Brevet FR2492528A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne le domaine technique du ci trôle des pièces, produits ou objets manufacturés. Elle a pou. objet un procédé pour détecter les défauts d'une pièce ainsi un dispositif mettant en oeuvre ce procédé. Par pièce on entend un élément solide (au sens physique du te: me) quelconque. Des procédés connus pour détecter des défauts d'une pièce consistent: - à projetter l'image éventuellement grossie d'une pièce sur 1 écran puis à examiner cette image visuellement ou à l'aide d'i système automatique par exemple de traitement de données. Ces procédés ont pour inconvénient que seules les parties visible; de la pièce sur l'image peuvent être examinées. Ils ne permettent pas de détecter des défauts de masse d'homo généité ou de forme sur la partie non visible de la pièce sur l'image de la pièce. - d'autres procédés consistent à faire passer lesdites pièces dans un gabarit approprié ce qui ne permet qu'un contrôle des dimensions extérieures sur une surface périphérique déterminé La présente invention vise à pallier ces inconvénients. Elle propose dans ce but un procédé nouveau pour détecter les défauts d'une pièce qui consiste à: - exercer sur ladite pièce un ensemble de forces susceptibles de la mettre en mouvement. - détecter les mouvements de ladite pièce. - déterminer des mouvements de référence. - comparer lesdits mouvements de ladite pièce aux dits mouve- ments de référence. Pour un ensemble de forces donné le mouvement de ladite pièce dépendra des paramètres physiques propres de cette dite pièce à savoir: sa masse, la position de son centre de gravit (homogénéité), sa forme, les coefficients de frottements pièce/support et pièce/milieu ambiant. Chacun de ces paramètr ayant une influence plus ou moins grande suivant le milieu en vironnant ladite pièce et la nature de celleeci. La comparaison des mouvements de cette pièce à des mouve ments de référence permettra ainsi de détecter des défauts de de cette pièce par rapport à une pièce, exempte de défauts, q soumise au même ensemble de forces se déplacera suivant les -2- mouvements de référence. Ces mouvements de référence peuvent être obtenus par exemple par calcul. Suivant une autre caractéristique de l'invention lesdits mou- vements de référence sont déterminés en. - exerçant ledit ensemble de forces sur,une pièce exempte de défauts. - choisissant comme dits mouvements de référence les mouve- ments de ladite pièce exempte de défauts engendrés par ledit ensemble de forces. Cette caractéristique facilite la mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans la mesure o l'on dispose de moyens simples pour mesurer les paramètres définissant un mouvement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'inven- tion on exerce sur ladite pièce un ensemble de forces de fa- çon à la faire vibrer librement dans un milieu donné par ex- emple par: - un champ magnétique alternatif pour une pièce ferro magné- tique: - vibration de son support pour une pièce quelconque. - vibration du milieu par onde sonore. - etc... Le caractère vibratoire du mouvement de la pièce en facilite l'analyse dans un champ réduit. Selon une autre caractéristique complémentaire de la pré- cédente le procédé selon l'invention consiste à comparer les mouvements de la pièce aux mouvements de référence en compa- rant leurs amplitudes (instantanée, moyenne ou maximale) et leurs déphasages respectifs. Ces paramètres de mouvement pa- raissent en effet suffisants dans la plupart des cas pour dé- tecter les défauts principaux de masse, forme et homogénéité d'une pièce. Selon une autre caractéristique préférentielle de ce pro- cédé selon l'invention les mouvements de ladite pièce sont détectés en: - plaçant ladite pièce dans un milieu susceptible d'être per- turbé par lesdits mouvements de celle-ci. - détecter les perturbations du dit milieu engendrées par les- dits mouvements sur ladite pièce. Une pièce métallique ferreuse peut par exemple être placée 3- dans un champ magnétique, une pièce opaque à certaines radia- tions électromagnétiques dans ces dernières. On peut égale- ment la placer dans un champ sonore ou ultrasonore approprié (de longueur d'onde faible en regard de la pièce). Cette ca- ractéristique présente un interêit chaque fois qu'il est plus simple de mesurer les perturbations du milieu dans lequel la pièce est placée que de mesurer directement les mouvements de la pièce (cas de petites pièces o il semble difficile de me- surer directement le mouvement par des jauges ou des capteurs. Selon une autre interressante caractéristique du procédé selon l'invention, il est possible de déterminer le mouvement de ladite pièce en analysant le bruit qu'elle émet soit dans le milieu ambiant, soit dans le support, au cours de ses dé- placements; ces bruits étant produits par les frottements sur le support et le milieu ambiant. Un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'inven- tion comprendra ainsi d'une façon générale: - des moyens d'action pour exercer sur ladite pièce un ensem- ble de forces susceptibles de la mettre en mouvement. - des moyens de détection pour détecter les mouvements de la- dite pièce. - des moyens d'émissio n émettant un signal représentatif des dits mouvements de référence. Une forme avantageuse de réalisation des moyens d'action comprend un générateur de vibrations agissant sur le support sur lequel repose librement ladite pièce; par exemple un élec- troaimant alimenté en courant alternatif induisant un flux mag- nétique dans une pièce ferromagnétique solidaire dudit support. Ce moyen peu onéreux à mettre en place peut être remplacé par tout autre moyen équivalent, comme un moteur accouplé à un système mécanique générant un mouvement alternatif dudit sup- port, un générateur sonore ou pneumatique faisant vibrer le- dit support, etc... Selon une autre caractéristique du procédé selon l'inven- tion, les moyens d'émission, comportent un détecteur de mou- vement du support. Les mouvements de référence d'une pièce exempte de défaut sont en effet déterminés par le mouvement du support et les carac- téristiques de cette pièce. -4 - Le mouvement de référence peut donc être déduit du mouvement dudit support. Cette caractéristique permet d'asservir en continu l'émission du signal de. référence aux caractéristiques du champ de forces vibrant s'exerçant sur la pièce. Ce dit détecteur de mouvement du support peut également servir à contrôler le courant alter- natif parcourant l'électroaimant par une classique contre-ré- action. Si on n'utilise pas le détecteur de mouvement du sup- port on peut également utiliser comme moyen d.'émission du mou- vement de référence le signal alimentant le générateur de vi- brations. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'inven- tion lesdits moyens de détection comprennent: - un moyen d'éclairage mono ou poly chromatique de ladite pièce. - un moyen de mesure des perturbations du flux lumineux engen- drées par les mouvements de ladite pièce. Le flux lumineux mesuré peut être le flux transmis ou le flux réfléchi ou une partie d'entre eux ou une combinaison des deux. Le moyen de mesure comprend par exemple une ou plusieurs cel- lules photo-sensibles de caractéristiques appropriées à la ou les longueurs d'onde du flux. Les moyens d'éclairage peuvent être selon les cas (dimensions, couleur de la pièce) des lampes à incandescence, à gaz rare, diodes électroluminescentes etc... Selon une forme avantageuse de réalisation du dispositif selon l'invention: - ledit support sur lequel repose ladite pièce est transparent au flux issu dudit moyen d'éclairage. - ledit moyen d'éclairage et ledit moyen de mesure sont situés de part et d'autre de ladite pièce. - il comporte de plus un moyen de masquer en partie la projec- tion de ladite pièce sur ledit moyen de mesure suivant la di- rection du flux lumineux. Le moyen de masquer a pour objet de permettre une mesure de variation de flux lumineux homogène non intercepté par ladite pièce. Dans le cas d'un flux non homogène (par exemple focali- sé en un point) ce masque n'a pas de fonction indispensable. Selon une forme préférentielle du dispositif selon l'in- -5- vention, ledit moyen d'éclairage et ledit moyen de mesure son solidaires dudit support. Les variations du flux lumineux dé- tectées par ledit moyen de mesure ne dépendent alors que du mouvement de ladite pièce. Ceci prend tout son intérêt lorsqu, l'on mesure le flux à travers un support transparent induisan lỉ-même des perturbations dans l'homogénéité du flux lumineu: Selon une caractéristique pratique du dispositif selon l'invention ledit support comporte une alvéole dans laquelle ladite pièce prend place avec du jeu. Selon une autre caractéristique pratique ledit support constitue une partie du futur emballage de la pièce. Ceci per met d'intégrer le dispositif selon l'invention en fin de chat ne de fabrication de ladite pièce, particulièrement lorsque l'emballage formant ledit support est transparent. Selon une autre caractéristique du dispositif selon l'in vention, dans le cas o ladite pièce est soumise à un ensembl de forces vibratoires ledit moyen de comparaison comprend: - un comparateur de phase et un comparateur d'amplitudes relit aux dits moyens d'émission et aux dits moyens de détection. - une logique d'erreur reliée aux dits comparateurs ladite logique d'erreur signalant si la pièce est ou n'est pas exemp. te de défaut. D'une manière pratique les paramètres de phase et d'amplitude: sont mesurés à une fréquence de résonnance du système pièce- support, pour une pièce dite exempte de défaut, ceci détermi- nant ledit ensemble de forces vibrantes. Ces paramètres sont alors mesurés pour une pièce quelconque mise en mouvement par ce même ensemble de forces vibrantes. La logique d'erreur peu émettre un signal de commande d'un organe éliminant la pièce défectueuse. Selon une autre caractéristique très utile pour l'ap- plication induijstrielle= du dispositif selon l'invention ledit eventue lJlement support formant/une partie du futur emballage de la pièce peu être momentanément désolidarisé des moyens d'éclairage et de détection au moyen de vérins hydrauliques, pneumatiques ou mag nétiques. En effet l'emballage étant le plus souvent continu, il est né cessaire de pouvoir déplacer commodément la partie formant le dit support dans le dispositif selon l'invention. La présente invention venant d'être exposée sous sa for- me générale sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion qui suit et au regard des dessins annexes. Sur ces dessins la figure 1 représente schématiquement une for- me de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 précise d'une façon synoptique la logique de la détection des défauts et la mise en oeuvre du mouvement du sup- port. Les figures 3 et 4 précisent de quelle façon le dispositif se- lon l'invention peut être facilement intégré à une machine de production. La figure 1 est une vue en coupe regroupant tous les élé- ments principaux. La pièce 21 repose librement sur le support munie d'uneialvéole. Les vérins 5 et 18 permettent de désolidariser le support du moyen d'éclairage 1 (constitué par une diode infrarouge) par l'intermédiaire du bâti 4 et des vis 2 et 3 ainsi que du moyen de détection 13 (constitué par une photo-diode infrarouge) par l'intermédiaire du bâti 11 et des vis 12 et 14. Les deux bâtis Il et 4 sont maintenus par les plaques 7 et 16 au moyen des vis 6, 10, 17 et 20. Les vis 8 et 19 servent à fixer les vérins 5 et 18 sur le bâti 4. La plaque 7 est en mé- tal ferromagnétique (acier doux). L'électroaimant 9 agit sur elle dans une direction contenue dans le plan du dessin et per- pendiculaire l la direction du flux lumineux issu de 1 et tom- bant sur la pièce 21. Lorsque les vérins 5 et 18 ne sont pas actionnés le support 15 peut être déplacé dans une direction perpendiculaire au plan du dessin comme indiqué par le symbole 26. L'équerre 24 maintenu au bâti 4 par la vis/associée à l'émet- teur infrarouge 23 (diode electro-luminescente) et au récep- teur infrarouge 22 (diode photo sensible) forment le détecteur de déplacement du support. Les pièces 23 et 22 sont solidaires de l'électroaimant par l'intermédiaire d'un support général qui n'est pas représenté sur le dessin. Dans la pratique, on trouve une fréquence de résonnance de la pièce 21 dans l'alvéole du support 15 entre 100 et 200 Hz, dans le cas o la pièce 21 est une pilule contraceptive. -7- L'amplitude du mouvement du support est alors inférieurs au millimètre. Sur la figure 2 on reconnait l'émetteur 1, la pièce 21 et le récepteur 13, le signal issu de ce dernier est amplifié par l'amplificateur 27 puis envoyé vers les comparateurs 28, 29 et 30. 28 est un comparateur d'amplitude efficace dont la référen- ce vient du détecteur de mouvement du support constitué par les pièces 22 à 25; celui-ci fournit également le signal de comparaison au comparateur de phase 30. Les signaux issus des comparateurs 28, 29 et 30 sont envoyés vers la logique d'er- reur 31. Le générateur de vibration est constitué par le générateur de courant alternatif 32 alimentant l'électroaimant 9. La contre- réaction s'effectue par le signal issu du détecteur de mouve- ment 22 à 25. Sur les figures 3 et 4 on voit comment on peut insérer le dispositif complet selon l'invention dans une machine de pro- duction. Le support 15 est issu d'un rouleau 38; les alvéoles sont for- mées par l'ensemble 37 qui chauffe et déforme le support 15 par estampage. 36 représente le magasin à pilules contracepti- ves; 35 représente l'ensemble du dispositif selon l'invention; 34 est un rouleau de papier aluminium qui va être thermo collé pour obturer les alvéoles par l'ensemble 33 qui réalise égale- ment le découpage de l'emballage dans le ruban initial issu des rouleaux 38 et 34. Dans un premier temps le support 15 est immobile, c'est alors qu'il est estampé par 37, fermé et découpé par 33. C'est alors également que le dispositif selon l'invention est actionné se- lon les procédés exposés précédemment; les vérins 5 etI8 sont alors actionnés pour solidariser le support 15 du dispositif 35. Dans un deuxième temps les ensembles 37 et 33 s'écartent de 15 pour permettre l'avancement du support 15 (le dispositif réali- sant l'avancement du support 15 dans le sens des flèches n'est pas représenté). En même temps le dispositif selon l'invention est désactionné et les vérins 5 etI8 sont écartés du support 15 pour en permet- tre l'avancement. Le dispositif selon l'invention est relié à la machine de production dont la table est représentée en 39 -8- par un support à rainures et billes 41 lui permettant de vit brer, perpendiculairement à la direction de déplacement du support 15 lorsqu'il est actionné par l'électroaimant 9 qui n'est pas représenté. Les machines de production comportent en général un espace libre suffisant entre 36 et 34 pour pouvoir insérer le dispo- sitif selon l'invention, car il est souvent, à ce stade, ef- fectué un contrôle visuel du contenu des alvéoles. représente une pilule emballée définitivement après le dé- coupage, c'est à cet endroit que l'on pourra, par exemple met- tre en place le dispositif chargé d'exploiter la sortie de la logique d'erreur 9 de la figure 2 de façon à éliminer le pro- duit défectueux. Il va de soi que dans la réalité de la production on n'emballe pas une pilule à la fois, mais le dispositif selon l'invention peut être aménagé en multipliant le nombre de dispositifs d'éclairage, de détection et de comparaison par le nombre de pilules à examiner simultanément,soit de deux à qua- tre plaquettes de 21 pilules. En ottre le temps d'immobilisa- tion du support 15 est de l'ordre de la seconde ce qui semble amplement suffisant pour faire la mesure. Dans le cas de quatre plaquettes de 21 pilules on peut rai- sonnablement envisager le dispositif de comparaison par un sys- tème équipé d'une lecture multiplexée pour ne pas augmenter considérablement le nombre de comparateurs. Le tout pourra a- lors être contrôlé par un système à micro processeur qui tien- dra lieu alors de moyen de comparaison et de logique d'erreur. Il est clair que le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour d'autres médicaments sous forme de pilules que les pilules contraceptives. De même le procédé selon l'in- vention muni d'un dispositif adapté aux autres cas peut être appliqué dans presque tous les domaines de contrôle de pièces. _ 9- REVENDICATIONS 1. Procédé pour détecter les défauts d'une pièce, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - Exercer sur ladite pièce un ensemble de forces susceptibles de la mettre en mouvement. - Détecter les mouvements de ladite pièce. - Déterminer des mouvements de référence. - Comparer lesdits mouvements de ladite pièce aux dits mouve- ments de référence. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer des mouvements de référence en: - exerçant ledit ensemble de forces sur une pièce exempte de défaut. - choisissant comme dits mouvements de référence les mouve- ments de ladite pièce exempte de défaut engendrés par ledit ensemble de forces. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 carac- térisé en ce qu'il consiste à exercer sur ladite pièce un en- semble de forces en la faisant vibrer librement dans un miliel donné, de préférence à une fréquence de résonnance de ladite pièce dans ledit milieu. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il consiste à comparer lesdits mouvements de ladite pièce aux dits mouvements de référence en comparant les amplitudes de ces deux mouvements ainsi que le déphasage de l'un par rapport à l'autre. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caracté- risé en ce qu'il consiste à détecter les mouvements de ladite pièce en: - plaçant ladite pièce dans un milieu susceptible d'être per- turbé par lesdits mouvements de celle-ci. - détecter les perturbations dudit milieu engendrées par les- dits mouvements de ladite pièce. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il consiste à placer ladite pièce dans un champ électro- magnétique ou sonore de longueur d'onde appropriée. 7. Dispositif de détection de défauts d'une pièce met- tant en oeuvre le procédé selon lune des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend: a- - lo - - des moyens d'action pour exercer sur ladite pièce (21) un ensemble de forces susceptible de la mettre en mouvement. - des moyens de détection pour détecter les mouvements de la- dite pièce. - des moyens d'émission Amettant un signal représentatif des dits mouvements de référence. - des moyens de comparaison (28, 29, 3o) pour comparer les mouvements détectés de ladite pièce aux signaux représentatifs des dits mouvements de référence. Io 8. Dispositif selon la revendication 7 et mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens d'action comportent un générateur de vibrations (9% agissant sur le support (I5) sur leauel repose librement ladite pièce. (2I) I5 9. Dispositif selon les revendications 7 et 8 caracteri- s6 en ce que lesdits moyens d'émission comprennent un détec- teur de déplacement (22, 23, 24) audit support et eventuelle- ment une ou plusieurs références fixes. o. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 8 met- tant en oeuvre le procédé selon la revendication 6 caractéri- se en ce que lesdits moyens de détection comprennent: - un moyen d'éclairage (I) mono ou poly chromatique de ladite pièce. (2I) -un moyen de mesure (I3) des perturbations du flux lumineux engendrées par les mouvements de ladite pièce. II. Dispositif selon la revendication Io caractérisé en ce que ledit moyen d'éclairage (I) et ledit moyen de mesure (I3) sont solidaires dudit support (15) sur lequel repose librement ladite pièce. (2I) 3o I2. Dispositif selon l'une des revendications Io ou II caractérise en ce que- - ledit support (151 sur lequel repose librement ladite pi&ce(2I% est transparent au flux issu dudit moyen d'éclairage. (I) - ledit moyen d'éclairage (I) et ledit moyen de mesure (I3) 3I sont situés de part et d'autre de ladite pièce. (21) - il comporte de plus un moyen de masquer en partie la projec- - Il - tion de ladite pièce (2I) sur ledit moyen de mesure (13) sui- vant la direction Cu flux lumineux. I3. Dispositif selon l'une des revendications 8 à II ca- racterise en ce que ledit support (15) comporte une alvéole dans laquelle ladite pièce (2I) prend place avec du jeu. I4. Dispositif selon l'une des revendications 8 à I3 carac- térisA en ce que ledit support (I5) constitue uee partie de l'emballage de ladite pièce. I5. Dispositif selon l'une des revendications 8 à I4 et Io mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 4 caracté- risé en ce que lesdits moyens de comparaison comprennent: - I comparateur de phase(29, 30) et un comparateur d'ampli- tude (281 reliés aux dits moyens de détection (I3) et aux dits moyens d'émission. (I) I5 - une logique d'erreur (3I) signalant si la pièce est ou n'est pas exempte de défaut. I6. Dispositif selon la revendication II caractérisé en ce que la solidarisation dudit support (I5) aux moyens d'éclairage (I% et de détection (I3) comporte un moyen de dêsolidarisation temporaire. (5, I8)