close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5585

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5585
(13) C1
(19)
7
(51) G 06M 7/04
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УЧЕТА
ДВИЖУЩИХСЯ НА КОНВЕЙЕРЕ ПРЕДМЕТОВ
(21) Номер заявки: a 19990595
(22) 1999.06.14
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Общество с дополнительной ответственностью "Алекс и К"
(BY)
(72) Авторы: Даненков Александр Михайлович; Житников Валерий Васильевич;
Шевченко Александр Анатольевич (BY)
(73) Патентообладатель: Общество с дополнительной ответственностью "Алекс и
К" (BY)
BY 5585 C1
(57)
1. Оптико-электронная система для учета движущихся на конвейере предметов, содержащая излучатели, фотоприемники, блоки согласования, ЭВМ, отличающаяся тем,
что выполнена в виде оптико-электронного датчика, электронно-цифрового регистратора
и связанного с ЭВМ блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ, при
этом оптико-электронный датчик содержит по меньшей мере две линейки излучателей и
оптически связанные с ними по меньшей мере два фотоприемника, генератор прямоугольных тактовых импульсов, усилитель информационных сигналов, блок обработки
информации и блок стабилизации, вход которого является входом оптико-электронного
датчика и соединен с первым входом усилителя информационных сигналов, а выход блока
Фиг. 1
BY 5585 C1
стабилизации соединен со входом генератора прямоугольных тактовых импульсов, первым входом блока обработки информации, входом каждой линейки излучателей и входом
каждого фотоприемника, выход генератора прямоугольных тактовых импульсов соединен
с тактовым входом каждой линейки излучателей и тактовым входом блока обработки информации, выход каждого фотоприемника соединен с соответствующим входом блока
обработки информации, выход которого соединен со вторым входом усилителя информационных сигналов, выход которого является выходом оптико-электронного датчика, электронно-цифровой регистратор содержит блок питания, блок счетчика, соединенный с
блоком индикации, блок согласования, блок хранения информации и блок управления индикацией, при этом первый выход блока питания является выходом электронноцифрового регистратора и соединен со входом оптико-электронного датчика, второй выход блока питания соединен со входом блока управления индикацией, а также с первым
входом блока согласования, первым входом блока счетчика и первым входом блока хранения информации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока счетчика, а
выход соединен с третьим входом блока счетчика, выход блока управления индикацией
соединен со вторым входом блока индикации, второй вход блока согласования является
входом электронно-цифрового регистратора и соединен с выходом оптико-электронного
датчика, а выход блока согласования соединен со вторым входом блока счетчика, блок
сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ содержит блок питания и последовательно соединенные схему автоматического запуска, блок согласования, блок счетчика, блок хранения информации, блок управления и интерфейс, первый выход блока
питания соединен со вторым входом блока управления, вторым входом блока хранения
информации, вторым входом блока счетчика и вторым входом блока согласования, второй
выход блока питания соединен со вторым входом интерфейса, выход которого является
выходом блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с
ЭВМ, первый вход блока питания соединен со вторым выходом схемы автоматического
запуска, вход которой является первым входом блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с выходом электронно-цифрового регистратора и
третьим входом блока согласования, а второй вход блока питания соединен со вторым выходом блока управления, четвертый вход блока согласования является вторым входом
блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с выходом оптико-электронного датчика.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что две линейки излучателей расположены
перпендикулярно направлению движения предметов.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что содержит третью линейку излучателей с
оптически сопряженным фотоприемником, расположенную параллельно направлению
движения предметов.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит три линейки излучателей с оптически сопряженными фотоприемниками, при этом одна линейка расположена вертикально, а две другие расположены параллельно направлению движения предметов,
находятся на разных уровнях и смещены друг относительно друга.
(56)
RU 2024944 C1, 1994.
RU 93057602 A, 1996.
EP 0578866 A1, 1994.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для подсчета, регистрации различной штучной продукции, тары, в том числе бутылок, пустых и наполненных ящиков и контейнеров, а также для управления
технологическим процессом на различных промышленных предприятиях.
2
BY 5585 C1
Известно устройство для контроля изделий (Патент РФ № 2052771, МПК G 01В 21/00,
опубл. 20.01.96 г.), содержащее фотоприемники, формирователи, генератор импульсов,
блоки обработки измерительных сигналов, фотодиод, формирователь, блок сопряжения,
блок регистрации.
Недостатком данного устройства является то, что в силу своей многофункциональности оно громоздко, и, как следствие, является дорогостоящим, некоторые блоки выполнены на морально устаревших элементах, что влияет на быстродействие системы.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для счета предметов, переносимых конвейером (Патент РФ № 2024944, МПК G 06М 7/02, опубл. 15.12.94 г.).
Устройство содержит маятниковые датчики, установленные над конвейером на станине.
Маятниковые датчики имеют рычаги, нижние части которых расположены в зазорах между
боковыми и средними направляющими. Все боковые направляющие и средние закреплены жестко с помощью планки, на которой укреплены оси, установленные на двух неподвижных кронштейнах. На боковых направляющих укреплены неподвижно виброколеса.
Электрические выводы маятниковых датчиков подключены к блоку считывания. В зоне
колебания верхней части рычага, например, установлен фотодатчик, в верхней части рычага установлен флажок и противовес.
Недостатком данного устройства является низкая точность, наличие механических
частей, отрицательно влияющих на износостойкость устройства и соприкасающихся с
продуктом, что является нежелательным, а также ограниченные функциональные возможности.
Задачей, решаемой данным изобретением, является расширение ее функциональных
возможностей, а также повышение точности и надежности работы системы.
Задача решается за счет того, что оптико-электронная система для учета предметов,
движущихся на конвейере, содержащая излучатели, фотоприемники, блоки согласования,
ЭВМ, выполнена в виде оптико-электронного датчика, электронно-цифрового регистратора и связанного с ЭВМ блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ,
при этом оптико-электронный датчик содержит по меньшей мере две линейки излучателей и оптически связанные с ними по меньшей мере два фотоприемника, генератор прямоугольных тактовых импульсов, усилитель информационных сигналов, блок обработки
информации и блок стабилизации, вход которого является входом оптико-электронного
датчика и соединен с первым входом усилителя информационных сигналов, а выход блока стабилизации соединен со входом генератора прямоугольных тактовых импульсов,
первым входом блока обработки информации, входом каждой линейки излучателей и
входом каждого фотоприемника, выход генератора прямоугольных тактовых импульсов
соединен с тактовым входом каждой линейки излучателей и тактовым входом блока обработки информации, выход каждого фотоприемника соединен с соответствующим входом
блока обработки информации, выход которого соединен со вторым входом усилителя информационных сигналов, выход которого является выходом оптико-электронного датчика,
электронно-цифровой регистратор содержит блок питания, блок счетчика, соединенный с
блоком индикации, блок согласования, блок хранения информации и блок управления
индикацией, при этом первый выход блока питания является выходом электронноцифрового регистратора и соединен со входом оптико-электронного датчика, второй выход блока питания соединен со входом блока управления индикацией, а также с первым
входом блока согласования, первым входом блока счетчика и первым входом блока хранения информации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока счетчика, а
выход соединен с третьим входом блока счетчика, выход блока управления индикацией
соединен со вторым входом блока индикации, второй вход блока согласования является
входом электронно-цифрового регистратора и соединен с выходом оптико-электронного
датчика, а выход блока согласования соединен со вторым входом блока счетчика, блок
сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ содержит блок питания и после3
BY 5585 C1
довательно соединенные схему автоматического запуска, блок согласования, блок счетчика, блок хранения информации, блок управления и интерфейс, первый выход блока питания соединен со вторым входом блока управления, вторым входом блока хранения
информации, вторым входом блока счетчика и вторым входом блока согласования, второй
выход блока питания соединен со вторым входом интерфейса, выход которого является
выходом блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с
ЭВМ, первый вход блока питания соединен со вторым выходом схемы автоматического
запуска, вход которой является первым входом блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с выходом электронно-цифрового регистратора и
третьим входом блока согласования, а второй вход блока питания соединен со вторым выходом блока управления, четвертый вход блока согласования является вторым входом
блока сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ и соединен с выходом оптико-электронного датчика.
В оптико-электронной системе две линейки излучателей могут быть расположены
перпендикулярно направлению движения предметов.
Оптико-электронная система может содержать третью линейку излучателей с оптически сопряженным фотоприемником, расположенную параллельно направлению движения
предметов.
Кроме этого, оптико-электронная система также может содержать три линейки излучателей с оптически сопряженными фотоприемниками, при этом одна линейка расположена
вертикально, а две другие расположены параллельно направлению движения предметов,
расположены на разных уровнях и смещены друг относительно друга.
На фиг. 1 представлена структурная схема оптико-электронной системы для учета
движущихся на конвейере предметов.
На фиг. 2-4 изображены примеры установки базового комплекта линеек излучателей и
фотоприемников оптико-электронного датчика для учета ящиков.
На фиг. 5 и 6 изображены примеры установки комплекта линеек излучателей оптикоэлектронного датчика для учета пустых ящиков для бутылок, коробов и подобной тары.
На фиг. 7 и 8 изображены примеры установки комплекта линеек излучателей оптикоэлектронного датчика для учета ящиков с определением пустой или полный.
Оптико-электронная система для учета движущихся на конвейере предметов (фиг. 1)
содержит оптико-электронный датчик 1, электронно-цифровой регистратор 2 и блок 3
сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ.
Оптико-электронный датчик 1 содержит две линейки ИК-излучателей 4, 5 и оптически
сопряженные с ними фотоприемники 6, 7, генератор прямоугольных тактовых импульсов 8,
блок стабилизации 9, усилитель информационных сигналов 10, блок обработки информации 11, при этом вход блока стабилизации 9, являющийся входом оптико-электронного
датчика 1, соединен с первым входом усилителя информационных сигналов 10, а выход
соединен со входом генератора прямоугольных тактовых импульсов 8, первым входом
блока обработки информации 11, входом линеек 4 и 5 ИК-излучателей и входом фотоприемников 6 и 7. Выход генератора прямоугольных тактовых импульсов 8 соединен с
тактовым входом линеек 4 и 5 ИК-излучателей и тактовым входом блока обработки информации 11, выход каждого фотоприемника 6, 7 соединен с соответствующим входом
блока обработки информации 11, выход которого соединен со вторым входом усилителя
информационных сигналов 10. Выход усилителя 10 является выходом оптико-электронного датчика 1.
Электронно-цифровой регистратор 2 содержит блок питания 12, последовательно соединенные блок счетчика 13 и блок индикации 14, а также блок согласования 15, блок
хранения информации 16, блок управления 17. С первого выхода блока питания 12 на
вход оптико-электронного датчика 1 поступает напряжение +24 В. Со второго выхода
блока питания 12 на первый вход блока согласования 15, на первый вход блока счетчика 13,
4
BY 5585 C1
на первый вход блока хранения информации 16 и вход блока управления индикацией 17
поступает напряжение +5 В.
Второй вход блока согласования 15, являющийся входом электронно-цифрового регистратора 2, соединен с выходом оптико-электронного датчика 1. Выход блока согласования 15 соединен со вторым входом блока счетчика 13. Выход блока управления
индикацией 17 соединен со вторым входом блока индикации 14. Второй вход блока хранения информации 16 соединен со вторым выходом блока счетчика 13, а выход соединен
с третьим входом блока счетчика 13.
Блок 3 сбора, накопления, хранения информации и связи с ЭВМ состоит из последовательно соединенных схемы автоматического запуска 18, блока согласования 19, блока
счетчика 20, блока хранения информации 21, блока управления 22 и интерфейса 23, а также блока питания 24, с первого выхода которого на вторые входы блока управления 22,
блока хранения информации 21, блока счетчика 20 и блока согласования 19 поступает напряжение +5 В, со второго выхода блока питания 24 на второй вход интерфейса 23 поступает напряжение +9 В. Первый вход блока питания 24 соединен со вторым выходом
схемы автоматического запуска 18, вход которой, являющийся первым входом блока 3,
соединен с выходом электронно-цифрового регистратора 2, а также с третьим входом
блока согласования 19, а второй вход блока питания 24 соединен со вторым выходом блока управления 22. Четвертый вход блока согласования 19 является вторым входом блока 3
и соединен с выходом оптико-электронного датчика 1. Выход интерфейса 23 является выходом блока 3 и соединен с ЭВМ.
Две линейки 4, 5 из восьми ИК-излучателей устанавливаются перпендикулярно направлению движения предметов 25, расположенных на конвейере 26 (фиг. 2). Эта схема
применяется для учета тары, в частности ящиков, контейнеров.
Система работает следующим образом.
Включение всей системы происходит путем нажатия кнопки "сеть", расположенной в
блоке питания 12.
При движении предмета 25 на конвейере 26 первоначально перекрывается первая линейка 4 ИК-излучателей. От фотоприемника 6 поступает сигнал в блок обработки информации 11, в котором фиксируется наличие предмета в зоне первой линейки 4 излучателей.
При дальнейшем движении предмета 25 происходит перекрывание второй линейки 5 ИКизлучателей, и от фотоприемника 7 также поступает сигнал в блок обработки информации 11,
в котором фиксируется наличие предмета в зоне второй линейки 5 ИК-излучателей. С выхода блока обработки информации 11 на вход блока усиления 10 поступает сигнал только
в том случае, если при движении предмета 25 сначала открывается линейка 4 излучателей,
а потом линейка 5 излучателей.
В блоке 10 происходит усиление предварительного сигнала Uпр.c. и на выходе блока 10
будет усиленный информационный сигнал Uинф.с.
Блок питания 12 вырабатывает постоянное напряжение U1 = 24 B для питания оптикоэлектронного датчика 1 и для осуществления запуска блока 3 сбора, накопления, хранения
информации и связи с ЭВМ и напряжение U2 = 5 B для питания электронно-цифрового
регистратора 2.
Постоянное напряжение U1 = 24 B в блоке стабилизации 9 понижается и стабилизируется на уровне U3 = 9 B.
Напряжение U3 запускает генератор прямоугольных тактовых импульсов 8. На тактовые входы линеек 4 и 5 излучателей и блока обработки информации 11 поступают синхроимпульсы. В блоках линеек 4 и 5 происходит дискретное излучение ИК-области
спектра. В фотоприемниках 6 и 7 происходит прием ИК-излучения и преобразование его в
электрические сигналы, которые в дальнейшем поступают в блок 11, с выхода которого на
второй вход блока усиления 10 поступает сигнал Uпр.c. С выхода блока управления 10
усиленный сигнал Uинф.с. поступает в блоки 2 и 3.
5
BY 5585 C1
Электронно-цифровой регистратор 2 осуществляет подсчет импульсов, приходящих
от оптико-электронного датчика 1. Через блок согласования 15 информационный сигнал
приходит в блок счетчика 13 и на цифровом индикаторе 14 отображается количество
пройденных предметов.
Обнуление информации в блоке хранения 16 и в блоке счетчика 13 происходит нажатием кнопки "сброс".
Информационный сигнал Uинф.с. поступает с выхода оптико-электронного датчика 1
на вход блока согласования 15, где осуществляется исключение помех, возникающих в
линии связи, и согласование по уровням напряжения с блоком счетчика 13. В блоке счетчика 13 происходит подсчет импульсов и преобразование полученной информации в двоично-десятичный код для дальнейшего отображения в блоке индикации 14 с помощью
схемы управления индикацией 17. При исчезновении напряжения питания информация,
находящаяся в блоке 13, сохраняется в блоке 16 и восстанавливается при последующем
включении системы.
В блоке 3 осуществляется подсчет, накопление и хранение информации аналогично,
как в блоке 1, с той разницей, что она хранится в цифровой форме для последующей передачи в ЭВМ с помощью интерфейса 23.
При включении всей системы нажатием кнопки "сеть" происходит запуск блока 3
схемой автоматического запуска 18. Информационный сигнал Uинф.с., поступающий с
блока 1, приходит в блок согласования 19, где происходит исключение помех, возникающих
в линии связи и согласование по уровням с блоком счетчика 20. В блоке 21 происходит
накопление и хранение поступающей информации, а блок 22 осуществляет управление
всей системы: обмен информацией с ЭВМ через интерфейс 23 и выключение всей системы и обнуление информации по команде от ЭВМ.
Электронная часть линеек 4 и 5 ИК-излучателей, генератор прямоугольных тактовых
импульсов 8, блок обработки информации 11 выполняются на базе микроконтроллера PIC
16C57-RCI/P. На базе этого же микроконтроллера в электронно-цифровом регистраторе 2
выполняются блок 13, блок хранения информации 16 и блок управления индикацией 17.
На базе микроконтроллера PIC 17C44-RCI/P выполнены блок согласования 19, блок счетчика 20, блок хранения информации 21, блок управления 22 и интерфейс 23.
Для расширения функциональных возможностей системы, например определения и
счета не только тары, но и определения пустых ящиков (фиг. 5, 6), используется только
одна вертикальная линейка 4 ИК- излучателей и дополнительно вводятся две линейки 27 и
28 ИК- излучателей с оптически сопряженными фотоприемниками, расположенные параллельно движению предмета 25, установленного на конвейере 26. Линейки 27 и 28 находятся на разных уровнях и смещены друг относительно друга. Алгоритм работы
системы в этом случае аналогичен базовому варианту, т.е. с выхода блока обработки информации 11 на вход блока усиления 10 поступает сигнал Uпр.c. только в том случае, если
при движении пустого ящика 25 последовательно открываются светодиоды на линейке 27,
а потом на линейке 28 или наоборот, в зависимости от направления движения конвейера 26.
Если оптико-электронный датчик 1 должен учитывать ящики с определением "пустой"
или "полный", находящихся на одном конвейере, используются схемы установки линеек
излучателей, изображенные на фиг. 7 и 8. Помимо двух вертикальных линеек излучателей
4 и 5 используется дополнительная третья линейка 27, параллельная направлению движения предметов. Алгоритм работы системы аналогичен вышеописанным.
Оптико-электронная система может включать в себя несколько (оптимальное количество - 16) оптико-электронных датчиков различного исполнения (в зависимости от вида
учитываемой продукции), устанавливаемых в любых необходимых местах: в цеху, на
складе и т.д., и столько же электронно-цифровых датчиков, устанавливаемых в помещении мастера, начальника цеха и т.д.
6
BY 5585 C1
Таким образом, изобретение, предназначенное для учета предметов, движущихся на
конвейере (любой тип стеклотары, ящиков металлических, пластмассовых, деревянных,
контейнеров как пустых, так и полных, нестандартной тары, продукции), учета с определением пустой-полной тары, прошедших контрольную зону оптико-электронного датчика,
позволяет оперативно получать информацию о количестве выпущенной штучной продукции как на определенном технологическом этапе, так и в целом по производственному
участку, производить качественный учет в целях сохранности выпущенной продукции.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
179 Кб
Теги
by5585, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа