CH646098A5 - Appareil pour mesurer la hauteur d'une ligne de pliage dans une feuille de carton. - Google Patents
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Description
L'invention a pour objet un appareil pour mesurer la hauteur d'une ligne de pliage dans une feuille de carton.
Si le couple de flexion d'une ligne de pliage (ligne en creux) d'une pièce ou feuille de carton est anormal, il peut en résulter des défauts d'ouverture ou de pliage, ou même des déchirures, de cette ligne, lorsque la feuille est introduite dans une machine destinée à la fabrication de cartonnages (emballages et boîtes en carton). C'est pourquoi, en vue d'éliminer ce genre de difficultés, il est nécessaire de procéder à une mesure préliminaire de ce couple de flexion afin de déterminer si les caractéristiques de flexion sont convenables. Toutefois, cette mesure prend un temps considérable. On a donc eu recours à un procédé de mesure simple, selon lequel on mesure, au moyen d'une jauge à cadran ou d'un appareil de même genre, la hauteur d'une ligne de pliage qui est en relation avec le couple de flexion. Plus précisément, selon ce procédé, on introduit un échantillon entre la surface du plateau et l'organe de mesure, on détermine un niveau de référence à partir d'une région plane de l'échantillon ne contenant pas de ligne en creux et l'on mesure ensuite la hauteur de la ligne en creux. Pour la mesure de la hauteur de la ligne en creux suivante, il est nécessaire de déterminer à nouveau le niveau de référence zéro.
On comprend donc que ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter une détermination du niveau de référence pour chaque mesure de hauteur d'une ligne de pliage, ce qui se traduit par le fait • que la durée de mesure reste longue.
Un dispositif permettant de détecter la présence de défauts sur la surface d'une plaque métallique est décrit dans un article publié dans Toshiba Review vol. 30, N° 2 (1975) pages 139 à 143. Ce dispositif fonctionne par détection sur un écran d'une image de diffraction formée en projetant un faisceau de lumière cohérente (rayon laser) sur la surface de la plaque métallique. Ce principe de fonctionnement est complètement différent de celui de l'appareil selon l'invention.
Les demandes de brevet japonais publiées Nos 49-33667, 54-14763 et 50-110567, qui concernent, respectivement, un appareil pour la mesure du diamètre d'arbres cannelés, un dispositif de mesure des contours d'une pièce et un panneau d'affichage à plasma, ne donnent aucun enseignement susceptible de permettre la résolution du problème technique mentionné ci-dessus.
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Compte tenu de ce qui précède, le but de l'invention est de fournir un appareil permettant d'effectuer de manière automatique la mesure d'un niveau de référence pour chaque ligne de pliage d'une feuille de carton ainsi que celle de la hauteur de ces lignes et l'affichage et l'enregistrement des valeurs de mesure ainsi obtenues.
A cet effet, l'appareil selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée d'exemples de formes d'exécution de l'appareil, en se réfèrent au dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution particulière de l'appareil selon l'invention;
la fig. 2 en est une vue de face, observée dans la direction de la flèche A de la fig. 1 ;
la fig. 3 en est une vue latérale observée dans la direction de la flèche B de la fig. 1 ;
la fig. 4 est un diagramme explicatif représentant une partie de l'organe de mesure;
la fig. 5 est un diagramme explicatif représentant une partie de l'appareil où s'effectue la retenue de la feuille;
la fig. 6 est un diagramme explicatif permettant d'illustrer un procédé de mesure optique;
la fig. 7 est un diagramme explicatif illustrant un procédé de mesure utilisant une jauge à semi-conducteur sensible aux variations de pression;
la fig. 8 est une vue extérieure du tableau d'affichage;
la fig. 9 est un schéma bloc illustrant la suite des opérations effectuées dans l'étage des traitements des signaux;
la fig. 10 est une vue en coupe d'un échantillon;
la fig. 11 est un diagramme illustrant la suite des opérations de mesure;
la fig. 12 est un schéma bloc représentant, de manière plus détaillée, l'étage de mesure représenté à la fig. 9;
la fig. 13 est un schéma chronologique illustrant les opérations de mesure.
Une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention va maintenant être décrite en se référant au dessin.
Comme représenté à la fig. 1, un rouleau 1 permet le transport d'un échantillon. Le rouleau de transport 1 est couplé, par l'intermédiaire d'une courroie 3, à un moteur d'entraînement 2. Le rouleau 1 est mis en rotation à vitesse constante, après enclenchement au moyen d'un interrupteur à touche 4.
L'appareil comprend deux galets 5 de retenue de la feuille, ce qui permet d'effectuer la mesure même dans le cas où l'échantillon subit une certaine flexion (fig. 3). Les galets 5 sont respectivement appuyés contre le rouleau de transport 1 sous l'effet de ressort 6 (fig. 5). La partie du rouleau de transport 1 sur laquelle s'appuient les galets 5 de retenue de la feuille est moletée afin d'éviter le glissement de l'échantillon. Au lieu de moleter cette partie, on pourrait la recouvrir d'un revêtement en caoutchouc.
Un organe de mesure représenté à la fig. 4 effectue un balayage linéaire de l'échantillon au moyen d'un galet 7 et transmet le mouvement de ce galet, par l'intermédiaire d'un levier 8, au noyau 10 d'un transformateur différentiel 9.
Dans cette forme d'exécution, on utilise, comme moyen de détection du déplacement, un transformateur différentiel du type à contact. Toutefois, au lieu de ce transformateur différentiel, on pourrait utiliser un solénoïde mobile, un potentiomètre, une jauge de contrainte, ou une résistance variable à semi-conducteur sensible à la pression. En variante, on peut également avoir recours à un procédé de mesure optique sans contact n'utilisant pas de galets de mesure.
En outre, on peut utiliser une jauge à cadran numérique dans laquelle un déplacement linéaire est transformé en un déplacement en rotation, au moyen d'une crémaillère et d'un pignon, et la valeur de ce déplacement est transformée en un signal sous forme d'impulsions au moyen d'un codeur rotatif.
L'appareil comprend un commutateur photo-électrique 11, placé
du côté d'entrée de l'échantillon, afin de permettre la détection de l'introduction de celui-ci dans la partie de l'appareil où s'effectue la mesure et d'effectuer la remise à zéro de l'affichage de la valeur de mesure précédente. D'autre part, l'appareil comprend un autre commutateur photo-électrique 12, placé du côté de sortie de l'échantillon, afin de permettre la détection de la fin de la mesure d'un échantillon.
On peut également actionner manuellement un commutateur de remise à zéro lors de l'introduction d'un échantillon.
Les valeurs de mesure peuvent être affichées sous forme de segments, au moyen d'un tableau d'affichage graphique 13, utilisant, par exemple, un affichage à diodes électroluminescentes, comme représenté à la fig. 2, et enregistrées au moyen d'une imprimante 14.
On va maintenant décrire la mesure par voie optique illustrée à la fig. 6.
Lorsqu'un faisceau lumineux incident 20, provenant d'une source lumineuse 17, est appliqué au moyen d'une lentille 17a, sous la forme d'un point lumineux, sur la surface 18 d'un échantillon, le faisceau lumineux réfléchi se déplace, comme indiqué par les chiffres de référence 21 et 22, sur un récepteur de lumière 19, en fonction des irrégularités de la surface de l'échantillon. Le récepteur de lumière 19 comporte un écran comprenant une pluralité d'organes détecteurs. On déduit la hauteur de la ligne en creux d'après l'amplitude de déplacement du faisceau lumineux réfléchi, comme indiqué par les chiffres de référence 21 et 22.
On va maintenant décrire une méthode de mesure utilisant un détecteur de déplacement à résistance à semi-conducteur sensible à la pression, illustré à la fig. 7.
Le mouvement du levier 8 est transmis, par l'intermédiaire d'une tige 23, à une plaque 24. Une jauge à semi-conducteur 25 est assemblée de manière fixe sur la plaque 24. Ainsi, lorsque la plaque 24 subit une flexion, la jauge à semi-conducteur 25 est soumise à une compression ou une tension qui provoque une variation de la résistance. La mesure de la hauteur de la ligne en creux s'effectue d'après cette variation de résistance.
Conformément à d'autres méthodes de mesure, par exemple la méthode de mesure de hauteur d'une ligne en creux utilisant un potentiomètre ou une jauge à écran digital, la mesure peut être effectuée simplement en remplaçant le transformateur différentiel illustré à la fig. 4 par un potentiomètre linéaire ou par une jauge à écran digital.
On va maintenant décrire le tableau d'affichage représenté à la fig- 8.
Les chiffres 1 à 8, dans la partie inférieure du tableau d'affichage, indiquent l'ordre des lignes en creux qui sont mesurées lors du passage d'un échantillon à travers l'appareil. Des lignes de référence, 0,1 mm, 0,2 mm, etc., permettent de faciliter la lecture des valeurs affichées. En variante, les segments indiquant les valeurs de mesure peuvent être de couleurs différentes, le segment de 0,0 mm à 0,1 mm étant, par exemple, consituté par une diode électroluminescente verte, le segment de 0,1 mm à 0,2 mm étant constitué par une diode électroluminescente de couleur orange et le segment de 0,2 mm à 0,3 mm étant constitué par une diode électroluminescente de couleur rouge. Un interrupteur 15 permet la remise à zéro de l'affichage après enclenchement de l'interrupteur d'alimentation électrique ou lorsque l'affichage n'est plus nécessaire. L'appareil comporte un interrupteur spécial 16, pour l'imprimante, permettant d'utiliser celle-ci en cas de besoin.
On va maintenant décrire l'évolution du signal pendant le temps qui s'écoule entre le début de la mesure et l'affichage du résultat de la mesure.
La fig. 9 illustre les opérations effectuées dans un étage de traitement des signaux. L'introduction d'un échantillon est détectée au cours d'une opération 26 (après effacement de la valeur de mesure précédente et préparation de la mesure en cours). Après détection du bord de la feuille au cours d'une opération 27 (ce qui déclenche la mesure), la mesure et l'affichage sont effectués au cours d'une opération 28. Le passage de l'échantillon est détecté au cours d'une opéra-
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tion 29 (après accomplissement de la mesure et maintien de l'affichage). L'ensemble des opérations indiqué ci-dessus correspond à une mesure.
La fig. 10 est une vue en coupe d'un échantillon dont la direction de déplacement est indiquée par la flèche.
On va maintenant décrire le diagramme de la fig. 11, illustrant les opérations de mesure, et la fig. 12 qui représente de manière plus détaillée un circuit permettant d'effectuer la mesure et l'affichage de l'opération 28 de la fig. 9.
Lorsque, comme représenté à la fig. 9, un échantillon est introduit dans l'appareil et arrive en regard du commutateur photo-électrique 11, le circuit de détection d'introduction de l'échantillon 26 est mis en action par le commutateur photo-électrique 11 de sorte que la valeur de mesure précédente est effacée du tableau d'affichage 13 et que l'appareil devient prêt à effectuer la mesure en cours.
Lorsque l'échantillon est introduit entre le galet de balayage 7 et le rouleau de transport 1, le circuit 27 de détection du bord 30 de la feuille est mis en action pour commencer la mesure de sorte que la mesure et l'affichage 28 de la hauteur de la ligne en creux sont effectués. Lorsque l'échantillon passe en regard du commutateur photoélectrique 12 du côté de la sortie de l'échantillon, le circuit 29 de détection de passage de l'échantillon est mis en action. Ainsi, la mesure est achevée mais l'affichage est maintenu inchangé.
L'opération de mesure et d'affichage 28 va maintenant être décrite de manière plus détaillée.
Après détection du bord de la feuille 30, un circuit 40 permettant de déterminer un niveau de référence pour la mesure de la hauteur d'une ligne en creux est mis en action. Le circuit de détermination du niveau de référence 40 fixe, comme niveau de référence, la valeur moyenne des hauteurs des parties de faible étendue 31 et 33 situées respectivement immédiatement en avant des lignes en creux. Bien que cela ne soit pas représenté au dessin, on pourrait également employer, comme niveau de référence, la valeur moyenne des hauteurs des régions situées immédiatement après les lignes en creux. Les augmentations de niveau 32 et 34 des lignes en creux sont ensuite détectées au moyen du circuit de détection 41 et la valeur maximale est détectée et maintenue par un circuit de rétention de hauteur de pic 42 lors du passage des lignes en creux en regard du galet de balayage 7.
Le signal ainsi obtenu est appliqué, par l'intermédiaire d'un circuit soustracteur 43, à un convertisseur du type A/D (analogique/numérique), dans lequel il est mis sous forme numérique, et on ajuste le niveau de transformation du signal d'information au moyen d'un régulateur d'affichage 45. Cela se traduit par l'enregistrement de l'information au moyen de l'imprimante ou par l'affichage de l'information au moyen du tableau d'affichage graphique à segments 46, par des diodes électroluminescentes ou un dispositif du même genre. La première valeur de mesure est affichée dans la partie 1 du tableau d'affichage de la fig. 8, et l'affichage est maintenu jusqu'à l'introduction de l'échantillon suivant.
On répète l'ensemble d'opérations 39 qui vient d'être décrit jusqu'à la détection du passage de l'échantillon à travers la sortie. Chaque répétition de cet ensemble d'opérations correspond à une mesure et un affichage de la hauteur d'une ligne en creux. Dans le cas où l'on utilise une jauge à cadran digital ou un dispositif de détection du même genre, l'utilisation d'un convertisseur analogique/ numérique n'est pas nécessaire.
A la fig. 12, la référence 101 désigne une borne d'entrée pour un signal analogique; 102, un amplificateur à courant alternatif; 103, un circuit d'élimination de bruit; 104, un circuit intégrateur; 105 et 112, des circuits temporisateurs; 106,107,113 et 114, des circuits logiques ET; 108, un inverseur; 109, une minuterie; 110, un compar-teur; 111, un multivibrateur monostable; 115, un décodeur de code binaire; 116, un décodeur de signe à sept segments; 117, une borne de sortie de décodeur de code binaire raccordée à l'imprimante; 118, une borne de sortie binaire raccordée à l'imprimante; 119, une borne de sortie de signe à sept segments; et 120 à 124, des lignes de raccordement. Au cours de la mesure, lors de la détection du bord 30 de l'échantillon, le circuit 40 de détermination d'un niveau de référence pour la mesure de la hauteur d'une ligne en creux entre en action, l'élévation du niveau de la ligne en creux est détectée par le circuit de détection 41 et, au cours du passage de la ligne en creux en regard du galet de détection 7, la valeur maximale est détectée par le circuit de rétention de pic 42. Cela se traduit par l'affichage des valeurs maximales sur le tableau d'affichage 13, dans l'ordre de mesure des hauteurs des lignes en creux. La fig. 13 est un schéma chronologique illustrant la détection. Plus particulièrement, la partie a de la fig. 13 représente la variation en fonction du temps du signal du commutateur photo-électrique de détection de l'introduction de l'échantillon, la partie b représente la variation en fonction du temps du signal de l'interrupteur photo-électrique de détection du passage de l'échantillon, la partie c représente l'évolution en fonction du temps du signal de mesure (signal d'autorisation ou signal mettant l'appareil dans l'état permettant la mesure), la partie d représente l'évolution en fonction du temps du signal de mesure (signal analogique avant traitement), la partie e représente l'évolution en fonction du temps du signal de sortie du circuit d'élimination du bruit de l'amplificateur en courant alternatif, la partis f représente l'évolution en fonction du temps du signal de sortie du circuit de rétention de hauteur de pic, et la partie g représente l'évolution en fonction du temps d'un signal de sortie numérique. En outre, à la fig. 13, la référence 131 représente le bord de la feuille; 132, la surface de la feuille; 133, une ligne en creux; 134 à 137, les valeurs de signal de référence; 138 à 143, les valeurs de remise à zéro; et 144 à 147, les signaux de transformation analogique/numérique.
On vient de décrire, ci-dessus, un exemple de traitement du signal dans le cas où le circuit de traitement du signal est formé par des dispositifs matériels. La même fonction peut être remplie par un circuit de traitement de signal utilisant un micro-ordinateur.
Dans ce cas, le signal analogique fourni par le détecteur (tel que, par exemple, le transformateur différentiel) peut être transformé en signal numérique par le convertisseur analogique/numérique de façon à pouvoir être introduit dans une unité de traitements centrale et dans des mémoires. Ainsi, on peut effectuer, au moyen de programmes, non seulement la détection du bord de la feuille ainsi que celles des pics et de la hauteur des pics, mais également la transformation des données et le traitement des signaux de sortie pour l'affichage. Cela permet de réaliser l'appareil sous une forme compacte.
Du fait que l'on peut faire varier le mode de fonctionnement par changement des programmes, on peut obtenir une très grande souplesse de fonctionnement de l'appareil.
D'après la description qui précède, il ressort que" la mesure de la hauteur des lignes en creux dans une pièce de carton peut être effectuée très rapidement et que l'on peut afficher les valeurs de mesure sur un tableau d'affichage graphique, sous forme de segments, en temps réel. Cela permet de voir d'un seul coup d'oeil si la hauteur des lignes en creux est acceptable.
Les cartonnages sont très demandés dans l'industrie pour servir d'emballage pour différents objets et autres articles. Un appareil de mesure du couple de torsion a été utilisé pour le contrôle de la qualité de lignes en creux dans un cartonnage. Toutefois, du fait que cette mesure prend un tbmps relativement long, on utilise, généralement, depuis peu, un procédé selon lequel on détermine optiquement la hauteur d'une ligne en creux, par éclairage. Un tel procédé fait appel aux qualités d'intuition personnelles de l'opérateur et, par conséquent, ces résultats dépendent de l'habileté de ce dernier. Cela se traduit par des inconvénients résultant d'un contrôle de qualité non satisfaisant.
Compte tenu de ce qui précède, un avantage de l'appareil selon l'invention réside dans le fait qu'il permet la mesure automatique, dans un temps très court, de la hauteur d'un certain nombre de lignes en creux, ce qui améliore considérablement l'efficacité du contrôle de qualité. En outre, du fait que la hauteur des lignes en creux est déterminée efficacement de manière quantitative, on peut élimi-
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ner les inconvénients résultant d'un contrôle de qualité non satisfai- mesure de la hauteur de lignes en creux formées dans un document sant. bancaire (document bancaire magnétique) ou document du même
En outre, l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour la genre.
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Claims (16)
1. Appareil pour mesurer la hauteur d'une ligne de pliage dans une feuille de carton, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant d'effectuer automatiquement la mesure de cette hauteur par rapport à une partie de la surface de la feuille de carton située au voisinage de cette ligne, en tenant compte des variations de l'épaisseur de l'échantillon, et des moyens d'affichage de la hauteur de chaque ligne de pliage de la feuille.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour transporter dans une direction un échantillon formé, dans une feuille de carton, par pliage et fixation d'extrémités données; des moyens, disposés dans ces moyens de transport, pour venir en contact avec la surface des échantillons, de manière à exercer une action en fonction des dénivellations de cette surface; un moyen pour produire un signal électrique correspondant à cette action; des moyens de mise à zéro (40) pour la détection de l'arrivée d'un signal émis par ce moyen de production de signal en fonction de l'épaisseur de l'échantillon, de manière à produire un signal de référence de zéro; des moyens de rétention de pic (42) pour détecter et mémoriser la valeur de pic du signal provenant de ce moyen de production de signal; et des moyens de sortie (43) pour soustraire le signal de sortie des moyens de mise à zéro du signal de sortie de ces moyens de rétention (42) et émettre un signal correspondant au résultat de cette soustraction.
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REVENDICATIONS
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de transport comprennent un premier galet (1), entraîné par un moyen d'entraînement (2), pour transporter l'échantillon, et au moins un galet presseur (5) pour mettre l'échantillon en contact étroit avec le premier galet.
4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour exercer une action en fonction des dénivellations de la surface de l'échantillon comprennent un galet (7) ayant un axe déplaçable perpendiculairement à la direction de transport de l'échantillon par lesdits moyens de transport.
5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit moyen de production d'un signal électrique, correspondant à l'action desdits moyens pour exercer une action en fonction des dénivellations de la surface de l'échantillon, comprend un élément pour former un signal électrique analogique.
6. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément (44) pour former un signal électrique numérique correspondant à l'action desdits moyens pour exercer une action en fonction des dénivellations de la surface de l'échantillon.
7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (11) pour détecter l'introduction de l'échantillon, un signal de sortie de ces moyens de détection d'introduction étant utilisé pour commander la fin de la rétention par les moyens de rétention de valeur de pic.
8. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de sortie comprennent une unité d'affichage (13).
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens de sortie sont munis d'un dispositif d'impression (14).
10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour transporter dans une direction un échantillon formé, dans une feuille de carton, par pliage et fixation d'extrémité données; une source de lumière (17) pour diriger un faisceau lumineux sur la surface de l'échantillon transporté par ces moyens de transport; des moyens (19) pour détecter la lumière réfléchie par la surface de l'échantillon, de manière à produire un signal électrique correspondant aux dénivellations de cette surface; des moyens de mise à zéro (40) pour la détection de l'arrivée d'un signal, émis par ces derniers moyens de production de signal en fonction de l'épaisseur de l'échantillon, de manière à produire un signal de référence de zéro; des moyens de détection (41) et de rétention (42) de la valeur de pic du signal provenant de ces moyens de production de signal; et des moyens de sortie (43) pour soustraire le signal de sortie des moyens de mise à zéro (40) du signal de sortie de ces moyens de rétention (42) et émettre un signal correspondant au résultat de cette soustraction.
11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de transport comprennent un premier galet (1) entraîné par un moyen d'entraînement (2), pour transporter l'échantillon et un galet presseur (5) pour mettre l'échantillon en contact étroit avec le premier galet.
12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de production de signal comprennent un élément pour former un signal électrique analogique correspondant à l'action de ces moyens.
13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de production de signal comprennent un élément (44) pour former un signal numérique correspondant à l'action de ces moyens.
14. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (11) pour détecter l'introduction de l'échantillon, un signal de sortie de ces moyens de détection d'introduction étant utilisé pour commander la fin de la rétention par les moyens de rétention de valeur de pic.
15. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de sortie comprennent une unité d'affichage (13).
16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé par le fait que lesdits moyens de sortie sont munis d'un dispositif d'impression (14).
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