FR3130024A1 - Dispositif de stéréovision d’un récipient translucide à chaud - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne dispositif de stéréovision d’un récipient translucide à chaud. Le dispositif de stéréovision (2) comprend un capteur (4) de distance chromatique, un capteur (6) optique infrarouge, une unité de contrôle (8) comprenant un module de mémorisation (24) intégrant une base de données et un procédé de contrôle mettant en œuvre les étapes suivantes : mesure par l’unité de contrôle (8), à travers le capteur (4) de distance chromatique, d’une distance (E’) entre le capteur (4) et un récipient (34) ;mesure par le module de calcul (26), à travers le capteur (6) optique infrarouge, du positionnement (P’) et d’une mesure de dimension (D’) du récipient (34) ;identification à partir de la base de données d’une valeur (R) corrélée aux mesures (E’, P’, D’) réalisées aux étapes i et ii ; identification d’un défaut du récipient (34). Figure 6
Description
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication de récipients en verre par formage à chaud. L’invention porte plus particulièrement sur un dispositif de stéréovision apte à mettre en œuvre un procédé de contrôle du dimensionnement des récipients en verre, à la sortie d’un moule de formage à chaud.
Arrière-plan technologique
De façon connue, les récipients en verre sont fabriqués par une technique de formage à chaud. Cette technique consiste à chauffer une goutte de verre à plus de 1 000°C dans un moule, puis à injecter un gaz dans la goutte de verre afin de plaquer ses faces contre les parois du moule. À la sortie du moule, on obtient ainsi un récipient en verre de forme souhaitée.
Il peut s’avérer qu’au cours du temps, pour de multiples raisons connues de l’homme du métier, les récipients en verre issus d’un même moule sont de formes et de dimensions légèrement différentes. Afin de garantir une uniformité de production, des contrôles de qualité sont réalisés fréquemment afin d’identifier puis retirer, les récipients non conformes.
Il est connu l’emploi de dispositifs de stéréovision pour mesurer, en temps réel, la forme ainsi que les dimensions de chaque récipient en verre. Pour cela, il est nécessaire de disposer d’un espace conséquent autour du convoyeur qui transporte les récipients en verre, de manière à pouvoir obtenir une vue complète de chaque récipient en verre. C’est pour cela que les dispositifs de stéréovision sont positionnés en aval de chaîne de production.
Un dysfonctionnement du moule sera donc détecté avec un certain laps de temps, correspondant au temps de déplacement du récipient non conforme du moule au dispositif de stéréovision. Durant ce laps de temps, le moule continue à produire des récipients défectueux qui devront également être mis au rebut.
Une alternative consiste à prélever des récipients à la sortie du moule et contrôler leur forme à l’aide d’un gabarit. Néanmoins, cette solution a pour inconvénient d’altérer de façon irréversible la surface des récipients. Les récipients prélevés sont alors mis au rebut.
À ce jour, il n’existe pas de dispositif de détection tridimensionnel, permettant d’identifier rapidement un dysfonctionnement d’un moule, pour le formage à chaud de récipients en verre, sans endommager les récipients en verre issus du moule.
L’invention vise à remédier à ce problème technique, en proposant un dispositif de stéréovision permettant de mesurer, en temps réel et au moins en partie, la forme de chaque récipient en verre issu d’un moule de formage à chaud, au plus proche du moule, et sans endommager les récipients.
Objet de l’invention
Pour cela, l’invention propose un procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision comprenant un capteur de distance chromatique, un capteur optique infrarouge, l’axe optique du capteur de distance chromatique et l’axe optique du capteur optique infrarouge se croisent ou sont sécants, une unité de contrôle composée d’un module de mémorisation et un module de calcul. L’unité de contrôle est connectée au capteur de distance chromatique ainsi qu’au capteur optique infrarouge.
Par le terme « connecté », on entend la possibilité pour deux éléments du dispositif de stéréovision de s’échanger de l’information.
L’invention est remarquable en ce que le procédé d’étalonnage met en œuvre les étapes suivantes :
a) positionnement d’un objet dans le champ de vision des capteurs, l’objet étant aligné ou sensiblement aligné sur l’axe optique du capteur de distance chromatique et au moins une dimension de l’objet est connue ;
b) mesure d’une distance entre l’objet et le capteur de distance chromatique ;
c) mesure d’une position de l’objet et au moins une dimension de l’objet, par l’intermédiaire du capteur optique infrarouge ;
d) enregistrement dans une base de données contenue dans le module de mémorisation, des mesures réalisées aux étapes b) et c), de manière à ce qu’une dimension connue de l’objet soit corrélée à la mesure de distance, ainsi qu’à la mesure d’au moins une dimension de l’objet et à la mesure de la position de l’objet, mesures réalisées aux étapes précédentes.
Le procédé d’étalonnage selon l’invention permet avantageusement d’établir une matrice de corrélation, propre à un dispositif de stéréovision selon l’invention, entre une dimension connue de l’objet et sa position vis-à-vis du capteur de distance chromatique et les mesures de dimension et de positionnement dudit objet par le capteur optique infrarouge. Cette matrice de corrélation permet avantageusement d’établir une « signature » propre à chaque objet, lorsque l’objet se déplace dans le champ de vision des capteurs.
Par les termes « capteur de distance chromatique », on entend tout type de dispositif optique, apte à mesurer une distance par une méthode d’imagerie confocale.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, au moins une dimension de l’objet est connue, dans un plan défini par les axes optiques des capteurs.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, lors de l’étape c), une dimension de l’objet est mesurée dans un plan défini par les axes optiques des capteurs.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’objet est de forme cylindrique, l’axe longitudinal de l’objet étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan défini par les axes optiques des capteurs, le diamètre extérieur de l’objet étant connu.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les étapes a) à d) du procédé d’étalonnage décrit ci-dessus, sont renouvelées après avoir déplacer l’objet le long de l’axe optique du capteur de distance chromatique. De préférence, l’objet est déplacé plusieurs fois le long de l’axe optique du capteur de distance chromatique lors du procédé d’étalonnage.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les axes optiques des capteurs forment un angle aigu, dont la valeur est comprise entre 0° et 85° ou entre 1° et 85°, de préférence entre 0° à 45° ou entre 1° et 45°.
Selon une variante de réalisation, les axes optiques des capteurs peuvent être parallèles entre eux.
L’invention concerne également un dispositif de stéréovision d’un récipient, comprenant un capteur optique infrarouge, un capteur de distance chromatique, les axes optiques des capteurs se croisant ou étant sécants, une unité de contrôle comprenant un module de calcul et un module de mémorisation, le module de calcul étant connecté au module de mémorisation, l’unité de contrôle étant connectée aux capteurs.
Le dispositif de stéréovision est remarquable en ce que le module de mémorisation comprend :
- une base de données ou une matrice de corrélation réalisée à partir d’un procédé d’étalonnage décrit ci-dessus ; et
- un procédé de contrôle, mettant en œuvre les étapes suivantes :
i. mesure par l’unité de contrôle, à travers le capteur de distance chromatique, d’une distance entre le capteur de distance chromatique et un récipient présent dans les champs optiques des capteurs ;
ii. mesure par le module de calcul, à travers le capteur optique infrarouge, du positionnement et d’une mesure de dimension du récipient ;
iii. identification à partir de la base de données ou de la matrice de corrélation d’une valeur corrélée aux mesures réalisées aux étapes i et ii ;
iv. identification d’un défaut du récipient, lorsque la valeur dépasse une plage de tolérance prédéterminée.
De préférence, le récipient observé est en verre, par exemple une bouteille ou un flacon.
De préférence, les étapes i et ii sont réalisées simultanément.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, lorsqu’un récipient se déplace dans le champ de vision des capteurs, avant l’étape iii, les étapes i et ii sont mises en œuvre plusieurs fois.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, entre la dernière étape ii et l’étape iii, une étape intermédiaire est mise en œuvre, consistant à identifier la plus petite distance mesurée par le capteur de distance chromatique, cette plus petite distance étant prise en compte lors de l’étape iii pour identifier la valeur corrélée aux mesures réalisées aux étapes i et ii.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’unité de contrôle comprend un module d’alerte connecté au module de calcul, et le module d’alerte est activé par le module de calcul lorsque le module de calcul identifie un défaut d’un récipient observé lors de la mise en œuvre du procédé de contrôle.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le module d’alerte est connecté à un module de contrôle d’une unité de production.
Selon une variante de réalisation, plusieurs dispositifs de stéréovision tels que décrits ci-dessus, peuvent être empilés les uns sur les autres de sorte à pouvoir réaliser plusieurs mesures d’un récipient selon une direction normale ou sensiblement normale au plan défini par les axes optiques des capteurs. Ce mode de réalisation permet avantageusement une modélisation en trois dimensions d’un récipient se déplaçant dans le champ de vision des capteurs.
L’invention concerne également une chaîne de production de récipients en verre, comprenant un moule pour le thermoformage de récipients en verre, un convoyeur apte à déplacer les récipients issus du moule jusqu’à une arche de refroidissement.
La chaîne de production est remarquable en ce qu’un dispositif de stéréovision tel que décrit ci-dessus est présent le long du convoyeur, entre le moule et l’arche de refroidissement, les capteurs optiques étant orientés de sorte à détecter le passage de chaque récipient se déplaçant sur le convoyeur.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le module de calcul mesure, à travers le capteur optique infrarouge, une mesure de dimension du récipient observé, selon une direction transversale à l’axe optique du capteur infrarouge et parallèle ou sensiblement parallèle à la direction de déplacement du récipient sur le convoyeur.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le moule est connecté au dispositif de stéréovision de manière à stopper le fonctionnement du moule, lorsque le dispositif de stéréovision détecte un défaut sur un récipient se déplaçant sur le convoyeur.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, à l’entrée de l’arche de refroidissement, la température des récipients est égale ou supérieure à 400°C, de préférence égale ou supérieure à 500°C.
Selon une variante de réalisation, le dispositif de stéréovision est apte à mettre en œuvre un procédé de mesure d’une portion du périmètre extérieur d’un récipient se déplaçant dans le champ de vision des capteurs. Pour des positions différentes du récipient dans le champ de vision des capteurs, le procédé de mesure met en œuvre les étapes i à iii du procédé de contrôle décrit ci-dessus. Lors de chaque étape iii, une valeur de distance entre le capteur de distance chromatique et le récipient, est obtenue à partir des mesures réalisées aux étapes i et ii. Ces valeurs de distance sont par la suite utilisées pour modéliser la forme du contour du récipient faisant face au capteur chromatique ou bien pour modéliser le contour complet du récipient.
Selon une variante de réalisation, le procédé de mesure décrit ci-dessus est mis en œuvre à des hauteurs différentes du récipient, de manière à pouvoir modéliser une forme en trois dimensions qui soit représentative de la forme du récipient.
Les procédés de mesure sont de préférence présents dans le module de mémorisation et mis en œuvre par le module de calcul du dispositif de stéréovision selon l’invention.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation mentionnées ci-dessus peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description des figures
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisations préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Claims (15)
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) comprenant un capteur (4) de distance chromatique, un capteur (6) optique infrarouge, les axes optiques (16, 20) des capteurs se croisant ou étant sécants, une unité de contrôle (8) composée d’un module de mémorisation (24) et d’un module de calcul (26), l’unité de contrôle étant connectée aux capteurs (4, 6), caractérisé en ce que le procédé d’étalonnage met en œuvre les étapes suivantes :
- positionnement d’un objet (12) dans le champ de vision des capteurs (4, 6), l’objet étant aligné ou sensiblement aligné sur l’axe optique (16) du capteur (4) de distance chromatique et au moins une dimension (R) de l’objet est connue ;
- mesure d’une distance (E1) entre l’objet (12) et le capteur (4) de distance chromatique ;
- mesure d’une position (P1) de l’objet (12) et d’au moins une dimension (D) de l’objet (12), par l’intermédiaire du capteur (6) optique infrarouge ;
- enregistrement dans une base de données contenue dans le module de mémorisation (24), des mesures réalisées aux étapes b) et c), de manière à ce qu’une dimension connue (R) de l’objet (12) soit corrélée à la mesure de distance (E1), à la mesure d’au moins une dimension (D1) et à la mesure de la position (P1) de l’objet (12).
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une dimension (R) de l’objet est connue dans un plan défini par les axes optiques (16, 20) des capteurs (4, 6).
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lors de l’étape c), une dimension (D) de l’objet est mesurée dans un plan défini par les axes optiques (16, 20) des capteurs (4, 6).
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’objet (12) est de forme cylindrique, son axe longitudinal étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan formé par les axes optiques (16, 20) des capteurs (4, 6), le diamètre extérieur de l’objet étant connu.
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) selon l’une des revendications 1 à 4, consistant à renouveler les étapes a) à d) du procédé d’étalonnage, après avoir déplacer l’objet (12) le long de l’axe optique (6) du capteur (4) de distance chromatique.
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de stéréovision (2) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les axes optiques des capteurs forment un angle aigu (α), dont la valeur est comprise entre 0° et 85°.
- Dispositif de stéréovision (2) d’un récipient comprenant un capteur (4) de distance chromatique, un capteur (6) optique infrarouge, les axes optiques (16, 20) des capteurs étant sécants, une unité de contrôle (8) composée d’un module de mémorisation (24) et d’un module de calcul (26), l’unité de contrôle étant connectée aux capteurs (4, 6), caractérisé en ce que le module de mémorisation (24) comprend :
- une base de données réalisée à partir d’un procédé d’étalonnage selon l’une des revendications 1 à 6 ; et
- des instructions de code pour l’exécution d’un procédé de contrôle, mettant en œuvre les étapes suivantes :- mesure par l’unité de contrôle (8), à travers le capteur (4) de distance chromatique, d’une distance (E’) entre le capteur (4) et un récipient (34) présent dans les champs optiques des capteurs (4, 6) ;
- mesure par le module de calcul (26), à travers le capteur (6) optique infrarouge, du positionnement (P’) et d’une mesure de dimension (D’) du récipient (34) ;
- identification à partir de la base de données d’une valeur (R) corrélée aux mesures (E’, P’, D’) réalisées aux étapes i et ii ;
- identification d’un défaut du récipient (34), lorsque la valeur (R) dépasse une plage de tolérance prédéterminée.
- Dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les étapes i et ii sont réalisées simultanément.
- Dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lorsqu’un récipient (34) se déplace dans le champ de vision des capteurs (4, 6), avant l’étape iii, les étapes i et ii sont mises en œuvre plusieurs fois.
- Dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’entre la dernière étape ii et l’étape iii, une étape intermédiaire est mise en œuvre, consistant à identifier la plus petite distance (E’) mesurée par le capteur (4), cette plus petite distance étant prise en compte lors de l’étape iii pour identifier la valeur (R).
- Dispositif de stéréovision (2) selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l’unité de contrôle (8) comprend un module d’alerte (10) connecté au module de calcul (26), et en ce que le module d’alerte (10) est activé par le module de calcul (26) lorsque le module de calcul (26) identifie un défaut d’un récipient (36) observé, lors de la mise en œuvre du procédé de contrôle.
- Dispositif de stéréovision (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le module d’alerte (10) est connecté à un module de contrôle d’une unité de production.
- Chaîne de production de récipients en verre, comprenant un moule (30) pour le thermoformage de récipients en verre, un convoyeur (28) apte à déplacer les récipients issus du moule (30) jusqu’à une arche de refroidissement (32), caractérisée en ce qu’un dispositif de stéréovision (2) selon l’une des revendications 7 à 11 est présent le long du convoyeur (28), entre le moule (30) et l’arche de refroidissement (32), les capteurs optiques (4, 6) étant orientés de sorte à détecter le passage de chaque récipient (34) se déplaçant sur le convoyeur (28).
- Chaîne de production de récipients en verre selon la revendication 13, caractérisée en ce que l’axe optique (16) du capteur (4) ) de distance chromatique est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement des récipients sur le convoyeur (28).
- Chaîne de production selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce que le moule (30) est connecté au dispositif de stéréovision (2) de manière à stopper le fonctionnement du moule (30), lorsque le dispositif de stéréovision (2) détecte un défaut sur un récipient (34) se déplaçant sur le convoyeur (28).
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