專利名稱：：多功能測(cè)偏光電眼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中需要對(duì)偏移量進(jìn)行控制的測(cè)控
技術(shù)領(lǐng)域：
，屬于光學(xué)電子檢測(cè)裝置。在輕工、紡織、印染、印刷機(jī)械中的復(fù)合機(jī)，復(fù)卷機(jī)，分切機(jī)以及食品包裝機(jī)械行業(yè)中，有很多行業(yè)需要對(duì)薄型物料的傳送過程作水平或垂直方向的位置控制，因此需要一種自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這種功能。而這種糾偏控制系統(tǒng)的核心部分就是測(cè)偏光電眼。測(cè)偏光電眼對(duì)被測(cè)物料的邊或者物料上印刷的線條進(jìn)行檢測(cè)，并實(shí)時(shí)給出代表偏移量的電壓信號(hào)，由機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行糾偏控制。光電眼性能直接影響到糾偏系統(tǒng)的控制范圍、控制精度、響應(yīng)時(shí)間以及生產(chǎn)速度。目前在國內(nèi)市場(chǎng)上的糾偏系統(tǒng)絕大部分都是進(jìn)口設(shè)備，而國外廠商對(duì)糾偏系統(tǒng)的核心部分測(cè)偏光電眼又不單獨(dú)提供，所以國內(nèi)沒有高性能的測(cè)偏光電眼面市。糾偏系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合與對(duì)象是多種多樣的，所以對(duì)測(cè)偏光電眼的性能也提出了不同的要求，如對(duì)不透明物料的檢測(cè)，要求反射式的工作方式；而對(duì)透明物料的檢測(cè)就要在透射的方式下工作。而物料的反射率，本底顏色以及圖案的顏色，圖案的方向或者環(huán)境光的干擾等都可能對(duì)糾偏光電眼的工作和輸出產(chǎn)生影響；同時(shí)，不同的應(yīng)用場(chǎng)合還可能要求不同的控制范圍，控制精度以及響應(yīng)速度，而這三者又往往是相互矛盾的。因此，現(xiàn)階段的測(cè)偏光電眼就以多型號(hào)來適應(yīng)多用途。然而在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，對(duì)型號(hào)的選擇和調(diào)試給用戶帶來諸多不便。本實(shí)用新型的目的，就是提供一種工作距離在14～16mm，并能以反射和透射兩種方式工作的，能自動(dòng)識(shí)別邊、線或其它圖案以及圖案方向的，由透鏡、光欄、CCD線陣探測(cè)器，單片機(jī)等組成的，免調(diào)試的多功能測(cè)偏光電眼。本實(shí)用新型的工作原理是將CCD探測(cè)器輸出的模擬信號(hào)放大，鉗位等處理后經(jīng)比較器將被測(cè)目標(biāo)的亮、暗信號(hào)整形成TTL電平的數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高低電平進(jìn)行脈寬測(cè)量，從而測(cè)出線或者邊的位置。以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)用新型多功能測(cè)偏光電眼的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其構(gòu)成是透鏡(1)的后面是光欄(2)和CCD線陣探測(cè)器(3)，探測(cè)器(3)后接反相鉗位放大器(4)，分頻器(6)和單片機(jī)(7)；反相鉗位放大器(4)后接程控放大器(5)；程控放大器(5)后接比較器(8)和單片機(jī)(7)；比較器(8)的輸出信號(hào)接至單片機(jī)(7)；分頻器(6)接單片機(jī)(7)和方波發(fā)生器(9)；單片機(jī)(7)后接控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器(10)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(10)輸出三路信號(hào)，其中一路接至比較器(8)的負(fù)輸入端，另兩路產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)QR和QL；白熾燈(11)作為附件在光學(xué)和電子學(xué)系統(tǒng)的外面，可以如圖1所示地構(gòu)成反射式的工作方式；當(dāng)本實(shí)用新型工作于透射式工作方式時(shí)，白熾燈(11)應(yīng)放在被測(cè)物(12)的后面。本實(shí)用新型工作時(shí)，白熾燈(11)在被測(cè)物(12)的正面(反射方式)或背面(透射方式)將其照亮，被測(cè)物(12)反射或者透射過來的光經(jīng)過透鏡(1)和光欄(2)聚焦成像在1024元的線陣CCD探測(cè)器(3)上，CCD探測(cè)器(3)輸出信號(hào)經(jīng)反相鉗位放大器(4)反向放大并將其信號(hào)黑電平鉗位在OV上，再經(jīng)程控放大器(5)放大，其使信號(hào)的峰——峰值在3～5V之間，程控放大器(5)的增益由單片機(jī)(7)提供，程控放大器(5)輸出的信號(hào)接至比較器(8)的正輸入端，單片機(jī)(7)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)輸出合適的參考電平信號(hào)并接至比較器(8)的負(fù)輸入端，這樣比較器(8)就將亮/暗視頻信號(hào)整形成TTL電平的脈沖序列，由單片機(jī)(7)進(jìn)行脈寬測(cè)量，來判斷位置的偏移量。單片機(jī)(7)同時(shí)將偏移量進(jìn)行處理，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)QR和QL，方波發(fā)生器(9)振蕩產(chǎn)生方波，經(jīng)分頻器(6)產(chǎn)生CCD探測(cè)器所需要的驅(qū)動(dòng)脈沖，去驅(qū)動(dòng)CCD，同時(shí)提供給單片機(jī)(7)進(jìn)行位置計(jì)數(shù)。表1是本實(shí)用新型與市場(chǎng)上現(xiàn)有的五種型號(hào)的糾偏光電眼為例，列出不同型號(hào)的糾偏光電眼性能和缺陷的比較。表1</tables>注①“√”＝能夠檢測(cè)，“×”＝不能檢測(cè)②輸出類型中“比例”為偏位比例型，輸出兩路電壓信號(hào)的比例代表偏離量；“電壓”為偏位電壓型，輸出的電壓值代表偏離量；“數(shù)字”為RS232串行數(shù)字接口。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.控制范圍大。本實(shí)用新型的有效現(xiàn)場(chǎng)密度為14mm，對(duì)于測(cè)邊的工作狀態(tài)，其控制范圍為14mm；對(duì)于測(cè)線的工作狀態(tài)，線寬為2mm時(shí)，其有效控制范圍為12mm。2.靈敏度高，測(cè)控精度達(dá)0.03mm；測(cè)線工作時(shí)，線寬允許范圍為0.3～5mm。3.響應(yīng)時(shí)間短，響應(yīng)時(shí)間小于3ms。4.測(cè)試范圍廣，可測(cè)邊、測(cè)線、測(cè)中心，可測(cè)透明材料(透射方式工作)和不透明材料(反射方式工作)。5.自動(dòng)識(shí)別功能，對(duì)邊、線及其他種類和方向進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。6.最佳工作狀態(tài)自動(dòng)設(shè)定功能，能根據(jù)測(cè)試目標(biāo)的特點(diǎn)以及工作環(huán)境的具體情況自動(dòng)調(diào)整到最佳工作狀態(tài)。7.糾錯(cuò)功能，能對(duì)測(cè)試中目標(biāo)的疵點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別。8.失控停機(jī)功能，識(shí)別失控狀態(tài)，輸出控制系統(tǒng)停機(jī)。9.穩(wěn)定性好，能抗電磁干擾，環(huán)境光干擾，單片機(jī)系統(tǒng)具有程序跑飛自動(dòng)復(fù)位功能。總之，本實(shí)用新型是一種能有效地對(duì)薄形物料的邊或者印刷的線條、圖案及其相對(duì)位置進(jìn)行識(shí)別的傳感裝置，能夠可靠地應(yīng)用于輕工、紡織、印染、印刷及食品包裝機(jī)械行業(yè)中需要對(duì)薄形物料進(jìn)行自動(dòng)偏移量控制的場(chǎng)合，能保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。1、透鏡；2、光欄；3、探測(cè)器；4、反相鉗位放大器；5、程控放大器；6、分頻器；7、單片機(jī)；8、比較器；9、方波發(fā)生器；10、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；11、白熾燈；12、被測(cè)物。權(quán)利要求1.一種多功能測(cè)偏光電眼，由透鏡、光欄等組成，其特征在于，透鏡(1)的后面是光欄(2)和探測(cè)器(3)，探測(cè)器(3)后接放大器(4)、分頻器(6)和單片機(jī)(7)；放大器(4)后接放大器(5)；放大器(5)與比較器(8)和單片機(jī)(7)連接；比較器(8)輸出信號(hào)接至單片機(jī)(7)；分頻器(6)又與單片機(jī)(7)和方波發(fā)生器(9)連接；單片機(jī)(7)后接控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器(10)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(10)輸出三路信號(hào)，其中一路接至比較器(8)的負(fù)輸入端，另兩路產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)QR和QL。2.如權(quán)利要求1所述的光電眼，其特征在于，光源白熾燈(11)在光學(xué)和電子學(xué)系統(tǒng)外面。3.如權(quán)利要求1所述的光電眼，其特征在于，所述探測(cè)器(3)是CCD線陣探測(cè)器；放大器(4)是反相鉗位放大器；放大器(5)是程控放大器。專利摘要本實(shí)用新型屬多功能測(cè)偏光電眼,其結(jié)構(gòu)是,在透鏡的后面是光欄和探測(cè)器,其后接放大器,分頻器和單片機(jī);放大器與比較器和單片機(jī)連接;比較器的輸出信號(hào)接至單片機(jī);分頻器與單片機(jī)和方波發(fā)生器連接;單片機(jī)后接控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器,再接至比較器。本實(shí)用新型能有效地對(duì)薄形物料的邊或印刷的線條、圖案及其相對(duì)位置進(jìn)行識(shí)別,能應(yīng)用于輕工、紡織、印染、印刷及食品包裝機(jī)械行業(yè)中需要對(duì)薄形物料進(jìn)行自動(dòng)偏移量控制的場(chǎng)合,能確保產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。文檔編號(hào)G01D5/34GK2293047SQ9622385公開日1998年9月30日申請(qǐng)日期1996年10月11日優(yōu)先權(quán)日1996年10月11日發(fā)明者洪津,張運(yùn)杰,劉書珍,汪元鈞,黃魯,汪宗輝申請(qǐng)人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所