EP2016397A1 - Dispositif et procede de detection de defaut dans une bague d'article verrier - Google Patents

Dispositif et procede de detection de defaut dans une bague d'article verrier

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Publication number
EP2016397A1
EP2016397A1 EP07731011A EP07731011A EP2016397A1 EP 2016397 A1 EP2016397 A1 EP 2016397A1 EP 07731011 A EP07731011 A EP 07731011A EP 07731011 A EP07731011 A EP 07731011A EP 2016397 A1 EP2016397 A1 EP 2016397A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
shooting
defect
optical
article
Prior art date
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Ceased
Application number
EP07731011A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Gauffre
Didier Heckmann
Pierre Ollion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saverglass SAS
Original Assignee
Saverglass SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saverglass SAS filed Critical Saverglass SAS
Publication of EP2016397A1 publication Critical patent/EP2016397A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9054—Inspection of sealing surface and container finish

Definitions

  • the present invention relates to the field of manufacture of glassware, including control operations of the ring of an article.
  • the glass articles are for example bottles or bottles manufactured industrially. In general, these items have defects such as glazes (cracks), broths, lack of material, excess material, etc. whose dimensions and positions can be random.
  • the invention relates to a method for detecting a defect in a ring of a glass article, comprising the steps of:
  • processing the shooting by analysis means configured to automatically detect an optical signature of the defect.
  • Such a process is known to those skilled in the art. It is for example implemented in a number of machines or control devices. There are several types of control machines for detecting defects. These machines are generally specialized and only detect a type of defect.
  • a ring is the upper zone of an article, most often provided with a bulge, and configured to cooperate with closure means.
  • the defects present in or on this zone may be very small, which makes their detection difficult.
  • control devices use detection systems based on video, optical and computer techniques, for example a CCD camera and a computer equipped with image processing and analysis software.
  • particular lighting means are also used.
  • the problem is indeed to place the defect in lighting conditions such that this defect appears more clearly or with a better contrast.
  • the present invention aims to detect mainly glaze defects. Glazes are one of the glass defects that we do not know how to suppress in the manufacture of articles and whose consequence is the weakening of the resistance of the article to an internal or external pressure, and / or a traction, or still a shock, hence a risk of breakage.
  • the positioning of the article with reference to the control means must be very precise in order to optimize the lighting conditions.
  • the positioning between the article and the control means is a predominant criterion of performance.
  • control means are integral with the frame of the convoy means, and include means for shooting.
  • the articles are often simply placed on a conveyor provided with guide means which are either immobile, for example rails or slides, or movable, for example belts.
  • an article generally has a bottom whose surface is greater than or equal to that of the ring, and the guide means act on the bottom or flanks of the article while the check is made for another area like the ring.
  • the glass articles are, by their nature, subject to glass tolerances. These glass tolerances correspond to an axial displacement of the article such that the axis of symmetry of the ring is offset relative to the center of the bottom of the article, that is to say with respect to the longitudinal axis of the article. Article. This offset can reach the millimeter and strongly parasitizes the detection of defects.
  • the detection of defects may be impossible because of the geometry of the ring on the one hand, and secondly the random angular position of the article. on the conveyor.
  • the rings whose shape has no symmetry of revolution hereinafter referred to as screw rings, may be mentioned.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a method essentially characterized in that it further comprises: a measuring step consisting in measuring the actual position of the ring relative to a reference position,
  • the shooting step is performed by shooting means then positioned with reference to the article, and more specifically with reference to the position of the ring of the article.
  • the shooting means are mounted movable relative to the article.
  • the article is mounted movable relative to the shooting means, and in a third embodiment, the shooting means and the article are both mounted mobile, each of these three modes. embodiment allowing a relative movement between the shooting means and the article, that is to say its ring.
  • the shooting means are movable in translation on a horizontal plane, parallel to the plane of the conveyor.
  • the shooting means can be further movable on a vertical axis.
  • the device according to the invention is advantageously provided with means for retracting the shooting means, in particular when they move along the vertical axis.
  • the optical axis of the shooting means passes through the center of the ring, which ensures optimal detection.
  • the step of processing the shooting includes a prior step of performing a shooting procedure and an angular registration relative to a reference frame.
  • This embodiment is particularly advantageous for articles provided with a screw ring.
  • the step of processing the shooting further comprises a masking step to eliminate the optical signature of a natural reflection in the detection of the optical signature of a defect.
  • the method according to the invention can be implemented both for the articles of revolution and for the articles of form.
  • the invention also relates to a device for detecting a defect in a glass article ring, comprising:
  • - Analysis means configured to automatically detect an optical signature of the defect from the shooting.
  • control means for transmitting a signal representative of the measured offset
  • the device according to the invention is advantageously configured to implement the method according to the invention.
  • the solution according to the invention makes it possible to dispense with the need to use specific samples of defects to parameterize the device implementing the method.
  • the solution according to the invention can be advantageously applied to both flat rings and screw rings, by angular registration.
  • the image-taking means comprise a light source and a plurality of output optical fibers, each of which is configured to respectively transmit the image of a given area (Z1, Z2, ... Zi) of the ring at a certain angle.
  • the light source is connected to a plurality of input optical fibers, each of which is configured to illuminate the ring at a determined angle of incidence.
  • the input fibers and the output fibers are all provided with a color filter and arranged so that the light emitted by an input fiber through a filter of a first color is essentially detected by an output fiber provided with a filter of an identical color of the first.
  • the combination of colors used for the filters may be replaced by particular polarization angles.
  • the shooting means comprise a light source and a peripheral assembly of at least one mirror, the peripheral assembly being configured to transmit the image of a given zone (ZR) of the corresponding ring. to all or part of the circumference of the ring via an optical return device.
  • ZR given zone
  • the means for processing the image of a given zone (ZR) of the ring comprise means configured to perform a scrolling of the image and an angular registration thereof relative to a reference reference.
  • the analysis means configured to automatically detect an optical signature of the defect comprise masking means for eliminating the optical signature of a natural reflection in detecting the optical signature of a defect.
  • the adjustment time of the devices implementing the method according to the invention is greatly reduced.
  • the measurement rate is higher than that of the devices setting the article in rotation.
  • the solution according to the invention can be implemented in particular for glassware used in the fields of perfumery, cosmetics, wines and spirits and food products.
  • FIG. 1 represents a diagram in plan view of the device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a diagram of an embodiment of the shooting means according to the invention.
  • the solution according to the invention makes it possible to detect the defects independently of the shape of the article or its ring.
  • a glaze is a microcrack that generates a reflection phenomenon on the air / glass interface thus created.
  • the The solution according to the invention consists in optimally positioning lighting means.
  • the lighting means are positioned at different angles, that is to say different angles of incidence between an incident light ray and the glaze, in order to multiply the possible detection configurations.
  • the detection means are positioned at different angles.
  • ART glass articles for example bottles, are arranged vertically on conveying means CONV such as a conveyor.
  • the conveyor is a moving belt of which at least a portion is linear and whose direction is illustrated by the double arrow in the X-X direction.
  • the conveyor is a carousel.
  • ART glassware has a B-ring at the top.
  • the ring B of the article of revolution shown in Figure 1 is excessively eccentric.
  • DETECT detection means make it possible in particular to control the triggering of the subsequent shooting for the presence check of the defects.
  • the detection means are integral with the frame of the conveyor.
  • the device comprises measuring means, possibly coupled to the detection means.
  • the measuring means are configured to measure the actual position of the ring relative to a reference position, for example by an image from above the article, and a processing by computer means of the image obtained.
  • Other means of measurement may be envisaged, for example telemetric means performing lateral measurements.
  • the means for measuring the actual position preferably comprise a camera providing an image of the article, and image processing means configured to extract the geometrical coordinates of the article and / or its ring.
  • the actual position measurement principle is based on image matching algorithm shape recognition methods.
  • a camera takes an image of the article in a view from above.
  • the ring image was previously registered as a reference.
  • An area corresponding to the region of the image in which the ring may be located is defined as the search area.
  • the reference model is superimposed on the image to compute a level of similarity
  • the correlation algorithm is to search for a maximum of similarities. The entire search area is scanned. The maximum level of similarity is considered valid if it exceeds a threshold of acceptability.
  • a servo device controlling at each article pass the position at which the means of Shooting must be located to provide the best measurement for control communicates with the means of measuring the actual position.
  • repositioning means preferably act on the shooting means.
  • these repositioning means may act on the article and / or on the conveyor.
  • the repositioning means are therefore configured to act on at least one of the elements included in the set: shooting means, article, and conveyor.
  • the reference position for the measurement of the possible offset of the ring is defined for example by a reference article or by an absolute position.
  • the offset measuring means are integral with the conveyor frame.
  • the actual position of the ring is transmitted to the shooting means.
  • the signal representing the offset between the actual position and the reference position is transmitted for example in the form of instructions to repositioning means, configured to reposition the shooting means precisely with respect to the ring of the article to be checked.
  • the measuring means make it possible to measure the difference between the actual position of the ring and a reference position and the value of this difference is transmitted to control means by a signal representative of the measured offset.
  • This signal transmission can be wired or wireless.
  • the device according to the invention comprises control means CTRL.
  • the control means comprise VIEW shooting means.
  • the shooting means are repositioned relative to the ring of the article. The repositioning makes it possible to bring the optical axis of the shooting means to pass through the center of the ring, which guarantees optimal illumination and analysis conditions.
  • the repositioning of the shooting means is preferably performed by a servo along the Y-axis, perpendicular to the direction of the conveyor.
  • a combination of the three repositionings is obviously possible.
  • the shooting means are mounted on two lateral rails, integral with the frame of the device.
  • the rails make it possible to slide the shooting means in a direction transverse to the direction of the conveyor.
  • the displacement, in view of repositioning, is ensured for example by the rotation of a screw under the action of a motor.
  • the repositioning stroke is determined by the previous measurement of the offset between the actual position of the ring and its reference position by the means for detecting and measuring the offset.
  • the shooting means can also be rotatably mounted around the optical axis.
  • control means are integral with the frame of the conveyor.
  • the conveyor is essentially linear, and other types of controls can of course be performed on other stations along the conveyor.
  • the conveyor comprises a turntable.
  • This type of conveyor is advantageously used for articles of revolution.
  • the article is loaded on an indexed rotary plate (carousel) comprising several cells and stations.
  • the entire plate is driven in a rotational movement to place each cell in a succession of positions corresponding to various operations, one of which corresponds to the control according to the invention.
  • each carousel station can be equipped with accessories to perform a given type of control.
  • controls uncoupling diameter, sealing, ring surface, ring glaze, body thickness.
  • the shooting means take a shot of a sample of the ring.
  • the sample can be partial or total.
  • the shooting means comprise a light emission transmission system.
  • the emission of light is performed by a light source.
  • the light source may be single or multiple, for example a set of light-emitting diodes (LEDs).
  • the light emission is orientable, for example by a set of input optical fibers connected to the source and each of which is configured to illuminate the ring at a determined angle of incidence. .
  • the light receiving means also comprise a set of photoreceptors, for example about twenty, judiciously arranged.
  • the photoreceptors are image transfer output optical fibers each making it possible to transfer the image of a given area Z1, Z2,... Zi, fraction of the ring to the article.
  • the detection thereof is favored according to the angle of the receivers.
  • the relative orientation of the receivers and emitters therefore makes it possible to promote the detection of a given type of glaze.
  • the glaze when the article is rotated (about its axis of revolution) for the control operation, the glaze is at a time at such an angle with respect to one of the light sources that a large reflection is generated and a peak of light is easily detected by one of the photoreceptors.
  • This embodiment is particularly suitable for articles of revolution.
  • the article is not rotated for the control operation.
  • a fixed assembly of transmitters and receivers, mounted on a support collects a plurality of partial images which are then processed by computer means to eliminate spurious reflections due to the faces of the ring, for the rings of revolution, and screw threads, for screw rings.
  • the detectors are advantageously arranged in places that maintain a high signal-to-noise ratio, which facilitates the automatic detection process of an optical signature of a defect.
  • the input fibers and the output fibers are further all provided with a color filter and arranged so that the light emitted by an input fiber through a filter of a first color is essentially detected by an output fiber provided with a filter of an identical color of the first.
  • the imaging means comprise an optical head (not shown) provided with diffuse lighting, preferably arranged on the optical axis and configured to illuminate a glass article by above, and optical imaging means using an optical return of the image obtained from the article illuminated by a peripheral mirror MIR having a symmetry of revolution and forming the image on a CAM camera.
  • the light emission / reception assembly has a symmetry of revolution.
  • the unitary peripheral mirror for obtaining a peripheral image of the ring can be replaced by a circular assembly of faceted mirrors contiguous to each other.
  • the mirror or the set of mirrors are circular and the center of symmetry of these reflection means coincides with the center of symmetry of the ring of the article.
  • the image of the ring is sent back to a camera by means of an optical return device, such as a reflecting cone arranged along the optical axis, as represented in FIG.
  • the arrows represent the optical path of the source (not shown) to the camera.
  • Optical focusing means such as a lens, may be mounted upstream of the camera.
  • the illumination and detection means are lateral.
  • the device according to the invention comprises a plurality of imaging means and / or a plurality of processing means configured to automatically detect an optical signature of a defect. Several types of faults can thus be detected by a single device.
  • the means of shooting that is to say the lighting means and the reflection detection means are preferably mounted movable in translation and are integral with each other.
  • a measuring device such as a video camera or an optical sensor, retrieves the images of the article to be checked and communicates them to analysis means.
  • This measuring device is preferably disposed close to and can be fixedly mounted.
  • the analysis means are configured to automatically detect an optical signature of the defect.
  • the disadvantage of optical fibers is that the images produced by all the receivers only make it possible to construct a partial image of the ring of the controlled article. The interpretation of the results is then more difficult.
  • the analysis means are further configured to process images from the shooting means when they communicate a complete sample of the ring by a set of mirrors. In this case, the analysis means perform a roll of the image so as to make a flat image of all or part of the ring. Any angular offset due to the random angular position of the article on the conveyor is compensated by an angular registration step. This step is carried out thanks to a reference mark preferably located on the article.
  • the analysis means comprise masking means which aim to eliminate the optical signature of a natural reflection and allow the automatic detection of the optical signature of a defect.
  • the masking operation does not associate a natural reflection with a defect, whose optical signature is also a reflection.
  • the variations of the position of the reflection (natural or defect) in the image of the shooting is in direct relation with the position, in particular the angular position, of the article under the means of shooting.
  • the position in particular the angular position, of the article under the means of shooting.
  • reflections will appear at a different position.
  • the operator is forced to widen the mask, which reduces the possibilities of detection.
  • This problem is solved by the second embodiment including a step of unrolling the image.
  • This embodiment makes it possible to distinguish between natural reflection and defect irrespective of the angular position of the screw ring, thanks to the angular registration operation with respect to a reference mark.
  • the reference mark may for example be the beginning of the thread or a mark on the article (especially on the ring) as the seam.
  • the detection of an optical signature of the defect is carried out by means of a masking operation, aimed at detecting the absence of a light signal or the presence of a light signal on a given area of the image obtained. by the shooting means, so as to eliminate the optical signature of a natural reflection in the search for the optical signature of a defect.
  • a test is carried out by non-defective articles brought constantly in a given angular position, then by defective articles brought into the same angular position,
  • a second step the same test is performed with transverse positions of the articles on the random conveyor, within a limit of plus or minus the diameter of the ring.
  • the first time is performed for a maximum of given angular positions.
  • the steps of the method according to the invention are sequential: detection of the presence of an article, measurement of the offset of the ring, repositioning of the means of shooting, then shooting and automatic analysis of an optical signature .
  • the delay between each phase may be of the order of 250ms.
  • the steps can be interleaved, that is to say for example that the detection of a new article can be performed before the optical signature analysis of the previous article on the conveyor is completed.
  • any type of article can be treated.
  • Articles of revolution can be controlled in a device such as a carousel, and shaped articles on a linear conveyor.
  • a device such as a carousel
  • flat ring means for shooting comprising a plurality of optical fibers may be used.
  • means for shooting comprising a peripheral mirror
  • analysis means configured to carry out an unwinding and an angular registration of the image obtained.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de détection d'un défaut dans une bague d'un article verrier. La position réelle de la bague est mesurée et permet de positionner des moyens de prise de vue précisément par rapport à la bague, de sorte à ce que l'axe optique des moyens de prise de vue passe par le centre de la bague. Un échantillon de la bague est réalisé et traité par des moyens d'analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut.

Description

A
DISPOSITIF ET PROCEDE DE DETECTION DE DEFAUT DANS UNE
BAGUE D'ARTICLE VERRIER
La présente invention concerne le domaine de la fabrication des articles verriers, notamment les opérations de contrôle de la bague d'un article.
Les articles verriers sont par exemple des bouteilles ou des flacons fabriqués de façon industrielle. En général, ces articles présentent des défauts tels que des glaçures (fissures) , bouillons, manques de matière, excès de matière, etc. dont les dimensions et les positions peuvent être aléatoires.
Plus précisément, selon un premier de ses aspects, l'invention concerne un procédé de détection d'un défaut dans une bague d'un article verrier, comprenant les étapes consistant à :
- effectuer, par des moyens de prise de vue comprenant un axe optique, une prise de vue d'un échantillon de la bague, et
- traiter la prise de vue par des moyens d' analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut.
Un tel procédé est connu de l'homme du métier. Il est par exemple mis en œuvre dans un certain nombre de machines ou dispositifs de contrôle. II existe plusieurs types de machines de contrôle permettant de détecter les défauts. Ces machines sont en général spécialisées et ne permettent de détecter qu'un type de défaut.
Au cours de leur fabrication, les articles sont placés sur un convoyeur et les différents contrôles sont généralement effectués directement sur les lignes de production.
Parmi les dispositifs de contrôle, on distingue plus particulièrement les dispositifs de contrôle de bague. Une bague est la zone supérieure d'un article, le plus souvent munie d'un renflement, et configurée pour coopérer avec des moyens de fermeture. Les défauts présents dans ou sur cette zone peuvent être de très faible dimension, ce qui rend leur détection difficile.
En général, les dispositifs de contrôle font appel à des systèmes de détection basés sur des techniques vidéo, optiques, et informatiques, par exemple une caméra CCD et un ordinateur équipé d'un logiciel de traitement et d'analyse d'image. Afin d'améliorer la détection, des moyens d'éclairage particulier sont également utilisés. Le problème est en effet de placer le défaut dans des conditions d'éclairage telles que ce défaut apparaisse plus clairement ou avec un meilleur contraste . La présente invention vise à détecter principalement les défauts de glaçure. Les glaçures sont un des défauts verriers que l'on ne sait pas supprimer dans la fabrication des articles et dont la conséquence est l'affaiblissement de la résistance de l'article à une pression interne ou externe, et/ou à une traction, ou encore à un choc, d'où un risque de casse.
Pour que le contrôle, c'est-à-dire la détection de défaut soit efficace, le positionnement de l'article en référence aux moyens de contrôle doit être très précis afin d'optimiser les conditions d'éclairage. Pour les défauts de petites dimensions, le positionnement entre l'article et les moyens de contrôle est un critère prédominant de performance.
A cet effet, les moyens de contrôle sont solidaires du bâti des moyens de convoi, et comprennent des moyens de prise de vue. Les articles sont souvent simplement posés sur un convoyeur muni de moyens de guidage qui sont soit immobiles, par exemple des rails ou des glissières, soit mobiles, par exemple des courroies .
Quel que soit le type de moyens de guidage, celui- ci est réalisé sur une zone différente de la zone à contrôler. Typiquement, un article possède généralement un fond dont la surface est supérieure ou égale à celle de la bague, et les moyens de guidage agissent sur le fond ou les flancs de l'article alors que le contrôle est réalisé pour une autre zone comme la bague.
En outre, le guidage des articles est réalisé avec des articles en mouvement, et la précision du guidage obtenu est en général insuffisante.
De plus, les articles verriers sont, par nature, soumis à des tolérances verrières. Ces tolérances verrières correspondent à un décalage axial de l'article tel que l'axe de symétrie de la bague est décalé par rapport au centre du fond de l'article, c'est-à-dire par rapport à l'axe longitudinal de l'article. Ce décalage peut atteindre le millimètre et parasite fortement la détection des défauts.
En outre également, selon le type de bague utilisé pour l'article verrier, la détection des défauts peut être impossible du fait de la géométrie de la bague d'une part, et d'autre part de la position angulaire aléatoire de l'article sur le convoyeur. On citera à cet effet les bagues dont la forme ne possède pas de symétrie de révolution, ci-après dénommées bagues à vis .
La présente invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci-avant, a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé essentiellement caractérisé en ce qu' il comprend en outre : - une étape de mesure consistant à mesurer la position réelle de la bague par rapport à une position de référence,
- une étape de commande consistant à émettre un signal représentatif du décalage entre la position réelle et la position de référence, et
- une étape de repositionnement consistant à appliquer un mouvement relatif entre la bague et les moyens de prise de vue, de sorte à ce que l'axe optique passe par le centre de la bague.
L'étape de prise de vue est réalisée par des moyens de prise de vue alors positionnés en référence à l'article, et plus précisément en référence à la position de la bague de l'article.
Dans le mode de réalisation préféré, les moyens de prise de vue sont montés mobiles par rapport à l'article. A titre d'alternative, l'article est monté mobile par rapport aux moyens de prise de vue, et dans un troisième mode de réalisation, les moyens de prise de vue et l'article sont tous deux montés mobiles, chacun de ces trois modes de réalisation permettant un mouvement relatif entre les moyens de prise de vue et l'article, c'est-à-dire sa bague.
Dans un mode de réalisation, les moyens de prise de vue sont mobiles en translation sur un plan horizontal, parallèle au plan du convoyeur. Dans un autre mode de réalisation, les moyens de prise de vue peuvent être en outre, mobiles sur un axe vertical. Dans ce mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est avantageusement munis de moyens pour escamoter les moyens de prise de vue, en particulier lorsque ceux-ci se déplacent selon l'axe vertical.
Grâce au repositionnement relatif par l'asservissement des moyens de mesure par rapport à la position réelle de la bague, l'axe optique des moyens de prise de vue passe par le centre de la bague, ce qui garantit une détection optimale.
Dans un mode de réalisation, l'étape de traitement de la prise de vue inclut une étape préalable consistant à effectuer un déroulé de la prise de vue et un recalage angulaire par rapport à un repère de référence.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour les articles munis d'une bague à vis.
De préférence, l'étape de traitement de la prise de vue comprend en outre une étape de masquage visant à éliminer la signature optique d'un reflet naturel dans la détection de la signature optique d'un défaut.
Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre tant pour les articles de révolution que pour les articles de forme. L' invention concerne également un dispositif de détection d'un défaut dans une bague d'article verrier, comprenant :
- des moyens de prise de vue d'un échantillon de la bague, munis d'un axe optique, et
- des moyens d'analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut à partir de la prise de vue.
Le dispositif selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu' il comprend en outre :
- des moyens de mesure d'un décalage entre la position réelle de la bague et une position de référence,
- des moyens de commande pour transmettre un signal représentatif du décalage mesuré, et
- des moyens de repositionnement pour appliquer un mouvement relatif entre l'article et les moyens de prise de vue en fonction du décalage mesuré, de sorte à ce que l'axe optique passe par le centre de la bague.
Le dispositif selon l'invention est avantageusement configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
Avantageusement, la solution selon l'invention permet de s'affranchir de la nécessité d'utiliser des échantillons spécifiques de défauts pour paramétrer le dispositif mettant en œuvre le procédé.
La solution selon l'invention peut être avantageusement appliquée tant aux bagues plates qu' aux bagues à vis, par recalage angulaire.
Dans un mode de réalisation, les moyens de prise de vue comprennent une source lumineuse et une pluralité de fibres optiques de sortie dont chacune est configurée pour transmettre respectivement l'image d'une zone donnée (Zl, Z2,... Zi) de la bague selon un angle déterminé.
Dans un mode de réalisation, la source lumineuse est reliée à une pluralité de fibres optiques d'entrée, dont chacune est configurée pour éclairer la bague selon un angle d'incidence déterminé.
Dans un mode de réalisation, les fibres d' entrée et les fibres de sortie sont toutes munies d'un filtre de couleur et agencées de sorte que la lumière émise par une fibre d'entrée à travers un filtre d'une première couleur est essentiellement détectée par une fibre de sortie munie d'un filtre d'une couleur identique de la première.
Dans un mode de réalisation alternatif, la combinaison des couleurs utilisées pour les filtres peut être remplacée par des angles de polarisation particuliers . Dans un mode de réalisation, les moyens de prise de vue comprennent une source lumineuse et un ensemble périphérique d'au moins un miroir, l'ensemble périphérique étant configuré pour transmettre l'image d'une zone donnée (ZR) de la bague correspondant à tout ou partie de la circonférence de la bague par l'intermédiaire d'un dispositif optique de renvoi.
Dans un mode de réalisation, les moyens de traitement de l'image d'une zone donnée (ZR) de la bague comprennent des moyens configurés pour effectuer un déroulé de l'image et un recalage angulaire de celle-ci par rapport à un repère de référence.
De préférence, les moyens d'analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut comprennent des moyens de masquage visant à éliminer la signature optique d'un reflet naturel dans la détection de la signature optique d'un défaut.
Grâce à ces dispositions, le re-tri effectué manuellement est grandement diminué .
En outre, le temps de réglage des dispositifs mettant en œuvre le procédé selon l'invention est grandement diminué. De plus, la détection des défauts se faisant sans contact physique, la cadence de mesure est plus élevée que celle des dispositifs mettant l'article en rotation.
La solution selon l'invention peut être mise en œuvre notamment pour les articles verriers utilisés dans les domaines de la parfumerie, la cosmétique, les vins et spiritueux et les produits alimentaires.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 représente un schéma en vue de dessus du dispositif selon un mode de réalisation de l' invention, et
- la figure 2 représente un schéma d'un mode de réalisation des moyens de prise de vue selon l' invention.
On distingue classiquement deux types de formes de corps d'articles et deux types de forme de bague. Quand un article possède une forme de révolution, il est dit de révolution, sinon il est dit de forme. Quand une bague possède une forme de révolution, elle est dite plate, sinon elle est dite à vis.
Comme décrit ultérieurement, la solution selon l'invention permet de détecter les défauts indépendamment de la forme de l'article ou de sa bague.
Une glaçure est une microfissure qui génère un phénomène de réflexion sur l'interface air/verre ainsi créée. Pour détecter au mieux ce type de défaut, la solution selon l'invention consiste à positionner au mieux des moyens d'éclairage.
A cet effet les moyens d' éclairage sont positionnés sous différents angles, c'est-à-dire différents angles d'incidence entre un rayon lumineux incident et la glaçure, afin de multiplier les configurations de détection possibles. De manière similaire, les moyens de détection sont positionnés sous différents angles.
En référence à la figure 1, les articles verriers ART, par exemple des bouteilles, sont disposés verticalement sur des moyens de convoi CONV tels qu'un convoyeur.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le convoyeur est un tapis mobile dont une partie au moins est linéaire et dont le sens est illustré par la double flèche selon la direction X-X. Dans un autre mode de réalisation décrit ultérieurement, le convoyeur est un carrousel.
Les articles verriers ART sont munis d'une bague B dans leur partie supérieure. Afin d'illustrer le phénomène de tolérances verrières, la bague B de l'article de révolution représenté à la figure 1 est excessivement excentrée. La présence des articles sur le convoyeur est détectée, en amont de la prise de vue, par des moyens de détection DETECT. Ces moyens de détection permettent notamment de piloter le déclenchement de la prise de vue ultérieure en vue du contrôle de présence des défauts. De préférence, les moyens de détection sont solidaires du bâti du convoyeur.
En outre, le dispositif comprend des moyens de mesure, éventuellement couplés aux moyens de détection.
Les moyens de mesure sont configurés pour mesurer la position réelle de la bague par rapport à une position de référence, par exemple par une image par le dessus de l'article, et un traitement par des moyens informatiques de l'image obtenue. D'autres moyens de mesures peuvent être envisagés, par exemple des moyens télémétriques effectuant des mesures latérales.
Les moyens de mesure de la position réelle comprennent de préférence une caméra fournissant une image de l'article, et des moyens de traitement d'image configurés pour extraire les coordonnées géométriques de l'article et/ou de sa bague.
Dans le mode de réalisation préféré, le principe de mesure de la position réelle est basé sur les méthodes de reconnaissance de forme par algorithme de corrélation d'image. A cet effet, une caméra prend une image de l'article par vue de dessus. L'image de la bague a été au préalable enregistrée en tant que référence. Une zone correspondant à la région de l'image dans laquelle la bague peut se situer est définie comme zone de recherche .
Le modèle de référence est superposé à l'image pour calculer un niveau de similitude, l'algorithme de corrélation consistant à rechercher un maximum de similitudes. L'ensemble de la zone de recherche est exploré par balayage. Le niveau maximum de similitude est considéré comme valable si celui-ci dépasse un seuil d'acceptabilité.
Les difficultés pour ce type d' application sont le manque de stabilité de l'image d'un article à l'autre. Les reflets visibles sur le fond, le bord ou sur la surface de bague sont très dépendants de la géométrie de l'article. Or, cette géométrie est fluctuante et ne peut être maîtrisée car inhérente au procédé de fabrication par soufflage des articles verriers.
Afin de minimiser ces phénomènes, des traitements d' images sont réalisés par filtres connus sous le nom de morphologie mathématique, et permettent d'homogénéiser l'image sans détériorer la géométrie.
Un dispositif d'asservissement commandant à chaque passage d'article la position à laquelle les moyens de prise de vue doivent se situer pour fournir la meilleure mesure pour le contrôle communique avec les moyens de mesure de la position réelle.
A cet effet, des moyens de repositionnement agissent de préférence sur les moyens de prise de vue. Dans d'autres modes de réalisation, ces moyens de repositionnement peuvent agir sur l'article et/ou sur le convoyeur. Les moyens de repositionnement sont donc configurés pour agir sur au moins l'un des éléments compris dans l'ensemble : moyens de prise de vue, article, et convoyeur.
La position de référence pour la mesure du décalage éventuel de la bague est définie par exemple par un article de référence ou encore par une position absolue. De préférence, les moyens de mesure du décalage sont solidaires du bâti du convoyeur.
La position réelle de la bague est transmise aux moyens de prise de vue. Le signal représentatif du décalage entre la position réelle et la position de référence est transmis par exemple sous forme de consigne à des moyens de repositionnement, configurés pour repositionner les moyens de prise de vue précisément par rapport à la bague de l'article à contrôler.
Ainsi, les moyens de mesure permettent de mesurer l'écart entre la position réelle de la bague et une position de référence et la valeur de cet écart est transmise à des moyens de contrôle par un signal représentatif du décalage mesuré. Cette transmission de signal peut être filaire ou sans fil.
En outre, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de contrôle CTRL. Les moyens de contrôle comprennent des moyens de prise de vue VIEW. En fonction du décalage mesuré, les moyens de prise de vue sont repositionnés relativement à la bague de l'article. Le repositionnement permet d'amener l'axe optique des moyens de prise de vue à passer par le centre de la bague, ce qui garantit des conditions d'éclairage et d'analyse optimales.
Le repositionnement des moyens de prise de vue est effectué de préférence par un asservissement selon l'axe Y-Y, perpendiculaire à la direction du convoyeur. On peut prévoir toutefois d'asservir également le mouvement relatif en outre selon l'axe X-X de déplacement des articles, par exemple dans le cas où la prise de vue, instantanée, se ferait avec des articles à l'arrêt pour la prise de vue. De même, selon la hauteur des articles et de leur bague, il est possible d'asservir également le mouvement relatif en outre selon l'axe vertical Z-Z. Une combinaison des trois repositionnements est évidemment envisageable.
Pour des raisons de clarté, seul est décrit ici le mode de réalisation dans lequel le repositionnement des moyens de prise de vue est effectué par mouvement translatif de ceux-ci selon un axe Y-Y transversal au convoyeur.
A cet effet, les moyens de prise de vue sont montés sur deux rails latéraux, solidaires du bâti du dispositif. Les rails permettent de faire coulisser les moyens de prise de vue dans une direction transversale à la direction du convoyeur. Le déplacement, en vue du repositionnement, est assuré par exemple par la rotation d'une vis sous l'action d'un moteur.
La course du repositionnement est déterminée par la mesure précédente du décalage entre la position réelle de la bague et sa position de référence par les moyens de détection et de mesure du décalage.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens de prise de vue peuvent également être montés mobiles en rotation, autour de l'axe optique.
De préférence, les moyens de contrôle sont solidaires du bâti du convoyeur.
Dans le mode de réalisation préféré, représenté à la figure 1, le convoyeur est essentiellement linéaire, et d' autres types de contrôles peuvent bien entendu être effectués sur d' autres postes le long du convoyeur. Dans un autre mode de réalisation (non représenté) , le convoyeur comprend un plateau rotatif. Ce type de convoyeur est utilisé avantageusement pour les articles de révolution. L'article est chargé sur un plateau rotatif indexé (carrousel) comprenant plusieurs alvéoles et postes. L'ensemble du plateau est animé d'un mouvement de rotation permettant de placer chaque alvéole dans une succession de positions correspondant à diverses opérations, dont l'une correspond au contrôle selon l'invention. A cet effet, chaque poste du carrousel peut être équipé d'accessoires permettant d'effectuer un type de contrôle donné. A titre d'exemple on peut citer les contrôles suivant : diamètre débouchage, étanchéité, surface de bague, glaçure de bague, épaisseur de corps.
Certains de ces contrôles sont effectués en plaçant l'article en rotation. A cet effet, un ensemble de galets en contact avec les flancs de l'article permet d'entraîner par friction l'article en rotation. Ce type de contrôle n'est bien entendu possible que sur des articles dont la forme est à symétrie de révolution.
Une fois les moyens de prise de vue repositionnés relativement à la position réelle de la bague de l'article, les moyens de prise de vue effectuent une prise de vue d'un échantillon de la bague. Comme décrit ci-après, l'échantillon peut être partiel ou total. Les moyens de prise de vue comprennent un système d'émission réception de lumière. L'émission de lumière est réalisée par une source lumineuse. La source lumineuse peut être unique ou multiple, par exemple un ensemble de diodes électroluminescentes (LED) .
Dans un premier mode de réalisation (non représenté), l'émission de lumière est orientable, par exemple par un ensemble de fibres optiques d' entrée reliées à la source et dont chacune est configurée pour éclairer la bague selon un angle d'incidence déterminé.
Les moyens de réception de lumière (détecteurs) comprennent également un ensemble de photorécepteurs, par exemple une vingtaine, judicieusement disposés. De préférence, les photorécepteurs sont des fibres optiques de sortie à transfert d' image permettant chacune de reporter l'image d'une zone donnée Zl, Z2, ... Zi, fraction de la bague l'article.
Selon l'angle d'incidence d'un rayon lumineux sur une glaçure, la détection de celle-ci est favorisée en fonction de l'angle des récepteurs. L'orientation relative des récepteurs et des émetteurs permet donc de favoriser la détection d'un type de glaçure donné.
Dans ce mode de réalisation, lorsque l'article est mis en rotation (autour de son axe de révolution) pour l'opération de contrôle, la glaçure se trouve à un moment sous un angle tel par rapport à l'une des sources lumineuses qu'une importante réflexion est générée et un pic de lumière est facilement détecté par l'un des photorécepteurs. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté aux articles de révolution.
Dans un mode de réalisation alternatif, l'article n'est pas mis en rotation pour l'opération de contrôle. Un assemblage fixe d'émetteurs et de récepteurs, monté sur un support, recueille une pluralité d'images partielles qui sont ensuite traitées par des moyens informatiques visant à éliminer les reflets parasites dus aux faces de la bague, pour les bagues de révolution, et aux pas de vis, pour les bagues à vis.
Quel que soit le mode de réalisation, les détecteurs sont avantageusement disposés à des endroits permettant de maintenir un rapport signal / bruit élevé, ce qui facilite les traitements de détection automatique d'une signature optique d'un défaut.
Dans un mode de réalisation, les fibres d'entrée et les fibres de sortie sont en outre toutes munies d'un filtre de couleur et agencées de sorte que la lumière émise par une fibre d' entrée à travers un filtre d'une première couleur est essentiellement détectée par une fibre de sortie munie d'un filtre d'une couleur identique de la première. Dans ce mode de réalisation, si une fibre d'entrée fait face à une fibre de sortie, elles sont munies de filtres de couleur différente, de sorte à éviter les éblouissements directs. Dans un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 2, les moyens de prise de vue comprennent une tête optique (non représentée) munie d'un éclairage diffus, disposé de préférence sur l'axe optique et configuré pour éclairer un article verrier par au- dessus, et des moyens optiques d'imagerie utilisant un renvoi optique de l'image obtenue de l'article éclairé par un miroir MIR périphérique ayant une symétrie de révolution et formant l'image sur une caméra CAM. De préférence, l'ensemble émission / réception de lumière possède une symétrie de révolution.
A titre d'alternative, le miroir périphérique unitaire permettant d'obtenir une image périphérique de la bague peut être remplacé par un ensemble circulaire de miroirs à facettes accolées les unes aux autres.
De préférence, le miroir ou l'ensemble de miroirs sont circulaires et le centre de symétrie de ces moyens de réflexion coïncide avec le centre de symétrie de la bague de l'article. L'image de la bague est renvoyée vers une caméra par l'intermédiaire d'un dispositif optique de renvoi, tel qu'un cône réfléchissant disposé selon l'axe optique, comme représenté sur la figure 2.
Sur la figure 2, les flèches représentent le chemin optique de la source (non représentée) à la caméra. Des moyens de focalisation optique, tels qu'une lentille, peuvent être montés en amont de la caméra. Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'éclairage et de détection sont latéraux.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend plusieurs moyens de prise de vue et / ou plusieurs moyens de traitement configurés pour détecter automatiquement une signature optique d'un défaut. Plusieurs types de défauts peuvent ainsi être détectés par un seul dispositif.
Les moyens de prise de vue, c'est-à-dire les moyens d' éclairage et les moyens de détection de reflets sont de préférence montés mobiles en translation et sont solidaires l'un de l'autre.
Un dispositif de mesure, tel qu'une caméra vidéo ou un capteur optique, récupère les images de l'article à contrôler et les communique à des moyens d'analyse. Ce dispositif de mesure est disposé de préférence à proximité et peut être monté fixe.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens d' analyse sont configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut. Toutefois, l'inconvénient des fibres optiques est que les images produites par l'ensemble des récepteurs ne permettent de construire qu'une image partielle de la bague de l'article contrôlé. L'interprétation des résultats est alors plus difficile. Dans un deuxième mode de réalisation, les moyens d' analyse sont configurés en outre pour traiter les images issues des moyens de prise de vue lorsque ceux- ci communiquent un échantillon complet de la bague par un ensemble de miroirs. Dans ce cas, les moyens d'analyse effectuent un déroulé de l'image de sorte à réaliser une image plate de tout ou partie de la bague. Le décalage angulaire éventuel du à la position angulaire aléatoire de l'article sur le convoyeur est compensé par une étape de recalage angulaire. Cette étape est réalisée grâce à un repère de référence se situant de préférence sur l'article.
Quel que soit le mode de réalisation, les moyens d' analyse comprennent des moyens de masquage qui visent à éliminer la signature optique d'un reflet naturel et permettent la détection automatique de la signature optique d'un défaut.
L' opération de masquage permet à cet effet de ne pas associer un reflet naturel à un défaut, dont la signature optique est également un reflet.
Les variations de position du reflet (naturel ou défaut) dans l'image de la prise de vue est en relation directe avec la position, notamment angulaire, de l'article sous les moyens de prise de vue. Dans le cas où l'article contrôlé ne se présente pas exactement à la même position, des reflets vont apparaître à une position différente. Pour éviter une détection erronée, l'opérateur est contraint d'élargir le masque, ce qui réduit d'autant les possibilités de détection.
Ce problème est résolu par le deuxième mode de réalisation incluant une étape de déroulé de l'image. Ce mode de réalisation permet d'effectuer la distinction entre reflet naturel et défaut quelle que soit la position angulaire de la bague à vis, grâce à l'opération de recalage angulaire par rapport à un repère de référence.
A cet effet, dans le cas où l'article à contrôler possède une bague à vis, le repère de référence peut par exemple être le début du pas de vis ou une marque sur l'article (notamment sur la bague) comme la couture. La détection d'une signature optique du défaut est réalisée par l'intermédiaire d'une opération de masquage, visant à détecter l'absence d'un signal lumineux ou la présence d'un signal lumineux sur une zone donnée de l'image obtenue par les moyens de prise de vue, de sorte à éliminer la signature optique d'un reflet naturel dans la recherche de la signature optique d'un défaut.
La construction d'un masque peut être réalisée de la manière suivante :
- Dans un premier temps, un test est réalisé par des articles non défectueux amenés constamment dans une position angulaire donnée, puis par des articles défectueux amenés dans la même position angulaire,
- Dans un deuxième temps, le même test est effectué avec des positions transversales des articles sur le convoyeur aléatoires, dans une limite de plus ou moins le diamètre de la bague. Le premier temps est réalisé pour un maximum de positions angulaires données.
De préférence, les étapes du procédé selon l'invention sont séquentielles : détection de la présence d'un article, mesure du décalage de la bague, repositionnement des moyens de prise de vue, puis prise de vue et analyse automatique d'une signature optique. A titre d'exemple, le délai entre chaque phase peut être de l'ordre de 250ms.
Selon la cadence du dispositif global mettant en œuvre l'invention, les étapes peuvent être entrelacées, c'est-à-dire par exemple que la détection d'un nouvel article peut être réalisée avant que l'analyse de signature optique de l'article précédent sur le convoyeur ne soit terminée.
Grâce à l'invention, tout type d'article peut être traité .
Les articles de révolution peuvent être contrôlés dans un dispositif tel qu'un carrousel, et les articles de forme sur un convoyeur linéaire. Pour les articles munis de bague plate des moyens de prise de vue comprenant une pluralité de fibres optiques peuvent être utilisés.
Pour les articles munis de bague à vis des moyens de prise de vue comprenant un miroir périphérique peuvent être utilisés, en combinaison avec des moyens d' analyse configurés pour effectuer un déroulé et un recalage angulaire de l'image obtenue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection d'un défaut dans une bague d'un article verrier, comprenant les étapes consistant à :
- effectuer, par des moyens de prise de vue comprenant un axe optique, une prise de vue d'un échantillon de la bague, et
- traiter la prise de vue par des moyens d'analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut, caractérisé en ce qu' il comprend en outre :
- une étape de mesure consistant à mesurer la position réelle de la bague par rapport à une position de référence,
- une étape de commande consistant à émettre un signal représentatif du décalage entre la position réelle et la position de référence, et
- une étape de repositionnement consistant à appliquer un mouvement relatif entre la bague et les moyens de prise de vue, de sorte à ce que l'axe optique passe par le centre de la bague.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de traitement de la prise de vue inclut une étape préalable consistant à effectuer un déroulé de la prise de vue et un recalage angulaire par rapport à un repère de référence.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de traitement de la prise de vue comprend en outre une étape de masquage visant à éliminer la signature optique d'un reflet naturel dans la détection de la signature optique d'un défaut.
4. Dispositif de détection d'un défaut dans une bague d'article verrier, comprenant :
- des moyens de prise de vue d'un échantillon de la bague, munis d'un axe optique, et
- des moyens d' analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut à partir de la prise de vue, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- des moyens de mesure d'un décalage entre la position réelle de la bague et une position de référence, - des moyens de commande pour transmettre un signal représentatif du décalage mesuré, et
- des moyens de repositionnement pour appliquer un mouvement relatif entre l'article et les moyens de prise de vue en fonction du décalage mesuré, de sorte à ce que l'axe optique passe par le centre de la bague.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de prise de vue comprennent une source lumineuse et une pluralité de fibres optiques de sortie dont chacune est configurée pour transmettre respectivement l'image d'une zone donnée Zl, Z2,... Zi de la bague selon un angle déterminé.
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la source lumineuse est reliée à une pluralité de fibres optiques d'entrée, dont chacune est configurée pour éclairer la bague selon un angle d'incidence déterminé.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel les fibres d'entrée et les fibres de sortie sont toutes munies d'un filtre de couleur et agencées de sorte que la lumière émise par une fibre d'entrée à travers un filtre d'une première couleur est essentiellement détectée par une fibre de sortie munie d'un filtre d'une couleur identique de la première.
8. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de prise de vue comprennent une source lumineuse et un ensemble périphérique d' au moins un miroir, l'ensemble périphérique étant configuré pour transmettre l'image d'une zone donnée ZR de la bague correspondant à tout ou partie de la circonférence de la bague par l'intermédiaire d'un dispositif optique de renvoi .
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les moyens de traitement de l'image d'une zone donnée ZR de la bague comprennent des moyens configurés pour effectuer un déroulé de l'image et un recalage angulaire de celle-ci par rapport à un repère de référence.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel les moyens d'analyse configurés pour détecter automatiquement une signature optique du défaut comprennent des moyens de masquage visant à éliminer la signature optique d'un reflet naturel dans la détection de la signature optique d'un défaut .
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