Brevet FR2389098A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de calibrage du corps d'objets, destinés notamment, dans une chaine de production d'objets tels que des récipients cylindriques, par exemple des bouteilles, à la détection et a la mise hors circuit de ceux qui présentent des défectuosités telles que, par exemple, une ovalisation. D'une maniere générale, on a déjà tenté d'effectuer une telle détection en acheminant les objets à contrôler, en position verticale, tout en les entrainant, le cas-échéant, en rotation autour de leur axe vertical, entre deux éléments plans, verticaux paral le' les entre eux. Selon ces procédés, l'un de ces deux éléments plans est fixe en position tandis que l'autre élément, qui consiste par exemple en une courroie, est mobile et est sollicité en direction de l'élément fixe par des ressorts de rappel, de manière à ce que les objets à contrôler soient constamment pincés entre l'élément fixe et l'élément mobile. Ainsi, lorsque se présente un objet ovalisé dont la plus grande dimension transversale est supérieure au plus grand diamètre admissible desdits objets, cet objet ovalisé, au cours de sa rotation autour de son axe vertical, repousse ledit élément mobile en direction d'un contact électrique connecté à un moyen de contrôle ou de commande. On a également proposé d'entraîner rapidement les objets & contrôler, en rotation autour de leurs axes, par le rottement de disques rotatifs horizontaux. Toutefois, il s'est avéré à l'usage que ces procédés présentent tous un inconvénient notable résidant dans le fait qu'ils ne permettent pas d'obtenir les cadences de contrôle très élevées, que rend désormais souhaitable le débit des chaines de production. Cet inconvénient est principalementdo au fait que, d'une part, les machines de calibrage appliquant lesdits procédés ne permettent de contrôler les objets qu'un par un, (ou > plus précisément, qu'un seul objet à la fois, doive se trouver dans la zone de contrôle), et que, d'autre part, il n'est pas possible d'accrottre la rapidité du contrôle en lui-même, car, si l'on fait pivoter rapidement les objets sur eux-mêmes, on constate alors -de nombreux inconvénients, tels que la perte de stabilité de l'objet lorsqu'il repasse sur le tapis convoyeur, avec principa lement risque de chute obligeant à éliminer indûment l'objet. L'invention a donc notamment pour but la réalisation d'une machine de calibrage qui ne présente pas cet inconvénient et qui permette une plus grande fiabilité et sécurité de fonctionnement. A cet effet, le procédé selon l'invention consiste à faire avancer les objets à contrôler entre deux ensembles moteurs, & savoir un ensemble de référence et un ensemble de contrôle, tout en les faisant pivoter d'au moins un demi-tour au cours de leur passage entre lesdits ensembles, à contrôler les dimensions des objets pendant la durée de cette avance et de cette rotation et, lorsqu'une défectuosité a été décelée, à simuler la progression de l'objet défectueux de manière à effectuer l'éjection dudit objet au moment où celui-ci passe au droit d'un éjecteur. A cet effet, ledit ensemble de contrôle comprend deux moyens latéraux d'entraînement de l'objet, réglables à des vitesses différentes et une pluralité de détecteuxedisposés tout au long du parcours des objets entre les deux susdits ensembles, ces détecteurs étant reliés à un organe de traitement des données qui comprend un registre à décalage qui reçoit les informations représentatives d'un défaut, en un emplacement représentatif de celui de l'objet au moment de ladite détection, qui fait avancer cette information en synchronisme avec l'objet, et qui fournit à un éjecteur situé en aval des deux susdits ensembles, une autorisation d'éjection, lorsque ledit objet pénètre dans la zone de fonctionnement de l'éjecteur, et, un signal d'éjection effective au moment où cet objet se trouve effectivement et est détecté au droit de l'éjecteur. Il est clair que, dans un tel dispositif, plusieurs objets successifs peuvent se trouver en cours de contrôle, entre les susdits éléments et qu'ainsi, dans le cas d'objets de petit diamètre, on puisse obtenir la cadence de calibrage très élevée que l'on recherche sans qu'il soit nécessaire d'augmenter en proportion la vitesse de rotation des objets. Bien entendu, pour etre certain qu'un demitour complet a été effectué, il est utile de prévoir une rotation un peu plus importante de l'objet. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue de côté d'une machine de calibrage du corps des bouteilles (par rapport au sens d'avancement du convoyeur); La figure 2 est une vue de dessus de la machine représentée figure 1 ;; La figure 3 est une vue schématique de dessus du passage d'objets de cotes inférieures à la cote maximale tolérée entre l'ensemble de controle et l'ensemble de référence de la machine représentée figures 1 et 2 t La figure 4 est une coupe selon l'axe IV-IV de la figure 3, cette coupe représentant plus particulièrement une touche de contrôle La figure 5 est une vue schématique de dessus permettant de mettre en évidence les positions successives d'un objet ovalisé, au cours de son passage entre l'ensemble de référence et l'ensemble de contrôle La figure 6 est une coupe transversale schématique permettant de mettre en évidence le principe de fonctionnement d'une machine de calibrage du corps de bouteilles, équipée d'un dispositif de détection des défauts du col des bouteilles ;; La figure 7 est un schéma-bloc de 1' organe de traitement des informations, associé aux détecteurs et assurant la commande de l'éjecteur. Avec référence aux figures 1 et 2, la machine de calibrage du corps des bouteilles comprend essentiellement, de part et d'autre, et au-dessus d'un convoyeur 1, servant au transport des objets et qui peut faire partie de l'installation de l'usine, -un ensemble (avec platine) de référence 2 et un ensemble (avec clavier} de contrôle 3, ces deux ensembles délimitant dans l'axe du convoyeur 1, un passage 4 de largeur réglable avec précision au moyen d'une table 5 à vis micrométrique 6 comportant un vernier 7. Les deux ensembles 2 et 3 sont portés par une potence 8 qui tourillonne sur un pivot 9 scellé par l'utilisateur. On notera que la hauteur de la potence 8 peut être réglée au moyen d'une entretoise 10, dont la longueur est calculée en fonction de la hauteur du convoyeur d'usine 1. La machine comprend en outre, portés par l'ensemble de référence, une rampe d'introduction 12 situé à l'entrée du passage de calibrage 4, et un éjecteur 13 situé à la sortie dudit passage 4. Si l'on se reporte à la figure 3, l'ensemble de référence 2 comprend essentiellement, d'une part, à son extrémité aval, un moto-variateur 14 à axe vertical, entrainant une poulie 15, et, d'autre part, à son extrémité amont, une dynamo-tachymétrique 16 à axe vertical, commandée par une poulie 17, les poulies 15 et 17 étant reliées par au moins une courroie d'entraînement 18, entourant au moins partiellement ledit ensemble 2 et constituant l'une des deux parois latérales du susdit passage de calibrage 4. Tout le long du passage de calibrage 4, la courroie 18 glisse sur une bande souple 19, par exemple en clinquant inox, qui est maintenue écartée d'une platine de référence fixe 20, par une pluralité de touches 21 passant au travers de la surface de référence 20, et qui sont sollicitées élastiquement, de manière à maintenir, au repos, la bande souple 19, et, en conséquence, la courroie 18 à distance de la surface de référence 20. Dans l'exemple représenté, les touches sont terminées, du côté intérieur à l'élément de con trôle, par une embase plate 22, qui vient porter sur une pièce en mousse 23 de matière élastique. I1 est à noter que la bande souple 19 sert essentiellement à éviter l'usure et les accrochages qui se produiraient à l'extrémité des touches 21, si celles-ci agissaient directement sur les courroies 18. L'ensemble 3 porteur du clavier de contrôle comprend, d'une façon analogue à l'ensemble de référence 2, d'une part, à son extrémité aval, un moto-variateur à axe vertical 25, entraînant une poulie 26, et, d'autre part, à son autre extrémité, une dynamo-tachymétrique 27 à axe vertical entraînée par une poulie 28. D'une façon analogue, les poulies 26, 28 sont reliées entre elles par des courroies 29 (au nombre de cinq dans l'exemple représenté figures 1 et 4) qui entourent, au moins partiellement, ledit ensemble 3. Tout le long du passage de calibrage 4, les courroies 29 glissent sur une bande souple 30, par exemple en clinquant inox, sur laquelle vient en appui un ensemble de palpeurs de contrôle 31. Comme représenté ligure 4, ces palpeurs de contrôle comprennent une touche 32 formée d'un corps vertical mobile entre deux poutres 33, solidaires de la structure fixe de l'appareil. Deux contacts 34, 35 maintenus pressés au contact des poutres 33 sous l'action de ressorts 36, disposés entre le corps et les poutres 33, sont vissés (vis 37) à chacune des extrémités arrières dudit corps. Les poutres 33 ainsi que les contacts 34, 35 sont électriquement reliés à l'organe de traitement des données. e I1 est donc clair qu'en l'absence de sollicitations, les liaisons constituées par les contacts 34, 35 et les poutres 33 sont fermées. Par contre, si la touche 32 est soumise vers l'arrière (c'est-à-dire vers la droite dé la figure 4) à une force suffisante, elle recule et ouvre la ou lesdites liaisons, ainsi que le circuit correspondant à cette ou ces liaisons. De même que précédemment, la bande souple 30 sert à éviter l'usure ou les accrochages intempestifs qui se produiraient si les touches 32 étaient directement au contact des courroies 29. Après introduction d'une bouteille par le convoyeur d'alimentation, le jeu des différentes touches 21 et 31, sous l'action de la pièce 23 et des ressorts 36, maintient les courroies 18 et 29 au contact de cette bouteille sur une portion de sa périphérie, ce qui permet à ces courroies d'entraîner la bouteille. Les ressorts 36 exercent un effort plus puissant que celui de la pièce 23, et suffisant pour amener, en règle générale, les bouteilles A au contact de la platine de référence 20 en vue de permettre le calibrage et la détection des articles défectueux. Toutefois, la course des touches 21 est suffisante pour garan -tir l'entraînement de toutes les bouteilles, meme si dans les limites des écarts rencontrés en pratique, l'une d'entre elles, A', présente transversalement, à un moment quelconque de son avance dans l'appareil, des dimensions anormalement faibles. Cette course peut, par exemple, être de 3 mm. La figure 5 permet de mettre en évidence le fonctionnement mécanique du clavier de contrôle. I1 est à noter tout d'abord que la position de l'ensemble de contrôle doit etre réglée de manière à ce que la distance entre la surface de référence 20 et la bande souple 30 de l'élément de contrôle 3, soit adaptée au type d'objets à contrôler. - En principe, la cote que l'on affiche sur le vernier 7est la cote maximale admissible, c'est-à-dire la cote nominale des objets à calibrer plus une tolérance.Par ailleurs, les courroies 18 et 29 situées côté ensemble de référence et côté ensemble de contrôle, sont entraînées respectivement par les moto-variateurs 14 et 25 à deux vitesses différentes V1 et V2 correspondant à des vitesses de défilement choisies pour que s 1) La vitesse de translation de l'axe de l'objet qui est fournie par la relation V = Vl + V2 soit supérieure à celle du convoyeur 2 d'alimentation, de façon à espacer suffisamment les articles dans l'appareil. 2t La différence Vi - V2 soit telle, compte tenu du diamètre de la bouteille que celle-ci effectue au moins un demi-tour sur la totalité de son passage devant l'ensemble de contrôle, ctest-à- dire devant la totalité des palpeurs de contrôle, sans cependant accomplir une rotation trop supérieure, inutile à la détection et nuisible à la stabilité. Si v est la vitesse du convoyeur d'alimentation, on peut prendre par exemple V = 1,2 v pour des objets dont le diamètre est compris entre 40 et 120 mm et V = 2 v pour des objets dont le diamètre est compris entre 20 et 40 mm. Ainsi, dans le cas où on se trouve en présence d'un objet ovalisé, celui-ci-peut, comme représenté figure 5, se présenter longitudinalement (le grand axe dans dans la direction de l'avance) puis, au cours de sa rotation, se disposer transversalement en présentant alors, entre les deux éléments 2 et 3, sa plus grande largeur. Or, il se trouve que des objets moulés, tels que des bouteilles, possèdent tous des périmètres extrêmement voisins, liés à la précision de fabrication des moules mais différents par leurs défauts de forme et particulièrement leur ovalisation. Il existe donc toujours, en cas de défaut, un diamètre superieur à la tolérance désirée. Au cours de cette rotation, lorsque la largeur de l'objet mesurée entre la surface de référence 20 et la bande souple 30 dépasse la valeur maximale admissible telle que précédemment définie, ladite bande souple 30 se déforme et repousse un palpeur 31, ce qui provoque l'ouverture du circuit constitué par le contact 34, 35 correspondant et par la poutre 33. I1 est à noter que la machine de calibrage du corps des bouteilles peut, en outre, comprendre un dispositif permettant de détecter les bouteilles présentant un col penché. Ce dispositif de détection peut comprendre, comme représenté figure 6, une règle de référence 38 ajustable en position. Il est clair que si le col 39 d'une bouteille est penché (trait pointillé), il viendra, au cours de la rotation de la bouteille, en butée contre la règle 38 et de ce fait, l'ensemble de la bouteille s'inclinera légèrement et sollicitera (trait plein) un palpeur de contrôle 31 qui transmettra ainsi une information à l'organe de traitement des données, de la même façon que dans le cas de la détection d'une défectuosité du corps de la bouteille, dans la mesure, toutefois, où l'on prend alors la précaution de faire effectuer à cette bouteille un tour complet. I1 est donc clair que, aussi bien dans le cas d'une ovalisation que d'une inclinaison du col, ces défauts sont détectés par ouverture d'au moins un des contacts d'un palpeur de contrôle 31, cette détection s'effectuant en un point quelconque du passage de contrôle 4. En conséquence, le problème qui se pose, lorsque plusieurs objets se trouvent à la fois l'un derrière l'autre, au cours de calibrage, à l'intérieur du passage de contrôle 4, est d'éjecter à la sortie l'objet défectueux sans risque d'erreur (par exemple, l'éjection d'un objet conforme, à la suite de la détection d'une défectuosité détectée sur l'objet suivant). L'invention propose de résoudre ce problème en suivant, par une sorte de simulation, la progression de la bouteille défectueuse pour qu'à la sortie l'éjecteur puisse l'éjecter sans possibilité d'erreur. Le système de traitement des informations résout donc ce problème. A cet effet, selon le schéma-bloc représenté figure 7, les deux contacts 34, 35 associés à chacun des palpeurs de contrôle 31, sont reliés par 11 intermédiaire d'une porte OU 41 à une mémoire 42 qui est elle-meme connectée à une bascule 43 faisant partie d'un registre à décalage classique appelé registre de défaut. Il est à noter à ce sujet que les liaisons des mémoires 42 aux bascules 43 sont effectuées dans le même ordre que celles des palpeurs correspondants 31 et par l'intermédiaire de circuits OU 44 recevant l'information de la bascule 43 précédente. L'avance du registre à décalage est commandée par un circuit d'horloge permettant de la rendre synchrone à celle des objets entre l'ensemble de contrôle 3 et l'ensemble de référence 2, par envoi d'impulsions à partir d'une tension proportionnelle à la vitesse moyenne de la machine fournie comme précédemment mentionné par la formule : Vl + + V2 2 V1 et V2 étant les vitesses des courroies 18 et 29 mesurées par les dynamos tachymétriques 16 et 27. Ce circuit comprend donc un organe sommateur 45 relié à la sortie des dynamos tachymétriques 16 et 27. Cet organe sommateur 45 est connecté à un convertisseur tensionfréquence 46, qui est lui-même relié à un compteur 47 faisant office de diviseur de fréquence dans un rapport n et qui transmet sur le circuit 48 de commande des bascules 43, à chaque n-1ème période, une impulsion faisant décaler d'un rang le registre de décalage et, sur iême le circuit 53, à la nième période, une impulsion de remise å zéro des mémoires (circuit de remise à zéro). En raison du fait que l'éjecteur n'est pas disposé à la suite immédiate des palpeurs de contrôle 31, mais à une certaine distance, le registre à décalage comprend, en plus des bascules 43 connectées aux contacts des palpeurs de contrôle 31, une série de bascules 49 également pilotées par le compteur 47, c'est-à-dire en fonction de l'avance des objets pendant leur passage entre l'élément de contrôle 3 et l'élément de référence 2. Cette série de bascules 49 permet donc de suivre le parcours des- objets dans le tronçon situé entre l'éjecteur 13 et la sortie du passage de contrôle 4. Du fait que dans ce tronçon, la vitesse des objets n'est plus V1 + V2 égale à 2 , le nombre des bascules 49 doit être déterminé empiriquement, de façon à ne pas introduire une erreur supérieure à l'espacement des objets devant l'éjecteur. Ce nombre de bascules est sensiblement fonction du rapport de la vitesse du convoyeur à la vitesse de la machine. La dernière bascule du registre à décalage (bascule 49') est reliée à une porte ET 51 qui est également reliée à un organe de détection de la présence de l'objet, connexion 52, et qui commande le susdit éjecteur 13 avec la précision voulue. A cet effet, la porte ET 51 peut par exemple commander une bascule monostable et un amplificateur de puissance qui excite une électrovanne commandant un ajutage qui souffle la bouteille, si elle a été détectée comme présentant un défaut. On notera que dans l'exemple précédemment décrit, il n'a été question que d'objets cylindriques tels que des bouteilles. I1 est bien entendu que l'in vention ne se limite pas à ce type d'objets La machine de calibrage selon l'invention peut, par exemple, sans transformation notoire, servir au calibrage d'objets rectan ) gulaires. Dans ce cas, il suffit de rendre synchrone la vitesse de rota tion des deux moto-réducteurs et, en conséquence, la vitesse de dé filement des courroies correspondantes et ce, en vue d'éviter la rotation de l'objet en cours de calibrage. On notera, en outre, que la machine de calibrage selon l'inven tion peut comporter divers circuits de sécurité. Elle peut notamment comprendre un circuit servant à contrôler qu'un contact n'est pas resté accidentellement ouvert. On utilise à cet effet deux compteurs qui comptent, l'un les impulsions délivrées par le circuit d'horloge du registre à décalage et l'autre, la durée de l'ouverture du contact. Si un contact reste ouvert pendant un temps supérieur à une période prédéterminée, on compare l'état des deux compteurs par exemple par un circuit ET qui commande l'arrêt de la machine. On se xend compte aussi que, grâce à la possibilité de jouer à la fois sur les vitesses V1 et V2, on peut limiter au strict mini mum nécessaire la vitesse de rotation de chaque article à la sor tie de la machine et ceci, quel que soit son diamètre, ce qui consti tue un avantage considérable lorsqu'on cherche à travailler à ca dence élevée. C'est ainsi qu'il a été possible d'atteindre, pour des objets d'un diamètre de 20mm, des cadences supérieures à 600 objets par minute. REVENDICATIONS 1.- Procédé de calibrage d'objets cylindriques tels que des bouteilles, caractérisé en ce qu'il consiste à faire avancer les objets à contrôler entre deux ensembles moteurs, à savoir un ensemble de référence et un ensemble de contrôle, tout en les faisant pivoter d'au moins un demi-tour, à contrôler les dimensions des objets au cours de cette avance et de cette rotation, et, lorsqu'une défectuosité a été décelée, à simuler la progression de l'objet défectueux de manière à effectuer l'éjection dudit objet au moment où celui-ci passe au droit d'un éjecteur. 2.- Procédé de calibrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre les informations -représentatives d'un défaut d'un premier objet à un registre à décalage, en un emplacement représentatif de celui de l'objet au moment de ladite détection, à faire avancer dans ledit registre cette information, en synchronisme avec l'objet, tandis que l'on recueille les informations relatives aux objets suivants, et à fournir à un éjecteur situé en aval des deux susdits ensembles, un signal d'éjection, d'une part, lorsque ledit premier objet est sensé être au droit de 11 éjecteur de par la position de l'information sur le registre à décalage, et, d'autre part, si ledit objet se trouve effectivement et est détecté au droit de l éjecteur. 3.- Dispositif de calibrage, apte à appliquer le procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant de part et d'autre et au-dessus d'un convoyeur servant au transport des objets, un ensemble de référence et un ensemble de contrôle, ces deux ensembles délimitant, dans l'axe du convoyeur, un passage de largeur réglable avec précision, à la sortie duquel est disposé un éjecteur, et étant en outre munis d'une pluralité de détecteurs disposés tout au long dudit passage entre les deux susdits ensembles et reliés à un organe de tri, ce dispositif étant caractérisé en ce que les parois latérales dudit passage sont constituées par deux courroies ou deux ensembles de courroies 18, 29 entourant au moins partiellement respectivement ledit ensemble de contrôle 3 et ledit ensemble de référence 2, ces deux courroies ou ensembles de courroies étant entraînées respectivement par deux moto-variateurs 14, 25 à une vitesse de défilement différente l'une de l'autre de telle manière que les objets fassent dans ledit passage une rotation d'au moins un demi-tour sur eux-mêmes. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, au niveau du susdit passage, les courroies de l'un au moins des ensembles de référence et de contrôle glissent sur une pluralité de touches 21,32 qui sont sollicitées élastiquement vers l'inté- rieur du passage. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ensemble de référence et l'ensemble de contrôle sont tous deux munis de touches et que les touches du second 32 sont sollicitées vers l'intérieur plus puissamment que celles du premier 21. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les palpeurs de contrôle 31 sont munis de touches 32 placées derrière les courroies 29 de l'ensemble de contrôle 3. 7.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites touches sont terminées, du côté intérieur à l'élément de référence, par une embase plate 22 qui vient porter sur -une pièce 23 en mousse d'un matériau élastique. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les touches 32 des palpeurs de contrôle comprennent un corps vertical mobile entre deux poutres solidaires de l'appareil, lesdits corps étant sollicités par des moyens élastiques pour maintenir deux contacts situés à chacune de leurs extrémités arrière, pressées contre lesdites poutres, en l'absence de sollicitations extérieures supérieuresà à celloedes touches antagonistes. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que, au niveau du susdit passage, les courroies ou ensembles de courroies, glissent sur lesdites touches par l'intermédiaires d'une bande souple 19,30 10.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outrez organe permettant de détecter des bouteilles présentant un col penché, cet organe étant essentiellement constitué par une règle de référence 38 ajustable en position en regard dudit col. il.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que les contacts associés à chacun des palpeurs -sont reliés, par l'intermédiaire d'une porte OU 41 à une mémoire 42 qui est elle-même connectée à une bascule 43 faisant partie d'un regis tre à décalage par l'intermédiaire d'une porte OU 44 connectée également à la sortie de la bascule précédentes dans le registre ; en ce que l'avance du registre à décalage puis la remise à zéro simultanée des mémoires sont commandées par un circuit d'horloge 45 à 47 permettant de les rendre synchrones à l'avance des objets entre l'ensemble de contrôle et l'ensemble de référence et en ce que le registre à décalage comprend, en outre, un ensemble de bascules en série 49 pilotées par le circuit d'horloge, dont la dernière autorise le fonctionnement de l'éjecteur, par l'intermédiaire d'une porte ET 51 reliée à un organe de détection de la présence de l'objet au droit de l'éjecteur 13. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le circuit d'horloge est piloté par deux dynamos tachymétriques 16, 27, entraînées respectivement par les courroies associées auxdits ensembles de contrôle et de référence, et en ce que ce circuit comprend un organe sommateur 45 et convertisseur 46 en frequences des tensions délivrées par les deuxdites dynamos tachymétriques, cet organe sommateur étant relié à un compteur 47 faisant office de diviseur de fréquence qui transmet sur le circuit de commande des - ème susdites bascules, à une n-i période, une impulsion 49 faisant ieme décaler d'un rang le registre de décalage et à la n période une impulsion 53 de remise à zéro des mémoires.