CA2223264A1 - Dispositif de controle optique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de contrôle optique d'objets, tels que des récipients en verre. Selon l'invention, le dispositif est constitué d'au moins un récepteur et/ou un émetteur et il comprend une fenêtre transparente aux rayonnements électromagnétiques de contrôle, ladite fenêtre étant obturée par un substrat transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle et sa face extérieure présentant une résistance à la rayure supérieure à celle du verre.

Description

WO 97/38~99 PCT/ER97/00600 DISPOSITIF DE CONTROLE OPTIQUE

L'invention concerne un dispositif de contrôle optique d'objets, et plus particulièrement d'objets en verre, tels que bouteilles, flacons, ... De tels dispositifs de contrôle permettent notamment de décider l'acceptation ou le rejet des articles. Ils permettent également de surveiller le niveau de qualité
général des articles fabriqués, notamment par des contrôles dimensionnels et surtout des contrôles d'aspects; ces derniers révélant l'état de surface et d'éventuels défauts internes.
C'est pourquoi ce contrôle est très employé dans l'industrie du verre et en particulier du verre creux, soit pour l'inspection fine de zones délimitées susceptibles de porter des défauts spécifiques, notamment des glacures, et l'on recourt alors volontiers à des faisceaux lumineux orientés, plus ou moins étroits, soit sur la plus grande partie possible de la paroi pour la détection de défauts plus variés: inclusions, défauts de pâte, d'épaisseurs, d'adhérences, ... Il faut dans ce cas étudier une image de l'objet en déplacement avec ou sans rotation, formée le plus souvent par transparence en éclairage diffus.
Bien que l'invention ne se limite pas à une telle application, elle sera décrite en référence au contrôle de fond de récipients.
De tels contrôles nécessitent une illumination et une prise de vue de part et d'autre du fond du récipient. Ce contrôle peut se faire soit en statique, soit alors que le récipient défile sur un convoyeur.

W O 97/38299 PCT~R97/00600 Dans tous les cas, il est nécessaire de prévoir une interruption dans le plan du convoyeur, qui est par exemple un tapis, pour laisser passer le rayonnement électromagnétique de contrôle entre le fond du récipient et la source lumineuse et/ou le récepteur. Cela signifie que le convoyeur comporte une fenêtre ou fente dans son plan de convoyage au-dessus duquel le récipient doit passer, de sorte qu'une image du fond puisse être observée. Il se présente alors différentes difficultés; tout d'abord, il apparaît impossible d'observer la totalité du fond d'un récipient. En effet, une telle opération nécessite une ouverture dans le plan de convoyage au moins égale à la dimension du fond du récipient à contrôler et de préférence supérieure. Dans un tel cas, il est bien évident que le récipient n'étant plus supporté, sa chute et sa casse ne peuvent être évitées. En conséquence, le contrôle est limité à une partie, généralement le centre, du fond du récipient, ce qui n'est pas satisfaisant. De plus, bien que l'ouverture dans le plan de convoyage soit inférieure au fond du récipient, il arrive qu'elle entraîne un basculement du récipient et donc sa chute et un blocage de la ligne.
Pour éviter ces problèmes et plus particulièrement pour obtenir une image complète du fond du récipient, la demande de brevet européenne publiée sous le n ~ 487 402 propose une interruption momentanée du convoyeur, le récipient étant alors pris en charge par deux bandes latérales. Selon cette réalisation, les bandes sont animées de façon à supporter et convoyer le récipient au-dessus de la zone où le convoyeur est interrompu. Au niveau de l'interruption du convoyeur, on retrouve un dispositif de contrôle apte à
observer la totalité du fond du récipient. Un tel dispositif présente toutefois quelques inconvénients; tout d'abord, il est relativement encombrant, or les emplacements auxquels de tels contrôles s'imposent ne présentent pas toujours suffisamment d'espace pour l'installer. Par ailleurs, lorsque le récipient est maintenu entre les bandes, celui-ci n'est pas très stable et son axe vertical ne peut pas se confondre en permanence avec celui de l'objectif devant capturer l'image du fond. L'analyse du fond du récipient n'est ainsi pas toujours facile à réaliser. Enfin, lorsque le récipient quitte les bandes et estrelâché sur le convoyeur, sa position verticale instable peut conduire à une chute et donc à une casse voire un arrêt du dispositif de convoyage.

W O 97/38299 PCTn~R97/00600 L'invention a ainsi pour but un dispositif de contrôle optique d'objets autorisant notamment le contrôle de la totalité du fond d'un récipient quelle que soit la dimension de celui-ci, en éliminant tout risque de casse dudit récipient du fait de ce contrôle.
Ce but est atteint selon l'invention par un dispositif de contrôle optique d'objets, constitué d'au moins un récepteur et/ou un émetteur, comprenant une fenêtre transparente aux rayonnements électromagnétiques de contrôle, la fenêtre étant obturée par un substrat transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle et ledit substrat comportant une face extérieure présentant une résistance à la rayure supérieure à celle du verre.
Dans le cas du contrôle du fond d'un récipient en verre, le dispositif est par exemple inséré dans le plan du convoyeur, durant la phase de contrôle le récipient est ainsi supporté par le substrat sur lequel il glisse sans risque dedégrader celui-ci, sa résistance à la rayure étant supérieure à celle du verre.
Lors de son passage sur le substrat dont les dimensions sont choisies supérieures à celles du fond du récipient, le contrôle dudit fond peut être effectué totalement, la trajectoire du récipient n'étant pas perturbée. Dans cette application, la face extérieure du substrat est celle au contact de laquelle se trouve le fond du récipient lors du contrôle.
De préférence, la résistance à la rayure du substrat est comprise entre 7 et 10 sur l'échelle de Mohs.
Selon une première variante, le substrat est un bloc, tel qu'une plaque ou une lentille, taillé dans la masse d'un cristal tel qu'un cristal de saphir, de rubis, de diamant artificiel ou naturel, ...
Selon une seconde variante, le substrat est un assemblage de blocs, tels que des plaques, collés, lesdits blocs étant taillés dans la masse de cristaux tels que des cristaux de saphir, de rubis, de diamant artificiel ou naturel, ....
Cette seconde variante permet d'utiliser des blocs plus fins que dans la première variante, la résistance de l'assemblage étant équivalente. Ia colle utilisée présente avantageusement un indice de réfraction équivalent à celui du cristal .
De façon à diminuer les coûts de production d'un tel substrat et/ou d'améliorer les propriétés mécaniques dudit substrat et notamment sa W O 97t38299 PCTA~R97/00600 résistance, I'invention prévoit avantageusement d'associer par collage le substrat obtenu selon l'une ou l'autre des deux premières variantes, à un matériau transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle. Ce matériau est par exemple une plaque de verre et la colle possède avantageusement un indice de réfraction proche de celui du cristal et/ou du verre.
Selon une troisième variante de l'invention, le substrat est un bloc, tel qu'une plaque ou une lentille d'un matériau transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle, ledit matériau comportant sur sa face extérieure une couche mince présentant une résistance à la rayure supérieure à
7 sur l'échelle de Mohs et elle-même transparente aux rayonnements électromagnétiques de contrôle.
De préférence, la couche mince est une couche DLC IDiamond Like Carbon) obtenue par CVD (Chemical Vapor Deposition).
Le dispositif ainsi décrit selon l'invention peut donc être utilisé pour le contrôle du fond de récipient en verre, ledit dispositif formant un élément du plan de convoyage, et plus précisément la face du substrat présentant une résistance à la rayure supérieure à celle du verre constituant ledit élément du plan de convoyage. Un tel dispositif évite ainsi tout risque de chute et/ou de casse des récipients passant au-dessus de l'ouverture pratiquée dans le plan du convoyeur.
Par ailleurs, les dimensions du substrat peuvent être choisies pour être supérieures à celles du fond du récipient et autoriser un contrôle de la totalité
du fond. Un tel dispositif présente également l'intérêt pour cette application de protéger l'émetteur ou le récepteur placé sous le plan de convoyage de tout élément, tel que des morceaux de verre pouvant se trouver sur le convoyeur et qui dans le cas d'une fente ou fenêtre non obturée, c'est-à-dire selon les techniques antérieures, pourraient tomber sur ledit appareil et l'endommager.
Un tel dispositif peut être utilisé dans d'autres applications concernant toujours le contrôle d'objets et plus particulièrement d'objets en verre. Par exemple, dans le cas de guides verticaux, il n'est pas rare de trouver des fentes par lesquelles on opère un contrôle sur le corps du récipient. Le dispositif selon l'invention est également très intéressant pour une telle WO 97/38299 PCT/~R97/00600 application; il permet en effet d'obturer ladite fenêtre, le guide vertical pouvant alors mieux remplir sa fonction. De plus, I'obturation de la fenêtre permet également de protéger l'émetteur et/ou le récepteur de projection de morceaux de verre ou tout simplement de poussière de verre. Il apparaît en effet que les objectifs utilisés dans l'industrie du contrôle de récipients en verre sont souvent dégradés soit par l'apparition de rayures, soit du fait de leur casse. Ces dégradations sont dues par exemple à des projections de morceaux de verre lorsqu'il se produit des casses de récipients ou bien à la présence de poussière de verre sur lesdits objectifs ou sur des chiffons de nettoyage. En effet, la présence de poussière de verre lors du nettoyage des objectifs peut conduire à des rayures, celles-ci perturbant alors le signal recu et plus particulièrement diminuant le contraste de ce signal.
Ce commentaire conduit à une autre application de ce dispositif concernant tous types d'appareils de contrôle et notamment ceux effectuant des contrôles à distance, le substrat, possédant une résistance à la rayure supérieure à celle du verre, apportant une protection notamment aux objectifs.
Le remplacement périodique de ces objectifs du fait de leur casse ou de la présence de rayures, peut alors être évité. L'invention concerne également la réalisation des lentilles d'objectifs avec des blocs tels que décrits précédemment.
D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortiront ci-après de la description d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, en référence aux figures 1 et 2 qui représentent:
0 Figure 1: un schéma d'un dispositif de contrôle selon une technique antérieure, O Figure 2: un schéma d'un dispositif selon l'invention.
La figure 1 illustre une technique de l'art antérieur précédemment décrite.
Cette technique est celle notamment enseignée par la demande de brevet européenne 487 402. Sur cette figure 1, est représentée une bouteilie 1 qui est initialement véhiculée par un tapis convoyeur 2. La bouteille 1 est ainsi transportée dans le sens indiqué par les flèches 3 jusqu'à l'extrémité du tapis

2 à partir de laquelle la bouteille 1 est prise en charge par des bandes 4. Ces bandes sont animées d'un mouvement indiqué par les flèches 5, qui permet de continuer de transporter la bouteille 1 dans le sens des flèches 3. Durant son transport entre les bandes 4, la bouteille 1 passe entre une source lumineuse 6 et un récepteur 7 prévus pour contrôler le fond 8 de la bouteille 1. A l'issue de son trajet entre les bandes 4, la bouteille 1 est reprise en charge par un tapisconvoyeur 9 qui poursuit le transport de la bouteille 1 toujours dans le sens des flèches 3. Il apparaît que cette technique permet un contrôle de toute la surface du fond de la bouteille 1 sans risque de voir chuter celle-ci lors du contrôle. Toutefois, la tenue de la bouteille 1 entre les bandes 4 n'est pas toujours idéale et il peut arriver qu'elle ne soit pas en position stable verticale au moment du passage au-dessus du récepteur 7. Il s'ensuit une image déformée et des problèmes d'analyse d'une telie image. Par ailleurs, lorsque la bouteille 1 quitte les bandes 4, elle n'est, de la même faSon, pas toujours redéposée en position verticale sur le tapis 9. Dans le cas où la bouteille 1 est dans une position trop inclinée, elle peut chuter et bloquer le défilement des autres bouteilles. De plus, des morceaux de verre transportés par le convoyeur 2 peuvent atteindre le récepteur 7 et endommager celui-ci. Un dernier inconvénient de cette technique, déjà énoncé précédemment, est qu'elle n'est pas applicable dans tous les cas de figure du fait de son encombrement.
Sur la figure 2 est illustré un schéma d'un dispositif selon l'invention. Sur cette figure 2, la même bouteille 1 que sur la figure 1, subit un contrôle optique de son fond entre une source de lumière 6 et un récepteur 7 identique à ceux de la figure 1. Est également schématisé sur cette figure 2, une plaque de glissement 10 sur laquelle glissent les bouteilles dans le sens de la flèche 3 entraînées par tout type de moyens dynamiques connus de l'homme du métier. Au niveau de la zone de contrôle du fond 8 de la bouteille 1 est prévue une ouverture 1 1 dans la plaque de glissement 1 O, ladite ouverture 1 1 possédant des dimensions supérieures à celles du fond de la bouteille 1. Cette ouverture 11 est obturée par un substrat 12 qui dans le cas présent est une plaque taillée dans la masse d'un cristal de saphir. Le dispositif de contrôle selon l'invention est donc constitué du récepteur 7 et de la plaque 12 qui vients'insérer dans la plaque de glissement 10 au niveau de la zone de contrôle.
Tout d'abord, il appara~lt très clairement sur la figure 2 que la présence de la plaque 12 évite bien entendu la chute de la bouteille au travers de I'ouverture 11. Par ailleurs, cette plaque 1 2 apporte une protection au récepteur 7 à l'égard par exemple de débris de verre résultant de la casse de bouteilles qui pourraient avoir été transportées par la plaque de glissement 10 jusqu'à ce point.
Le convoyeur 10 est sur cette figure Z simplement schématisé par un plan horizontal comportant une ouverture; il peut s'agir de tous types de convoyeurs tels que des convoyeurs à palettes à chaîne, du type tapis roulant, etc... De tels convoyeurs peuvent être interrompus comme dans le cas de la figure 1 ou simplement présenter une ouverture 11. Le passage de la bouteille 1 sur la plaque 12 s'effectue par glissement, I'entraînement de la bouteille 1 sur la plaque 12 étant réalisé par tous types de moyens connus de l'homme du métier, par exemple par simple poussée du fait de la file de bouteilles, ou par des roues d'entraînement comportant des alvéoles ou tous autres moyens de , poussee mecanlque.
Le dispositif ainsi décrit selon l'invention permet donc d'obtenir un contrôle de toute la surface du fond de la bouteille 1, sans risque de casse de la bouteille 1 ni de dégradation du récepteur 7. De plus, la nature de la plaque12 qui présente une résistance à la rayure supérieure à celle du verre permet de conserver un état de surface satisfaisant de la plaque 12 qui contribue au bon contrôle des bouteilles 1, la qualité de l'image obtenue n'étant pas diminuée par exemple du fait de la présence de rayures qui auraient pu être dues au glissement des bouteilles 1 sur la plaque 12.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de contrôle optique d'objets, constitué d'au moins un récepteur et/ou un émetteur, et comprenant une fenêtre transparente aux rayonnements électromagnétiques de contrôle, caractérisé en ce que la fenêtre est obturée par un substrat transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle et en ce que sa face extérieure présente une résistance à la rayure supérieure à celle du verre

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance à la rayure du substrat est comprise entre 7 et 10 sur l'échelle de Mohs.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le substrat est un bloc taillé dans la masse d'un cristal tel qu'un cristal de saphir, de rubis, de diamant artificiel ou naturel, ...

4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le substrat est un assemblage de blocs collés et en ce que les blocs sont taillés dans la masse de cristaux tels que des cristaux de saphir, de rubis, de diamant artificiel ou naturel, ...

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le substrat est associé par collage à un matériau transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le substrat est un bloc d'un matériau transparent aux rayonnements électromagnétiques de contrôle et en ce qu'il comporte sur sa face extérieure une couche mince présentant une résistance à la rayure supérieure à 7 sur l'échelle de Mohs.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche mince est une couche DLC (Diamond Like Carbon) obtenue par CVD (Chemical Vapor Deposition).

8. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 comme élément de paroi d'un outil supportant et/ou guidant des éléments en verre.

9. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 sur des appareils de contrôle à distance d'éléments en verre.
Utilisation selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que les éléments en verre sont des récipients.