FR3082601A1 - Dispositif d'eclairage annulaire pour le controle d'aspect d'une surface discoide - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'éclairage annulaire (1) et d'axe de révolution (X) pour le contrôle d'aspect d'une surface discoïde présentant un diamètre supérieure à 100 mm, ledit dispositif comprenant : - au moins deux blocs modulables (2), - au moins 8 zones de fixation (3), - au moins 8 modules d'éclairage (4) montés sur les zones de fixation (3), lesdits modules d'éclairage fonctionnant indépendamment les uns des autres, dans lequel 100% de la puissance lumineuse (Im) de chaque module d'éclairage est atteinte en moins de 10 ms, de préférence en 1,5 ms ou moins.
Description
Dispositif d’éclairage annulaire pour le contrôle d’aspect d’une surface discoïde
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de vision industrielle. Elle se rapporte notamment à un dispositif d’éclairage annulaire pour le contrôle d’aspect d’une surface discoïde telle que les garnitures d’embrayages de véhicules automobiles.
Arrière-plan technologique
Dans l’état de la technique, il est connu de vérifier l’aspect de la surface lors d’un contrôle qualité des pièces produites. Le contrôle d’aspect automatisé de surfaces discoïdes, telles que les garnitures d’embrayage a pour particularité optique d’avoir la zone à inspecter qui se trouve sur la périphérie du champ de vision, spécifiquement là ou il est le moins précis, le plus déformé, le moins bien éclairé avec les systèmes d’éclairages conventionnels existant sur le marché.
Ainsi, le contrôle d’aspect se fait généralement de manière manuelle par un opérateur à l’aide d’un éclairage à dôme plat diffus pour surfaces réfléchissantes, qui génère à la fois une lumière directe et diffuse.
Le contrôle manuel nécessite des manipulations de la pièce à contrôler pour mettre en évidence les défauts potentiels par réflexion de la lumière : il est donc dépendant de l’opérateur et des conditions environnementales et temporelles. Ce qui induit que le résultat est peu répétable. Il est de plus proportionnellement chronophage en fonction de la méticulosité du contrôle
L’inconvénient de ce type de contrôle réside donc dans le caractère manuel du contrôle et dans la non reproductibilité de ce dernier. En outre, l’utilisation d’un éclairage à dôme plat permet de mettre en évidence uniquement les défauts proches du diamètre intérieur de la pièce à contrôler, c'est-à-dire du centre optique. En effet, la mise en évidence de l’aspect de surface au delà du centre optique, soit sur le diamètre extérieur est obtenue difficilement et avec de moins en moins de détails.
Résumé
La présente invention vise à remédier aux problèmes précités en bénéficiant d’un dispositif annulaire qui permet l’observation des défauts sur le diamètre extérieur pour le contrôle d’aspect d’une surface discoïde.
L’invention vise également à fournir un dispositif qui puisse être intégré dans une chaîne de contrôle industrielle grâce au contrôle d’aspect rapide et répétable.
L’invention y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un dispositif d’éclairage annulaire et d’axe de révolution X pour le contrôle d’aspect d’une surface discoïde présentant un diamètre supérieure à 100 mm, ledit dispositif comprenant :
- au moins deux blocs modulables,
- au moins 8 zones de fixation,
- au moins 8 modules d’éclairage montés sur les zones de fixation, lesdits modules d’éclairage fonctionnant indépendamment les uns des autres, dans lequel 100% de la puissance lumineuse (Im) de chaque module d’éclairage est atteinte en moins de 10 ms, de préférence en 1,5 ms ou moins.
Ce dispositif permet ainsi grâce au fonctionnement indépendant des modules d’éclairage et à sa puissance lumineuse de 100% atteinte très rapidement d’obtenir des jeux d’ombres augmentant les contrastes pour identifier plus facilement et dans un temps donné très court les défauts présents sur les pièces à analyser.
En effet, le dispositif d’éclairage annulaire selon l’invention est fixe mais l’indépendance des modules d’éclairage permet d’avoir un éclairage tournant grâce à un allumage séquentiel qui peut être unitaire ou multiple. Il n’est alors plus nécessaire de faire tourner la pièce pour observer différentes zones.
Dans le cadre de la présente invention, par surface discoïde, on entend en forme de couronne.
L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites cidessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- le dispositif présente une forme cylindrique ou tronconique ;
- le dispositif présente un diamètre intérieur minimal d’au moins 300 mm, de préférence compris entre 300 et 700 mm. Il est important de respecter ce diamètre interne minimal afin de pouvoir étudier la surface de garnitures d’embrayage de type automobiles ;
- le dispositif présente une hauteur h comprise entre 100 et 500 mm. La hauteur h est la hauteur entre la partie inférieure à savoir la base du dispositif et la partie supérieure du dispositif ;
- chaque module d’éclairage comporte une pluralité de sources lumineuses, par exemple à diodes électroluminescentes, orientées vers une même zone à éclairer, ceci permet d’obtenir un éclairage diffus et homogène ;
- les modules d’éclairage sont sous forme de barres, c'est-à-dire rectangulaire qui peuvent être de tailles identiques ou différentes ;
- les modules d’éclairage peuvent présenter des formes identiques, similaires ou différents ;
- les modules d’éclairage peuvent être de forme carrée ;
- les modules d’éclairage forment avec un plan P orthogonale à l’axe de révolution X, un angle compris entre 90 et 65°, de préférence compris entre 85 et 70°, de manière encore plus préférée l’angle est de 75°. L’inclinaison des modules d’éclairage vers la pièce à observer permet d’orienter le flux lumineux et d’optimiser l’effet rasant.
- le dispositif comprend entre 8 et 16 modules d’éclairage ;
- les modules d’éclairage sont répartis circonférentiellement autour de l’axe X ;
- chaque module d’éclairage présente un éclairement en surface d’au moins 50 000 lux ;
- chaque bloc modulable est constitué d’une première extrémité et d’une deuxième extrémité, la première extrémité d’un bloc modulable étant raccordée à la deuxième extrémité d’un autre bloc modulable via une zone de raccordement et inversement.
Le dispositif d’éclairage annulaire est donc un dispositif modulable permettant d’obtenir un éclairage diffus et homogène avec une grande flexibilité et une grande souplesse d’utilisation.
Il est donc possible d’assembler des modules d’éclairage de tailles et de formes différentes au sein d’un même système d’éclairage. La rigidité de la structure est assurée notamment par les blocs modulables associés les uns aux autres.
Avec un système d’éclairage modulaire obtenu avec un dispositif selon la présente invention, l’utilisateur peut construire à façon le système d’éclairage de façon particulièrement aisé et rapide.
Le raccordement entre les différents blocs modulables via les zones de raccordement est réalisé à partir de tout moyen de fixation et/ou liaison connu de l’homme du métier et adapté dans le cadre de la présente invention. Il peut s’agir par exemple de liaisons glissières avec guidages maintenus. Cette caractéristique permet ainsi d’obtenir des modules imbriqués les uns aux autres et auto-maintenus. Un autre avantage apporté par cette modularité est qu’aucun outil n’est nécessaire lors de l’assemblage et que les modules sont interchangeables rapidement et sans réglages.
Dans la description et les revendications, on utilisera les termes « extérieur >> et « intérieur >> pour définir la position relative d’un élément par rapport à un autre, par référence à l’axe X, un élément proche de l’axe est ainsi qualifié d’interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie. Par convention, l’orientation « radiale >> est dirigée orthogonalement à l’axe X de révolution. L’orientation « circonférentielle >> est dirigée orthogonalement à l’axe X et orthogonalement à la direction radiale.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une vue du dispositif d’éclairage annulaire selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 est une vue du dispositif d’éclairage annulaire selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 3 est une vue du dispositif d’éclairage annulaire selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 est une vue partielle du dispositif d’éclairage annulaire selon le troisième mode de réalisation de l’invention.
Les figures 5a, 5b et 5c illustrent une garniture de friction sans éclairage (figure 5a) et une garniture de friction avec éclairage à l’aide du dispositif selon la présente invention (figure 5b et 5c).
Description détaillée de modes de réalisation
La figure 1 représente un premier mode de réalisation d’un dispositif d’éclairage annulaire 1 et d’axe de révolution X comprenant :
- 8 blocs modulables 2,
- 8 zones de fixation 3,
- 8 modules d’éclairage 4 montés sur les zones de fixation 3.
Dans l’exemple considéré, les blocs modulables 2 agencés entre eux forment le dispositif 1 d’éclairage annulaire. Ce dispositif présente une forme cylindrique comprenant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur.
Lorsque le dispositif est de forme cylindrique, le diamètre intérieur de la partie inférieure est égal au diamètre intérieur de la partie supérieure.
Chaque bloc modulable 2 peut être formé d’une seule pièce ou à partir de plusieurs pièces assemblées entre elles. Dans l’exemple considéré, chaque bloc modulable 2 est forme à partir de trois modules imbriqués 20, 21,22.
Dans l’exemple considéré, chaque module d’éclairage 4 est sous forme d’une barre. Lesdites barres du dispositif 1 sont de taille identique et sont placées dans le dispositif parallèlement à l’axe de révolution X. Ainsi, les modules d’éclairage forment avec le plan P orthogonale à l’axe de révolution X, un angle de 90°.
Dans l’exemple considéré, les modules d’éclairage 4 sont répartis sur un seul niveau d’éclairage. En variante, les modules d’éclairage 4 peuvent être répartis sur plusieurs niveaux.
Dans l’exemple considéré, chaque module d’éclairage 4 est monté sur une zone de fixation 3 crée dans un évidemment de chaque bloc modulable 2. Ainsi, l’évidemment sert au logement du module d’éclairage.
Avantageusement, les zones de fixations 3 et les modules d’éclairage 4 sont situés sur le diamètre intérieur du dispositif 1 d’éclairage annulaire. Chaque module d’éclairage est monté sur une zone de fixation à partir de tout moyen de fixation et/ou liaison connu de l’homme du métier et adapté dans le cadre de la présente invention. Il peut s’agir par exemple de liaisons glissières avec guidages maintenus.
Dans le cadre de la présente invention, chaque module d’éclairage 4 est indépendant des autres modules d’éclairage du dispositif. Cela permet d’avoir un éclairage séquentiel pour l’analyse des défauts sur les pièces discoïdes à observer. L’éclairage séquentiel permet de décider quels sont les modules d’éclairage 4 à allumer afin de pouvoir faire « tourner >> l’éclairage autour de la pièce avec toute la liberté qu’un tel dispositif peut laisser. Il peut s’agir d’un allumage séquentiel unitaire, chaque barre s'allume puis s'éteint, en laissant la suivante s'allumer ou d’un allumage multiple séquentiel (par exemple les barres n et n+1 s’allument puis s’éteignent en laissant les barres n+1 et n+2 ou n+2 et n+3 ou n+2 et n+3 et n+4....s’allumer).
Le deuxième mode de réalisation présenté en figure 2 est similaire à celui de la figure 1 excepté le fait que les modules d’éclairage 4 forment avec un plan P orthogonale à l’axe de révolution X, un angle inférieur à 90° et supérieur à 65°.
Dans l’exemple considéré, les modules sont inclinés afin de former un angle inférieur à 90° avec le plan P à l’aide d’équerres d’orientation 6. L’équerre d’orientation 6 est une pièce intermédiaire située entre la zone de fixation 3 prévue dans l’évidemment du diamètre intérieur du bloc modulable d’une part et le module d’éclairage 3 d’autre part.
Dans l’exemple considéré, une zone de fixation 3 supplémentaire est alors prévue sur chaque équerre 6 afin de monter dessus chaque module d’éclairage.
Les figures 3 et 4 représentent un troisième mode de réalisation d’un dispositif d’éclairage annulaire 1 et d’axe de révolution X comprenant :
- 16 blocs modulables 2,
- 16 zones de fixation 3,
- 16 modules d’éclairage 4 montés sur les zones de fixation 3.
Dans l’exemple considéré, les blocs modulables 2 agencés entre eux forment le dispositif 1 d’éclairage annulaire qui se présente sous forme tronconique.
Dans l’exemple considéré, les 16 modules d’éclairage 3 sont sous forme de barres (8 barres étant de hauteur h1 et 8 autres barres de hauteur h2, h1 et h2 étant différents).
Comme cela est représenté en figure 4, chaque bloc modulable 2 est constitué d’une première extrémité 2a et d’une deuxième extrémité 2b, la première extrémité 2a d’un bloc modulable étant raccordée à la deuxième extrémité 2b d’un autre bloc modulable via une zone de raccordement 5 et inversement.
Dans l’exemple considéré, la zone de raccordement 5 de l’extrémité 2a est composée d’un évidement en forme de « T >> permettant l’insertion de trois glissières qui composent la zone de raccordement 5 de l’extrémité 2b.
Avantageusement la lumière choisie est de couleur blanche. En variante, toute autre couleur peut être utilisée.
Avantageusement, le dispositif 1 est réalisé à partir d’un matériau présentant une bonne durabilité et une bonne tenue à la chaleur, déformation et abrasion.
Exemples
1. Garniture de friction sans éclairage
La figure 5a illustre une garniture de friction en tant que surface discoïde dont on veut observer les défauts présents sur le diamètre extérieur sans recourir à un dispositif d’éclairage annulaire décrit dans le cadre de la présente invention.
La figure 5a démontre bien qu’aucun défaut n’est mis en évidence sans éclairage.
2. Garniture de friction avec éclairage à l’aide du dispositif selon la présente invention
Le dispositif utilisé dans cet exemple est le dispositif présenté en figure 3 et 4 et présente les dimensions suivantes :
- les modules d’éclairage forment avec le plan P orthogonale à l’axe de révolution X un angle de 75°,
- diamètre intérieur de la partie inférieure du dispositif: 600 mm
- diamètre intérieur de la partie supérieure du dispositif : 400 mm
- hauteur : 300 mm
Ce dispositif permet d’étudier la surface de garnitures d’embrayage de type automobiles d’un diamètre compris entre 110 et 290 mm et d’une largeur de piste externe minimum de 20 mm.
Les 16 barres utilisées dans ce dispositif proviennent de TPL Vision (8 barres ayant une hauteur de 126 mm et 8 barres ayant une hauteur de 251 mm).
Le dispositif d’éclairage annulaire de la présente invention permet de faire tourner l’éclairage sans tourner la pièce grâce à son mode de fonctionnement séquentiel.
La figure 5b é été obtenue lorsque 4 modules d’éclairage (n à n+3) situés au regard de la partie à analyser ont été allumés. Les deux flèches de la figure 5b indiquent les défauts d’aspect (en surbrillance) dans la zone d’éclairement.
La figure 5c a quant à elle été obtenue lorsque 4 autres modules d’éclairage (n+8 à n+11 ) ont été allumés, indiquant qu’aucun défaut n’est présent sur cette zone d’éclairement.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Dispositif d’éclairage annulaire (1) et d’axe de révolution (X) pour le contrôle d’aspect d’une surface discoïde présentant un diamètre supérieure à 100 mm, ledit dispositif comprenant :- au moins deux blocs modulables (2),- au moins 8 zones de fixation (3),- au moins 8 modules d’éclairage (4) montés sur les zones de fixation (3), lesdits modules d’éclairage fonctionnant indépendamment les uns des autres, dans lequel 100% de la puissance lumineuse (Im) de chaque module d’éclairage est atteinte en moins de 10 ms, de préférence en 1,5 ms ou moins.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il présente une forme cylindrique ou tronconique.
- 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il présente un diamètre intérieur minimal d’au moins 300 mm, de préférence compris entre 300 et 700 mm.
- 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il présente une hauteur comprise entre 100 et 500 mm.
- 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque module d’éclairage (4) comporte une pluralité de sources lumineuses, par exemple à diodes électroluminescentes, orientées vers une même zone à éclairer.
- 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits modules d’éclairage (4) sont sous forme de barres.
- 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les modules d’éclairage (4) forment avec un plan (P) orthogonale à l’axe de révolution (X), un angle compris entre 90 et 65°, de préférence 75°.
- 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend entre 8 et 16 modules d’éclairage (4).
- 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce chaque module d’éclairage (4) présente un éclairement en surface d’au moins 50 000 lux.
- 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bloc modulable (2) est constitué d’une première extrémité (2a) et d’une deuxième extrémité (2b), la première extrémité (2a) d’un bloc modulable étant raccordée à la deuxième extrémité (2b) d’un autre bloc modulable via une zone de raccordement (5) et inversement.
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