FR2806478A1 - Dispositif et procede de controle optique de pieces de vaisselle comme des assiettes emaillees ou tout produit ceramique emaille - Google Patents

Dispositif et procede de controle optique de pieces de vaisselle comme des assiettes emaillees ou tout produit ceramique emaille Download PDF

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Abstract

Selon la présente invention, on met en oeuvre un procédé et un dispositif de contrôle de la surface de produits céramiques de table I pièces de vaisselle céramique (et analogues, selon la définition générale donnée en introduction) caractérisé en ce que, avec un seul équipement : A - on effectue un éclairage diffus global ou par zone (s) du produit, B - on effectue une observation du produit, par un ou des moyens d'observation, par réflexion sur ce dernier, vers le ou les moyens d'observation, dudit éclairage diffus global ou de l'éclairage diffus localisé provenant d'au moins une zone lumineuse diffuse adaptée pour rendre brillante au moins une partie sélectionnée du produit. L'invention permet de mettre en évidence et de repérer, avec un seul appareil, les défauts, quels qu'ils soient selon des méthodes " polyvalentes " et pleinement efficaces même dans les cas critiques comme conjonction de formes complexe, de brillance, de défauts blanc/ blanc, contrairement à l'art antérieur.

Description

Dispositif et procédé de contrôle optique de pièces de vaisselle comme des
assiettes
émaillées ou tout produit céramique émaillé.
La présente invention concerne le secteur technique du contrôle d'aspect de pièces émaillées, et de manière générale de pièces
céramiques émaillées de forme complexe.
L'invention concerne notamment un dispositif et un procédé permettant de réaliser un contrôle automatisé d'assiettes, de tasses et de tout objet
pouvant se rapprocher de ces deux formes principales.
Par << se rapprocher de ", on entend ici que l'invention concerne les applications à tout produit, y compris hors du domaine de la vaisselle, comportant des formes, surfaces et reliefs, bordures, etc.... comparables à ceux des assiettes et tasses, et en un matériau également comparable, c'est à dire posant le même type de problème technique que celui
énoncé ci-dessous.
Dans toute la présente demande, la référence éventuelle à une << assiette " ou une << tasse " ou un élément ou pièce de << vaisselle "> ne sera aucunement limitative mais comprendra, sauf indication contraire, tous les autres produits englobés dans la généralité
qui vient d'être définie.
Etat actuel de la technique Le contrôle d'aspect par vision industrielle est une activité en cours de développement dans un certain nombre d'industries. Les techniques et les équipements sont plus ou moins développés et spécialisés selon
l'importance des marchés correspondants.
Dans l'industrie céramique au sens large, des développements ont été faits et des équipements sont disponibles sur le marché pour certains produits tels les carreaux (carrelage mural ou de sol) et, dans une
moindre mesure, pour les tuiles.
A ce jour, sur le marché, il n'existe aucun équipement de contrôle automatique de la vaisselle, c'est à dire assiettes, tasses, plats,
cafetières, théières, vases, etc....
Or, en sortie de four, la proportion de pièces présentant un défaut varie de 5 à 20 % selon l'exigence de qualité du fabricant. En conséquence, le tri est indispensable. En effet, tous les efforts pour une totale maîtrise du procédé de fabrication ou " process " à des températures souvent supérieures à 1 000 C n'ont jamais réussi à améliorer sensiblement ces
taux de défaut.
Actuellement, de par le monde, ce tri est manuel et est basé sur la caractéristique physiologique que l'oeil humain est adapté au repérage d'éléments " inhabituels ", probablement en raison de la fonction d' " alerte " de la vision. Il s'agit évidemment d'un travail fastidieux, surtout pour les assiettes qui représentent la plus grande partie de la production; I'appréciation du défaut est subjective, donc sujette à interprétation et variation; la qualité du tri dépend beaucoup de l'état de
fatigue de l'opératrice.
Un système automatisé apporte donc une meilleure objectivité, une
absence de fatigue et une cadence beaucoup plus élevée.
Les équipements actuels destinés au contrôle des carreaux ou des tuiles, et qui combinent pour certains des systèmes d'éclairage des pièces en défilement rapide associés à une caméra de contrôle, ne sont absolument pas adaptés à la vaisselle. En effet, les formes, la couleur, la
brillance et le type de défaut sont tous radicalement différents.
Problème technique posé La difficulté réside en ceci que le type de produit concerné est très brillant, et donc toute source de lumière risque de créer des points qui éblouissent la caméra ou éclairent le produit de manière irrégulière,
rendant le traitement numérique plus aléatoire.
De plus, détecter des points blancs sur un produit qui est déjà blanc
présente une réelle difficulté pour les techniques vidéo.
Enfin, le produit présente une forme et des dimensions qui ne font que
compliquer les choses.
Des produits de type vaisselle tels que cafetières, théières, vases, cumulent en fait toutes les difficultés rencontrées dans le contrôle optique: - brillance de la surface - surface blanche - formes comportant de nombreuses incidences - défauts sous forme de points blancs sur fond blanc De plus, les séries de production des articles creux comme de nombreuses pièces de vaisselle, tels que notamment cafetières, théières, vases, sont beaucoup plus petites et l'automatisation beaucoup plus complexe, ce qui rend la rentabilisation d'une installation impossible. Art antérieur On connaît dans l'art antérieur des sources lumineuses à éclairage uniforme sur une certaine surface et à une certaine distance, comme le matériel LabSphereTM, pour la calibration et l'essai au sol de capteurs pour satellite, mesures de luminance, mesures d'énergie radiante et analogues. On obtient une radiance uniforme sur une distance de 1cm à
1 m par exemple.
On connaît encore des " sphères d'intégration " qui développent un éclairage très diffus pour l'inspection d'objets. Le principe consiste à placer l'objet dans la sphère ou à proximité immédiate d'une portion de sphère, à éclairer l'objet par une ouverture ménagée dans la sphère, ou même à placer un éclairage à l'intérieur de celle ci, et à observer par une autre ouverture également ménagée dans la sphère, à l'aide ou non d'une lame semi-réfléchissante. Des produits mettant en oeuvre ces principes sont proposés par la société Northeast RoboticsTM pour des contrôles vidéo industriels de petits produits de forme complexe et plus
ou moins brillants.
De tels systèmes ont été adaptés avec une ouverture centrale permettant
de laisser passer le champ d'une caméra de contrôle.
On connaît encore d'autres équipements, parallélépipédiques cette fois, émettant un éclairage uniforme, comme le matériel DOAL-50-LEDTM,
éclairant dans l'axe d'observation à l'aide d'une lame semi-
réfléchissante.
On connaît encore des systèmes d'éclairage homogène isotrope, comme le matériel de la société Illumination Technologies Inc. TM, pour l'éclairage de surfaces visant à détecter des défauts ou des détails. Ces matériels sont utilisés dans de nombreuses branches de l'industrie pour
effectuer du contrôle vidéo automatique de produits très variés.
On connaît également des systèmes à éclairage annulaire ou surfacique
à haute fréquence, supérieure à 25 kHz.
Il existe donc dans le commerce des systèmes d'éclairage diffus destiné aux petites pièces brillantes, utilisant des lames semi-réfléchissantes ou des sphères d'intégration, mais dans des configurations différentes et qui, nonobstant un facteur d'échelle inadéquat, ne permettent pas un contrôle suffisamment performant et polyvalent, répondant au problème
technique aigu posé.
Ces systèmes n'ont pas été conçus pour contrôler des pièces de vaisselle qui sont de relativement grande dimension et de forme plus ou moins concave et convexe et ne donnent pas satisfaction quant à la
détectivité requise. De plus, ils fonctionnent selon un principe unique.
Comme indiqué plus haut, on connaît également de nombreux systèmes
pour l'inspection de tuiles et carreaux céramiques.
Le matériel QualitronTM de la société System Ceramics TM réalise un éclairage spécial associé à une caméra spéciale, pour la reconnaissance du code de classification de ton ou un éventuel déclassement. Le matériel Tile Select TM de Expert SystemTM éclaire, également en sortie de four comme le précédent, les pièces en défilement rapide à
l'aide de plusieurs projecteurs, avec contrôle par une caméra centrale.
Le matériel CeraVisionTM de Massen Machine Vision SystemsTM opère par réflexion, selon le principe qu'un défaut de surface va modifier le signal lumineux reçu par la caméra, notamment par diffusion, dans
plusieurs directions fonction du défaut, de la lumière réfléchie.
Tous ces matériels sont dédiés à l'examen d'un produit plat dont on recherche les défauts qui sont particuliers à ce produit. Les éclairages, les algorithmes, la manutention des produits et leurs formes sont radicalement différents de ceux et celles de la vaisselle. Par exemple, on ne contrôle que la face supérieure d'un carreau, alors que les assiettes ou autres pièces de vaisselle semblables requièrent un contrôle deux
faces et un contrôle de bord.
Le brevet WO 96 /24084 décrit l'emploi de jeux de miroirs permettant (par le choix judicieux des trajets optiques) une représentation composite d'un objet de forme complexe, en seulement deux dimensions, I'objet étant cependant vu grâce au jeu de miroirs de plusieurs points d'inspection situés autour de cet objet. Le brevet WO 98 / 52087 décrit de même un jeu de réflecteurs qui donne
de l'objet une image à partir de plusieurs points de vision.
Le brevet WO 98 / 48243 décrit le contrôle de la surface d'un objet au moyen d'une source lumineuse rasante et un capteur de la lumière
1o réfléchie, un défaut modifiant le signal lumineux réfléchi.
Le brevet EP 0 756 152 décrit un procédé de contrôle d'état de surface pour des pièces à surface réfléchissante, notamment pour contrôler la rugosité de pièces polies. On éclaire la pièce polie par une "< mire " et
on en observe la réflexion sous forme de trame plane vers un détecteur.
L'examen des contrastes au niveau de la trame donne accès à la rugosité. Selon certaines variantes de l'art antérieur, on utilise une lumière
incidente rasante.
Aucun système de l'art antérieur n'a donc été conçu pour des pièces de vaisselle et pièces analogues, le contrôle de qualité étant encore effectué à ce jour par inspection visuelle d'opérateurs spécialement formés, mais sujets à l'erreur ou à la fatigue, et dont la cadence de
contrôle est limitée.
Résumé de l'invention L'invention concerne principalement les méthodes d'éclairage et d'observation du type de produits considéré et de traitement numérique des images afin de mettre en évidence et de repérer les défauts, quels qu'ils soient: points noirs gros ou minuscules, points blancs sur une assiette brillante et blanche, fissures de bord ou de pied, défauts de polissage de pied, défauts de forme, défaut de la couche d'émail, défaut d'impression de l'estampille, etc..., c'est à dire des méthodes " polyvalentes " et pleinement efficaces même dans les cas critiques comme conjonction de formes complexe, de brillance, de défauts
blanc/blanc, contrairement à l'art antérieur.
La présente invention permet, de par sa conception originale, d'employer et de faire coexister certains systèmes connus dans l'art antérieur, mais jugés jusqu'à ce jour antinomiques, et d'incorporer d'autres systèmes, avec pour résultat surprenant, et inconnu à ce jour, un contrôle de qualité portant sur des défauts particulièrement difficiles à détecter et sur des pièces de formes complexes comme des éléments ou pièces de vaisselle, et ce, de manière industriellement rentable, malgré
les petites séries concernées.
Ces procédés et dispositifs s'appliquent principalement à la céramique
de table émaillée blanche, mais aussi à l'émail de couleur.
Selon le concept général de la présente invention, on met en oeuvre un procédé de contrôle de la surface de produits céramiques de table / pièces de vaisselle céramique (et analogues, selon la définition générale donnée en introduction) caractérisé en ce que, avec un seul équipement: A - on effectue un éclairage diffus global ou par zone(s) du produit, B- on effectue une observation du produit, par un ou des moyens d'observation, par réflexion sur ce dernier, vers le ou les moyens d'observation, dudit éclairage diffus global ou de l'éclairage diffus localisé provenant d'au moins une zone lumineuse diffuse adaptée pour rendre brillante au moins une partie sélectionnée du produit La combinaison de ces deux paramètres est essentielle pour un véritable contrôle de qualité, dont la difficulté est bien supérieure à la
détection de défauts tels que points noir / blanc par exemple.
Dans une première option de mise en oeuvre, on opère (point A) un éclairage diffus, homogène et isotrope de la totalité de la pièce et on
observe (point B) au moins une zone du produit ainsi éclairé.
Dans une seconde option de mise en oeuvre, on opère (point A) un éclairage diffus limité et localisé en une ou des zones particulières, et on
observe (point B) sur le produit l'image réfléchie de cet éclairage.
Un grand intérêt de l'invention est de permettre la mise en oeuvre des deux options dans un seul équipement, ce qui présente des avantages
industriels évidents.
La première option (éclairage diffus global de la pièce) produit une image réfléchie de teinte moyenne, permettant de bien déceler certains types de défauts, tandis que la seconde option (éclairage localisé d'au moins une partie de la pièce par au moins une zone localisée d'éclairage diffus) permet de rapprocher la limite lumière / ombre du défaut à déceler, et d'obtenir une plus grande détectivité; ceci permet de déceler des défauts très difficiles à détecter, comme notamment des pinholes ", (ou < piqûres d'épingle ") dans l'émail ou des
dépressions " douces " dans l'émail et analogues.
Selon un mode de réalisation particulier, on effectue de plus éventuellement une observation par des moyens annexes comme un moyen réalisant un éclairage rasant, des miroirs de renvoi d'au moins une partie de l'image du produit, notamment d'une ou plusieurs parties non visibles par le moyen principal d'observation car masquées par
exemple par le produit lui même.
Selon une première variante préférée de l'invention, on opère en deux temps. Selon une seconde variante de l'invention, on opère en un seul temps à lI'aide de moyens complémentaires de multiplexage optique. Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit multiplexage optique est réalisé par des éclairages de couleurs différentes et des filtres
correspondants, sur le ou les moyens d'observation.
L'homme de métier comprendra que l'on peut tirer parti de toutes les lo possibilités techniques de la caméra; il pourra par exemple être très avantageux de zoomer une zone particulière du produit examiné, et de
n'examiner que cette zone.
L'invention s'applique en particulier aux produits céramiques de table, tels que typiquement les assiettes, tasses, soucoupes, plats ou objets divers dont la forme se rapproche de celle des produits cités; le concept général énoncé ci-dessus permet à la fois d'éclairer le produit de manière identique dans toutes les directions, mais aussi de l'éclairer par une zone définie qui est observée par réflexion et permet également, de manière secondaire, d'intégrer à ce moyen d'éclairage des techniques additionnelles connues comme l'éclairage rasant ou les miroirs multivues. On peut effectuer des contrôles de type dit " géométrique ". Ces contrôles regroupent pour l'homme de métier des mesures dimensionnelles telles que mesures de diamètre, contrôle de circularité, etc...., ou mesure de la hauteur de l'aile d'une assiette, qui donne accès, par rotation de la pièce, à la détection d'un " voile " de la pièce (visualisé par un <" battement " de l'assiette); ou encore mesure de la hauteur du pied, ou détection d'un voile par projection sur la pièce d'un faisceau laser incliné en combinaison avec la rotation de la pièce, et
mesures ou contrôles analogues bien connus de l'homme de métier.
Ce type nouveau d'éclairage élimine tous les reflets et variations de lumière rendant la détectivité de tout défaut de couleur différente beaucoup plus grande, ce qui résout tous les problèmes laissés en
suspens par l'art antérieur.
L'observation du produit avec ce type d'éclairage sera réalisé de préférence par au moins une caméra optique, ou par l'oeil humain à
l'aide ou non d'un système optique annexe.
Selon encore un mode de réalisation particulier, I'observation est
effectuée par deux, ou plus de deux, caméras.
Première option à éclairage diffus " global,>,: Selon un mode de réalisation particulier, on place la pièce dans une enceinte fermée (ou partiellement ouverte) en matériau diffusant opaque (notamment paroi interne blanche opaque) qui homogénéise la lumière par réflexion sur les parois internes, et on effectue l'éclairage par au moins une source extérieure à ladite enceinte, en laissant pénétrer le faisceau d'éclairage par au moins une ouverture aménagée à cet effet, et / ou par au moins une des sources disposées éventuellement à l'intérieur de l'enceinte, lesdites sources externes ou intérieures étant positionnées de manière à projeter leur faisceau lumineux vers ladite
surface interne de ladite enceinte.
Selon encore un mode de réalisation particulier et préféré, ledit matériau
de l'enceinte est translucide ou dépoli.
Selon encore un mode de réalisation particulier et préféré, notamment lorsque ledit matériau de l'enceinte est translucide ou dépoli, une ou
plusieurs source(s) d'éclairage sont disposées à l'extérieur de l'enceinte.
Selon encore un mode de réalisation particulier, on place les sources sous l'enceinte, laquelle recouvre au moins partiellement, de préférence
totalement, la pièce à contrôler.
Selon encore un mode de réalisation particulier, ladite enceinte comporte un dôme (ou une surface comparable sphérique ou hémisphérique ou sensiblement sphérique ou hémisphérique, sphérique ou hémisphérique aplatie, ou au contraire sphérique ou hémisphérique déformée en cône, ellipsoïde ou ellipsoïde déformée, et autres formes comparables qui seront toutes désignées dans la présente demande par " dôme ") qui comporte lui même au moins une ouverture permettant d'introduire la pièce et au moins une ouverture permettant de laisser passer la lumière réfléchie par la pièce vers le ou les moyens extérieurs
d'observation, notamment la ou les caméras.
Le dôme est d'autant plus fermé que la convexité du produit à contrôler
sera plus grande.
Le " dôme " peut aussi être de forme cylindrique ou parallélépipédique, et de telles formes sont incluses dans la définition
" dôme ">.
Le fond du dôme est de préférence soit blanc ou clair, translucide ou opaque, avec ou sans source de lumière, ou au contraire sombre ou noir
afin de créer un contraste suivant ce que l'on réalise comme contrôle.
Comme indiqué plus haut, ledit fond comporte éventuellement une ou plusieurs ouvertures capables de, et destinées à, laisser passer le produit et / ou les faisceaux lumineux des sources vers la paroi interne
du dôme.
L'ensemble est de préférence capoté à l'aide d'un matériau opaque dont I'intérieur a tendance à répartir l'éclairage de manière homogène, par
exemple avec une peinture blanche.
La caméra est placée au pôle du dôme de préférence, et vise la face
principale du produit, à travers une ouverture pratiquée sur le dôme.
Selon une variante, la caméra est placée en totalité ou en partie à l'intérieur du dôme, et est alors rendue optiquement invisible par des combinaisons appropriées d'écrans diffusant la lumière et de lames semiréfléchissantes, I'ensemble formant un capot autour de la caméra qui empêche les réflexions parasites sur la caméra mais laisse passer
l'image réfléchie de la pièce vers l'objectif.
Le produit à examiner est placé à l'intérieur du dôme, de préférence en
sa partie centrale ou basse si le pôle est dirigé vers le haut.
Selon une variante préférée de l'invention, en mode d'observation par réflexion localisée, on incline le dôme par rapport au produit (ou bien le produit par rapport au dôme) ou encore on ajoute un moyen d'observation décalé en inclinaison, ou on met en ceuvre tout autre moyen équivalent permettant de réaliser une inclinaison relative, afin que la zone diffuse éclairante n'inclue pas le lieu o se trouve la caméra ou le système optique Selon un mode de mise en oeuvre préféré, la pièce à examiner est mise en rotation sous le dôme et une zone est zoomée par la caméra; la combinaison de la rotation et du zoom permet d'examiner toute la pièce
avec un grossissement.
Selon encore un mode de réalisation particulier, on utilise comme dôme une enceinte en matériau diffusant translucide, et on réalise ledit éclairage extérieur par au moins une, de préférence plusieurs sources
de lumière, placée(s) autour de l'enceinte qui recouvre la pièce.
L'éclairage est alors réalisé par transmission au travers de la paroi
diffusante et translucide du dôme.
Selon encore un mode de réalisation particulier, I'éclairage est réalisé par plusieurs sources de lumière régulièrement réparties autour de ladite enceinte. Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, la direction d'éclairage
est globalement centripète.
Selon encore un mode de réalisation particulier, la répartition des sources de lumière est effectuée selon des directions centripètes donc lo dirigées vers le centre du dôme, selon des motifs quelconques réguliers comme par exemple en lignes parallèles, en quinconce, et dispositions
analogues formant une répartition régulière, par rapport au dôme.
De telles dispositions seront aisément accessibles à l'homme de métier
qui pourra envisager de nombreuses options.
Selon un mode avantageux, on insère dans le dôme un faisceau lumineux issu d'une source lumineuse connue, éventuellement par le
moyen d'un miroir additionnel, sous une incidence rasante sur le produit.
Selon encore un mode tout à fait préféré, on insère une lame semi-
réfléchissante entre la ou les caméras et le dôme afin de masquer les images virtuelles du ou des objectifs dans le produit en cours de contrôle, et éventuellement d'autres telles lames pour masquer l'image de tout objet susceptible d'être introduit dans le dôme ou de toute ouverture pratiquée sur le dôme, par exemple miroir(s) de renvoi,
projecteur(s) additionnel(s), etc...
Seconde option à éclairage diffus " par zone(s) ",: Selon encore un mode de réalisation particulier, le procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un ou de projecteurs ou source(s) lumineuse(s) et/ou de dispositifs mécanooptiques connus afin d'éclairer au moins une zone
du dôme ou de l'écran diffusant.
La ou lesdites zone(s) peuvent présenter différentes formes, circulaires, elliptiques ou annulaires, pleines ou évidées, quelconques, de différentes tailles, de formes et de dimensions régulières ou irrégulières, selon le cas d'espèce. On peut ainsi soit utiliser une seule zone, soit plusieurs zones et alors
conjuguer l'une à l'autre les zones éclairantes et observées en question.
A titre d'exemple non limitatif, on pourra ainsi éclairer de manière diffuse une " aile " d'assiette par une petite zone circulaire bien centrée, ou bien éclairer de manière diffuse la couronne du <" bassin " de l'assiette, ou encore combiner ces deux éclairages pour étudier simultanément les
deux parties de la pièce.
On pourra aussi combiner plusieurs zones circulaires sur différentes portions de l'aile, par exemple deux ou trois zones à 180 ou 120 . On gagnera en rapidité de contrôle d'une pièce, mais on devra prévoir des
moyens de traitement plus puissants.
On pourra aussi combiner une ou plusieurs zones circulaires avec un ou
plusieurs anneaux, ou zones carrées etc.....
L'homme de métier saura envisager toutes les combinaisons possibles à
I'aide de ses connaissances propres et de la présente description, selon
la pièce particulière à contrôler.
On pourra combiner l'ensemble avec la rotation de la pièce pour couvrir
l'ensemble de la surface considérée.
On pourra aussi, alternativement ou en combinaison avec ce qui précède, projeter sur une ou plusieurs <" zones " une image connue, par exemple un quadrillage en coordonnées cartésiennes ou polaires, ou une " mire ", un réseau de points, de lignes, etc... destinée à mettre en évidence dans l'image virtuelle les défauts de forme et
optiques du produit contrôlé en mode réflexion.
On pourra, dans cette seconde option de mise en ceuvre, utiliser les mêmes modes de réalisation particuliers que ceux décrits en relation
avec la première option.
Selon une variante préférée de l'invention, on réalise une alimentation électrique des sources lumineuses à partir du réseau triphasé entre phase et neutre, les sources étant régulièrement réparties sur chaque phase électrique d'une part, et régulièrement réparties en emplacement sur la périphérie du dôme d'autre part, ceci afin de lisser l'effet ondulatoire du réseau par un mélange de faisceaux lumineux: chaque zone élémentaire du dôme reçoit ainsi la lumière issue d'au moins trois éclairages différents alimentés chacun par une phase électrique différente. L'invention concerne également un procédé de contrôle optique d'aspect de produits céramiques émaillés en mode réflexion d'une zone
lumineuse conjuguée à la zone observée sur le produit.
Ce procédé consiste à observer l'image virtuelle dans le produit d'une
zone lumineuse intense diffuse située ou créée sur le dôme diffusant.
De préférence, on formera ladite zone par au moins une source lumineuse placée au dessus du dôme en matériau diffusant et translucide. La forme de cette zone est conjuguée avec la forme de la zone observée sur la pièce afin que cette dernière soit vue comme uniformément brillante et lumineuse, et que les autres parties du produit soient vues de manière sombre, mettant ainsi bien en évidence les défauts. Mieux ces deux zones seront conjuguées l'une à l'autre, plus
fine sera la détection.
De plus, ce type d'éclairage a tendance à grossir les défauts, donc à améliorer la finesse de détection. La zone éclairée est définie comme la zone de l'écran qui serait éclairée si la caméra était remplacée par une
source de lumière projetée sur la zone du produit à contrôler.
Comme indiqué ci-dessus, on pourra combiner l'emploi de plusieurs zones de formes, dimensions etc.... différentes, éventuellement en
combinaison avec un rotation de la pièce.
L'invention concerne également un procédé de contrôle tel que défini ci-
dessus et selon lequel on utilise deux dômes successivement, (ou plusieurs dômes successivement), en amenant, faisant pivoter ou retournant et évacuant les produits automatiquement à l'aide de moyens mécaniques connus, afin de contrôler successivement les deux faces, ou
plusieurs faces, des produits céramiques émaillés.
Selon une variante de l'invention, dans le cas d'une pluralité de dômes successifs, on examine la pièce sans zoom sous au moins un des dômes et on examine au moins une zone particulière de la pièce, sous au moins un des autres dômes, avec un zoom sur au moins une zone particulière de la pièce (par exemple sur une zone o la détection de défauts, pour des raisons techniques, serait plus difficile), avec ou sans rotation de la pièce. On peut également utiliser plusieurs dômes, I'un destiné à contrôler la pièce selon la première option (éclairage diffus global) et l'autre selon la
seconde option (éclairage diffus par zone(s)).
On pourra aussi munir les différents dômes de différents équipementsannexes, selon les besoins particuliers, comme des miroirs, des moyens de mesures dimensionnelles ou géométriques, d'autres caméras munies d'objectifs différents, de filtres, etc...., de système d'éclairage par un
faisceau laser ou tout autre type d'éclairage.
L'homme de métier saura naturellement combiner ces options et
variantes à volonté, sans difficulté particulière.
L'invention concerne également les dispositifs aptes à mettre en oeuvre
le procédé ci-dessus.
Selon le concept général de la présente invention, un dispositif de contrôle de la surface de produits céramiques de table / pièces de vaisselle céramique (et analogues, selon la définition générale donnée en introduction) est caractérisé en ce que il comporte des moyens pour A réaliser un éclairage diffus global ou par zone(s) du produit, et des moyens pour l0 B- réaliser une observation du produit, par un ou des moyens d'observation, par réflexion sur ce dernier, vers le ou les moyens d'observation, dudit éclairage diffus global ou de l'éclairage diffus localisé provenant d'au moins une zone lumineuse diffuse adaptée pour rendre brillante au moins une partie sélectionnée du produit Dans une première option de mise en oeuvre, on opère (point A) un éclairage diffus, homogène et isotrope de la totalité de la pièce et on
observe (point B) au moins une zone du produit éclairé.
Dans une seconde option de mise en oeuvre, on opère (point A) un éclairage diffus limité et localisé en une ou des zones particulières, et on
observe (point B) sur le produit l'image réfléchie de cet éclairage.
Selon une première variante préférée de l'invention, le dispositif
comporte des moyens pour opérer en deux temps.
Selon une seconde variante de l'invention, le dispositif comporte des moyens pour opérer en un seul temps à l'aide de moyens
complémentaires de multiplexage optique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit multiplexage optique est réalisé par des éclairages de couleurs différentes et des filtres
correspondants, sur le ou les moyens d'observation.
Selon un mode de réalisation particulier, il comporte de plus éventuellement des moyens annexes d'observation comme un moyen réalisant un éclairage rasant, des miroirs de renvoi d'au moins une partie de l'image du produit, notamment d'une ou plusieurs parties non visibles par le moyen principal d'observation car masquées par exemple par le
produit lui même.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens pour observer par l1 réflexion comprennent de préférence au moins une caméra optique, ou un moyen d'observation par l'oeil humain à l'aide ou non d'un système
optique annexe.
Selon encore un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte
deux, ou plus de deux, caméras.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens pour réaliser un éclairage diffus comprennent une enceinte fermée (ou partiellement ouverte) en matériau diffusant opaque (notamment paroi interne blanche opaque) qui homogénéise la lumière par réflexion sur les parois internes, et on effectue l'éclairage par au moins une source extérieure à ladite enceinte, en laissant pénétrer le faisceau d'éclairage par au moins une ouverture aménagée à cet effet, et / ou par au moins une des sources disposées éventuellement à l'intérieur de l'enceinte, lesdites sources externes ou intérieures étant positionnées de manière à projeter leur faisceau lumineux vers ladite
surface interne de ladite enceinte.
Selon encore un mode de réalisation particulier et préféré, ledit matériau
de l'enceinte est translucide ou dépoli.
Selon encore un mode de réalisation particulier et préféré, notamment lorsque ledit matériau de l'enceinte est translucide ou dépoli, une ou
plusieurs source(s) d'éclairage sont disposées à l'extérieur de l'enceinte.
Selon encore un mode de réalisation particulier, on place les sources sous l'enceinte, laquelle recouvre au moins partiellement, de préférence
totalement, la pièce à contrôler.
Selon encore un mode de réalisation particulier, I'enceinte comporte un dôme (ou une surface comparable sphérique ou hémisphérique ou sensiblement sphérique ou hémisphérique, sphérique ou hémisphérique aplatie, ou au contraire sphérique ou hémisphérique déformée en cône, ellipsoïde ou ellipsoïde déformée, et autres formes comparables qui o10 seront toutes désignées dans la présente demande par " dôme ") qui comporte lui même au moins une ouverture permettant d'introduire la pièce et au moins une ouverture permettant de laisser passer la lumière réfléchie par la pièce vers le ou les moyens extérieurs d'observation,
notamment la ou les caméras.
Le dôme est d'autant plus fermé que la convexité du produit à contrôler
sera plus grande.
Le " dôme " peut aussi être de forme cylindrique ou parallélépipédique, et de telles formes sont incluses dans la définition
<< dôme ".
Le fond du dôme est de préférence soit blanc ou clair, translucide ou opaque, avec ou sans source de lumière, ou au contraire sombre ou noir
afin de créer un contraste suivant ce que l'on réalise comme contrôle.
Selon encore un mode de réalisation particulier, on place les sources sous l'enceinte, laquelle recouvre au moins partiellement, de préférence
totalement, la pièce à contrôler.
L'ensemble est de préférence capoté à l'aide d'un matériau opaque dont I'intérieur a tendance à répartir l'éclairage de manière homogène, par
exemple avec une peinture blanche.
La caméra est placée au pôle du dôme de préférence, et vise la face
principale du produit, à travers une ouverture pratiquée sur le dôme.
Selon une variante, la caméra est placée en totalité ou en partie à l'intérieur du dôme, et est alors rendue optiquement invisible par des combinaisons appropriées d'écrans diffusant la lumière et de lames semiréfléchissantes, I'ensemble formant un capot autour de la caméra qui empêche les réflexions parasites sur la caméra mais laisse passer
l'image réfléchie de la pièce vers l'objectif.
Selon une variante préférée de l'invention, en mode d'observation par réflexion localisée, le dispositif selon l'invention comporte un le dôme incliné par rapport au produit (ou bien un moyen pour incliner le produit par rapport au dôme) ou encore on ajoute un moyen d'observation décalé en inclinaison, ou on met en oeuvre tout autre moyen équivalent permettant de réaliser une inclinaison relative, afin que la zone éclairée n'inclue pas le lieu o se trouve la caméra ou le système optique Selon encore un mode de réalisation particulier, on réalise ledit éclairage extérieur par au moins une, de préférence plusieurs sources
de lumière.
Selon encore un mode de réalisation particulier, on utilise comme dôme une enceinte en matériau diffusant translucide, et on réalise ledit éclairage extérieur par au moins une, de préférence plusieurs sources
de lumière, placée(s) au dessus de l'enceinte qui recouvre la pièce.
L'éclairage est alors réalisé par transmission au travers de la paroi
diffusante et translucide du dôme.
Selon encore un mode de réalisation particulier, I'éclairage est réalisé par plusieurs sources de lumière régulièrement réparties autour de ladite enceinte. Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, la direction d'éclairage
est centripète.
Selon encore un mode de réalisation particulier, la répartition des sources de lumière est effectuée selon une direction, ou plusieurs directions parallèles, ou selon des motifs quelconques réguliers comme
par exemple en quinconce, et dispositions analogues.
Selon un mode avantageux, on insère dans le dôme un faisceau lumineux issu d'une source lumineuse connue, éventuellement par le
moyen d'un miroir additionnel, sous une incidence rasante sur le produit.
Selon encore un mode tout à fait préféré, on insère une lame semi-
réfléchissante entre la ou les caméras et le dôme afin de masquer les images virtuelles du ou des objectifs dans le produit en cours de contrôle, et éventuellement d'autres telles lames pour masquer l'image de tout objet susceptible d'être introduit dans le dôme ou de toute ouverture pratiquée sur le dôme, par exemple miroir(s) de renvoi,
projecteur(s) additionnel(s), etc...
L'invention concerne également un dispositif pour le contrôle optique d'aspect de produits céramiques émaillés en mode réflexion d'une zone
lumineuse conjuguée à la zone observée sur le produit.
Ce dispositif comprend une zone lumineuse intense (définie comme la zone de l'écran qui serait éclairée si la caméra était remplacée par une source de lumière projetée sur la zone du produit à contrôler) située sur le dôme diffusant, dont la forme est conjuguée avec la forme de la zone observée sur la pièce afin que cette dernière soit vue comme uniformément brillante et lumineuse, et que les autres parties du produit soient vues de manière sombre, mettant ainsi bien en évidence les défauts. Selon encore un mode de réalisation particulier, le procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un ou des projecteurs ou source(s) lumineuse(s) et/ou de dispositifs mécanooptiques connus afin d'éclairer une zone du dôme ou de l'écran diffusant avec, premièrement, différentes formes, circulaires ou annulaires, pleines ou évidées, quelconques, de différentes tailles, afin de conjuguer l'une à l'autre les zones en question; et deuxièmement avec une image connue, par exemple un quadrillage en coordonnées cartésiennes ou polaires, un réseau de points, de lignes, etc... destinée à mettre en évidence dans l'image virtuelle les défauts de
o10 forme et optiques du produit contrôlé en mode réflexion.
La ou lesdites zone(s) peuvent présenter différentes formes, circulaires, elliptiques ou annulaires, pleines ou évidées, quelconques, de différentes tailles, de formes et de dimensions régulières ou irrégulières,
selon le cas d'espèce.
On peut ainsi soit utiliser une seule zone, soit plusieurs zones et alors
conjuguer l'une à l'autre les zones en question.
A titre d'exemple non limitatif, on pourra ainsi éclairer de manière diffuse une " aile " d'assiette par une petite zone circulaire bien centrée, ou bien éclairer de manière diffuse la couronne du " bassin ", de l'assiette, ou encore combiner ces deux éclairages pour étudier simultanément les
*deux parties de la pièce.
On pourra aussi combiner plusieurs zones circulaires sur différentes portions de l'aile, par exemple deux ou trois zones à 180 ou 120 . On gagnera en rapidité de contrôle d'une pièce, mais on devra prévoir des
moyens de traitement plus puissants.
On pourra aussi combiner une ou plusieurs zones circulaires avec un ou
plusieurs anneaux, ou zones carrées etc.....
L'homme de métier saura envisager toutes les combinaisons possibles à
I'aide de ses connaissances propres et de la présente description, selon
la pièce particulière à contrôler.
On pourra combiner l'ensemble avec la rotation de la pièce pour couvrir
l'ensemble de la surface considérée.
Selon une variante préférée de l'invention, on réalise une alimentation électrique des sources lumineuses à partir du réseau triphasé entre phase et neutre, les sources étant régulièrement réparties sur chaque phase électrique d'une part, et régulièrement réparties en emplacement sur la périphérie du dôme d'autre part, ceci afin de lisser l'effet ondulatoire du réseau par un mélange de faisceaux lumineux: chaque zone élémentaire du dôme reçoit ainsi la lumière issue d'au moins trois éclairages différents alimentés chacun par une phase électrique différente.
L'invention concerne également un dispositif de contrôle tel que défini ci-
dessus et qui comprend deux dômes successifs, (ou plusieurs dômes successifs), et des moyens pour amener, faire pivoter ou retourner, et évacuer, les produits automatiquement, afin de contrôler successivement
les deux faces, ou plusieurs faces, des produits céramiques émaillés.
On peut également utiliser plusieurs dômes, l'un destiné à contrôler la pièce selon la première option (éclairage diffus global) et l'autre selon la
seconde option (éclairage diffus par zone(s)).
On pourra aussi munir les différents dômes de différents équipements annexes, selon les besoins particuliers, comme des miroirs, des moyens de mesures dimensionnelles ou géométriques, d'autres caméras munies d'objectifs différents, de filtres, etc...., de système d'éclairage par un
faisceau laser ou tout autre type d'éclairage.
L'homme de métier saura naturellement combiner ces options et
variantes à volonté, sans difficulté particulière.
Un exemple non limitatif de dispositif selon l'invention comprend un écran translucide en forme de dôme sphérique ou partiellement sphérique, cylindrique ou parallélépipédique et un projecteur dirigé sur l'écran en une zone dont le reflet dans le produit céramique émaillé est observé par une ou plusieurs caméra ou système optique. Ce dôme ou cet écran diffusant est de préférence blanc, mais il peut être de couleur pour certaines pièces à émail de couleur, avec une caméra noir et blanc
ou couleur selon le type de contrôle désiré.
Selon une variante préférée de l'invention, on incline le dôme par l0 rapport au produit afin que la zone éclairée n'inclue pas le lieu o se trouve la caméra ou le système optique. Selon cette revendication, on
peut mobiliser soit le dôme, soit le produit.
L'invention concerne encore un dispositif tel que décrit ci dessus et selon lequel on insère dans le dôme un faisceau lumineux issu d'une source lumineuse connue, éventuellement par le moyen d'un miroir additionnel, sous une incidence rasante sur le produit et de manière à ce que la partie du faisceau qui n'a pas interféré avec le produit n'illumine pas le
dôme ou l'écran diffusant, éventuellement par l'ajout d'un écran sombre.
Ce type de configuration permet de bien détecter les points blancs de
surfaces convexes et les défauts de pied.
L'invention concerne encore un dispositif tel que décrit ci dessus et selon lequel on insère dans le dôme, en partie basse, un ou plusieurs miroirs, escamotables de préférence, afin d'ajouter une vue de profil du produit
dans le champ de vision de la ou des caméras.
Selon un mode de réalisation préféré, une lame semi-réfléchissante est insérée entre la ou les caméras et le dôme afin de masquer les images virtuelles du ou des objectifs dans le produit en cours de contrôle, ainsi éventuellement que d'autres telles lames visant à masquer l'image de tout objet susceptible d'être introduit dans le dôme ou de toute ouverture pratiquée sur le dôme, par exemple miroirs de renvoi, projecteurs
additionnels, etc....
L'invention concerne également un procédé tel que décrit ci dessus spécialement adapté à l'inspection de produits céramiques, émaillés ou non, de révolution, consistant à effectuer un traitement en deux temps par le procédé décrit ci-dessus, le premier pour la zone centrale du produit, tel le bassin ou le fond de l'assiette par exemple, avec un algorithme classique parcourant les pixels de l'image de gauche à droite et de haut en bas, le second pour la zone périphérique, telles les ailes, le " marly > ou le pied de l'assiette par exemple, traitée comme un anneau ou des portions d'anneau que l'on "déroule" d'abord, et sur laquelle on effectue le traitement en ligne de gauche à droite et de bas en haut, chaque ligne correspondant à une zone de rayon constant par
rapport au centre de la pièce.
Des outils annexes et connus d'interpolation et de recalage des zones sur les bords de la pièce améliorent classiquement la détectivité liée à
cette méthode.
Le dispositif selon l'invention comporte de plus des moyens mécaniques permettant de faire défiler les pièces à grande vitesse sous le dôme, de manière à placer chaque objet sous l'ensemble de moyens d'éclairage
et de moyens d'observation, durant un temps suffisant pour le contrôle.
De tels moyens mécaniques sont décrits schématiquement ci-dessous.
L'homme de métier saura, à partir de cet exemple non limitatif de réalisation mécanique, réaliser d'autres mécanismes à sa portée, sans difficulté. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux
compris à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant au
dessin annexé sur lequel: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif général selon l'invention, la figure 1A représentant un système par transmission au travers de la paroi du dôme, et la figure 1 B le même système opérant par réflexion sur le dome; - la figure 2 représente schématiquement l'insertion d'une lame semi réfléchissante sous l'optique de la caméra de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement un dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre de la variante de procédé à zone
lumineuse conjuguée à la zone observée.
- la figure 4 représente schématiquement un dispositif selon l'invention o un dispositif générateur de lumière rasante est inséré dans le dôme; la figure 5 (qui se compose des figures 5A et 5B, la figure 5B représentant l'image vue par la caméra) représente schématiquement un dispositif selon l'invention (figure 5A) o un ou plusieurs miroirs éventuellement escamotables sont placés autour de la pièce pour renvoyer vers la caméra l'image de parties cachées de la pièce; - la figure 6, qui se compose des figures 6A, 6B, 6C et 6D, représente schématiquement le procédé selon l'invention o le traitement est effectué en deux temps; la figure 6A représente le fractionnement de la pièce (ici, une assiette) en fond, aile, zone périphérique et zone centrale, selon des zones éclairées selon des cercles concentriques; - la figure 6B représente l'anneau correspondant à la zone périphérique éclairée la figure 6D représente l'anneau " déroulé > - la figure 6C représente le disque formé par la zone centrale éclairée ou " traitée > - la figure 7, qui se compose des figures 7A, 7B, 7C et 7D, représente schématiquement le procédé selon l'invention o le traitement est effectué en deux temps; - la figure 7A représente le fractionnement de la pièce (ici, une assiette) en fond, aile, zone périphérique et zone centrale, comme sur e 6 sauf en ce que la zone centrale est éclairée ou <" traitée " selon un carré; - la figure 7B représente l'anneau correspondant à la zone périphérique éclairée la figure 7D représente l'anneau " déroulé " la figure 7C représente le carré formé par la zone centrale éclairée; - la figure 8 représente un exemple de réalisation mécanique non limitatif permettant de faire défiler les pièces dans une machine
comportant un dispositif selon l'invention, comportant deux dômes.
- la figure 9 est un complément de la figure 8, et montre mieux les bras qui déposent, en sortie de machine, les pièces soit sur le convoyeur
des pièces qualifiées, soit sur le convoyeur des rebuts.
- la figure 10 représente une vue latérale de la machine à deux
dômes, et notamment le dispositif permettant d'incliner le dôme.
- la figue 11, qui se compose des figures 11 A à 11 D, représente le contrôle d'une tasse selon deux variantes de positionnement de la
caméra, et avec l'aide d'un miroir.
Sur la figure 1A annexée, qui représente l'option à éclairage diffus global, ici avec des sources lumineuses régulièrement réparties au dessus d'un dôme, on voit que les pièces 6 passent sous un dôme 5 translucide diffusant par transmission la lumière émise par des sources lumineuses 3 placées à l'extérieur. La lumière diffusée est réfléchie par la pièce, notamment vers la caméra 1 au travers d'un orifice adapté 2 ménagé dans le dôme au regard de la caméra. L'ensemble est encadré par un capotage 4. Les moyens de défilement des pièces sous le dôme ne sont pas représentés. On a seulement représenté l'orifice d'entrée (un orifice de sortie existe naturellement dans le sens du défilement des pièces). La figure lB annexée représente le même montage que la figure 1A, sauf en ce que les sources lumineuses sont placées sous le dôme et en ce que la lumière est diffusée par un dôme opaque blanc, par réflexion
vers la pièce.
Sur la figure 2, le dispositif est celui de la figure 1, sauf en ce que l'on a inséré une lame semi réfléchissante 7 inclinée selon les principes connus de l'optique et placée dans un capotage qui est translucide et clair (8) d'un coté de la lame et qui est opaque et sombre (8') de l'autre
coté, et qui sert de support à cette lame.
Sur la figure 3, qui illustre l'option à éclairage diffus par zone(s), ici au moyen d'une seule zone, on forme une zone éclairée intense 10 sur le dôme 5 diffusant (qui sur cette figure est représenté en position inclinée d'un angle alpha par rapport à l'horizontale; cette zone est adaptée en dimensions et géométrie pour éclairer une zone 9 (ici le fond 9 d'une assiette 6) dite zone conjuguée, et l'image de cette zone 9 est renvoyée
sélectivement vers la caméra 1.
Sur la figure 4, on dispose un système de génération de lumière rasante, qui consiste en un projecteur 12 (placé par commodité sous le plan de I'objet) qui éclaire un miroir 13, lequel réfléchit la lumière sous forme d'un faisceau f de lumière rasante; ce faisceau f rasant éclaire la pièce 6, ce qui fournit des indications complémentaires pour l'objectif de la caméra 1, puis est absorbé par un écran 14 absorbant la lumière, destiné à éviter les réflexions parasites du faisceau f vers la pièce ou
vers la caméra.
Sur la figure 5, on a placé un miroir 15 incliné de façon à renvoyer vers la caméra, selon les règles connues de l'optique, I'image d'une zone non visible par la caméra (ici, le flanc d'une assiette); la caméra peut ainsi contrôler (figure 5B) simultanément le dessus de l'assiette et l'un de ses flancs; pour contrôler la totalité du flanc, on prévoirait naturellement deux miroirs symétriques, ou mieux trois ou quatre miroirs couvrant
chacun un secteur angulaire de 120 ou de 90 .
Sur la figure 6, on se place dans la situation o l'on éclaire en deux temps le centre de la pièce (ici le fond 20 et la zone centrale 35 d'une assiette) et la zone périphérique 30 ainsi que l'aile 25 de l'assiette. Le premier éclairage donne un disque (figure 6 C) que l'on peut analyser par un algorithme, et le second éclairage donne un anneau que l'on peut
également analyser (figures 6B et 6D).
La figure 7 représente le même procédé que la figure 6, sauf en ce que la zone centrale est éclairée mais traitée selon une zone informatique carree. Sur la figure 7, 25 représente l'aile de l'assiette, 20 le fond, 30 la zone périphérique, 80 la limite extérieure de l'anneau de contrôle, 70 le bord de l'assiette, 60 le " marly " qui marque la limite entre le bassin et l'aile de l'assiette, 40 le carré de traitement de la zone de contrôle, et 50 la
limite intérieure de l'anneau de contrôle.
La figure 8 représente une vue de dessus d'une machine à deux dômes selon l'invention. On voit que, selon cet exemple de réalisation naturellement non limitatif, les deux dômes sont accolés avec un mécanisme central d'inclinaison mieux visible sur la figure 10. Les pièces sont amenées par le convoyeur d'amenée A, puis sont saisies une par une par le bras BR1 qui les serre par une pince PN à serrage symétrique, et comportant des galets non référencés mais bien visibles sur la figure. Un moteur M1 assure la mobilisation des bras BR1 et BR2 (ainsi que d'un troisième bras BR3 non représenté sur cette figure), les trois bras étant montés pivotants autour d'un pivot P. La pièce 6 est examinée sous le dôme 5 éclairé par les sources lumineuses 3, puis est saisie par le bras BR2 qui l'amène sous le second dôme pour un second contrôle. Des ventouses aident à la manipulation d'une manière que l'homme de métier comprendra aisément. Après le second contrôle, un bras B3 (Figure 9) saisit la pièce et, en fonction du résultat des contrôles, la dépose soit sur le convoyeur de sortie " pièces bonnes " (position BR3(a) du bras, soit sur le convoyeur des pièces refusées (position BR3(b) du bras BR3. Sur la figure 10, est représenté un dôme 5 incliné (dans cet exemple, à 20 ) par un mécanisme IN motorisé par un moteur M2, également visible sur la figure 2. On a choisi d'illustrer sur la figure 9 le cas de l'éclairage d'une zone du dôme translucide par un projecteur 11. Une telle machine peut traiter jusqu'à 1200 pièces de vaisselle par heure. Sur la figure 11, on a représenté deux variantes de contrôle d'une tasse, utilisant un miroir de renvoi pour une observation complète, selon le principe déjà énoncé ci- dessus, les références étant identiques à celles
de la figure 7.
La figure 11 A représente un mode de positionnement de la caméra 1 au dessus du dôme 5, avec un miroir 15 qui renvoie vers Ima caméra I'image du côté de la pièce (ici, une tasse); la figure 11B représente la
même observation avec un positionnement différent de la caméra 1.
Dans les deux cas, une lame semi-transparente 7 est intercalée
" sous " I'objectif de la caméra.
Les figures 11 B et respectivement 11 D représentent les images renvoyées par la pièce (tasse) et le miroir 15 vers la caméra, respectivement selon le positionnement de la figure 11 A ou 11 B. L'invention concerne encore un dispositif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce que il comporte notamment des bras pivotants pour la saisie des pièces et la dépose de la pièce sous au moins un dôme, puis éventuellement le transfert de ladite pièce vers le dôme suivant, et éventuellement des moyens d'inclinaison de la pièce relativement à au
moins un dôme, ou d'au moins un dôme relativement à la pièce.
L'invention n'est pas limitée aux applications qui ont été décrites et l'homme de métier saura adapter les procédés et dispositifs décrits ci dessus afin de les étendre au contrôle de produits sanitaires, tels que
bacs à douche, cuvettes de WC, urinoirs, bidets, lavabos, éviers, etc....
en recréant localement ou globalement les procédés d'éclairages décrits
plus haut.
De plus, selon un mode particulier de mise en oeuvre, on profitera avantageusement des moyens d'inspection de produits émaillés tels que décrits ci dessus afin de contrôler aussi le graphisme et ou l'emplacement de l'estampille, particulièrement s'il s'agit d'une
estampille sous émail, ou de tout produit émaillé et décoré.

Claims (41)

REVENDICATIONS
1 Procédé de contrôle de la surface de produits de table / pièces de vaisselle céramique caractérisé en ce que A - on effectue un éclairage diffus global ou par zone(s) du produit B- on effectue une observation du produit, par un ou des moyens d'observation, par réflexion sur ce dernier, vers le ou les moyens d'observation, dudit éclairage diffus global ou de l'éclairage diffus localisé provenant d'au moins une zone lumineuse diffuse adaptée pour o10 rendre brillante au moins une partie sélectionnée du produit 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'observation du produit est réalisé de préférence par au moins une caméra optique, ou par l'oeil humain à l'aide ou non d'un système
optique annexe.
3 Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'observation est effectuée par deux, ou plus de deux, caméras, en tirant éventuellement parti de toutes les possibilités techniques de la caméra comme par zoomer une zone particulière du produit examiné, et
n'examiner que cette zone.
4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3
caractérisé en ce que on effectue de plus éventuellement une observation par des moyens annexes comme un moyen réalisant un éclairage rasant, des miroirs de renvoi d'au moins une partie de l'image du produit, notamment d'une ou plusieurs parties non visibles par le moyen principal d'observation car masquées par exemple par le produit
lui même, un éclairage laser et analogues.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4
caractérisé en ce que on opère en deux temps.
6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4
caractérisé en ce que on opère en un seul temps à l'aide de moyens complémentaires de multiplexage optique, ledit multiplexage optique pouvant être réalisé par des éclairages de couleurs différentes et des
filtres correspondants, sur le ou les moyens d'observation.
l0 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6
caractérisé en ce que on opère (point A) un éclairage diffus, homogène et isotrope de la totalité de la pièce et on observe (point B) au moins une
zone du produit ainsi éclairé.
8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7
caractérisé en ce que on place la pièce dans une enceinte fermée (ou partiellement ouverte) en matériau diffusant opaque (notamment paroi interne blanche opaque) ou translucide ou dépoli, qui homogénéise la lumière par réflexion sur les parois internes, et on effectue l'éclairage par au moins une source extérieure à ladite enceinte, en laissant pénétrer le faisceau d'éclairage par au moins une ouverture aménagée à cet effet, et / ou par au moins une des sources disposées éventuellement à l'intérieur de l'enceinte, lesdites sources externes ou intérieures étant positionnées de manière à projeter leur faisceau lumineux vers ladite
surface interne de ladite enceinte.
9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8
caractérisé en ce que, notamment lorsque ledit matériau de l'enceinte est translucide ou dépoli, une ou plusieurs source(s) d'éclairage sont
disposées à l'extérieur de l'enceinte.
1 0 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que on place les sources sous l'enceinte, laquelle recouvre au moins partiellement, de préférence totalement, la pièce à contrôler.
1 1 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que ladite enceinte comporte un dôme (ou une surface comparable sphérique ou hémisphérique ou sensiblement sphérique ou hémisphérique, sphérique ou hémisphérique aplatie, ou au contraire sphérique ou hémisphérique déformée en cône, ellipsoïde ou ellipsoïde déformée, et autres formes comparables qui seront toutes désignées dans la présente demande par << dôme ") qui comporte lui même au l0 moins une ouverture permettant d'introduire la pièce et au moins une ouverture permettant de laisser passer la lumière réfléchie par la pièce vers le ou les moyens extérieurs d'observation, notamment la ou les caméras, et en ce que e dôme est d'autant plus fermé que la convexité du produit à contrôler sera plus grande, le " dôme " pouvant aussi être de forme cylindrique ou parallélépipédique, et de telles formes sont
incluses dans la définition << dôme >>.
1 2 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1,
caractérisé en ce que le fond du dôme est de préférence soit blanc ou clair, translucide ou opaque, avec ou sans source de lumière, ou au contraire sombre ou noir afin de créer un contraste suivant ce que l'on réalise comme contrôle, et ledit fond comporte éventuellement une ou plusieurs ouvertures capables de, et destinées à, laisser passer le produit et / ou les faisceaux lumineux des sources vers la paroi interne
du dôme.
1 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que l'ensemble est de préférence capoté à l'aide d'un matériau opaque dont l'intérieur a tendance à répartir l'éclairage de
manière homogène, par exemple avec une peinture blanche.
1 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce que la caméra est placée au pôle du dôme de préférence, et vise la face principale du produit, à travers une ouverture
pratiquée sur le dôme.
1 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14,
caractérisé en ce que la caméra est placée en totalité ou en partie à l'intérieur du dôme, et est alors rendue optiquement invisible par des combinaisons appropriées d'écrans diffusant la lumière et de lames semiréfléchissantes, I'ensemble formant un capot autour de la caméra qui empêche les réflexions parasites sur la caméra mais laisse passer
I'image réfléchie de la pièce vers l'objectif.
i 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,
caractérisé en ce que le produit à examiner est placé à l'intérieur du dôme, de préférence en sa partie centrale ou basse si le pôle est dirigé
vers le haut.
17 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16,
caractérisé en ce que, en mode d'observation par réflexion localisée, on incline le dôme par rapport au produit (ou bien le produit par rapport au dôme) ou encore on ajoute un moyen d'observation décalé en inclinaison, ou on met en oeuvre tout autre moyen équivalent permettant de réaliser une inclinaison relative, afin que la zone diffuse éclairante n'inclue pas le lieu o se trouve la caméra ou le système optique
1 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17,
caractérisé en ce que la pièce à examiner est mise en rotation sous le
dôme et une zone est zoomée par la caméra.
1 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18,
caractérisé en ce que on utilise comme dôme une enceinte en matériau diffusant translucide, et on réalise ledit éclairage extérieur par au moins une, de préférence plusieurs sources de lumière, placée(s) autour de l'enceinte qui recouvre la pièce, l'éclairage étant alors réalisé par
transmission au travers de la paroi diffusante et translucide du dôme.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19,
caractérisé en ce que l'éclairage est réalisé par plusieurs sources de lumière régulièrement réparties autour de ladite enceinte.
21 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
caractérisé en ce que la direction d'éclairage est globalement centripète.
22 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21,
caractérisé en ce que la répartition des sources de lumière est effectuée selon des directions globalement centripètes donc dirigées vers le centre du dôme, selon des motifs quelconques réguliers comme par exemple en lignes parallèles, en quinconce, et dispositions analogues formant
une répartition régulière, par rapport au dôme.
23 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 22,
caractérisé en ce que on insère dans le dôme un faisceau lumineux issu d'une source lumineuse connue, éventuellement par le moyen d'un
miroir additionnel, sous une incidence rasante sur le produit.
24 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 23,
caractérisé en ce que on insère une lame semi-réfléchissante entre la ou les caméras et le dôme afin de masquer les images virtuelles du ou des objectifs dans le produit en cours de contrôle, et éventuellement d'autres telles lames pour masquer l'image de tout objet susceptible d'être introduit dans le dôme ou de toute ouverture pratiquée sur le dôme, par
exemple miroir(s) de renvoi, projecteur(s) additionnel(s), et analogues.
25 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que on opère (point A) un éclairage diffus limité et localisé en une ou des zones particulières, et on observe (point B) sur le
produit l'image réfléchie de cet éclairage.
26 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25,
caractérisé en ce que le procédé est mis en ceuvre à l'aide d'un ou de projecteurs ou source(s) lumineuse(s) et/ou de dispositifs mécanooptiques connus afin d'éclairer au moins une zone du dôme ou
de l'écran diffusant.
27 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25 et
26, caractérisé en ce que la ou lesdites zone(s) peuvent présenter o10 différentes formes, circulaires, elliptiques ou annulaires, pleines ou évidées, quelconques, de différentes tailles, de formes et de dimensions
régulières ou irrégulières, selon le cas d'espèce.
28 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25 à
27, caractérisé en ce que on utilise une seule zone, soit plusieurs zones et on conjugue alors l'une à l'autre les zones éclairantes et observées en question, et on peut combiner plusieurs zones circulaires sur différentes portions du produit ou de la pièce, par exemple deux ou trois zones à ou 120 , ou combiner une ou plusieurs zones circulaires avec un
ou plusieurs anneaux, ou zones carrées et analogues.
29 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25 à
28, caractérisé en ce que on combine de plus avec la rotation de la pièce
pour couvrir l'ensemble de la surface considérée.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25 à
29, caractérisé en ce que on pourra aussi, alternativement ou en combinaison avec ce qui précède, projeter sur une ou plusieurs " zones " une image connue, par exemple un quadrillage en coordonnées cartésiennes ou polaires, ou une " mire ", un réseau de points, de lignes, etc... destinée à mettre en évidence dans l'image virtuelle les défauts de forme et optiques du produit contrôlé en mode réflexion.
31 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 25 à
, caractérisé en ce on utilise les mêmes modes de réalisation
particuliers que ceux décrits dans les revendications 7 à 24.
32 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 31,
caractérisé en ce que on réalise une alimentation électrique des sources lumineuses à partir du réseau triphasé entre phase et neutre, les sources lo étant régulièrement réparties sur chaque phase électrique d'une part, et régulièrement réparties en emplacement sur la périphérie du dôme
d'autre part.
33 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 32,
caractérisé en ce que on effectue un contrôle optique d'aspect de produits céramiques émaillés en mode réflexion d'une zone lumineuse conjuguée à la zone observée sur le produit, qui consiste à observer l'image virtuelle dans le produit d'une zone lumineuse intense diffuse située ou créée sur le dôme diffusant, et en ce que l'on peut former ladite zone par au moins une source lumineuse placée au dessus
du dôme en matériau diffusant et translucide.
34 procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que on pourra combiner l'emploi de plusieurs zones de formes, dimensions etc.... différentes, éventuellement en combinaison avec un rotation de la pièce.
3 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 34,
caractérisé en ce que on utilise deux dômes successivement, (ou plusieurs dômes successivement), en amenant, faisant pivoter ou retournant et évacuant les produits automatiquement à l'aide de moyens mécaniques connus, afin de contrôler successivement les deux faces, ou
plusieurs faces, des produits céramiques émaillés.
36 Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce on examine la pièce sans zoom sous au moins un des dômes et on examine au moins une zone particulière de la pièce, sous au moins un des autres dômes, avec un zoom sur au moins une zone particulière de la pièce (par exemple sur une zone o la détection de défauts, pour des raisons techniques, serait plus difficile), avec ou sans rotation de la pièce, ou on utilise plusieurs dômes, I'un destiné à contrôler la pièce selon la o10 première option (éclairage diffus global) et l'autre selon la seconde option (éclairage diffus par zone(s)) ou on munit les différents dômes de différents équipements annexes, selon les besoins particuliers, comme des miroirs, des moyens de mesures dimensionnelles ou géométriques, d'autres caméras munies d'objectifs différents, de filtres, etc...., de
système d'éclairage par un faisceau laser ou tout autre type d'éclairage.
37 Dispositif de contrôle de la surface de produits céramiques de table / pièces de vaisselle (et analogues, selon la définition générale donnée en introduction) caractérisé en ce que il comporte des moyens pour Aréaliser un éclairage diffus global ou par zone(s) du produit, et des moyens pour B- réaliser une observation du produit, par un ou des moyens d'observation, par réflexion sur ce dernier, vers le ou les moyens d'observation, dudit éclairage diffus global ou de l'éclairage diffus localisé provenant d'au moins une zone lumineuse diffuse adaptée pour rendre brillante au moins une partie sélectionnée du produit 38 Dispositif selon la revendication 37 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour opérer (point A) un éclairage diffus, homogène et isotrope de la totalité de la pièce et pour observer (point B)
au moins une zone du produit éclairé.
39 Dispositif selon la revendication 37 ou 38 caractérisé en ce que les moyens pour réaliser un éclairage diffus comprennent une enceinte fermée (ou partiellement ouverte) en matériau diffusant opaque (notamment paroi interne blanche opaque) qui homogénéise la lumière par réflexion sur les parois internes, et on effectue l'éclairage par au moins une source extérieure à ladite enceinte, en laissant pénétrer le faisceau d'éclairage par au moins une ouverture aménagée à cet effet, et / ou par au moins une des sources disposées éventuellement à io l'intérieur de l'enceinte, lesdites sources externes ou intérieures étant positionnées de manière à projeter leur faisceau lumineux vers ladite
surface interne de ladite enceinte.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 37 à 39
caractérisé en ce que ledit matériau de l'enceinte est translucide ou dépoli et en ce que, notamment lorsque ledit matériau de l'enceinte est translucide ou dépoli, une ou plusieurs source(s) d'éclairage sont
disposées à l'extérieur de l'enceinte.
41 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 37 à 40
caractérisé en ce que l'enceinte comporte un dôme (ou une surface comparable sphérique ou hémisphérique ou sensiblement sphérique ou hémisphérique, sphérique ou hémisphérique aplatie, ou au contraire sphérique ou hémisphérique déformée en cône, ellipsoïde ou ellipsoïde déformée, et autres formes comparables qui seront toutes désignées dans la présente demande par " dôme ") qui comporte lui même au moins une ouverture permettant d'introduire la pièce et au moins une ouverture permettant de laisser passer la lumière réfléchie par la pièce vers le ou les moyens extérieurs d'observation, notamment la ou les caméras, et en ce que le dôme est d'autant plus fermé que la convexité du produit à contrôler sera plus grande, et en ce que le " dôme " peut aussi être de forme cylindrique ou parallélépipédique, et de telles formes
sont incluses dans la définition " dôme ".
42 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 37 à 41
caractérisé en ce que la caméra est placée au pôle du dôme de préférence, et vise la face principale du produit, à travers une ouverture
pratiquée sur le dôme.
Selon une variante, la caméra est placée en totalité ou en partie à lI'intérieur du dôme, et est alors rendue optiquement invisible par des combinaisons appropriées d'écrans diffusant la lumière et de lames semiréfléchissantes, I'ensemble formant un capot autour de la caméra qui empêche les réflexions parasites sur la caméra mais laisse passer
l'image réfléchie de la pièce vers l'objectif.
43 Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour opérer (point A) un éclairage diffus limité et localisé en une ou des zones particulières, et pour observer (point B) sur
le produit l'image réfléchie de cet éclairage.
44 Dispositif selon la revendication 43, caractérisé en ce que, en mode d'observation par réflexion localisée, le dispositif selon l'invention comporte un dôme incliné par rapport au produit (ou bien un moyen pour incliner le produit par rapport au dôme) ou encore comprend un moyen d'observation décalé en inclinaison, ou comprend tout autre moyen équivalent permettant de réaliser une inclinaison relative, afin que la zone éclairée n'inclue pas le lieu o se trouve la caméra ou le système optique
45 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 37 à 44,
caractérisé en ce qu'il comporte les moyens adaptés pour la mise en
oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 36 et
tels que décrits dans le revendication 1 à 36.
46 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 36
caractérisé en ce que il est spécialement adapté à l'inspection de produits céramiques, émaillés ou non, de révolution, consistant à effectuer un traitement en deux temps par le procédé décrit ci-dessus, le premier pour la zone centrale du produit, tel le bassin ou le fond de l'assiette par exemple, avec un algorithme classique parcourant les pixels de l'image de gauche à droite et de haut en bas, le second pour la zone périphérique, telles les ailes, le <" marly " ou le pied de l'assiette par exemple, traitée comme un anneau ou des portions d'anneau que l'on "déroule" d'abord, et sur laquelle on effectue le traitement en ligne de gauche à droite et de bas en haut, chaque ligne correspondant à une zone de rayon constant par rapport au centre de la pièce, et en ce que lo éventuellement des outils annexes d'interpolation et de recalage des zones sur les bords de la pièce améliorent classiquement la détectivité
liée à cette méthode.
47 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 37 à 45
caractérisé en ce que il comporte de plus des moyens mécaniques permettant de faire défiler les pièces à grande vitesse sous le ou les dôme(s), de manière à placer chaque objet sous l'ensemble de moyens d'éclairage et de moyens d'observation, durant un temps suffisant pour
le contrôle.
48 Dispositif selon la revendication 47 caractérisé en ce que il comporte notamment des bras pivotants pour la saisie des pièces et la dépose de la pièce sous au moins un dôme, puis éventuellement le transfert de ladite pièce vers le dôme suivant, et éventuellement des moyens d'inclinaison de la pièce relativement à au moins un dôme, ou
d'au moins un dôme relativement à la pièce.
4 9 Application du procédé et du dispositif selon l'une quelconque des
revendications 1 à 48 au contrôle de produits céramiques de table, tels
que typiquement les assiettes, tasses, soucoupes, plats ou objets divers dont la forme se rapproche de celle des produits cités, y compris par des des contrôles de type dit "< géométrique ", et éventuellement afin de contrôler aussi le graphisme et ou l'emplacement de l'estampille, particulièrement s'il s'agit d'une estampille sous émail, ou de tout produit
émaillé et décoré.
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