сигналов на выходах координатно-чувствительного фотоприемника и блока определени рассто ни между изображени ми реперных точек в плоскости анализа.In FIG. 1 shows the structure of a device for measuring the geometric dimensions of an object; Figures 2, a, b show a plot of signals at the outputs of a coordinate-sensitive photodetector and a unit for determining the distance between images of reference points in the analysis plane.

Устройство дл измерени геометрических размеров обьекта состоит из двух лазерных источников 1 и 2 коллимированного света, оптической системы 3, координатно- чувствительного фотоприемника 4, источника 5 фоновой засветки, подключенного к выходу фотоприемника 4, блока 6 формировани измерительного сигнала, блока 7 индикации, подключенного к управл ющему входу фотоприемника 4, блока 8 управлени . К второму выходу блока б формировани измерительного сигнала последовательно подключены блок 9 выделени реперных сигналов, блок 10 определени рассто ни между изображени ми реперных точек, блок 11 вычислени поправочного коэффициента и блок 12 умножени , включенный вторым входом и выходом соответственно между выходом блока 6 формировани измерительного сигнала иA device for measuring the geometric dimensions of an object consists of two laser sources 1 and 2 of collimated light, an optical system 3, a coordinate-sensitive photodetector 4, a source of background illumination 5 connected to the output of the photodetector 4, a measuring signal generating unit 6, an indication unit 7 connected to the control input of the photodetector 4, control unit 8. The reference signal extraction unit 9, the distance determination unit 10 for determining the distance between the images of the reference points, the correction coefficient calculating unit 11 and the multiplication unit 12 connected by the second input and output, respectively, between the output of the measuring signal generating unit 6 are sequentially connected to the second output of the measuring signal generating unit b and

входом блока 7 индикации,the input of the display unit 7,

Устройство дл измерени геометрических размеров объекта работает следующим образом.A device for measuring the geometric dimensions of an object operates as follows.

Лазерные источники 1 и 2 создают наLaser sources 1 and 2 create on

поверхности контролируемого объекта 13 световые реперные точки 14 и 15, рассто ние между которыми равно наперед заданной величине U и прин то за эталонное и которые вместе с изображением объекта 13the surface of the controlled object 13 light reference points 14 and 15, the distance between which is equal to the predetermined value U and taken as the reference value and which together with the image of the object 13

проецируютс на поверхность рабочей зоны координатно-чувствительного фотоприемника 4 (точки 16 и 17), рассто ние между которыми равно 10. По командам блока 8 управлени производитс опрос элементовare projected onto the surface of the working area of the coordinate-sensitive photodetector 4 (points 16 and 17), the distance between which is 10. The elements are polled by the commands of the control unit 8

координатно-чувствительного фотоприемника 4. Сигнал на его выходе изображен на фиг.2,а. Импульсы 18 и 19 от изображени реперных точек 1.6 и 17 имеют амплитуду, большую, чем импульсы, соответствующиеcoordinate-sensitive photodetector 4. The signal at its output is shown in figure 2, a. The pulses 18 and 19 from the image of the reference points 1.6 and 17 have an amplitude greater than the pulses corresponding to

изображению объекта, т.к. интенсивность освещени лазерными источниками беретс выше, чем освещенность объекта 13 от источника 5 фоновой засветки. Эти импульсы выдел ютс блоком 9, который своимиimage of the object, as The intensity of illumination by laser sources is taken higher than the illumination of object 13 from background light source 5. These pulses are emitted by block 9, which

сигналами запускает блок 10 определени рассто ни между изображени ми реперных точек (э. Блок 11 вычисл ет коэффициент К f (- }, одновременно осу U /signals triggers the block 10 determining the distance between the images of the reference points (e. Block 11 calculates the coefficient K f (-}, simultaneously the axis U /

ществл ет масштабирование и выдает значение коэффициента К на вход блока 12 умножени . Блок 12 умножени производит умножение ранее определенного блоком 6 размера объекта 13 на поправочный коэффициент К. Результат измерени индицируетс на блоке 7 индикации.Zooms in and outputs the value of the coefficient K to the input of the multiplication unit 12. The multiplication unit 12 multiplies the size of the object 13 previously determined by the unit 6 by a correction factor K. The measurement result is displayed on the display unit 7.

Использование предлагаемого способа измерени геометрических размеров, объекта , конструкци устройства дл его осуществлени позвол ют по сравнению, с существующими повысить точность измерени за счет одновременного измерени одним и тем же чувствительным элементом (координатно-чувствительным фотоприемником ) как размера объекта, так и эталонного рассто ни и корректировки значени размера объекта,Using the proposed method for measuring geometric dimensions, an object, and the design of the device for its implementation, it is possible, in comparison with existing methods, to increase the measurement accuracy by simultaneously measuring with the same sensitive element (coordinate-sensitive photodetector) both the size of the object and the reference distance and adjusting the size of the object,

Claims

The claims

1, a method of measuring geometric

the size of the object, namely, that the image of the object is projected onto the analysis plane and the background illumination is produced, the optical signal from the image in the analysis plane is converted into electrical signals and the size of the object is judged from them, characterized in that, in order to improve accuracy measurements, the backlight is directed to the controlled object, additionally create two light reference points on the surface of the object with the initially set distance between them, and a change in the distance between the reference points When an object is moved in a direction perpendicular to the analysis plane is used for correcting the size measurement results.

2. A device for measuring the geometric dimensions of an object, comprising a backlight unit, a series-mounted optical system and a coordinate-sensitive photodetector, a unit for generating a measuring signal and an indication unit and a control unit connected to a control unit, connected in series to a coordinate-sensitive photodetector to the input of the coordinate-sensitive photodetector, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with two optical sources of collimated vectors connected in series to the second output of the measuring signal generating unit, the block for extracting reference signals, the unit for determining the distance between the images of the reference points, the unit for calculating the correction coefficient and the multiplying unit, the second input and output of which are connected respectively between the output of the measuring signal forming unit and the input display unit.

FIG. /

U

S-j

if

nineteen

g

, g