FR2698169A1 - Système de détection de défauts dans un matériau qui est porté par un transporteur. - Google Patents

Abstract

Le système comprend un laser de balayage ayant une source de lumière (2) qui est réfléchie par un miroir rotatif (4) sur le matériau, un mécanisme de diffusion de faisceau (18) placé sur un côté opposé du matériau par rapport au laser de balayage et une barrette de photodiodes (22) placée pour détecter la lumière diffusée par le mécanisme de diffusion de faisceau. Des variations rapides dans la quantité de la lumière atteignant la barrette de photodiodes (20) sont détectées quand un défaut est présent et un signal de défaut électronique est produit et analysé pour identifier le type de défaut.

Description

La présente invention a trait à des systèmes de détection de défauts, et

plus particulièrement à un tel système qui utilise un balayage et un détecteur pour identifier des défauts et pour trier le matériau inspecté selon le type de défaut identifié. On peut fabriquer des vêtements en préparant séparément les pièces de tissus composant le vêtement, en coupant les pièces de tissu séparé à la taille correcte puis en assemblant les pièces de tissus composantes, par couture ou par autre procédé de fixation, pour former le

vêtement complet.

Dans la fabrication de vêtements en tissu, il est souhaitable d'inspecter les pièces de tissus composantes avant de les assembler afin d'écarter les pièces qui présentent des défauts Après assemblage du vêtement, il peut être plus difficile d'inspecter en ce qui concerne les défauts, et une quantité plus grande de tissu et de temps de production peut être gaspillé si on trouve des

défauts dans le vêtement.

Des défauts d'un type sont ceux dans lesquels tout ou partie d'une partie du tissu est absente Ces défauts peuvent être sous la forme de trous, quelquefois nommé sous le nom de "persillage" (état o des petits trous d'aiguille apparaissent dans le matériau), ou "fil mince" (état o le tissu présente une surface amincie provoquée quand un fil fin a été cousu dans le matériau pendant la fabrication) Des défauts de ce type sont

généralement considérés comme permanents.

Des défauts du second type sont ceux dans les-

quels un excès de fil apparait dans une partie du tissu.

Ces défauts peuvent être sous la forme de grains, de striures ou "points lourds" un état o le tissu présente une surface épaissie provoquée quand un excès de fil a

été cousu dans le tissu pendant la fabrication Contrai-

rement aux défauts du premier type, les défauts du second type peuvent être non permanents Par exemple, on peut éliminer les grains de la surface laissant le matériau

dans un état utilisable.

On connaît des systèmes qui inspectent un tissu

en continu Par exemple dans un système connu, on main-

tient le tissu en continu dans une position généralement plane et on le déplace sur un transporteur Le tissu traverse une zone d'inspection o un faisceau de lumière,

tel qu'un faisceau laser, balaye le tissu quand il passe.

Une rangée de détecteurs située sur l'autre côté du tissu

est sensible a la lumière transmise à travers le tissu.

Ainsi, si un défaut tel qu'un trou est présent dans le

tissu, la lumière traverse le trou et est détectée.

Un inconvénient du système décrit ci-dessus est que l'on ne peut pas utiliser le système pour inspecter les pièces de tissu composante de formes irrégulières Il est souhaitable d'inspecter les pièces de tissu plutôt que le tissu à partir duquel elles sont coupées parce que la présence de défauts dans une partie du tissu ne rendra

pas le tissu inutilisable en entier.

Un inconvénient supplémentaire du système décrit ci-dessus est que le système est sensible aux variations de la lumière ambiante, réduisant ainsi l'efficacité du procédé de détection De plus, avec le système tel que décrit, il n'est pas facilement possible de détecter des défauts du second type décrit ci-dessus, ni de distinguer entre les types de défauts En conséquence, il devrait être souhaitable d'avoir un système amélioré pour la

détection de défauts dans des pièces de tissu.

Conformément à un premier aspect de l'invention, un système de détection de défauts dans un matériau qui est porté sur un transporteur est créé, comprenant une source de lumière telle qu'un laser à balayage qui est réfléchi par un miroir rotatif sur le matériau, un mécanisme de diffusion de faisceau situé sur le côté opposé du matériau par rapport au laser à balayage, et une barrette de photodiodes placée pour détecter la lumière diffusée par le mécanisme de diffusion de faisceau Des variations rapides dans la quantité de

lumière atteignant la barrette de photodiodes sont détec-

tées quand un défaut est présent produisant ainsi un signal de défaut électronique ayant une forme d'onde différente pour différents types de défauts Le signal de défaut électronique est analysé pour identifier le type du défaut, et le matériau est trié selon le type de défaut. Conformément au second aspect de la présente invention, un procédé pour détecter des défauts dans un matériau qui est porté par un transporteur est créé comprenant les étapes consistant à balayer un faisceau de lumière sur, et partiellement à travers le matériau, à

détecter des variations de vitesse élevées dans l'inten-

sité de la portion du faisceau de lumière traversant le matériau, à compter le nombre de variations de vitesse élevées dans l'intensité détectée et à trier le matériau

selon le nombre compté.

Diverses autres caractéristiques de l'invention

ressortent d'ailleurs de la descriptionn détaillée qui

suit.

Des formes de réalisation de l'objet de l'inven-

tion sont représentées, à titre d'exemples non limita-

tifs, aux dessins annexés.

La fig 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation présentement préférée d'un détecteur de

défauts de matériau.

La fig 2 est une vue latérale en élévation du

mode de réalisation de la fig 1.

La fig 3 est une vue en coupe d'une barrette de photodiodes et d'un mécanisme de diffusion de faisceau

dans la zone de balayage de la fig 1.

La fig 4 est une vue en plan de la barrette de

photodiodes de la fig 3.

La fig 5 est une vue de dessus de la zone

représentée aux fig 1 et 2.

La fig 6 est un diagramme schématique fonc-

tionnel du mode de réalisation d'un détecteur de défauts

de matériau de la fig 1.

La fig 7 est une élévation d'un boîtier de calculateur du mode de réalisation de la fig 1. La fig 8 est un diagramme schématique du circuit de détection principal présentement préféré représenté à

la fig 6.

Les fig 9 A et 9 B sont des diagrammes schéma-

tiques du circuit amplificateur présentement préféré de

la fig 6.

La fig 10 est un organigramme décrivant les étapes réalisées par le programme principal préféré du

calculateur à exécuter par le système de la fig 6.

La fig 11 est un organigramme décrivant les étapes réalisées par le programme de commande de balayage

préféré à exécuter par le système de la fig 6.

La fig 12 illustre la relation de la phase du signal de défaut produit par le système de la fig 6

selon le type de défaut.

La fig 13 est une vue supérieure d'une zone de balayage dans un mode de réalisation en variante d'un

détecteur de défauts de matériau.

La fig 14 A illustre un signal vidéo engendré dans un mode de réalisation en variante d'un détecteur de

défauts de matériau.

La fig 14 B illustre un signal de défaut dérivé par le mode de réalisation en variante provenant du signal vidéo de la fig 14 A. La fig 1 représente un détecteur de défauts à balayage laser selon un mode de réalisation préféré de la présente invention Une source lumineuse 2 émet un faisceau lumineux 3 qui est réfléchi par un miroir rotatif 4 sur un matériau se déplaçant 6 Le miroir rotatif 4 est mis en rotation grâce à un moteur 8 (Un moyen de commande pour le moteur 8 est représenté à la fig 6) Un mécanisme de diffusion du faisceau 18 est situé à une distance 19 au-dessous du matériau 6 Une barrette de photodiodes 20 est située à une distance 21 au-dessous du mécanisme de diffusion de faisceau 18 Au moins deux détecteurs de zone de balayage externes 24, 26 sont montés de façon coulissante sur des supports de détecteurs 310, 312 situés au-dessus d'un support de

matériau 14.

Comme représenté à la fig 2 le matériau 6 est transporté d'un premier transporteur 10 vers un second transporteur 12 au moyen du support de matériau 14 Le support 14 possède une fente 16 qui est située le long du chemin du faisceau lumineux de balayage 3 Le mécanisme de diffusion de faisceau 18 est placé au-dessous de la fente 16 Le mécanisme de diffusion de faisceau 18 possède la propriété de diffuser le faisceau de lumière incident 3 de façon que le faisceau lumineux 3 soit

facilement détecté par la barrette de photodiodes 20.

Dans le mode de réalisation préféré, le mécanisme de

diffusion de faisceau est une feuille de polytétrafluo-

roéthylène avec une épaisseur approximativement de 0,79 mm à 1,59 mm ( 1/32 " à 1/16 "), bien que l'on puisse

utiliser d'autres matériaux tels qu'un parchemin.

La barrette de photodiodes 20 est également disposée au-dessous de la fente 16 La barrette 20 comprend de préférence 132 photodiodes, ou plus Dans le mode de réalisation préféré, tel que représenté à la fig 3, 132 photodiodes 23 sont en quinconces sur une largeur de 42,5 mm ( 16, 75 "), le centre de la surface photosensible 25 de chaque photodiode 23 étant séparé par 6,4 mm ( 0,250 ") Les photodiodes 23 sont en quinconces comme représenté à la fig 4 pour augmenter la surface de détection tout en lissant le signal engendré En plus de la barrette de photodiodes 20, le détecteur de défauts 1 comprend un détecteur de départ de balayage 22 ayant 2 photodiodes 27, 29 situées à la position de départ du balayage adjacent à la barrette de diodes 20, comme représenté à la fig 4 Les photodiodes constituant la rangée 20 et le détecteur de départ 22 sont disponibles dans le commerce, tels qu'une pièce no SFH 217 fabriqué par Siemens Corp La surface photosensible 25 de la photodiode SFH 217 présente un diamètre extérieur de 5,1 mm ( 0,200 pouce).

Le mode de réalisation préféré inclut des détec-

teurs de surface de balayage 24 et 26, tel que représenté aux fig 1 et 2, qui peuvent être situés en tout point particulier extérieur à la zone balayée, et un détecteur de matériau 28 Les détecteurs de la zone de balayage externes 24, 26, qui sont de préférence des détecteurs de réflection à fibre optique, fournissent une information de position du matériau 6 Ceci procure la capacité de

balayage et d'évaluation de patron intelligent perfor-

mant, tel qu'il sera décrit en plus amples détails ci-dessous Le détecteur de matériau 28, qui est de préférence un détecteur de réflection, tel qu'un émetteur/ récepteur infrarouge est situé en amont dans la ligne d'avance par rapport à la barrette de diodes 20 De plus, des soufflantes rotatives 38 sont disposées au-dessus de la zone de balayage pour aplatir le matériau 6, qui présente typiquement une ondulation naturelle quand il

est en cours de balayage.

En se référant maintenant à la fig 5, après que le matériau 6 passe entre le faisceau laser de balayage et la barrette de photodiodes 20, le second transporteur 12 transporte le matériau inspecté 6 vers la zone de rejet de matériau 30, o on peut éliminer le matériau défectueux du transporteur 12 par un mécanisme de rejet 32 De préférence, le mécanisme de rejet 32 inclut des soufflantes d'éjection de trous 34 et des soufflantes d'éjection d'excès de matériau 36 Les soufflantes d'éjection de trous 34 et les soufflantes d'éjection de matériau en excès 36 sont commandées pour souffler le matériau 6 en dehors des côtés opposés du deuxième transporteur 12, triant ainsi le matériau 6 avec des défauts de trous, qui sont généralement considérés comme des défauts permanents, du matériau 6 avec des types de

défauts qui peuvent être réparables.

Le détecteur de défauts à laser du présent mode de réalisation peut être complètement automatisé Comme représenté à la fig 6, les détecteurs de zone externes de balayage 24 et 26 sont reliés à un calculateur 54 Le

détecteur de matériau 28 est également relié au calcula-

teur 54 Un pupitre 296 et un terminal d'affichage vidéo 297 peuvent également être reliés au calculateur 54 Le détecteur de départ 22 est relié à un préamplificateur d'impulsion de départ 292, qui est relié à un étage

amplificateur d'impulsion de départ 244 L'étage amplifi-

cateur d'impulsion de départ 244 est relié à un étage de comparateur d'impulsion de départ 246 La sortie de l'étage comparateur d'impulsion de départ 246 est relié

au calculateur 54.

La barrette principale de détecteur 20 est également surveillée par le calculateur 54 La barrette

principale de détecteur 20 est reliée à un étage préam-

plificateur à dv/dt élevé 40 La sortie de l'étage préamplificateur à dv/dt élevé 40 est alimentée en parallèle à deux étages amplificateurs à dv/dt élevé 138 a et 138 b Les étages amplificateurs 138 a et 138 b sont

reliés à des étages comparateurs 140 et 245 respective-

ment La sortie de l'étage comparateur 140 est reliée au calculateur 54 La sortie de l'étage comparateur 245 est reliée à un circuit multivibrateur monostable 231 Le

circuit monostable 231 est relié au calculateur 54.

Comme représenté à la fig 6, chacun des circuits comparateurs 140, 245 et 246 est relié à un potentiomètre 198 a, 198 b et 198 c, respectivement Les potentiomètres 198 a, 198 b, et 198 c sont actionnables pour ajuster la

sensibilité des comparateurs 140, 245 et 246 en permet-

tant à l'utilisateur du système d'ajuster le point de bascule des comparateurs 140, 245 et 246 Le point de bascule est l'amplitude de la tension que l'on doit fournir, provenant du circuit amplificateur à dv/dt élevé pour provoquer l'apparition d'une tension à la sortie du comparateur L'utilisateur du système peut ajuster les potentiomètres, et par ce moyen le point de bascule, en tournant le réglage de sensibilité 294 a, 294 b et 294 c, représenté à la fig 7. En réponse à ces diverses entrées, le calculateur 54 commande le balayage laser, le mécanisme de rejet de matériau 32, les soufflantes rotatives 38 et une alarme 337 Comme représenté à la fig 6, le calculateur 54 est relié à une alimentation 300 L'alimentation 300 est reliée à la source de lumière 2 et à un pilote de moteur de miroir 302 Le pilote de miroir est relié au moteur 8, qui est relié au miroir rotatif 4 Le calculateur 54 est également relié à la soufflante d'éjection de défauts de trous 34, à la soufflante d'éjection de matériau en excès 36, aux soufflantes rotatives 38 et à l'alarme 337 comprenant une diode émettrice de lumière (LED) 336 et

une alarme audible 338.

Quand des défauts sont détectés, les soufflantes appropriées 34 d'éjection de défauts de trous et les soufflantes 36 d'éjection de matériau en excès sont

activées grâce aux signaux provenant du calculateur 54.

Dans le mode de réalisation préféré, le détecteur de trous est le dispositif prioritaire En conséquence, quand un trou est détecté, le calculateur 54 active un

relais de verrouillage 56 pour outrepasser les soufflan-

tes d'éjection de défauts de matériau en excès 36.

Le circuit principal de détecteur est représenté à la fig 8 Une source de courant continu 58 de 2,5 volts provenant d'une borne 62 d'un connecteur 64, est appliquée à la cathode 60 de chaque photodiode dans la barrette principale 20 L'anode 68 de chaque photodiode dans la barrette principale 20 est reliée à une capacité 76 et à une inductance 72 L'inductance 72 est reliée à une borne de masse 86 du connecteur 64 à travers un

potentiomètre 42 La résistance à coefficient de tempéra-

ture négligeable 74 (CT) est reliée en parallèle avec

l'inductance 72 entre l'anode 68 et le potentiomètre 42.

La capacité 76 est reliée à la base 78 d'un transistor Une résistance 80 est reliée entre la base 78 et le

collecteur 82 du transistor 70 L'émetteur 84 du transis-

tor 70 est relié à une borne de masse 86 du connecteur 64 Le collecteur 82 du transistor 70 est relié à une source de courant continu 58 de 2,5 volts appliquée à la borne 62 du connecteur 64 à travers une résistance de polarisation 92 Une capacité de liaison 88 est reliée entre la borne 62 et la borne de masse 86 du connecteur 64 Une capacité 90 est reliée entre le collecteur 82 du transistor 70 et la borne de masse 86 Le collecteur 82 du transistor 70 est également relié à la borne 124 du

connecteur 64.

Une source 94 de courant continu de 5 volts, provenant de la borne 66 du connecteur 64, est appliquée à la cathode 96 de chaque photodiode du détecteur de

départ de balayage 22 L'anode 98 des photodiodes compre-

nant le détecteur de départ de balayage 22 est reliée à la base 100 du transistor 102 Un potentiomètre 104 est relié entre la base 100 du transistor 102 et la borne de

masse 106 du connecteur 64 Le collecteur 108 du transis-

tor 102 est relié à la base 110 d'un transistor 112 Le collecteur 114 du transistor 112 est relié à la borne 116

du connecteur 64 Les émetteurs 118 et 120 des transis-

tors 102 et 112 respectivement sont reliés à la borne de masse 106 du connecteur 64 Une capacité de liaison 122 est reliée entre la borne 66 de source de courant continu volts et la borne de masse 106 du connecteur 64 Les deux bornes de masse 86 et 106 du connecteur 64 sont

reliées ensemble.

Le circuit de détection principal, représenté à la fig 8, signale qu'un balayage a démarré et répond aux variations d'intensité d'illumination quand le faisceau

lumineux de balayage 3 traverse le matériau 6 en inspec-

tion Le circuit de détection principal fournit une impulsion de départ 126 à partir de la borne 116 du connecteur 64 quand les photodiodes 27, 29 comprenant le détecteur de départ de balayage 22 sont illuminées par le faisceau lumineux 3 de balayage Cette illumination produit un courant variable en fonction du temps à l'anode 98 qui est amplifié par les transistors 102 et 112 L'impulsion de courant amplifiée, qui est appliquée à la borne 116 provenant du collecteur 114 du transistor

112, est l'impulsion de départ 126.

De plus, le circuit de détection principal de la fig 8 fournit un signal de défaut 128 à partir de la borne 124 du connecteur 64 en réponse aux variations dans l'intensité d'illumination quand le faisceau de lumière de balayage 3 traverse le matériau 6 Des variations d'intensité d'illumination provoquent une variation correspondante de tension à l'anode 68 de la barrette de photodiodes 20 Un réseau passe-haut comprenant la capacité en série 76 et l'inductance en parallèle 72 bloque les variations de fréquence faible dans la tension à l'anode 68 en fonction du temps, tout en laissant passer les variations de fréquence élevée Les signaux de fréquence élevée, qui sont provoqués par des variations

soudaines de l'intensité du faisceau de lumière 3 frap-

pant la barrette de photodiodes 20, sont ensuite ampli-

fiés par le transistor 70 Le signal amplifié, qui est appliqué à la borne 124 du connecteur 64 provenant du collecteur 82 du transistor 70 est le signal de défaut 128. L'impulsion de départ 126 et le signal de défaut 128 sont appliqués à partir du circuit de détection principal de la fig 8 vers le circuit amplificateur de la fig 9 A pour un traitement supplémentaire Dans l'émission de l'impulsion de départ 126 et le signal de défaut 128 provenant du circuit de détection principal vers le circuit amplificateur, il est préférable de blinder électriquement, comme il est bien connu dans la

technique, le signal de défaut 128 provenant de l'impul-

sion de départ 126 pour empêcher une diaphonie.

il

Les fig 9 A et 9 B sont des diagrammes schéma-

tiques du circuit amplificateur Le signal de défaut 128 est appliqué au circuit via une borne 130 d'un connecteur 132 La borne 130 est reliée à un circuit de détection positif 134 et à un circuit de détection négatif 136 Le circuit de détection positif 134 engendre un signal d'interruption positif 214 en réponse à un pic positif brusque en tension du signal de défaut 128 D'une manière similaire, le circuit de détection négatif 136 engendre un signal d'interruption négatif 234 en réponse à un pic

négatif soudain en tension du signal de défaut 128.

Le circuit de détection positif 134 et le circuit

de détection négatif 136 ont chacun un étage amplifica-

teur à dv/dt élevé 138 suivi par un étage comparateur 140 L'étage amplificateur à dv/dt élevé est représenté à la fig 9 A Le signal de défaut 128 est relié à la base

142 d'un transistor 144 par l'intermédiaire d'une capaci-

té 146 Une résistance de contre-réaction 148 relie la base 142 au collecteur 150 du transistor 144 L'émetteur 152 du transistor 144 est relié à une masse 154 à travers une résistance 156 Le collecteur 150 du transistor 144 est relié à la base 158 d'un second transistor 160 par l'intermédiaire d'une capacité 162 La résistance de contre-réaction 164 relie la base 158 au collecteur 166 du transistor 160 L'émetteur 168 du transistor 160 est

relié à la masse 154.

Les transistors sont polarisés en utilisant une source de courant continu 170 La source 170 est reliée à une résistance 172 La résistance 172 est reliée au collecteur 166 du transistor 160 à travers une résistance 174 La résistance 172 est reliée à un circuit RC ayant des capacités en parallèle 176 et 178 qui sont reliées à la masse 154 et ayant une résistance en série 180 Le circuit RC est relié au collecteur 150 du transistor 144

à travers une résistance 182.

L'étage amplificateur à dv/dt élevé 138 est relié à un étage comparateur 140 L'étage comparateur est représenté à la fig 9 B pour le circuit de détection positif 134 La sortie de l'étage amplificateur à dv/dt élevé est reliée à une capacité de liaison 184 La capacité de liaison est reliée à une première entrée 186 du comparateur 188 Une seconde entrée 196 du comparateur 188 est reliée à une sortie d'un potentiomètre 198 La seconde entrée 196 est également reliée à une résistance de contre réaction 200 La sortie 202 du comparateur 188 est reliée à la base 204 d'un transistor 206 L'émetteur 208 du transistor 206 est relié à une masse 210 Le

collecteur 212 est relié à la résistance de contre-

réaction 200 Le signal du collecteur 212 du transistor

206 est le signal d'interruption positif 214.

La première entrée 186 est également reliée à la source de courant continu 170 à travers une résistance La résistance 190 est reliée à une masse 192 par l'intermédiaire d'une résistance 194 La source de courant continu 170 est reliée au collecteur 212 du transistor 206 à travers une résistance 216 Une tension de référence de 5 volts 218 est reliée au potentiomètre 198 De plus, le potentiomètre 198 est relié à une source de courant continu de + 12 volts 220 par l'intermédiaire d'une capacité en parallèle 222 et une résistance en

série 224.

Comme représenté à la fig 9 B, l'étage compa-

rateur dans le circuit de détection négatif 136 diffère de l'étage comparateur dans le circuit de détection positif 134, décrit ci-dessus, par l'addition d'une résistance 226 entre la capacité de liaison 184 et la première entrée 186 vers le comparateur 188 En outre, la résistance de contre-réaction 200 possède une valeur de résistance plus faible qu'utilisée dans le circuit de

détection positif.

La sortie de l'étage comparateur du circuit de détection négatif 136 est reliée à l'entrée inverseuse

228 d'un multivibrateur monostable 230, tel que représen-

té à la fig 9 B La sortie inverseuse 232 du

multivibrateur monostable 230 fournit le signal d'inter-

ruption négatif 234 On peut ajuster la largeur d'impul-

sion du signal d'interruption négatif 234 en faisant

varier la valeur de la résistance d'un potentiomètre 236.

La source de courant continu 170 est reliée au potentio- mètre 236 Le potentiomètre 236 est relié à une capacité

238, qui est reliée à une masse 240 L'entrée non inver-

seuse 242 du multivibrateur 230 est également reliée à

une masse 240.

Telle que représentée aux fig 9 A et 9 B, l'impulsion de départ 126 est également reliée à un étage amplificateur 244 et à un étage comparateur 246 A la fig 9 A, l'impulsion de départ 126 est appliquée à un étage amplificateur 244 via une borne 248 du connecteur 132 La borne 248 est reliée à une capacité en série 250, qui est reliée à la base 252 d'un transistor 254 Une résistance de contre-réaction 256 relie la base 252 au collecteur 258 du transistor 254 L'émetteur 260 du

transistor 254 est relié à une masse 270 par une résis-

tance 262 Le collecteur 258 est relié à une capacité en série 264, qui est reliée à la base 266 d'un transistor 268 Une résistance de contreréaction 272 relie la base 266 au collecteur 274 du transistor 268 L'émetteur 276

du transistor 268 est relié à une masse 270.

La source de courant continu 170 est appliquée à l'étage amplificateur 244 à travers une résistance en série 278 et une capacité en parallèle 280 La capacité en parallèle 280 est reliée à une résistance en série 282 et à une résistance 284, qui est reliée au collecteur 274 du transistor 268 La résistance en série 282 est reliée à une capacité en parallèle 286 et à une résistance 288,

qui est reliée au collecteur 258 du transistor 260.

Provenant du collecteur 274 de l'étage amplifica-

teur 244 l'impulsion de départ 126 est reliée à l'étage

comparateur 246, représenté à la fig 9 B L'étage compa-

rateur d'impulsion de départ 246 est de la même concep-

tion que l'étage comparateur dans le circuit de détection négatif 136, qui est représenté à la fig 9 B, sauf que l'impulsion de départ est appliquée à l'entrée inverseuse du comparateur 188 dans l'étage comparateur d'impulsion de départ 246, et le potentiomètre 198 c est relié à l'entrée non inverseuse du comparateur 188 La sortie de l'étage comparateur d'impulsion de départ 246 est une

impulsion de départ 290.

La liaison capacitive créée par la capacité 146 est une partie essentielle de l'étage amplificateur à dv/dt élevé 138 La constante de temps RC du circuit amplificateur représenté à la fig 9 A est principalement commandée par l'impédance d'entrée de l'étage d'entrée du transistor Dans le mode de réalisation préféré, la capacité 146 possède une valeur de 220 picofarads Le

composant résistif de l'impédance d'entrée vaut approxi-

mativement 3000 ohms La constante de temps RC est donc de 0,000660 seconde En provoquant la réjection des fluctuations de signal à basse fréquence, cette valeur de constante de temps fournit l'étage amplificateur à dv/dt

élevé 138 avec un bon rapport signal sur bruit et aug-

mente ainsi la résolution du système de la fig 6.

Dans les étages comparateurs 140, le signal est mis au carré et conditionné pour être utilisé comme un

interrupteur vers le calculateur 54 Le signal d'inter-

ruption positif 214, le signal d'interruption négatif 234, et l'impulsion de départ 290 sont reliés à un

calculateur 54.

Dans le mode de réalisation préféré, le calcula-

teur 54 compte les signaux de défauts et indique un rejet quand plus de deux défauts sont détectés par balayage On compte a priori deux défauts, un pour chaque côté du matériau 6 Quand le faisceau lumineux 3 balaye lelong de la ligne de balayage 308, chaque bord de la manche produit une variation aiguë dans l'intensité de la

lumière frappant la barrette de photodiodes 20, engen-

drant ainsi un signal de défaut Si un trou existe dans le matériau 6 sous la zone de balayage 306, le faisceau lumineux traversera soudainement ce trou, tombant sur le mécanisme de diffusion de faisceau 18 Le mécanisme de diffusion de faisceau 18 diffuse le faisceau lumineux 3 en une zone plus large o l'on peut détecter la lumière facilement par la barrette de photodiodes 20 En réponse à cette variation soudaine dans l'intensité lumineuse, un signal de défaut est produit Parce que trois signaux de

défauts sont engendrés dans ce seul balayage, le calcula-

teur 54 active le mécanisme de rejet 32.

La fig 10 est un organigramme décrivant les

étapes réalisées par le programme principal du calcula-

teur préféré à exécuter par le système de la fig 6 Au niveau du point d'entrée du programme 320, un programme de commande de balayage est exécuté A l'étape 322 le programme effectue une vérification quant à un signal d'interruption de clavier 321 L'utilisateur du système peut engendrer un signal d'interruption en appuyant sur une des touches conçue pour une interruption 296 sur le pupitre Si aucun signal d'interruption du clavier 321

n'est présent, alors le programme retourne à l'étape 320.

Si un signal d'interruption 321 est présent, alors le

programme poursuit à l'étape 324.

Le programme détermine si une première touche conçue pour une interruption 323 a été enfoncée à l'étape 324 Si la première touche conçue pour une interruption 323 a été enfoncée, alors le programme se poursuit à l'étape 326, o le programme exécute un changement dans les constantes de modèle 394, par ce moyen le système de la fig 6 est réglé pour balayer un patron de matériau différent Les constantes de modèle 394 sont discutées ci-dessous par rapport à la fig 5 et un balayage de patron intelligent Après l'étape 326, le programme

retourne à l'étape 320 Si le premier bouton d'inter-

ruption prévu 323 n'a pas été enfoncé, alors le programme

poursuit à l'étape 328.

A l'étape 328, le programme détermine si une deuxième touche conçue pour une interruption 325 a été

enfoncée Si la deuxième touche conçue pour une inter-

ruption 325 a été enfoncée, alors le programme poursuit à l'étape 330, o le programme exécute un changement dans les paramètres en cours Ceci permet à l'utilisateur du système de modifier les constantes de modèle 394 en cours Après exécution du changement dans des paramètres courants à l'étape 330, le programme retourne à l'étape 320 Si la deuxième touche conçue pour une interruption 325 n'a pas été enfoncée, alors le programme poursuit à

l'étape 332.

A l'étape 332, le programme détermine si une troisième touche conçue pour une interruption 327 a été

enfoncée Si la troisième touche conçue pour une inter-

ruption 327 a été enfoncée, alors le programme poursuit à l'étape 334 o le programme exécute une vérification d'état des entrées et des sorties du calculateur Les entrées vers le calculateur 54 comprennent le détecteur de matériau 28 et les détecteurs de zone de balayage externe 24 et 26 Les sorties du calculateur comprennent la LED 336, le signal audible 338, le mécanisme de rejet 32 et les soufflantes rotatives 38 Après l'étape 334, le programme retourne à l'étape 320 Si la troisième touche conçue pour une interruption 327 n'a pas été enfoncée,

alors le programme retourne à l'étape 320.

La fig 11 est un organigramme décrivant les étapes réalisées pendant l'exécution du programme de commande de balayage désigné ci-dessus en référence à l'étape 320 de la fig 10 Au point d'entrée du programme 340, le programme détermine si un matériau est entré dans la zone de balayage en vérifiant l'état du détecteur de matériau 28 Si le matériau n'est pas entré dans la zone de balayage 306, alors le programme détermine à l'étape 342 si un signal d'interruption au clavier 321 est présent Si aucun signal d'interruption n'est présent, alors le programme retourne à l'étape 340 Si un signal d'interruption est présent, alors le programme évalue l'interruption selon l'algorithme décrit dans les étapes 324 à 334, tel que discuté ci-dessus en référence à la

fig 10, après quoi le programme retourne à l'étape 340.

D'autre part, si le matériau est entré dans la zone de

balayage 306, alors le programme poursuit à l'étape 344.

A l'étape 344, le programme détermine si une

impulsion de départ a été détectée par le calculateur 54.

Si aucune impulsion de départ n'a été détectée, alors le programme retourne à l'étape 340 Si une impulsion de départ a été détectée, alors le programme poursuit à

l'étape 346.

Le programme instruit le calculateur 54 d'at-

tendre pendant un délai du bord de front à l'étape 346.

Le délai du bord de front est le temps écoulé entre le moment de la première détection du matériau par le détecteur de matériau 28 et le moment o une détection de défauts débute En se référant à la fig 5, le matériau 6 de la manche typique 304 présente une courbure naturelle qui provoque une ondulation du bord de front 388, et, si les manches ne se chevauchent pas, du front de fuite 390,

pendant le transport normal par les transporteurs 10, 12.

L'ondulation pourrait provoquer une fausse détection de défauts On surmonte ceci à l'étape 346 en retardant pendant un certain nombre, fonction du modèle du matériau présent, de balayages avant d'autoriser une détection de

défauts.

Après exécution du délai du bord de front, le

programme détermine, à l'étape 348, si les deux détec-

teurs de zone de balayage externe 24, 26, ont détecté le matériau Si les deux détecteurs 24, 26 n'ont pas détecté de matériau, alors le programme poursuit à l'étape 350, o un délai de bord droit est exécuté Après le délai approprié, le programme continue à l'étape 352 Si les deux détecteurs 24, 26 ont détecté le matériau, alors le

programme continue à l'étape 352.

En se référant de nouveau à la fig 5, la manche typique 304 possède des bords droits 314 et 316 qui sont parallèles à la ligne de balayage 308 Le balayage de bord droit parallèle à la ligne de balayage 308 peut entraîner une détection erronée de défauts On surmonte ceci à l'étape 350 en retardant pendant une durée, fonction du modèle, le délai de bord droit 398, avant de permettre une détection de défauts.

A l'étape 352, le programme instruit le calcula-

teur 54 de compter les signaux de défauts Ensuite le

programme poursuit à l'étape 354 o le programme déter-

mine si le temps de balayage 396 est écoulé Le temps de balayage 396 est le temps que prend le faisceau laser de balayage à se déplacer du détecteur de départ 22 vers l'extrémité opposée 392 de la barrette de photodiodes 20, tel que représenté à la fig 5 Si le temps de balayage n'est pas écoulé, alors le programme retourne à l'étape

352 Si le temps de balayage est écoulé, alors le pro-

gramme poursuit à l'étape 356.

Le programme détermine, à l'étape 356, si le

compte de défauts est supérieur à une limite prédétermi-

née Si le compte de défauts est supérieur à la limite prédéterminée, alors le programme poursuit à l'étape 358, o le programme instruit le calculateur 54 d'activer l'alarme audible 338 et la LED 336, et de valider le mécanisme de rejet 32 Après exécution de l'étape 358, le programme poursuit à l'étape 360 Si le compte de défauts n'est pas supérieur à la limite prédéterminée, alors le

programme poursuit à l'étape 360 à partir de l'étape 356.

A l'étape 360, le programme détermine si un matériau est présent dans la zone de balayage Si un matériau est présent dans la zone de balayage, alors le programme retourne à l'étape 344 S'il n'y a aucun matériau dans la zone de balayage, alors le programme

retourne à l'étape 340.

Le détecteur de défauts automatisé de la présente invention est capable d'un balayage intelligent de patrons En se référant de nouveau à la fig 5, une vue d'une manche typique 304 traversant la zone de balayage 306 de la présente invention est présentée La manche 304 se déplace de la gauche vers la droite à travers la zone de balayage 306 quand elle est inspectée, alors que le faisceau laser de balayage balaye le long d'une ligne de

balayage 308 du bas vers le haut.

Le détecteur de matériau 28 est situé en amont dans la ligne d'avance de la ligne de balayage 308 Quand une manche 304 approche de la zone de balayage 306 en provenant de la gauche, le détecteur de matériau 28 signale au calculateur 54 qu'un matériau est proche d'entrer dans la zone de balayage 306 A partir de ce signal, le calculateur 54 détermine la durée appropriée de retard avant d'initialiser le balayage de détection de

défauts réel, tel que décrit ci-dessus, en ce qui concer-

ne la fig 11, étape 346 Toutefois, le détecteur de matériau 28 est utile dans ce but seulement quand il existe un espace entre les manches quand elles sont chargées sur le transporteur 10 Quand les manches se chevauchent, comme représenté à la fig 5, le détecteur

de matériau 28 ne peut pas détecter le bord de la manche.

Le détecteur de zone de balayage externe 24 est situé en amont de la ligne de balayage 308, alors que le détecteur de la zone de balayage externe 26 est situé en aval de la ligne de balayage 308 Même quand des manches se chevauchent, tel que représenté à la fig 5, le système de la fig 6 est capable de détecter le début et la fin d'une manche en surveillant la séquence dans laquelle la manche déclenche les détecteurs externes de zone de balayage 24 et 26 Comme représenté aux fig 1 et 2, les détecteurs de zone de balayage externes 24 et 26 sont montés de façon coulissante au-dessus de la zone

* de balayage 306 sur des supports 310 et 312 respective-

ment Cette disposition permet à l'utilisateur du système

de placer les détecteurs 24, 26 pour un balayage intel-

ligent de patron.

Comme représenté à la fig 5, la manche typique

304 possède des bords droits 314 et 316 qui sont paral-

lèles à la ligne de balayage 308 Le balayage des bords

droits parallèles à la ligne de balayage 308 peut entraî-

ner une détection erronée de défauts De façon similaire, un bord brut pelucheux d'un tissu peut être vu par le

détecteur de défauts 1 comme une série de petits trous.

Ainsi, à la fig 5, les détecteurs de zone de balayage

externes 24 et 26 sont placés sur des supports de détec-

teurs 310 et 312, respectivement, de façon que le calcu-

lateur 54 puisse déterminer, en surveillant la séquence et l'état de détection de la manche par des détecteurs 24 et 26, à quel moment les bords droits 314 et 316 sont en

cours de balayage.

Comme décrit ci-dessus en référence à la fig 11 étape 350, le calculateur 54 est programmé pour ignorer des signaux de défauts engendrés alors que les bords

droits 314 et 316 sont en cours de balayage Les détec-

teurs de zone de balayage externes 24, 26 sont donc, placés tel que représenté à la fig 5 pour détecter la position de la manche et, en particulier, la position des bords droits 314 et 316, par rapport à la ligne de balayage 308 Avec les détecteurs 24, 26 placés comme représenté à la fig 5, il est possible de détecter la transition "droit à courbe" 318 sur la manche 304, aussi bien que si la manche 304 pénètre dans ou quitte la zone de balayage 306 Les détecteurs de zone de balayage externes 24 et 26 fournissent une information de position de la manche même si les manches se chevauchent Ceci est

nécessaire pour chronométrer le mécanisme de rejet 32.

Des patrons de manche ou "modèles" qui sont

différents de la manche typique 304 peuvent être égale-

ment balayés de façon intelligente par le système repré-

senté à la fig 6 Dans le mode de réalisation préféré de

l'invention, le calculateur 54 mémorise un jeu de cons-

tantes de modèle 394 qui sont utilisées par le système de

la fig 6 pour balayer de façon intelligente une manche.

L'utilisateur du système peut choisir ou modifier le jeu de constantes de modèles 394 à partir du clavier 297, tel que décrit ci-dessus en référence à la fig 10, en appuyant la première touche conçue pour une interruption 323 ou la seconde touche conçue pour une interruption 326, respectivement Un jeu différent de constantes de modèles 394 peut être mémorisé pour chaque patron de manche différent à balayer.

Dans le mode de réalisation préféré, le calcula-

teur 54 mémorise le jeu suivant de constantes de modèle 394: temps de balayage 396, qui est le temps pris par le

faisceau de laser de balayage pour se déplacer du détec-

teur de départ 22 à l'extrémité opposée 392 de la bar-

rette de photodiodes 20, tel que représenté à la fig 5; le retard du bord droit 398, qui est le temps dans tout balayage unique avant quoi le calculateur ne comptera pas de signaux de défauts; le temps de soufflage 400, qui est la durée pendant laquelle les soufflantes sont mises en marche; le délai avant le soufflage 402, qui est la durée comprise entre la manche quittant la zone de balayage 306 et la mise en marche du mécanisme de rejet 32; le retard bord de front 404, qui est la durée comprise entre la détection d'une manche par le détecteur de matériau 28 et

l'initialisation du balayage de détection réel de dé-

fauts; le retard de bord arrière 406, qui est la durée comprise entre la détection de la fin d'une manche soit par le détecteur de matériau 28 soit par les détecteurs de zone de balayage externes 24 et 26 et la fin du balayage de détection réel de défauts; et la taille de la zone 386, qui est la zone moyenne connue pour un modèle de manche donné En plus au jeu des constantes de modèle 394, un retard de bord de déclenchement 408 est inclus dans le mode de réalisation préféré de façon que le bord de déclenchement 410, représenté à la fig 5, ne sera pas

évalué en tant que défauts.

Le calculateur 54 peut également être programmé pour conserver une moyenne de fonctionnement d'un temps de balayage de matériau 412 Pendant chaque balayage du faisceau lumineux 3 à partir du détecteur de départ 22 vers l'extrémité opposée 392 de la barrette de photodiodes 20, tel que représenté à la fig 5, la manche 304 est prise en compte par le faisceau lumineux 3 pendant seulement une partie du balayage Le temps de balayage du matériau 412 est la somme de ces parties de chaque balayage pendant lesquelles le faisceau lumineux de balayage 3 frappe la manche 304 En conservant une

moyenne de fonctionnement du temps de balayage du maté-

riau, le calculateur 54 peut obtenir un temps moyen de

balayage du matériau pour une bonne manche typique.

Ensuite, le calculateur 54 oblige les manches ayant un

temps de balayage de matériau 412 inférieur à ou supé-

rieur à la moyenne prédéterminée à être rejetées par le déclenchement du mécanisme de rejet 32 Ce procédé peut être utilisé avec le système de la fig 6 sur la manche

entière ou des parties de la manche.

La fig 12 illustre comment le type de défaut affecte la phase du signal de défaut A la fig 12, une partie du matériau 6 est représentée, dans laquelle il existe un défaut de trous 362 et un défaut de grain ou de striure 364 Une forme d'onde 366 représentant les signaux de défauts produits par le système de la fig 6 sont représentés au-dessous du matériau 6 Puisque le faisceau lumineux 3 traverse le défaut de trous 362, un signal de défaut 368 est engendré, ayant une excursion positive 370 suivie par une excursion négative 372 par rapport au niveau de référence 374 Puisque le faisceau lumineux 3 tient compte des grains ou striures 364, un signal de défaut 376 est engendré ayant une excursion négative 378 suivie par une excursion positive 380 par rapport au niveau de référence 374 En résultat, le signal de défaut associé avec le défaut de trous 362 est déphasé par rapport au signal de défaut associé avec le

défaut de grain ou de striure 364.

Le système de la fig 6 est capable de faire une discrimination entre les types de défauts Par exemple, le signal de défaut 368 résultant du défaut de trous 362 est capable d'être distingué par le système de la fig 6 du signal de défaut 376 engendré par le grain ou striure 364 Dans le mode de réalisation préféré, les types de défauts sont distingués en détectant la phase des signaux

de défauts.

La phase est détectée dans le système de la fig 6 en déterminant la séquence de l'excursion positive

et de l'excursion négative dans le signal de défaut 128.

Dans le circuit amplificateur des fig 9 A et 9 B, le signal de défaut 128 est appliqué en parallèle à un circuit de détection positif 134 et à un circuit de détection négatif 136 Comme discuté ci-dessus, le circuit de détection positif 134 engendre le signal d'interruption positif 214 en réponse à une excursion

positive soudaine de la tension du signal de défaut 128.

Le circuit de détection négatif 136 engendre le signal d'interruption négatif 234 en réponse à une excursion

négative soudaine de tension du signal de défaut 128.

Puisque les excursions positives et négatives dans le signal de défaut 128 apparaissent en succession rapide, le circuit monostable 231 de la fig 9 B est utilisé pour agir comme dispositif de mémorisation pour le signal d'interruption négatif 234 Le calculateur 54 reçoit les signaux d'interruption 214 et 234, et il est capable de

déterminer la séquence dans laquelle les signaux d'inter-

ruption 214 et 234 étaient engendrés, déterminant par ce

moyen la phase du signal de défaut 128.

L'homme de métier reconnaîtra que différents moyens de détection de phase peuvent être appliqués au signal de défaut 128 De plus, le circuit monostable 231 peut être relié au circuit de détection positif 134 au lieu du circuit de détection négatif 136, ou d'autres dispositifs de mémorisation connus de l'homme de métier

peuvent être employés pour mémoriser un signal d'inter-

ruption. Quand on utilise le système de la fig 6 pour faire une discrimination entre le types de défauts, la capacité du système à détecter la phase est effectuée par la distance 19 entre le matériau 6 et le mécanisme de diffusion de faisceau 18 et par la distance 21 entre la barrette de photodiodes 20 et le mécanisme de diffusion

de faisceau 18 Quand les distances 19 et 21 sont dimi-

nuées, la sensibilité du système augmente et la précision

de détection de phase augmente.

Dans un mode de réalisation en variante, on substitue la source lumineuse 2 par un mécanisme de balayage à laser rétro-réfléchissant, la barrette de photodiodes 20, le détecteur de départ 22 et le mécanisme de diffusion de faisceau 18 Le reste du système de la fig 6 reste inchangé Les défauts sont détectés par des variations dans l'intensité laser quand le laser balaye

le matériau et qu'il est réfléchi par un miroir rétro-

réfléchissant situé au-dessous du matériau vers un

détecteur optique.

Le signal de défaut qui est produit par le mode de réalisation préféré décrit ci-dessus peut également être produit par différenciation de la sortie d'une

caméra à balayage Dans ce mode de réalisation en varian-

te, la source lumineuse 2, le miroir 4 et le moteur 8 sont remplacés par une caméra à balayage 382 La barrette de photodiodes 20 est remplacée par une source lumineuse à défilement 384 et le mécanisme de diffusion de faisceau 18 est enlevé Un masque de calibration 386, tel que représenté à la fig 13, est utilisé pour compenser pendant la variation dans l'intensité de la source lumineuse à défilement 384 avec un changement en distance

entre le matériau 6 et la source lumineuse 384.

La fig 14 présente la sortie directe de la

caméra à balayage 382 disposée tel que décrit ci-dessus.

Le signal de défaut représenté également à la fig 14, est ensuite obtenu en différenciant cette sortie en utilisant le circuit amplificateur à dv/dt élevé 138 tel que décrit ci-dessus en référence à la fig 9 A Le reste

du système de la fig 6 reste inchangé.

La description détaillée ci-dessus est prévue

pour être considérée comme illustrative plutôt que comme

limitative et on comprend que les revendications suivan-

tes incluant tous les équivalents visent à définir le domaine de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Système de détection de défauts dans un matériau qui est porté par un transporteur, comprenant un laser de balayage ayant une source de lumière ( 2) qui est réfléchie par un miroir rotatif ( 4) sur le matériau; un mécanisme de diffusion de faisceau ( 18) placé sur un côté opposé du matériau par rapport au laser de balayage; et une barrette de photodiodes ( 22) placée pour

détecter une lumière diffusée par le mécanisme de dif-

fusion de faisceau, de sorte que des variations rapides dans la quantité de la lumière atteignant la barrette de photodiodes ( 20) sont détectées quand un défaut est présent produisant un signal de défaut électronique ayant une forme d'onde différente pour différents types de défauts, le signal de défaut électronique est analysé pour identifier le type de défaut, et le matériau est

trié selon le type de défaut.

2 Système de détection de défauts dans un

matériau qui est porté par un transporteur ( 12) compre-

nant: un laser de balayage ayant une source de lumière qui est réfléchie par un miroir rotatif sur le matériau; un mécanisme de diffusion de faisceau placé sur un côté opposé du matériau par rapport au laser de balayage; une barrette de photodiodes ( 20) placée de façon à détecter une lumière diffusée par le mécanisme de diffusion ( 18) de faisceau; des moyens pour détecter des variations rapides dans la quantité de lumière atteignant la barrette de photodiodes ( 20), les moyens de détection ( 1, 22) en ordre de marche, quand un défaut est présent, pour produire un signal de défaut électronique ayant une forme d'onde différente pour différents types de défauts; des moyens pour analyser le signal de défaut électronique en vue d'identifier le type de défaut; et des moyens pour trier le matériau selon le type

de défaut.

3 Système de détection de défauts dans un matériau qui est porté par un transporteur, comprenant: un laser de balayage ayant une source de lumière qui est réfléchie par un miroir rotatif ( 4) sur le matériau; un mécanisme de diffusion de faisceau placé sur un côté opposé du matériau par rapport au laser de balayage; une barrette de photodiodes ( 20) disposée pour

détecter la lumière diffusée par le mécanisme de diffu-

sion de faisceau; au moins un amplificateur à dv/dt élevé relié à la barrette de photodiodes ( 20); au moins deux comparateurs reliés à au moins un amplificateur à dv/dt élevé; et

un calculateur relié à au moins deux compara-

teurs, le calculateur étant opérationnel en ordre de

marche pour analyser un signal fourni par les compara-

teurs en vue d'identifier un type de défaut.

4 Procédé de détection de défauts dans un matériau qui est porté par un transporteur comprenant les étapes consistant:

à balayer un faisceau de lumière sur et partiel-

lement à travers le matériau; à détecter des variations à vitesse élevée dans

l'intensité de la partie du faisceau de lumière traver-

sant le matériau; à compter le nombre de variations à vitesse élevée détecté dans l'intensité; et

à trier le matériau selon le nombre compté.