CH627380A5

CH627380A5 - Procede et dispositif d'inspection et de controle d'objets transparents.

Info

Publication number: CH627380A5
Application number: CH892878A
Authority: CH
Inventors: Marcel Ducloux
Original assignee: Emballage Ste Gle Pour
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1982-01-15
Also published as: SE440195B; GB2003268B; FR2401415B1; BE869917A; JPS5463790A; US4293219A; DK151410B; IT7868963A0; DE2837077A1; IT1111631B; ES472784A1; DE2837077C2; DK371878A; DK151410C; GB2003268A; SE7808914L; JPS6216375B2; FR2401415A1

Description

La présente invention se rapporte à l'inspection et au contrôle en continu d'objets réalisés à partir d'un matériau transparent, comme le verre par exemple, et plus particulièrement à l'examen d'objets qui présentent au moins localement une symétrie de révolution, notamment l'ouverture de récipients tels que des bouteilles ou des flacons, afin d'éliminer ceux qui sont défectueux.

L'ouverture de ces récipients, de par sa configuration et sa fonction, est en effet un endroit critique dont dépend la qualité des articles de verre creux.

Un défaut que l'on y rencontre couramment est une faille interne susceptible de provoquer un bris ou, parfois, une mauvaise étan-chéité. Ce défaut, dénommé glaçure, détermine une surface réfléchissante le plus souvent disposée soit dans un plan vertical orienté radialement, soit dans un plan plus ou moins horizontal situé préférentiellement aux emplacements des changements de section. Un autre défaut également rencontré est l'ébréchure affectant la régularité du buvant et responsable de défauts de bouchage.

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Il est connu d'examiner photo-optiquement des articles en verre creux afin de déceler, par exemple, des glaçures éventuelles, cet examen étant de préférence effectué par balayage circulaire à l'aide de faisceaux lumineux éclairant, de façon locale, le col et la bague ou telle autre partie desdits articles. La lumière réfléchie par une glaçure est détectée par des récepteurs qui commandent un dispositif d'éjection chargé d'évacuer automatiquement du transporteur les articles défectueux.

De façon à augmenter la sensibilité sans avoir à souffrir des bruits de fond ou autres signaux parasites, on emploie de préférence, pour la détection de chaque type donné de défaut, un ensemble distinct d'organes optiques disposés de manière appropriée, à savoir un groupe émetteur engendrant un ou plusieurs faisceaux lumineux étroits associé à une ou plusieurs cellules détectrices.

De plus, il est intéressant de grouper plusieurs contrôles à un même poste, dans la mesure du possible, mais il est alors nécessaire de séparer soigneusement les divers signaux soit géométriquement, soit électroniquement, grâce à des modulations distinctes, sous peine de rencontrer à nouveau des difficultés de détection.

Enfin, les appareils déjà connus ont des possibilités de préréglage, mais il est clair que l'adaptation à chaque cas particulier reste délicate. Ils ont donc dans l'ensemble donné satisfaction, mais ils présentent néanmoins certains inconvénients et certaines limitations d'emploi.

En ce qui concerne le balayage circulaire, les procédés connus se scindent en deux catégories:

Les uns recourent à l'arrêt momentané ou au ralentissement de l'objet et à sa mise en rotation pour procéder à un examen complet. Ils comportent généralement un dispositif de transfert pour amener l'objet d'un transporteur horizontal rectiligne au poste de contrôle. Outre la complexité plus ou moins grande de ce dispositif annexe, son mécanisme ne permet pas d'acheminer plus de 400 à 500 articles par minute. Ce processus est difficilement applicable à des objets de corps non cylindrique, et il n'est pas souhaitable, dans la mesure où il implique une manipulation supplémentaire de l'objet, fragile par sa nature, et une limitation, vite atteinte, du nombre d'examens effectués par poste de contrôle et par unité de temps. D'une manière générale, on peut donc l'utiliser à la sortie des chaînes de fabrication, mais non pas dans des chaînes de très haute cadence comme les chaînes d'embouteillage.

C'est pourquoi les autres effectuent l'examen de l'objet lors de son passage à l'aplomb du poste de contrôle, sans arrêt du transporteur ni manipulation ou rotation de l'objet. Cela nécessite une rotation très rapide de la tête du dispositif, dont la vitesse peut atteindre 15 à 20000 tr/min. Cette tête est généralement équipée de plusieurs émetteurs-récepteurs associés, dont les axes optiques sont orientés de façon précise les uns par rapport aux autres pour délimiter différentes zones d'inspection ou pour déceler différents défauts. Néanmoins, le nombre d'examens par unité de temps reste relativement restreint, car, au-delà d'une certaine vitesse de défilement, le décalage longitudinal se produisant en cours d'examen est tel que le contrôle devient inopérant.

La présente invention a pour objet un procédé permettant le contrôle en continu d'articles transparents, défilant à une cadence nettement plus élevée qu'avec les procédés antérieurs, et exempt des inconvénients précités.

La présente invention a aussi pour objet un dispositif de mise en œuvre du procédé, dispositif dont la sensibilité de détection est élevée et demeure constante en fonction du temps.

Elle en prévoit, en outre, diverses variantes adaptées à chaque type de contrôle, c'est-à-dire à l'ensemble des types de défauts couramment rencontrés, à savoir glaçure verticale, glaçure horizontale, ébréchure, etc., compte tenu de la cadence à respecter.

Le procédé de l'invention est défini par la revendication 1.

Selon un premier mode de mise en œuvre, le balayage circulaire de l'objet s'effectue de façon mécanique, par rotation de celui-ci au poste de contrôle, et engendre un cycle global d'examen.

Selon un second mode de mise en œuvre, le balayage circulaire est obtenu par voie électronique et appartient ainsi lui-même au cycle global d'examen. Dans un tel cas, le contrôle a lieu sans rotation des objets, chaque balayage s'effectuant par sauts successifs à l'aide d'une pluralité de faisceaux lumineux fixes faisant un même angle avec l'axe de l'objet, mais des angles différents avec son plan de passage au poste de contrôle.

Un dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'invention comprend, au-dessus d'un transporteur horizontal:

— un ensemble de récepteurs fixes sensiblement orientés vers un même axe vertical, de préférence en une mosaïque d'éléments contigus,

— une pluralité d'émetteurs fixes disposés autour des récepteurs • et focalisés sur la zone d'examen, au voisinage de cet axe,

— un organe de guidage et de transport éventuel, réglable, amenant l'axe des objets à passer par l'axe de l'ensemble optique,

— un circuit électronique de comptage à haute fréquence assurant en synchronisme une succession de cycles d'excitation des émetteurs et d'interrogation des récepteurs selon leur position relative par rapport à l'émetteur excité,

— un organe de balayage circulaire engendrant le cycle global d'exploration.

Dans une version à balayage électronique, le dispositif comprend, de façon plus précise, au-dessus d'un transporteur horizontal, de préférence rectiligne, se déplaçant à vitesse constante:

— un ensemble de récepteurs disposés radialement, en cercle, le long d'un plan parallèle au transporteur,

— une pluralité d'émetteurs fixes disposés en couronne autour des récepteurs, coaxialement à ces derniers et focalisés sur des cercles également coaxiaux,

— un organe de guidage réglable,

— un circuit électronique de comptage à haute fréquence assurant globalement un cycle d'examen comprenant le balayage circulaire.

Pour la facilité de sa compréhension et de sa réalisation industrielle, l'invention est décrite ci-après en regard des schémas annexés qui représentent des exemples de réalisations mentionnées à titre illustratif mais non limitatif et dans lesquels:

— la fig. 1 est une coupe longitudinale en élévation d'un dispositif à balayage électronique, selon le plan de passage des articles;

— la fig. 2 est une vue schématique du dispositif, dans des versions destinées à la détection des ébréchures ou des glaçures horizontales, selon un plan parallèle au transporteur;

— la fig. 3 est un schéma partiel du circuit électronique mis en œuvre pour la détection des ébréchures;

— la fig. 4 est un schéma électronique analogue, relatif à la détection des glaçures horizontales;

— la fig. 5 est une vue schématique en élévation du dispositif destiné à la détection des glaçures verticales, selon un plan transversal passant par l'axe vertical du dispositif;

— la fig. 6 est une vue en plan, par-dessous, correspondant à la précédente, selon un plan parallèle au transporteur et passant par la bague de la bouteille;

— la fig. 7 est un schéma partiel du circuit électronique correspondant;

— la fig. 8 est une vue en élévation d'une version à balayage mécanique combinant plusieurs contrôles distincts;

— la fig. 9 est une vue en plan du même dispositif;

— la fig. 10 est un schéma du circuit électronique correspondant.

Principe général avec balayage électronique

La fig. 1 représente une bouteille 10, placée sur un transporteur horizontal 11, pourvu d'un organe de guidage tel qu'un rail 12, d'un système de détection de présence comprenant une source lumineuse et une cellule photo-électrique, matérialisé par le rayon lumineux r se propageant perpendiculairement au plan de la figure. Le dispositif comprend un ensemble 13 de cellules réceptrices disposées radialement à la partie inférieure d'un tube 14 et une couronne coaxiale

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d'émetteurs 15 placés autour de ce tube sur un support 16, les uns et les autres reliés à un circuit électronique non représenté sur cette figure.

La fig. 1 montre deux exemples de réalisation de la couronne 15 dont le support 16 est muni de logements où sont disposés les émetteurs, avec la position relative de ces derniers par rapport à la bague de la bouteille 10 et aux cellules de l'ensemble récepteur 13. Dans sa partie droite, relative à une variante destinée à la détection des ébréchures affectant la surface plane du buvant, la couronne est simple, la disposition des émetteurs EE étant telle que l'ensemble des rayonnements agissant tour à tour éclairent complètement cette surface. Dans sa partie gauche, représentant une variante destinée à la détection des glaçures horizontales, la couronne est triple, les émetteurs EHa, EHb, EHc éclairant la bague sur toute sa hauteur. Dans les deux cas, cellules et émetteurs sont disposés radialement. L'inclinaison des émetteurs par rapport à l'horizontale est comprise entre 30 et 60°, et ils sont focalisés en divers points de la bague de la bouteille 10.

Détection des ébréchures

Dans ce cas, cellules et émetteurs sont au nombre de m=36. Le balayage est électronique.

La fig. 2 représente schématiquement, par projection sur un plan parallèle au transporteur, la répartition radiale des cellules ERI à ER36, au centre, et des émetteurs EE1 à EE36, autour de l'axe XX du dispositif, les cellules ERI et ER19 étant dans l'axe de défilement des articles, comme les émetteurs EE1 et EE19.

La bouteille 10, disposée sur le transporteur rectiligne horizontal 11, est positionnée par le rail de guidage 12. Ce rail, réglable micrométriquement, entre en contact avec le col de la bouteille et l'accompagne jusqu'à quelques centimètres en amont de l'axe vertical du dispositif. L'axe vertical du col de la bouteille se trouve alors dans un plan passant par l'axe vertical du dispositif et par l'axe longitudinal du transporteur. La bouteille ainsi positionnée coupe, lors de son passage, le rayon lumineux r émis par la lampe 17 du détecteur de présence, dont le récepteur 18 déclenche instantanément le processus d'inspection et de détection commandé électroniquement.

Le schéma optique est le suivant: pendant l'excitation d'un émetteur situé dans un plan radial donné, la cellule placée dans ce plan et à l'opposé de l'émetteur excité est interrogée, toutes les autres étant interdites. La présence d'une ébréchure dévie le faisceau et provoque le non-éclairement de la cellule interrogée.

Le circuit électronique employé est illustré par un exemple sur la fig. 3. Un compteur CE, de base m+1 =37, compte les impulsions d'un oscillateur à 1 MHz, OE. Chaque sortie el à e36 provoque l'excitation des émetteurs correspondants EE1 à EE36 et autorise simultanément la lecture de la cellule correspondante. La sortie e37 déclenche à nouveau le cycle de balayage. La non-perception d'une impulsion lumineuse par une cellule engendre un signal qui, après amplification et mise en forme, est utilisé dès validation par le détecteur de présence 18 pour commander à la sortie de l'appareil, à travers un registre suiveur 19, un dispositif d'éjection 20 connu en soi.

L'ensemble du processus d'examen se déroule en quelques millisecondes, de sorte que le décalage longitudinal de l'axe des articles par rapport à l'axe vertical du dispositif reste pratiquement négligeable, même pour des vitesses de défilement correspondant à des cadences supérieures à 2000 articles par minute.

Les performances dans ce domaine sont simplement limitées par l'inertie du temps de réponse des émetteurs et des récepteurs. C'est la raison pour laquelle il est préférable de choisir des émetteurs et des récepteurs agissant dans le proche infrarouge et connus pour leur faible inertie.

Par ailleurs, le mode d'interrogation des cellules permet d'obtenir un très grand rapport signal/bruit.

Comme la lèvre de la bague qui constitue le buvant possède une surface torique et non pas plane, on conçoit facilement qu'il soit également possible, à condition bien entendu de disposer convenablement les émetteurs par rapport aux cellules, de recevoir le signal normalement transmis par la bouteille sur la cellule de chaque plan radial d'examen qui se trouve la plus proche de l'émetteur, à savoir la cellule ER19 pour l'émetteur EE1, dans l'exemple représenté. Une telle solution peut se révéler avantageuse pour certaines formes de bagues ou de défauts et, notamment, pour la détection de certaines ébréchures affectant le rebord extérieur du sommet de la bague.

Détection des glaçures horizontales

Dans cet exemple, les cellules HR sont disposées comme l'étaient précédemment les cellules ER, au nombre de 2n=36.

Comme déj à indiqué en référence à la fig. 1, les émetteurs HEa, HEb, HEc sont répartis sur trois cercles concentriques au nombre de 3 x 2n= 108, toujours disposés radialement, selon un dessin identique à celui de la fig. 2, en 36 groupes HE excités tour à tour au cours d'un cycle global d'examen.

Le dessin vu en plan est donc identique à celui des émetteurs EE et des cellules ER de la fig. 2, à laquelle on pourra se reporter en remplaçant les références d'émetteurs EE et de cellules ER par leurs homologues HE et HR.

Le processus d'examen est analogue, toutefois le schéma optique est inverse du précédent: pendant l'excitation des émetteurs d'un groupe situé dans un plan radial déterminé se déroule un cycle secondaire pendant lequel les 36 cellules HR1 à HR36 sont interrogées successivement, à l'exception d'une ou de plusieurs cellules situées à l'opposé du groupe émetteur dans le plan radial considéré et de part et d'autre de ce dernier.

Ainsi, lorsque par exemple les trois émetteurs du groupe HE7 sont excités, la ou les cellules interdites peuvent être au choix: la cellule HR7, les cellules HR6, HR7, HR8, ou les cellules HR5, HR6, HR7, HR8, HR9. C'est afin de ne pas enregistrer de réflexions parasites directes provenant par exemple de la surface même du buvant, mais seulement les réflexions qui proviennent des portions plus ou moins inclinées qui existent toujours dans les glaçures dites horizontales, que ces cellules sont rendues inactives.

Ce processus optique est assuré par un circuit électronique dont un schéma partiel est représenté sur la fig. 4.

Un compteur CHR, de base 2n+2=38, compte les impulsions d'un oscillateur OH à 3 MHz. Chacune des sorties hrl à hr36 du compteur CHR est utilisée pour valider tour à tour la lecture des cellules correspondantes au cours d'un cycle secondaire. La sortie hr37 fait progresser un deuxième compteur CHE, de base 2n +1 = 37, déclenchant successivement l'excitation des émetteurs parles sorties hel à he36 correspondantes, tandis que la sortie he38 redéclenche le cycle secondaire de lecture des cellules. Après excitation de toute la série des émetteurs, la sortie he37 redéclenche à son tour la remise à zéro du compteur CHE en vue de l'accomplissement d'un nouveau cycle global.

Dans l'exemple donné à la fig. 4, on constate que la validation de lecture de chacune des cellules peut être interdite par les conditions d'une des portes ET hl à h36. Ainsi, après inversion par la porte n7, le signal he7 verrouille la porte h7, interdisant la lecture de la cellule HR7 et, aussi longtemps que l'interrupteur K est fermé, cette interdiction est seule à exister. Si, au contraire, cet interrupteur autorise le passage des signaux he6 et he8 à travers les portes k76 et k78, la lecture de la cellule HR7 se trouve encore interdite par les émetteurs HE6 et HE8; réciproquement, les émetteurs HE7 interdisent simultanément les cellules HR6, HR7 et HR8. Par le jeu des commutations successives du compteur HE, on voit que la plage interdite tourne avec l'excitation des émetteurs.

Après amplification et mise en forme, les signaux de détection éventuels de chaque cellule sont utilisés comme précédemment. Les temps de basculement ne sont pas supérieurs à une trentaine de nanosecondes, ce qui permet d'obtenir une vitesse de rotation des pinceaux lumineux proche de 140000 tr/min.

En outre, faisant appel à un nombre important de zones détectrices grâce à l'emploi d'un double cycle de détection avec création d'au moins une zone morte en regard de chaque émetteur, le

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mode d'interrogation des cellules permet d'obtenir un rapport signal/bruit très favorable, de sorte que les avantages et les performances de cet appareil sont pratiquement comparables à ceux du précédent.

Détection des glaçures verticales

Les fig. 5 et 6 montrent la partie optique d'un dispositif destiné à la détection des glaçures verticales. Le montage du récepteur 13 n'est pas modifié.

On voit, plus particulièrement sur la fig. 5, la disposition des émetteurs, en élévation, par projection sur un plan passant par l'axe vertical du dispositif et perpendiculaire à l'axe de défilement des articles. Les émetteurs VE sont disposés sur deux rangées légèrement décalées l'une par rapport à l'autre et éclairent de bas en haut la partie supérieure de la bague de la bouteille 10, avec une inclinaison par rapport à l'horizontale variant de 30 à 40°. Le tube 14 porteur des récepteurs peut avantageusement être équipé d'un cache tronco-nique 21 réduisant les éclairements parasites.

Dans le but de laisser un passage aux cols des bouteilles, les émetteurs VE ne sont plus disposés sur une couronne fermée mais, au nombre de 4p=28, sur deux supports en quart de cercle 15.1 et 15.3 symétriques par rapport à la trajectoire de passage de la bouteille 10.

La fig. 6 précise, par projection sur un plan parallèle au transporteur et passant par la bague de la bouteille, leur disposition en arc de cercle et leur orientation par rapport aux bouteilles et aux récepteurs VR. On constate que leurs axes ne sont pas situés dans des plans radiaux, mais dans des plans sensiblement tangentiels au point de focalisation, et aussi que chaque arc d'émetteurs des supports 15.1,15.3 est formé de deux séries superposées 15.12,15.14 et 15.34, 15.32 qui définissent finalement sur l'objet quatre plages d'éclairage pratiquement symétriques couvrant ensemble 360°.

La fig. 6 montre également la configuration des 4q=36 cellules réparties en quatre secteurs I à IV disposés à 45° et numérotées respectivement VR11 à 19, VR21 à 29, VR31 à 39, VR41 à 49.

Le choix de la zone réceptrice active est explicité sur la fig. 6 par le cheminement schématique des rayons émanant de l'un des émetteurs et leur aboutissement après réflexion sur une glaçure verticale, symbolisée par un trait radial.

Chaque glaçure, selon sa position et son obliquité, peut être saisie par un nombre variable d'émetteurs; on se rend compte intuitivement qu'il existe une zone parasite autour du plan radial de chacun d'eux et que la zone de réception utile couvre au contraire une surface de l'ordre du tiers du cercle, placée en arrière et latéralement.

Le schéma optique adopté est alors le suivant: les émetteurs d'une série donnée sont excités tour à tour et, à chaque excitation, 2q= 18 cellules seulement sont interrogées successivement, les 18 autres étant interdites, mais les interdictions ne suivent pas directement le balayage et s'effectuent par secteur. La zone de cellules interdites est commune aux p=7 émetteurs d'une série donnée. Ainsi, aux émetteurs VE121 à VE127 de la série 15.12 correspondent les secteurs sensibles I et II, donc les cellules interdites VR31 à 39 et 41 à 49. Aux émetteurs VE141 à VE147 correspondent symétriquement les cellules interdites VR21 à 29 et 31 à 39.

Le schéma est identique pour le deuxième arc de cercle. Aux émetteurs VE321 à 327 correspondent les cellules interdites VR11 à 19 et 41 à 49, et aux émetteurs VE341 à 347, les cellules interdites VR11 à 19 et 21 à 29, l'ordre d'exploration des quatre secteurs successifs d'émetteurs étant, bien entendu, indifférent.

Comme décrit précédemment, le détecteur de présence 18 déclenche le processus d'examen dès que la bouteille 10 est amenée à l'aplomb du dispositif.

Ce processus optique est assuré par un circuit électronique dont un schéma simplifié est représenté sur la fig. 7.

Un compteur CVR, de base 4q+2 = 38, compte les impulsions d'un oscillateur OV à 3 MHz. Chaque sortie vrl à vr36 du compteur CVR valide tour à tour la lecture des 36 cellules. La sortie vr37 fait progresser un deuxième compteur CVE, de base 4p+1 =29, déclenchant successivement l'excitation des émetteurs par les sorties vel à

ve28 correspondantes. Les sorties vr38 et ve29 redéclenchent respectivement le cycle de lecture des cellules et le cycle d'excitation des émetteurs.

D'après la fig. 7, on constate que la validation de lecture de chaque cellule peut être interdite par les conditions d'une des portes ET vi 1 à 19,21 à 29,31 à 39,41 à 49, commandée par un groupe de deux mémoires. On constate par exemple que la mémoire M12 interdit la validation de lecture des cellules des secteurs III et IV, à savoir VR31 à 49, pendant l'excitation des émetteurs VE121 à 127 inclus, puis l'excitation de l'émetteur VE141 met en œuvre la mémoire M14 qui interdit la lecture des cellules VR21 à 39, et ainsi de suite grâce aux mémoires M34 puis M32.

On a représenté, à titre d'exemple, le branchement des cellules VR11, VR21, VR31 et VR41 reliées respectivement aux mémoires M34, M32; M14, M34; M12, M14 et M12, M32.

Le signal perçu par telle ou telle cellule est utilisé comme décrit précédemment, et les avantages et performances de l'appareil sont semblables.

Il est encore intéressant de noter qu'il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de construire d'autres variantes plus particulièrement adaptées à tel ou tel cas particulier. C'est ainsi, par exemple, qu'un dispositif optique semblable à celui décrit sur les fig. 5 et 6 pour la détection des glaçures verticales peut également être employé pour détecter des ébréchures sur la face externe du buvant, à condition d'être mis en œuvre selon un schéma optique approprié, c'est-à-dire en n'autorisant la détection que sur un groupe étroit de cellules placées, par rapport à l'émetteur, en réflexion directe sur une bague exempte de défauts, conformément à ce qui a déjà été décrit en liaison avec les fig. 1 à 3 à propos de la détection des ébréchures.

Contrôle multiple et balayage mécanique

On conçoit facilement que d'autres variantes du dispositif décrit permettront d'effectuer des contrôles comme celui de l'épaule d'un pot ou flacon ou encore celui du fond d'une bouteille, etc.

On comprend également qu'il est possible de grouper différemment les organes optiques comme de juxtaposer au même poste des contrôles de plusieurs types, combinant ainsi exploration radiale et périphérique. Grâce à l'entrelacement des signaux, il n'y a aucun risque de parasitages réciproques, et la seule difficulté consiste à placer dans les positions voulues le nombre d'émetteurs nécessaires, dans les limites permises par la cadence de passage.

Inversement, si, comme on l'a signalé plus haut, on accepte d'effectuer un balayage mécanique en faisant tourner l'article à examiner sous la tête de contrôle, il devient possible de réduire considérablement le nombre d'émetteurs jusqu'à n'utiliser, par exemple, qu'un seul faisceau simple ou complexe pour la détection des ébréchures, trois faisceaux balayant sous des angles différents l'ensemble du col pour la détection des glaçures horizontales ou, enfin, deux faisceaux symétriques pour la détection des glaçures verticales. La superposition de divers contrôles à un même poste devient alors beaucoup plus facile, car on dispose de plus de souplesse pour placer les émetteurs et les récepteurs, ce qui permet de les diriger sous des angles plus favorables pour certains contrôles difficiles. Bien qu'il continue d'exister, comme on vient de le remarquer, des angles d'éclairement plus favorables que d'autres à l'examen de tel défaut, émetteurs et récepteurs peuvent alors perdre une partie de leur caractère spécifique, l'ensemble de la surface de la mosaïque de cellules étant analysé au cours de chaque phase d'émission. Le cycle d'excitation des émetteurs ne sert plus à créer un balayage périphérique, mais à entrelacer les divers contrôles sur une fraction de tour.

Un appareil de ce type présente également l'avantage d'une nette simplification du circuit électronique et, s'il ne se prête pas à des opérations de contrôle sous des cadences aussi élevées que celles rencontrées chez les embouteilleurs, il permet cependant d'opérer à une vitesse suffisante pour travailler commodément à la sortie des chaînes de fabrication.

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Les fig. 8 et 9 montrent une version de l'appareil dans laquelle le balayage s'effectue mécaniquement, par rotation de l'article sous la tête de contrôle fixe. Les organes d'entraînement mécaniques sont de type classique; ils ne sont donc pas représentés, mais simplement schématisés sous la forme d'un plateau 21 associé à un galet d'entraînement 22. Ces organes sont capables non seulement de faire tourner le flacon 10, mais également de le faire défiler sous la tête de contrôle pendant sa rotation, de façon discontinue, dans le but d'amener son axe en coïncidence avec celui de la tête. Aux cadences utilisées, il n'est pas possible d'avoir recours à un déplacement continu, car la rapidité de la détection ne serait plus suffisante pour que les écarts de position entre le début et la fin de l'opération fussent négligeables. Il faut donc immobiliser l'objet un court instant, et la détection est commandée par un contact lorsque le flacon est venu dans la position convenable sous la tête de contrôle.

Dans l'exemple représenté, on a regroupé au même poste les divers contrôles de la bague d'un flacon.

La surface réceptrice 23 est constituée d'une mosaïque de cellules disposées sous la forme d'une calotte concave entourant partiellement le col de l'article dans la zone à examiner, sur environ un tiers de tour, et placées latéralement par rapport à la trajectoire du flacon 10, de façon à permettre le passage de celui-ci. Il s'agit en l'occurrence de s=36 cellules DR1 à DR36 de forme allongée, disposées de part et d'autre d'un plan transversal en trois rangées superposées: une verticale, une oblique et une horizontale.

Les cellules réceptrices sont associées à t=9 émetteurs DEI à DE9, disposés trois par trois, qui effectuent plus particulièrement la détection des glaçures horizontales, et à u=2 émetteurs DE10, DEI 1 destinés plus spécialement à la détection des glaçures verticales. Les premiers sont placés au-dessus de la bague qu'ils éclairent par l'intérieur, de part et d'autre du plan transversal de symétrie, et excitent plus spécialement, en présence d'un défaut, les cellules des deux rangées inférieures. Les seconds sont placés derrière la surface réceptrice 23, à sa partie inférieure, et symétriquement par rapport à ce même plan de symétrie; ils excitent plus particulièrement les cellules des deux rangées supérieures.

Il pourrait, bien entendu, exister d'autres émetteurs, certains susceptibles d'être utilisés ou non selon le type d'articles à contrôler.

Au cours de cette opération de contrôle, et conformément à l'invention, les onze émetteurs sont excités tour à tour et, pendant le fonctionnement de chacun d'eux, toutes les cellules sont analysées à tour de rôle.

Comme dans les exemples précédents, les signaux lumineux se trouvent ainsi entrelacés dans le temps, et non pas séparés dans l'espace ou par l'intermédiaire d'une modulation électronique. Ce double cycle de détection, dont la durée est extrêmement brève, n'affecte plus un seul type de contrôle le long d'une zone périphérique, mais au contraire l'ensemble des contrôles à effectuer le long d'une génératrice. Quand il est achevé, l'article a subi une légère rotation dont l'angle correspond à la largeur du tronçon de périmètre du col éclairé par les faisceaux lumineux; un nouveau cycle de détection peut s'effectuer sur un secteur légèrement décalé. Il est ainsi possible d'effectuer un balayage complet, par secteurs successifs qui se recouvrent mutuellement, pour conduire au cycle global d'examen.

Comme il vient d'être dit, lors de l'excitation de chaque émetteur, soit par exemple l'émetteur DE4, l'état de l'ensemble des cellules DR1 à DR36 se trouve en principe analysé en totalité sans que les unes ou les autres soient affectées à la détection d'un défaut spécifique, c'est-à-dire sans tenir compte du fait que certaines cellules ou même certaines rangées de cellules peuvent n'être jamais éclairées par tel ou tel des émetteurs en présence d'un type donné de défaut.

Par contre, il convient de remarquer que diverses cellules, en nombre toutefois limité, peuvent au contraire se trouver systématiquement éclairées par tel ou tel émetteur, soit directement, soit en présence d'un objet sans défaut. C'est pourquoi, et toujours conformément à l'invention, ces cellules peuvent être occultées à volonté, en face de l'émetteur en question, afin d'éviter, à l'aide d'un réseau annexe d'interdiction, la détection de ces signaux parasites.

Le circuit électronique de commande est représenté sur la fig. 10. Il comprend ici encore un oscillateur OD, à 0,5 MHz, utilisé comme base de temps, un compteur CDR, à s+2=38 positions, servant à l'analyse des cellules au cours de chaque cycle secondaire, un deuxième compteur CDE, à t+u+1 = 12 positions, déclenchant successivement l'excitation des émetteurs, un circuit d'utilisation identique à ceux précédemment décrits, enfin un circuit électronique de mémoires constitué ici par une matrice d'autorisation et d'interdiction A.

L'oscillateur OD pilote le compteur CDR, dont les sorties dl à dr36 provoquent successivement l'analyse des 36 cellules DR1 à DR36, à travers les portes ET dl à d36, tandis que la sortie dr37 fait progresser le compteur CDE, en vue de déclencher l'excitation de l'émetteur suivant, et que la sortie dr38 remet à zéro le compteur CDR. Après excitation de toute la série des émetteurs, la sortie del2 remet à son tour le compteur CDE à zéro, en vue de l'accomplissement d'un nouveau cycle de détection, alors que le pot ou flacon a effectué la rotation correspondante.

On se rend compte sur la figure que la lecture du signal de défaut émis par l'une ou l'autre des cellules, telle que DR4, lors de son excitation par un émetteur donné, tel que DEI, est soumise à une autorisation de passage envoyée sur la porte d4 par la porte OU s4, elle-même alimentée parla porte ET a/, à partir du signal de 1 si l'interrupteur correspondant ij4 se trouve en position fermée. On crée ainsi, comme précédemment, un double cycle de détection à l'intérieur duquel les lectures successives des cellules DR1 à DR36 sont soumises, lors de l'excitation de chaque émetteur DEI à DEI 1, à une série d'autorisations préalables déterminées par les positions assignées aux interrupteurs i/ à in36 à l'intérieur de la matrice A.

On notera, en outre, que chaque signal de détection se combine sur l'une des portes ET tl à t36 avec le signal de pilotage drl à dr36 de la cellule détectrice, pour provoquer au passage l'allumage de l'une des lampes témoins TRI à TR36, signalant celle des cellules DR1 à DR36 dont la lecture s'effectuait lors de son apparition.

Ces lampes sont essentiellement utilisées pour identifier rapidement les cellules susceptibles de se trouver à l'origine d'éventuels signaux parasites en face d'un émetteur donné, en présence d'un article sans défaut, voire en l'absence de tout article à analyser, afin d'interdire sans tâtonnement la lecture de ces cellules. En effet, dans les trois exemples précédents, diverses interdictions avaient été prévues à priori. Dans le cas actuel, l'opérateur est, au contraire, à même de modifier le réseau d'interdictions selon la nature de l'article à contrôler.

Selon l'exemple considéré, il existe une seule rangée de lampes TR; on fait donc l'étude de façon progressive, émetteur par émetteur. A cette fin, on ferme d'abord tous les interrupteurs, tels que i11 à i,36, autorisant ainsi la lecture de toutes les cellules en face du seul émetteur DEI. On examine alors un certain nombre d'articles exempts de défauts. Tout signal parasite émis par exemple par la cellule DR4 provoque l'allumage de la lampe correspondante TR4 et indique qu'il est nécessaire d'interdire la lecture de cette cellule en ouvrant l'interrupteur ij4.

On ferme alors la série d'interrupteurs i2' à i236 en face de l'émetteur DE2, et ainsi de suite jusqu'à détermination complète de la matrice A.

Il est d'ailleurs clair que l'on pourrait aussi bien prévoir une matrice témoin complète de lampes TR et même utiliser les signaux de commande de ces lampes pour provoquer directement l'ouverture des interrupteurs correspondants i de la matrice A. On se rend aussi compte de la grande fidélité et de la grande souplesse d'emploi du dispositif.

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15

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R

9 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé pour l'inspection en continu par voie optique et le tri d'objets transparents possédant au moins localement une symétrie de révolution selon lequel on fait défiler ces objets devant un poste d'examen en éclairant localement chacun d'eux, on recueille la lumière transmise sur une pluralité de zones de détection fixes et étroites interrogées une à une et on détecte les signaux transmis par l'objet en fonction de la réponse obtenue, caractérisé en ce que l'éclairage consiste en une exploration cyclique effectuée par sauts successifs à l'aide d'une pluralité de faisceaux lumineux fixes orientés différemment par rapport à l'objet et que l'on interroge successivement une partie au moins des zones détectrices pour chaque éclairage par un des faisceaux lumineux.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émission des faisceaux lumineux et l'interrogation des zones détec-trices sont provoquées en synchronisme par comptage des impulsions d'un signal de haute fréquence.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour chaque éclairage local, on détecte les signaux sur une partie seulement des zones détectrices.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour chaque éclairage local, on analyse la totalité des zones détectrices dans un ordre invariable mais sans autoriser la détection des signaux émis par certaines d'entre elles.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on fait défiler les objets de façon continue, sans rotation, et que le cycle de détection comprend un balayage circulaire effectué par une série de faisceaux lumineux fixes faisant un même angle avec l'axe de l'objet, mais des angles différents avec son plan de passage.

6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on fait défiler les objets de façon discontinue, en rotation sur eux-mêmes, provoquant ainsi un balayage mécanique qui incorpore une pluralité de cycles de détection électronique.

7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la partie des zones détectrices sur laquelle on détecte les signaux est commune aux émetteurs d'un secteur donné.

8. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison au-dessus d'un transporteur (11):

— un ensemble (13; 23) de récepteurs fixes sensiblement orientés vers un même axe vertical,

— une pluralité (15,...) d'émetteurs fixes disposés autour des récepteurs et focalisés sur la zone d'examen, au voisinage de cet axe,

— un organe de guidage (12), réglable, amenant l'axe des objets à passer par l'axe de l'ensemble optique,

— un circuit électronique de comptage (OE..., OH..., OV..., OD...) à haute fréquence assurant en synchronisme une succession de cycles d'excitation des émetteurs et d'interrogation des récepteurs selon leur position relative par rapport à l'émetteur excité,

— un organe de balayage circulaire (22; CE, CHE, CVE) engendrant le cycle global d'examen.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, au-dessus d'un transporteur horizontal, de préférence rectiligne, se déplaçant à vitesse constante:

— un ensemble (13) de récepteurs disposés radialement en cercle le long d'un plan parallèle au transporteur,

— une pluralité d'émetteurs fixes disposés en couronne (15) autour des récepteurs, coaxialement à ces derniers et focalisés sur des cercles également coaxiaux,

— un organe de guidage réglable (12) et un organe de transport éventuel (21),

— un circuit électronique de comptage (OE..., OH..., OV...) à haute fréquence assurant globalement un cycle d'examen comprenant le balayage circulaire.

10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les récepteurs sont disposés en une mosaïque d'éléments contigus.

11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ' ce que le domaine spectral dans lequel travaillent les émetteurs et les récepteurs se situe dans l'infrarouge.

12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'axe de chaque émetteur (EE, HE) est situé dans un plan radial passant par l'axe de l'ensemble optique.

13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les axes des divers émetteurs (VE) sont situés dans des plans verticaux faisant chacun un angle constant avec le plan radial du point de focalisation de l'émetteur correspondant.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les émetteurs sont disposés sur deux quarts de cercle (15.1,15.3) symétriques par rapport au passage des objets, en quatre séries définissant quatre plages d'éclairage couvrant ensemble 360°.

15. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que le circuit de comptage comprend deux compteurs bouclés transmettant respectivement; le premier (CHR, CVR, CDR), aux récepteurs (HR, VR, DR), au cours d'un cycle secondaire, des autorisations successives de lecture et, au second compteur (CHE, CVE, CDE), une instruction de saut; le second (CHE, CVE, CDE), aux émetteurs (HE, VE, DE), au cours du cycle principal, des ordres d'excitation.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le premier compteur envoie des autorisations successives par l'intermédiaire de portes (h, v, d), sur certaines desquelles le second compteur envoie des autorisations successives.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'autorisation de lecture des récepteurs est commandée par l'intermédiaire d'une matrice (A) combinant un à un les signaux d'excitation des émetteurs et les signaux d'analyse des récepteurs par l'intermédiaire d'une porte (a) asservie à une mémoire (i).

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par un réseau de lampes témoins (TR) alimentées par l'intermédiaire de portes (t) combinant tout signal de rejet avec le signal d'analyse des récepteurs, repérant ainsi les récepteurs dont la lecture provoque l'émission d'un signal de rejet.

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les signaux alimentant les lampes témoins sont utilisés pour commander l'état des mémoires (i) de la matrice d'autorisation (A).

20. Dispositif selon les revendications 9 et 16, caractérisé en ce que l'interrogation des récepteurs est commandée par l'intermédiaire de mémoires (M 12 à M32) autorisant la détection par secteurs successifs communs à des séries successives d'émetteurs.

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le nombre des cellules interdites peut être modifié à l'aide d'un dispositif (K) d'interdiction auxiliaire.