Brevet FR2336675A1 — publié le 19770722

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour l'examen optique d'articles en bandes, dans lequel une lumière focalisée par une source de rayon laser est envoyée sur une roue à miroirs tournant à grande vitesse et qui la reflète, sous la forme d'un spot mobile, sur la bande à examiner, la lumière réfléchie et/ou traversante étant envoyée à un étage d'interprétation. Les dispositifs de ce genre sont par exemple décrits dans les demandes de brevet R.F.A. 1.573.497 et 1.473.681. Des défauts apparaissant dans la bande sont en pareil cas repérés et éventuellement triés par feuilles après découpage de la bande. I1 est donc possible de localiser la position du défaut par rapport à la longueur de la bande. Ce qui n'est pas résolu par contre! c'est la question de la position du défaut par rapport à la largeur de la bande, ce qui est particulièrement intéressant lorsque la bande est divisée une ou plusieurs fois dans sa largeur de sorte que plusieurs feuilles sont contenues dans une largeur de bande. Parmi ces feuilles, il peut arriver qu'une seule doive être éliminée, tandis que toutes les autres sont exemptes de défauts.Avec les moyens actuellement existants, cela n'est toutefois pas possible, de même qu'il est impossible, par une mesure de la distance des défauts par rapport au bord de la bande, de détecter facilement la source d'un défaut pour les défauts apparaissant continuellement à un endroit de la largeur de la bande. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser des moyens permettant de localiser des défauts en ce qui concerne leur position par rapport au bord de la bande de matériau en défilement. Pour l'examen optique d'articles en bandes, ce résultat est atteint selon l'invention au moyen d'un procédé dans lequel la lumière focalisée par une source de rayon laser est envoyée sur une roue à miroirs tournant à grande vitesse et qui la renvoie, sous la forme d'un spot mobile, sur la bande à examiner, la lumière réfléchie par la bande et/ou traversant cette dernière étant envoyée à un étage d'inter prétation avec cette caractéristique que le rayon est divisé entre la roue à miroirs et la bande à examiner et que le rayon partiel, ainsi obtenu et dévié de sa direction, est utilisé pour localiser la répartition en largeur des défauts apparaissant dans la bande de matériau à examiner. Ce procédé est avantageusement mis en oeuvre au moyen d'un dispositif qui est constitué par une source de rayon laser servant à produire la lumière focalisée, par une roue à miroirs tournant à grande vitesse et par un dispositif d'interprétation pour la lumière réfléchie et/ou la lumière traversante, dispositif qui est caractérisé par le fait que pour la séparation d'un rayon partiel, une plaque transparente est disposée entre la roue à miroirs et la bande à examiner en formant un angle différent de 900 par rapport au rayon d'exploration et qu'à cette plaque transparente sont associés des moyens optiques pour subdiviser la largeur de la bande de matériau. La plaque transparente, qui est normalement une plaque de verre à faces planes et parallèles, est disposée à proximité de la roue à miroirs et son angle par rapport au rayon d'exploration se situe de préférence entre 10 et 600. Gracie à son agencement à proximité de la roue à miroirs, la plaque peut être relativement petite, attendu que le trajet du rayon d'exploration est très court au-dessus de la plaque. I1 s'ensuit également que le trajet du rayon partiel séparé par la plaque transparente est aussi assez court. Pour recevoir et interpréter ce rayon partiel, on peut donc utiliser des moyens optiques de dimensions relativement faibles. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ces moyens optiques sont constitués par une bande de prismes individuels avec phototransistors montés en aval. Du fait de la position oblique de la plaque transparente, un faisceau partiel est dérivé du faisceau d'exploration et amené sur les phototransistors par l'intermédiaire des prismes, Par suite de la distance séparant les prismes de la bande à explorer, chaque prisme englobe un espace déterminé de la bande, c'estv -dire une largeur partielle.En associant à chaque fois un commutateur au phototransistor monté derrière chaque prisme, il est possible d'obtenir n'importe quelle largeur de bande, c'est-à-dire qu'on peut grouper un nombre déterminé de phototransistors et arriver ainsi à une largeur de bande présectionnable. Au moment où un défaut est détecté par le rayon d'exploration, ce défaut peut être par conséquent localisé très exactement en fonction de la finesse de la distribution des prismes. Les prismes en tant que tels peuvent être réalisés très simples et sont par exemple fabriqués en une matière plastique, comme les polyméthacrylates, qui est disponible dans le commerce sous la marque de fabrique "Plexiglas".Par prisme il convient d'entendre ici une plaque sensiblement trapézodale qui sert de diviseur de lumière, c'est-à-dire que les surfaces sont polies pour permettre une réflexion totale de la lumière. Un certain nombre de ces plaques sont en pareil cas vissées en une brande commune, le plus grand des côtés parallèles étant tourné vers la plaque transparente et le plus petit vers les phototransistors. Plus I1 épaisseur des plaques et donc des prismes est faible, plus on peut disposer de prismes sur la même longueur que balaye le rayon d'exploration ou le rayon partiel en dérivant, et plus fine sera la possibilité de subdivision et par conséquent la localisation des défauts sur la largeur de la bande à explorer. Un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention consiste à réaliser les moyens optiques sous la forme d'un plan qui porte des traits de repère et auquel est associé un photomultiplicateur. Le plan peut être une plaque transparente qui porte une fine graduation en traits de repère et, en pareil cas, le photomultiplicateur monté en aval fonctionne suivant un procédé de passage de la lumière, c'est-à-dire que le rayon partiel traverse la plaque et que le photomumtiplicateur déclenche une impulsion à partir de chaque trait de repère. Dans un autre cas par conséquent, lorsque le plan est en matériau opaque pourvu de marques de repère on travaille suivant un procédé de réflexion. I1 s'est alors révélé que la meilleure méthode consistait à utiliser une surface métallisée portant un marquage en traits de repère noirs. Ce marquage est de préférence appliqué avant la métallisation du plan. L'avantage essentiel de l'utilisation d'un miroir comme plan réside dans le fait que, lors de l'exploration, il en résulte des contrastes très nets qui conduisent à des impulsions extrêmement précises. Dans ce cas également, le photomultiplicateur déclenche une impulsion au balayage de chaque trait. Le trajet que le rayon d'exploration parcours sur la bande à examiner entre deux impulsions peut être ainsi exactement localisé.Selon un mode particulièrement avantageux de l'invention, des dispositifs compteurs à valeurs réglables à volonté sont associés au photomultiplicateur, c'est-à-dire que les impulsions émises par ce photomultiplicateur sont amenées à ces dispositifs compteurs où, par le réglage de valeurs prédéterminées par la largeur de la bande, on peut déterminer dans quelle zone de la largeur de la bande se trouve le défaut. Lorsque le plan portant des traits de repère est réalisé sous la forme d'une plaque transparente, ce marquage des traits de repère peut être effectué sous la forme de fils métalliques fins. Une autre possibilité consiste à métalliser sous vide des couches métalliques en forme de traits. La seule exigence imposée à ce marquage est que les traits soient opaques et présentent une distance constante les uns par rapport aux autres. En cas d'un nombre supposé de 2000 marques, il y a donc par cycle d'exploration 2000 impulsions produites qui sont délivrées par le photomultiplicateur et mémorisées dans des dispositifs compteurs à valeurs suscep tibles d'être choisies à volonté. Le point particulièrement important à cet égard est que le défaut tangentiel se trouve simultanément exclu. Par défaut tangentiel on désigne le défaut qui se produit par suite des différentes vitesses du rayon d'exploration. Comme on le sait, le rayon d'exploration, partant de la source lumineuse, c'est-à-dire en l'occurrence la source laser, tombe sur le miroir en rotation. Par suite de cette rotation l'angle d'incidence varie et par conséquent également la vitesse du rayon, c'est- -dire qu'au début de l'explora tion on a la vitesse la plus faible et à la fin de l'exploration la vitesse la plus élevée du spot mobile qui est produit par le faisceau sur la bande Pour cette raison, tous les appareils d'interprétation qui fonctionnent avec temporisation sont constamment inexacts, ce qui est encore renforcé par des éventuelles petites erreurs d'ajustage des miroirs de la roue à miroir. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip tion d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure représente en perspective et en coupe partielle un dispositif d'exploration selon l'invention. Dans le boitier 1 est installé un émetteur laser 2 qui envoie un faisceau 4 sur la roue à miroirs 3 animée d'un mouvement de rotation. Dans cette roue à miroirs 3, le rayon laser 4 est renvoye sous forme de rayon d'exploration 4', sur la largeur totale de la bande de matériau 5 qui le réfléchit. La lumière réfléchie du rayon d'exploration 4' arrive, sous la forme du rayon 4a, dans l'enceinte de multiplication 10 où elle est transmise aux photomultiplicateurs 8. Dans le trajet du rayon d'exploration 4' est montée une plaque transparente 15 qui sépare un rayon partiel 9 du rayon d'exploration 4'.Ce rayon partiel 9 est dirigé sur une plaque à trame 7 qui est également réalisée en un matériau transparent, et, après avoir traversé cette plaque à trame 7, il est absorbé par le photomultiplicateur 17 qui amène à un dispositif d'interprétation non représenté-les impulsions produites par la trame. Entre la bande de matériau 5 et la roue à miroirs 3 est placée une plaque en verre clair 12 à faces planes et paral lèles qui sert également de diviseur de rayons lumineux, c'est-à-dire -qu'elle dérive un rayon auxiliaire 13 à partir du rayon d'exploration 4'. Ce rayon auxiliaire 13 est utilisé pour la commande de la délimitation des arêtes. La délimitation des arêtes en tant que telle n'est pas représentée.Le rayon auxiliaire 13 tombe toutefois, dans la zone de la surface marginale 11 de la bande de matériau 5, sur les photomultiplicateurs de limitation 14 et provoque ainsi l'interruption du dispositif d'interprétation jusqu'à ce que l'entrée du rayon d'exploration 4' dans la zone marginale 11 de la surface opposée produise un nouveau rayon auxiliaire 13 qui tombe sur le deuxième photomultiplicateur de délimitation 14 qui remet en route le dispositif d'interprétation. Grâce à cette disposition, une interprétation n'a lieu que si le faisceau d'exploration 4' balaye la surface de la bande de matériau 5 c'est-à-dire que les indications de défauts intervenant lors de l'entrée sur les arêtes de la bande de matériau 5 dans la zone des surfaces marginales 11 ne sont interprétées. Lorsque le rayon d'exploration 4' atteint le défaut 16, un signal sous la forme d'une impulsion est déclenché dans le dispositif d'interprétation des défauts, attendu que simultanément le rayon partiel 9 qui a été dérivé du rayon d'exploration 4' a atteint sur la plaque à trame 7 une position déterminée qui correspond & son tour & un Btat de comptage donné des dispositif compteurs non reprXsentés. Si maintenant la bande 5, à la suite de son examen optique, est divisée longitudinalement et transversalement, c'est-àdire que si en aval du dispositif de tri est monté un dispositif de coupe longitudinal et transversal équipé d'aiguillages de triage, ce n'est que la feuille défectueuse qui, en raison de la position du défaut dans la largeur de la bande, pourra être automatiquement éliminée, et non pas, comme jusqu'ici, toute la largeur de la bande. w ~r REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'examen optique d'articles en forme de bandes, dans lequel une lumière focalisée par une source de rayon laser est envoyée sur une roue à miroirs tournant à grande vitesse et qui la reflète, sous la forme d'un spot mobile, sur la bande a examiner, la lumière réfléchie par la bande et/ou traversante étant appliquée à un étage d'interprétation, caractérisé par le fait que le rayon est divisé entre la roue -à miroirs et la bande à examiner et que le rayon partiel, ainsi obtenue dévié de sa direction, est utilisé pour localiser la répartition sur la largeur des défauts apparaissant dans la bande à examiner. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué par une source de rayon laser servant à produire la lumière focalisée,- une roue à miroirs tournant à grande vitesse et un dispositif d'interprétation pour la lumière réfléchie et/ou ayant traversée, caractérisé par le fait que pour dériver un rayon partiel, une plaque transparente est.installée entre la roue à miroirs et la bande à examiner en formant, par rapport au rayon d'exploration, un angle différent de 900, et qu'à cette plaque transparente sont associés des moyens optiques pour subdiviser la largeur de la bande de matériau. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens optiques sont constitués par une bande de prismes individuels avec phototransistors montés en aval. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens optiques sont constitués par un plan qui porte des traits de repère et auquel est associé un photomultiplicateur, 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé par le fait qu'au photomultiplicateur sont associés des mécanismes compteurs avec valeurs pouvant être choisies à volonté.