模拟式双光束光电检测方法与装置制造方法及图纸

一种模拟式双光束光电检测方法及此类的传感器，尤指用于检测长带状材料上的一长条纹标记是否对准。其利用二道单色光束投射在该标记两侧形成二个光点，由光点反射光量受到标记吸收而减少的程度可以算出偏离的方向及偏离距离，以将该带状材料导正。为减少装置的空间，只用单个光电二极管接收二光点的反射光。因此二道单色光束的光脉冲交替发出，在时间上互相错开以免互相干扰。二光点的信号比较是取一定数目的脉冲积分值相比较，为此，该装置有二个积分器。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟式(analog)双光束光电检测的方法及此类传感器，尤其是用于检测一条长条纹标记(mark)是否对准中心。在长匹条带状材料加工制成产品时，或利用一条长条纹标记来作位置的指示，以便各种工具作用到材料的正确位置。例如附图说明图1中所示，一匹塑料软管带H沿Y方向拉出，并要沿Y方向纵切成七条，以及沿X方向隔一定长度横切，以制成袋子。为了使工具在适当位置将该软管带H熔合并切断，故设有一条纵向的条纹标记M。并利用光电传感器D检出该标记。传统的同轴反射式标志传感器(Coaxial reflective mark sensor)投射一个光点到该条纹标记上而被吸收，如图2A所示，如果塑料软管带H偏右或偏左歪了，则传感器的光点就如图2B或图2C所示，会落在条纹标记左边或右边而不被吸收，直接反射。但这种方式只能知道软管带H歪了，但不知道偏左或偏右，因此无法直接用此传感器的检测信号来驱动最终控制元件以将软管带H位置调正。而且即使知道是偏左或偏右，也无法知道要调整多少距离，以便一下就使光点S回到图2A的位置。例如，在图2B的状态，如果只知光点要向右移，但不知要移动多少距离ΔX，如此很可能移过了头到图2C的位置，结果仍未调正。因此要全自动导正几乎不可能。遇到图2B或图2C的状况，只能将软管带自动停下，并用手将其导正对准，使光点落在条纹标记中，再开动机器。如此一停一开，不但浪费人力，且使生产效率降低。此外，这种装置，当条纹标记宽度b较大，而所能容许的左右偏移比b/2小时，这种装置就未必能判断是否偏移超出容许值。为了要能使这种软管带在检出偏离后能自动导正，本专利技术人在一项以前的专利技术中，发展了一种「数字式双光束传感器」。这种装置可以达成全自动导正，而且条纹标记的宽度b不论宽窄，都能适用。其原理是使用二个相关的光电传感器投射出二个光点S1、S2到软管带H上的条纹标记M左右两侧，二光点的间隔d为该条纹标记M能容许的左右偏移的范围(见图3A)。请看图3B当条纹标记M太偏左而使光点S1部分照到它，则S1的反射光线量减少，如此，系统就知道条纹标记偏左，就可发一信号给最终控制元件(Stellglied)将软管带H沿箭头方向右移。同理，请H沿箭头向左移，如此可使条纹标记M经常保持在二个光点S1、S2间的容许范围中。这种数字式双光束系统可使软管带H自动导正，因此可节省人工，提高生产效率，而且即使条纹标记很粗，而容许的左右偏移X很小，也一样可以应付，只要使二光点间隔d=b+X即可。但这种数字式双光束系统也只能知道条纹标记M偏左或偏右，但无法知道它偏离中央线多少距离ΔX，因此在图3B的情形中，系统会把软管匹一直右移直到如图3C所示的位置，标记M碰到光点S2后，再反弹向左移。因此软管带H并非平稳地直进，而是不断地左右晃动。图4显示出，这种系统中，软管带的中心X坐标对时间的曲线图中，其中心位置呈居齿状曲线而非一平稳的水平线。因此软管带H无法在高进送速度时仍保持高精确度。因此本专利技术的目的在于提供一种能够知道偏移距离的检测系统以弥补此缺点。本专利技术的技术方案在于，提供一种用于对一条沿一方向Y进送的无端长形工作物H的横向偏移量ΔX检测的方法，其中利用一光电装置检测该工作物的一边缘或边缘附近的一条沿Y方向延伸的条纹标记M，其特征在于利用二个相间隔的发光元件E1、E2产生二道单色光束到该边缘或条纹标记之上或附近，在工作物上形成二个光点S1、S2，二光点沿工作物的横向X排列，并利用一接收器R接收来自该二光点S1、S2反射的光，由该二光点S1、S2与条纹标记M重合造成的亮度减少程度而得到对应的横向偏移量ΔX并依此将该工作物导正。所述的方法，其特征在于该二道单色光是脉冲式光，且其脉冲的产生时间互相交替错开。所述的方法，其特征在于将对应于光点S1、S2的信号脉冲A与B作积分并互相比较。所述的方法，其特征在于当信号脉冲A或B的积分值超过一个参考值Vref时，就将其前级放大率减少。所述的方法，其特征在于在信号A-B与偏移量ΔX的关系呈近似线性的单调变化范围中操作，且当偏移量超出此范围外时，就将工作物强迫性移回到此范围中。所述的方法，其特征在于在信号A+B与偏移量ΔX的关系呈近似线性的单调变化范围中操作，且当偏移量超出此范围外时，就将工作物强迫性移回到此范围中。所述的方法，其特征在于其进一步包括将工作物H的颜色变动作均衡化。本专利技术的技术方案又在于，提供一种用于将一条沿一方向Y进送的无端长形工作物H的横向偏移量ΔX检测并校正的装置，包含光发射器及光接收器R，用于将该工作物的一边缘或边缘附近一条沿Y方向延伸的条纹标记M检出，以及后级电路，用于根据光接收器R来的信号求出该偏移量ΔX，有一脉波产生器将脉波供应到该光发射器，其特征在于该光发射器包含二个相间隔的发光元件E1、E2，其设置方式使得其发出的光在聚焦后，沿着一垂直于工作物H的方向Z投射到该边缘或条纹标记之上或附近，且该脉冲产生器是交替地将脉冲供应给该二发光元件E1、E2，该后级电路中设有第一及第二积分电路I1、I2以将来自发光元件E1、E2的对应信号A、B积分，并有交替导通及断路的第一及第二开关成分，以将来自光接收器R的信号中对应于发光元件E1、E2的该信号成份A、B分别送到该积分电路II、I2。所述的装置，其特征在于该二积分器I1、I2之一的输出端设有一满溢检测器，当积分器I1(或I2)的输出超出一参考值时，即发出警示讯号。本专利技术的光电检测方法与装置是将数字式输出信号改成模拟式的，如此，在操作的范围中，输出信号的强弱依偏移的距离大小而定，如此就可由输出信号知悉偏离中心的距离ΔX，而控制输出大小并将软管带移动适当距离，使之对准中心。以下结合附图进一步说明本专利技术的具体结构特征及目的。附图简要说明图1是一种传统式用单光束光电标记传感器来检测一匹塑料软管装置的立体图，图2A～2C是图1装置的光点在条纹标记不同位置的示意图，图3A～3C是一种数字式双光束光电标记传感器的光点在条纹标记的不同位置的示意图，图4是图3的数字式双光束的控制装置造成的工作物位置的变动ΔX对时间t的座标图，图5A～5C是本专利技术的模拟式双光束光电标记传感器的二个光点在条纹标记不同位置的示意图，图6A与图6B是本专利技术模拟式双光束光电标记传感器的光路径侧视图及立体图，图7A是本专利技术的光电传感器及其后级电路的电路图，图7B是本专利技术的光电传感器及其后级电路的方块图，图8是图7电路各部的信号波形图，图9是本专利技术所达成的工作物的偏移量ΔX与时间关系的平稳曲线图，图10A～10C是同一个本专利技术装置设在不同的距离Z1、Z2、Z3时的光点S1、S2的状态的立体图，图11A～11C是图10A～10C的光路径沿Y方向的视图，图12A～12C是图10A～10C的光点S1、S2的上视(沿Z方向)图，图13是本专利技术一实施例(A-B模式)中光点在条纹标记两侧的上视图，图14是在A-B模式中信号A、B及A-B与偏移量ΔX的关系图，图15是本专利技术另一实施例(A+B模式)中光点在条纹标记上的上视图，图16是在A+B模式中，信号A、B及A+B与偏移量ΔX的关系图，图17是边缘追踪方式中光点S1、S2的上视图，图18是边缘追踪时信号A、B、A+B与偏离量ΔX的关系图，图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对一条沿一方向（Ｙ）进送的无端长形工作物（Ｈ）的横向偏移量（ΔＸ）检测的方法，其中利用一光电装置检测该工作物的一边缘或边缘附近的一条沿（Ｙ）方向延伸的条纹标记（Ｍ），其特征在于：利用二个相间隔的发光元件（Ｅ１）（Ｅ２）产生二道单 色光束到该边缘或条纹标记之上或附近，在工作物上形成二个光点（Ｓ１）（Ｓ２），二光点沿工作物的横向（Ｘ）排列，并利用一接收器（Ｒ）接收来自该二光点（Ｓ１）（Ｓ２）反射的光，由该二光点（Ｓ１）（Ｓ２）与条纹标记（Ｍ）重合造成的亮度减少程度而得到对应的横向偏移量（ΔＸ）并依此将该工作物导正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文启，
申请(专利权)人：维伦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]