Brevet FR2314474A1 — publié le 19770107

L'invention se rapporte au contrôle optique d'un profil. Son application principale est le contrôle de la forme et des dimensions de bouteilles de verre. Ce contrôle s'effectue habituellement, soit au moyen de gabarits ou autres dispositifs mécaniques comportant par exemple des roues munies d'alvéoles, soit au moyen de faisceaux lumineux parallèles disposes pour envelopper un profil et reçus par des cellules photo-éfectriques. Les gabarits et autres dispositifs mécaniques de contrôle doivent évidemment être réalisés spéciale- ment pour chaque modele de bouteille. Ils ne permettent pas de changer les tolérances d'une fabrication ni de déceler un défaut qui correspond à unedimension inférieure à la norme. Les dispositifs optiques sont de réalisation onéreuse et une certaine imprécision dans la détermination du point de contact du profil avec les faisceaux résulte des aberrations dans le système optique.Cette imprécision entraine des erreurs notables dans le contrôle, lequel consiste à constater le contact simultane de tous les faisceaux avec le profil qu'ils enveloppent. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle optique de profil exempt des inconvénients précités. Suivant l'invention, ce dispositif comprend des moyens d'émettre une pluralité de faisceaux lumineux parallèles très fins formant un réseau plan, des moyens de provoquer le déplacement relatif du réseau et de l'objet à contrôler dans un plan perpendiculaire au plan dudit reseau, de façon que chaque faisceau balaye une section droite de l'objet, des organes photo-electriques agencés pour détecter le début et la fin dudit balayage et des organes de traitement des signaux engendrés par les organes détecteurs. Suivant un mode d'exécution préféré, lesdits moyens émetteurs comportent un laser de faible puissance, associé à une série de lames à faces parallèles semi-transparentes. Suivant une particularité de l'invention, dans son application au contrôle de la verticalité du corps d'une bouteille, un premier faisceau est disposé au niveau du col, un dernier faisceau étant dispose au niveau du fond, et les organes de traitement sont agences pour determiner et comparer les déplacements relatifs du premier faisceau, d'une part entre l'instant où le dernier faisceau commence à être intercepté par le fond de la bouteille et l'instant ou le premier faisceau commence à être intercepté par le col, d'autre part entre l'instant ou le premier faisceau cesse d'être intercepte par le col et l'instant ou le dernier faisceau cesse d'être intercepte par le fond. Suivant une autre particularité de l'invention, le dispositif comprend, pour chaque faisceau, une roue codeuse associée à une source lumineuse et à un capteur photo-électrique pour engendrer des impulsions en nombre proportionnel audit déplacement relatif et les organes de traitement comportent pour chaque faisceau un premier compteur initialement chargé à une valeur qui correspond à la norme dimensionnelle et qui décompte lorsqu'il reçoit lesdites impulsions, un second compteur chargé à une valeur qui correspond à la tolérance, et des moyens de signaler un écart entre le compte résiduel du premier compteur et le contenu du second compteur. D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'invention, apparaîtront clairement à l'aide de la description ci-après. Au dessin annexe : La figure 1 est un schema de principe d'un dispositif conforme au mode d'exécution préféré de l'invention. La figure 2 illustre des organes complémentaires utilisés pour le contrôle de verticalité et La figure 3 représente, très schématiquement, une variante d'execution. On voit quelle dispositif comporte un laser 1 qui coopere avec deux miroirs 2 et 3 inclinés à 450 et avec une pluralité de lames à faces parallèles semi-transparentes telles que 4, 5 ... 6 pour émettre des faisceaux parallèles fins formant un réseau plan. A titre d'exemple, 15 faisceaux sont régulièrement distribués sur la hauteur de la bouteille depuis le premier faisceau, réfléchi par la lame 6 et qui se trouve au niveau du haut du col, jusqu'au dernier faisceau, réfléchi par la lame 4 et qui se trouve au niveau du fond. Au cours d'un deplacement relatif du réseau et de la bouteille, dans la direction de la fleche F, le faisceau réfléchi par la lame 4 est intercepté par la bouteille entre une première position, ou le faisceau est tangent en M à la section droite de la bouteille dans le plan horizontal contenant ledit faisceau et une seconde position, ou le faisceau est tangent en N à ladite section droite, les points M et N étant diamétralement opposés. Les cellules photo-electriques, telles que 7, 8 ... 9, produiront donc des signaux électriques ayant un niveau bas de tension de durées proportionnelles aux diamètres MN successifs. Si un circuit approprié, tel que 10, dont la réalisation est à la portée de l'homme du métier, effectue la mise en forme du signal issu de la cellule 7 par exemple, et le signal issu du circuit 10 commandant le déblocage d'un amplificateur a travers lequel des impulsions récurrentes sont appliquées à un compteur 12, il est évident que le compte atteint par le compteur 12 à la fin du passage MN sera proportionnel à la distance MN. D'une maniere plus pratique, le compteur 12 peut être chargé, avant le contrôle, par la valeur correspondant au diamètre nominal de la section droite considerée du corps de la bouteille. Ce diametre, exprimé en mm, est affiché dans une fenêtre 12 a. Un deuxième compteur 13 est initialement chargé par une valeur correspondant à la tolérance sur le diamètre nominal, affichée dans une fenêtre 13 a. Pendant le contrôle, le compteur 12 décompte et, si le diamètre réel est égal au diamètre nominal, son compte résiduel en fin d'opération est nul. Le compte résiduel du compteur 12 est comparé au compte affiché dans le compteur 13 au moyen d'un organe comparateur 14 qui fournit un signal d'erreur en E si la tolérance est dépassée. Dans le mode d'exécution préféré décrit, la bouteille est entraînée par une bande transporteuse 15, à une vitesse de l'ordure de quelques metres par minute. Pour éviter qu'une variation de la vitesse d'entraînement ne soit la cause d'une erreur de mesure, on engendre les impulsions au moyen d'un disque codeur 17, entraîné par la bande 15 par l'intermédiaire d'une roulette 16. Une source lumineuse 18 coopere avec une cellule photo-électrique 19 à travers les fentes du disque codeur. La fréquence des impulsions est ainsi proportionnelle à la vitesse de déplacement de la bouteille, si bien qu'un nombre d'impulsions déterminé correspond toujours à une distance fixe. Il doit être bien compris que les autres cellules 8 ... 9 sont également reliées à des compteurs (non figurés) qui reçoivent les impulsions du disque codeur. Par ailleurs, comme dans le contrôle optique classique, une operation complète de contrôle comporte un deuxième passage de la bouteille de façon à contrôler un profil perpendiculaire à celui qui est contrôle lors du premier passage. A la figure 2, on a représenté des organes supplémentaires qui permettent de contrôler la verticalité Lorsque le faisceau réfléchi par la lame commence à être intercepté par le fond de la bouteille (c'est-a-dire en N), un circuit 20, relié a la cellule 7, fournit une impulsion appropriée au déblocage d'un amplificateur 22 qui reçoit les impu'sions issues de la cellule 19 associée a la roue codeuse. Dès que le faisceau réfléchi par la lame 6 est intercepté par le col de la bouteille (c'est-a-dire en m), un circuit 21, relié à la cellule 9, fournit une impulsion appropriée au blocage de 1' amplificateur 22. Un compteur 23 compte les impulsions pendant l'intervalle de temps ainsi défini, ce qui donne une mesure de la distance D1 entre la verticale du point M et la verticale du point m. De même, dès que le premier faisceau passe en n, le circuit 21, fournit une impulsion appropriée au déblocage d'un amplificateur 24, (et sans effet sur l'amplificateur 22) tandis que, dès que le dernier faisceau passe en N, le circuit 20 fournit une impulsion appropriée au blocage de l'amplificateur 24 (et sans effet sur l'amplificateur 22). La sortie de l'amplificateur 24 est reliée a une entrée de decomptage du compteur 23. il en résulte que celui-ci décompte un nombre d'impulsions proportionnel a la distance D2 entre la verticale du point n et la verticale du point N. On voit finalement que, si l'axe de symetrie de la bouteille est parfaitement vertical, comme D1 = D2, le compteur 23 a un compte résiduel nul en fin d'opération. On pourrait encore contrôler la verticalité en comparant D1 et D2 a des normes fixées d'avance. Dans les installations ou le convoyeur qui transporte les bouteilles a un mouvement saccade, la variante illustrée par la figure 3 sera préféree. On voit que le faisceau laser 24 est devié par un miroir plan allongé 25 dont l'axe coïncide avec la ligne focale d'une lentille 26 ayant la forme d'un cylindre a section biconvexe. Cette lentille rabat le faisceau dans une direction perpendiculaire au plan de symétrie de la lentille. Si l'on fait tourner le miroir 25 autour de son axe, le faisceau transmis par la lentille 26 balaye ainsi une section droite de la bouteille B, en restant parallèle lui-même. On admettra que le déplacement subi par la bouteille pendant une révolution du miroir est négligeable (la bande transporteuse 27 se déplaçant par exemple à la vitesse de 10 m/mn, alors que la vitesse de rotation du miroir est 20000 T/mQ Dans ces conditions, l'intervalle de balayage MN pendant lequel le faisceau est intercepté est proportionnel a la dimension a contrôler. Le faisceau est repris par une deuxieme lentille 28 identique à la précédente, et capte par une cellule photo-électrique 29. Le signal issu du capteur 29 sera avantageusement traité comme dans le mode d'exécution illustré par les figures précédentes. A cet effet, une roue codeuse 30 est entraînée à la vitesse de rotation du miroir 25. Les impulsions fournies par un système sourcelumineuse-capteur photo-electrique, associé à cette roue codeuse et non figuré, sont transmises à un compteur-décompteur pendant une durée déterminee par le niveau bas du signal engendré par la cellule 29. La relation entre la dimension mesurée et le nombre d'impulsions comptees ne sera évidemment pas linéaire. La figure 3 est une vue en plan tres schématique. Comme dans le mode d'exécution précédemment décrit, une pluralité de faisceaux laser formant un réseau plan seront utilisés. Leur réflexion par le miroir tournant 25 et leur rabattement par la lentille 26 donneront un réseau plan vertical balayant le corps de la bouteille dans le sens indiqué par la flêche, depuis son col jusqu'à son fond. Dans les modes d'exécution décrits, l'utilisation de faisceaux laser permet d'obtenir une précision de contrôle dimensionnel de l'ordre de 100 microns et aucun des inconvénients des dispositifs connus de contrôle de la forme de bouteilles n'est rencontre. Il est facile de faire varier la tolérance en modifiant l'affichage des compteurs du deuxième groupe et le dispositif peut facilement s' adapter à des profils différents, en modifiant l'affichage das compteurs du premier groupe. REVENDICATIONS 1- Dispositif de contrôle optique du profil d'un objet, comprenant des moyens d'émettre une pluralité de faisceaux lumineux, des capteurs photo-électriques t des organes de traitement des signaux engendrés par les capteurs, caractérisé en ce que lesdits moyens émetteurs sont agencés pour que lesdits faisceaux soient parallèles et forment un réseau plan, par des moyens de provoquer le deplacement relatif du réseau et de l'objet à contrôler, dans un plan perpendiculaire au plan du reseau, de façon que chaque faisceau balaye une section droite de l'objet, les capteurs étant agencés pour détecter le début et la fin dudit balayage. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens émetteurs comportent un laser de faible puissance associé à une série de lames a faces parallèles semi-transparentes. 3- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, destiné au contrôle de la verticalité du corps d'une bouteille, caractérisé par un premier faisceau disposé au niveau du col, un dernier faisceau étant disposé au niveau du fond, les organes de traitement étant agencés pour déterminer et comparer les déplacements relatifs du premier faisceau, d'une part entre 7,'instant où le dernier faisceau commence à être intercepté par le fond de la bouteille et 1' instant où le premier faisceau commence à être intercepté par le col, d'autre part entre l'instant ou le premier faisceau cesse d' être intercepte par le col et l'instant ou le dernier faisceau cesse d'être intercepté par le fond. 4- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caracterisé en ce que le dispositif comprend une roue codeuse associée à une source lumineuse et à un capteur photo-electrique pour engendrer des impulsions en nombre proportionnel audit deplacement relatif et les organes de traitement comportent, pour chaque faisceau, un premier compteur initialement chargé a une valeur qui correspond à la norme dimensionnelle et qui décompte lorsqu'il reçoit lesdites impulsions, un second compteur chargé à une valeur qui correspond à la tolérance, et des moyens de signaler un écart entre le compte résiduel du premier compteur et le contenu du second compteur. 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit déplacement relatif est obtenu au moyen d'une bande convoyeuse qui transporte la bouteille, la rotation de la roue codeuse étant liée au déplacement de la bande convoyeuse. 6- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit déplacement relatif est obtenu au moyen d'un miroir tournant dont l'axe est placé au foyer d'une lentille qui transforme la rotation des faisceaux en translation, la rotation de la roue cor deuse étant liée à celle du miroir.