202314. lajstromszámú szabadalom • Lézeres méretellenőrző készülék
3 HU 202 314 B 4 gyűjtőoptika kizárólag szférikus lencsékből van öszszeépítve és az aritmetikai egységhez a pásztázó gyűjtőoptika nemlineáris eltérítési jelleggörbéjét táblázatosán tartalmazó fix tartalmú memória van hozzákapcsolva. A találmány példakénti megvalósítását rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti lézeres méretellenőrző készülék optikai-elektronikus elrendezési vázlatát szemlélteti. Az 1. ábrán az 1 lézer sugárzási irányában 2 forgó poligontükrös sugáreltérítő, ez utóbbi reflexiós irányában pedig rendre 3 pásztázó gyűjtőoptika, 4 munkadarab, 5 kalibrált ablak, 6 gyűjtőlencse és 7 fényérzékelő található. A 7 fényérzékelő villamos kimenete 8 jelformálón keresztül 9 jelszintváltozás számláló bemenetéhez, 10 késleltető áramkör indító bemenetéhez és 12 időszámláló indító bemenetéhez van kapcsolva. A 12 időszámláló adatkimencte a 13 tárolóregiszter adatbemenetéhez, ez utóbbi adatkimenete pedig a 14 aritmetikai egység adatbemenctéhez csatolódik. A 14 aritmetikai egységhez 15 fix tartalmú memória van hozzákapcsolva. A 9 jelszintváltozás számláló kimenete a 13 tárolóregiszter vezérlő bemenetéhez kapcsolódik. A 10 késleltető áramkör kimenetéhez a 9 jelszintváltozás számláló törlő bemenete, a 12 időszámláló törlőbemenete és a 14 aritmetikai egység indító bemente csatlakozik. A 14 aritmetikai egység kimenete képezi a teljes elrendezés kimenetét Az ábrán látható méretellenőrző készülék működése a következő: A 2 forgó poligontükrös sugáreltérítő egyenletes szögsebességgel forog, s ennek során az egymást követő tükörlapok az 1 lézer fényét a 3 pásztázó gyűjtőoptikára vetítve, azt ismételten végigpásztázták. A 3 pásztázó gyűjtőoptika a lézersugarat önmagával párhuzamosan elmozduló sugárrá alakítja, amely itt felülről lefelé mozog. Két egymást követő pásztáz ás között a 7 fényérzékelőre nem jut fény, így az a 8 jelformálón keresztül „sötét” jelszintet továbbít a 9 jelszintváltozás számláló felé. A 8 jelformáló szerepe az, hogy a 7 fényérzékelő jeléből határozott jelmeredekségű kétállapotú digitális jelet képezzen, így 8 jelformáiéként legcélszerűbb egy ún. Schmidt-trigger áramkört alkalmazni. Amikor a soron következő tüköroldalról reflektált fény a 3 pásztázó gyűjtőoptikán keresztül éppen eléri az 5 kalibrált ablak felső szélét, akkora 7 fényérzékelő jele „világos” szintre vált, melynek hatására a 8 jelformáié felfutó jelszintváltozást továbbít a 9 jelszintváltozás számláló és a 12 időszámláló felé. Ennek következtében a 9 jelszintváltozás számláló beszámlálja az első felfutó jelváltozást, a korábban alaphelyzetben veszteglő 12 időszámláló pedig megindul és elkezdi számlálni a 11 ütemgenerátor órajel-impulzusait. Ezután a pásztázó sugár tovább halad lefelé és így eléri a 4 munkadarab felső kontúrját, így a 7 fényérzékelő és 8 jelformáló ismét „sötét” jelszintre vált Ez a 12 időszámláló működését nem befolyásolja, a 9 jelszintváltozás számláló viszont beszámlálja az első lefutó jelváltozást és vezérlőparancsot küld a 13 tárolóregiszter felé, hogy tárolja el az első lefutó jelváltozáshoz tartozó Ni számértéket a 12 időszámlálóból. A pásztázó sugár további haladása során eléri a 4 munkadarab alsó kontúrját, amire a 7 fényérzékelő és 8 jelformáló segítségével a 9 jelszintváltozás számláló beszámlálja a második felfutó jel változást és vezérli a 13 tárolóregisztert az ehhez tartozó N2 számérték tárolására. Ha a pásztázó sugár végül eléri az 5 kalibráltablak alsó szélét, a fentihez hasonló módon megtörténik a második lefutó jelváltozás beszámlálása a 9 jelszintváltozás számlálóba és az ehhez tartozó N3 számérték rögzítése a 13 tárolóregiszterben. Ezt az információt érzékeli a 14 aritmetikai egység, mely most megkezdi az eredmény kiértékelését. Ennek során először kiszámítja a 4 munkadarab felső és alsó kontúrjához tartozó hányadosokat, majd kiolvassa a 15 fix tartalmú memóriában tárolt táblázatból az ezekhez tartozó Kj = f(X,) és K2 = f(Xj) kontúr-koordinátákat A 4 munkadarab keresett D átmérője, ill. mérete ezek különsége, azaz: D = K2-K! A művelet végén a 9 jelszintváltozás számlálót, a 12 időszámlálót és a 13 tárolóregisztert ismét alaphelyzetbe kell állítani, hogy a rendszer képes legyen a soron következő pásztázás jeleinek feldolgozására. Ez történhet pl. a 14 aritmetikai egység által kibocsátott általános RESET paranccsal, megfelelően beállított időzítésekkel, vagy a digitális technikában szokásos egyéb ismert módszerek alkalmazásával. A rendszer ismételt alaphelyzetbe állítása és a 14 aritmetikai egység szinkronizált indítása igen előnyösen oldható meg az eddig még nem ismertetett, opcionálisan beiktatható 10 késleltető áramkör segítségével. Ennek előnyös szerepe abban áll, hogy lehetővé teszi a készülék működésének stabilizálását akkor is, ha egy-egy pásztázási cikluson belül kettőnél több fel- és lefutó jelszintváltozással kell számolni. Ilyen eset fordulhat elő pl. üreges 4 munkadarab mérésénél, vagy pedig az 5 kalibrált ablak széle között még elférő két vagy több 4 munkadarab egyidejű mérésénél stb. Ilyen esetben a 2 forgó poligontükrös sugáreltérítő és a 3 pásztázó gyűjtőoptika paramétereit úgy kell megválasztani, hogy két egymást követő pásztázás között a „sötét” jelszintű szünet időtartama nagyobb legyen, mint az 5 kalibrált ablak felső és alsó széle közötti teljes pásztázási időtartam. A 10 késleltető áramkör késleltetését pedig úgy kell beálltam, hogy az nagyobb legyen, mint a pásztázási idő, de kisebb, mint a menetidő. A 10 késleltető áramkör akkor kezdi meg a késleltetést, ha bemenetén a „világos” jelszint „sötétre” vált, vagyis lefutó jelszintváltozást kap, újabb „világos” jelszint viszont ismételten alaphelyzetbe viszi. 10 késleltető áramkörként közönséges monostabil multivibrátor is alkalmazható, de előnyösebb ezt olyan további időszámlálóként megvalósítani, amely a 11 ütemgenerátor megfelelő számú órajele alapján valósítja meg a szükséges időkésleltetést. Mint a fentiekből látható, a 10 késleltető áramkör időzítése csak a pásztázás befejezése után, az azt követő szünet vége felé tud lejárni, s ekkor a kimenetén megjelenő impulzus egyrészt törli és alaphelyzetbe állítja a 9 jelszintváltozás számlálót és a 12 időszámlálót, másrészt megindítja a 14 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
