Brevet FR2502333A1 — publié le 19820924

i Appareil pour déterminer la présence de verre fondu adhérant à la paroi d'un récipient en verre La présente invention concerne la vérification de récipients en verre pour déceler le défaut spécifique consis- tant en la présence de particules de verre "soudées par fusion" ou "collées" à la paroi intérieure du récipient et, en particu- lier, du verre soudé par fusion ou collé qui adhère à la sur- face inférieure intérieure du récipient en verre. Dans la fabrication d'articles en verre, et en parti- culier de récipients en verre, il peut arriver qu'un morceau de verre pouvant être formé dans un endroit quelconque à l'inté- rieur de la verrerie parvienne jusqu'à l'endroit o les réci- pients sont soit formés, soit traités après leur formage avant d'être emballés dans des cartons en vue de leur expédition. On comprendra que dans presque toute verrerie, il existe toujours la possibilité qu'il se produise sur la chaine de fabrication en divers points le long de cette chatne un bris qui peut avoir pour conséquence que de petits morceaux de verre pénètrent ou se trouvent enfermés dans un récipient en verre venant d'être formé. Quand ceci se produit, au moment o le verre se trouve dans un état relativement chaud, il existe une grande probabi- lité pour que le petit morceau de verre se soude par fusion à la surface inférieure intérieure du récipient en verre. On doit garder à l'esprit que le verre se ramollit et fusionne si la température interfaciale est d'environ 8000 entre la particule de verre et le fond intérieur du récipient en verre. Le réci- pient, alors qu'il vient d'être formé et qu'il se trouve sur une plaque de refroidissement sur le convoyeur de la machine qui évacue les récipients de la machine de formage peut se trouver à une température suffisante pour que les petites parti- cules de verre cassé adhèrent à sa surface intérieure. Ainsi, même si par la suite et avant l'emballage on nettoie les réci- pients avec de l'air comprimé ou si on les renverse, ces petites particules de verre continuent d'adhérer à l'intérieur des récipients. Il est souhaitable de ne pas expédier des récipients dans lesquels pourraient se trouver des morceaux de verre et, pour cette raison, la présente invention a pour objet principal la sélection et la vérification de récipients en verre, après leur recussion, pour déterminer la présence ou l'absence de tout verre fondu ayant pu adhérer à leur surface intérieure. Bien que la présente invention puisse trouver son utilité prin- cipale dans la détermination de la présence de verre soudé par fusion ou collé dans les récipients dits b "large embouchure", tels que les pots pour aliments de bébés, les bocaux pour conserves dom es tiques, elle présente une utilité égale dans son utilisation pour vérifier les verres à boire ou autres articles en verre creux que l'on peut éclairer par le fond pendant qu'ils tournent autour de leur axe vertical et qu'ils sont disposés en dessous d'une série ou, agencement annulaire de cellules solaires. On sait que dans la technique antérieure on éclaire les récipients du dessous et qu'on les examine par leur région supérieure ouverte formant embouchure ou goulot. Dans la plupart de ces types "classiques" de dispositifs de vérification, il est important sinon indispensable que la source lumineuse pla- cée en dessous du récipient soit de nature diffuse de manière que les marques de joints du moule ou les lettres formées par moulage et apparaissant sur le fond des récipients en verre ne soient pas confondues avec un défaut par le lecteur optique. Du fait que la plupart des appareils de vérification optiques pour des récipients en verre cherchent à, déceler les défauts du type réfléchissant, les défauts qui dévient (réfléchissent ou réfractent) la lumière de la direction projetée, les lettres en surépaisseur apparaîtront dans l'image du fond de la bouteille comme des taches sombres par suite de la réflexion ou de la réfraction de la lumières Il est aussi de pratique courante dans la technique de projeter une lumière à travers le goulot du récipient et de balayer le diamètre intérieur du fond de ce récipient, par exemple comme décrit dans le brevet U.S. 3 356 853. Toutefois, dans ce brevet particulier, la paroi inférieure du récipient transparent creux est vérifié pour déceler les types de défauts qui entratnent une réflexion ou une réfraction d'un faisceau de lumière focalisée en dehors de la direction normale qu'il prend à partir de la source. On sait également vérifier des récipients en verre en utilisant un faisceau laser comme source lumineuse et on a utilisé des caractéristiques de conduction de lumière ou de réflexion interne de la paroi du récipient comme phénomène donnant un moyen pour éclairer des défauts du type réfléchissant. L'exploration de l'extérieur de la paroi laté- rale d'un récipient éclairée par un laser en ayant recours à un capteur photosensible a, été utilisée pour déterminer le pouvoir de réflexion de la lumière hors de la paroi du récipient par suite d'un défaut. De tels défauts sont connus comme étant des glaçures ou encisures, des pierres ou grains ou encore des bulles apparaissant à l'intérieur de la paroi du récipient. L'utilisation d'un faisceau laser comme source lumineuse de la manière suggérée ci-dessus peut être trouvée dans le brevet U.S. 3 302 786. La présente invention concerne un appareil pour traiter des récipients dans et à travers une position de vérification o le récipient est entrainé en rotation autour de son axe vertical par suite du contact de sa paroi latérale avec une roue d'entraînement. Une plaque de refroidissement fendue, sur laquelle est disposé la bouteille en rotation, est éclairée par un faisceau laser qui effectue un balayage dans le sens horizontal à travers la plaque de refroidissement fendue en éclairant ainsi un diamètre du fond du récipient par un ba- layage continu. Grâce à cet agencement, la paroi inférieure intérieure complète du récipient est éclairée durant chaque tour du récipient. Une série de cellules solaires disposées au-dessus du goulot du récipient en formant un cercle d'un diamètre un peu plus grand que le diamètre du goulot du récipient, intercepte la lumière qui diffuse ou est issued'un morceau de verre soudé par fusion à la surface inférieure intérieure du récipient, cette parti- cule de verre soudée par fusion apparaissant sous la forme d'une source ponctuelle de lumière irradiant vers le haut et dans toutes les directions sur la série de cellules solaires. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schématique de l'appareil de l'invention; la figure 2 est une vue en plan de l'ensemble de tête. de détection montrant la série de cellules solaires de l'in- vention; la figure 3 est une vue en coupe de l'ensemble de tête. de détection suivant 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en plan de dessus de la confi- guration géométrique lumineuse émise par le fond du récipient; et la figure 5 est une vue synoptique d'un schéma de principe. En se référant en particulier à la figure 1, on voit que l'on y a représenté schématiquement une roue 10 en étoile d'une machine automatique de vérification d'articles en verre telle que celle décrite dans le brevet U.S. 3 313 409. Il con- vient de souligner que la roue 10 en étoile ne présente que deux échancrures, à savoir, une échancrure o le détecteur de "verre collé" de la présente invention est disposé et une seconde échancrure qui est alignée avec un convoyeur 11. Dans le mode de réalisation réel de la présente invention, la roue en étoile comporte une pluralité d'échancrures, habituelle- ment huit, espacées périphériquement sur sa circonférence et un convoyeur d'entrée amène les bouteilles dans la roue en étoile à un endroit décalé grosso-modo de 900 par rapport à la position représentée comme étant alignée avec le convoyeur 11, ce décalage de 900 étant en sens inverse des aiguilles d'une montre sur la figure 1. Il convient de souligner que la roue 10 en étoile, du fait qu'elle comporte huit échancrures, est indexée de 450 et présente les bouteilles, les unes à la suite des autres, aux positions de vérification. La position de vérification illus- trée sur la figure 1 correspondrait dans le brevet U.S. 3 313 409 précité au cinquième et dernier poste de vérification immédiatement en avant du convoyeur d'évacuation ou de sortie. A la position référencée 12 se trouve une plateforme ou plaque de refroidissement 13,horizontale dans son ensemble et dans laquelle est formée une longue fente horizontale 14. En dessous de la plaque 13 s'étend un tube vertical 15 de collimation. À l'extrémité inférieure du tube de collimation 15 est disposé un miroir oscillant 16. Le miroir 16 est monté sur un arbre horizontal 17 qui s'étend à, travers le tube de collimation 15. L'extrémité extérieure de l'arbre 17 est supportée b l'inté- rieur d'un bottier 18 pour former le dispositif d'exploration ou de balayage électro-optique. Un bottier 70 contient les bobines de commande entraînant l'arbre 17 à une fréquence de 2500 Hz. Le bottier 18 et l'extrémité inférieure du tube de collimation 15 sont montés sur une plaque de support 19 hori- zontale dans son ensemble. La surface supérieure de la plaque 19 peut servir à supporter un laser 20 dont l'axe s'étend horizontalement dans la direction du miroir 16 et est pointé vers ce miroir. Une source appropriée 21 pour alimenter en énergie le laser peut 8tre montée en dessous de la plaque 19. Avec le mécanisme que l'on vient de décrire, on peut voir que le faisceau laser, en heurtant le miroir oscillant 16, peut être dévié sur un angle inclus relativement étroit de telle sorte que le faisceau arrivant de ce miroir effectue un ba- layage alternatif le long de la fente 14 de la plaque 13. La plaque 13 sert de support au récipient C qui doit être vérifié. Le récipient C est maintenu et entraîné en rotation à l'inté- rieur de limites de la roue en étoile par un galet 22 d'engage- ment latéral. Le galet 22 est entrainé par une poulie supé- rieure 23 qui est elle-même entraînée par une courroie passant autour d'une seconde poulie 24, la poulie 24 étant entraînée à l'aide d'une courroie par une poulie d'entraînement 25. La poulie d'entraînement 25 est montée sur une plaque 26 qui peut elle-même être réglée verticalement par rapport à la structure (non représentée) de support de roue en étoile à l'aide d'une vis réglable et d'un élément de support fendu 27, comme on peut le voir sur la figure 1. On pourra trouver une description plus détaillée d'un mécanisme de rotation de bouteille typique à engagement latéral dans le brevet U.S. 4 225 035. La poulie menée 25 est reliée par un cible souple 28 à un moteur 29. Le moteur 29 est monté de façon appropriée sur une équerre 30 qui est fixée au c8té du convoyeur Il et qui est' supportée par ce c8té. Un bottier de tête de mesures référencé 31 dans son ensemble, est disposé coa.ialement au-dessus du récipient C qui doit être vérifié et est représenté sous une forme agrandie de façon plus détaillée sur les figures 2 et 3. A la base du bottier de tête de mesure se trotue une série circulaire de cellules solaires, représentées particulièrement sur la figure 2. En se référant à la figure -2, on voit que la moitié gauche de la série de cellules est représentée sans plaques de fermeture, tandis que la moitié droite de la série de cellules est représentée avec des plaques de fermeture sur ces cellules. Les cellules solaires 32 sont en réalité placées à l'intérieur d'évidements, comme on peut mieux le voir sur la figure 3, ces évidements étant référencés 33, Dans la pratique, les cellules solaires sont en réalité collées à l'intérieur des évidements de la manière illustrée et sont munies de plaques de fermeture 34. Les plaques de fermeture sont maintenues en position par des vis 35, comme on peut le voir sur la figure 2, les vis 35 étant vissées dans un bloc de matière 36 assez épais. Le long d'un diamètre du bloc 36, comme on peut le voir sur la figure 2, est formé un long évidement 37 qui s'étend sur la totalité de l'épaisseur du bloc. Une plaque transparente 38 en verre dépoli recouvre l'évidement 37 et est disposée au-dessus de la surface qui supporte les cellules solaires. La plaque 38 peut comporter une ligne horizontale s'étendant sur sa longueur en passant par le centre, étant entendu que lorsque l'on met en fonction le système laser et que l'on règle la position de ce dernier ainsi que la position de la série de cellules solaires, la lumière laser, lorsqu'elle effectue un balayage à travers la fente 14 de la plaque de refroidissement 13, effectue également un balayage alternatif dans l'évidement 37 et l'on peut observer et vérifier l'alignement de l'évidement avec la fente 14 en regardant du dessus après avoir enlevé un couvercle 39. Comme on peut le voir facilement, la vérification de l'alignement approprié du faisceau laser de balayage avec l'ensemble de tête de détection est un point important et apparattra mieux lors de l'explication plus détaillée ci-après du fonctionnement du dispositif de l'invention. Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, la série de cellules solaires se présente sous la forme de deux cercles concentriques, dix cellules individuelles étant espacées circon- férenciellement autour du centre de l'agencement dans chacune des deux séries coaxiales. Il convient de remarquer également que les cellules sont légèrement espacées de la zone diamétrale éclairée de l'évidement 37. À l'intérieur du bottier 39 sont disposés des préamplificateurs destinés à' recevoir les signaux des cellules solaires et à amplifier ces signaux de manière qu'ils puissent être transmis à un coffret référencé 40 et contenant une logique électronique et une interface de rejet. Les préamplificateurs sont référencés 41 et 42 sur la figure 3. Comme on peut s'y attendre, les préamplificateurs comportent leurs propres plaquettes de circuits imprimés qui sont munies des composants électroniques nécessaires pour effectuer une préamplification des signaux. Il convient de souligner que la sortie des cellules solaires de la série sont additionnées et que, pendant le fonctionnement, c'est un signal combiné prove- nant d'un nombre de cellules supérieures au chiffre trois(que l'on pourrait utiliser comme chiffre minimum) qui indique la présence d'un morceau de verre collé. Toutefois, dans la plu- part des cas, on s'est aperçu qu'en utilisant la sortie d'au moins neuf cellules éclairées on obtient une indication plus fiable et plus sûre de la présence du verre soudé par fusion sur la paroi intérieure du récipient disposé au-dessus de la fente 14. Le courant peut être fourni à la tete de mesure à l'aide d'un câble 44 s'étendant de la source d'alimentation jusqu'au coffret 40. La sortie des préamplificateurs est ache- minée par le câble 44 aboutissant au coffret 40 contenant les éléments électroniques. Le coffret 40, comme on peut le voir sur la figure 1, est monté dans un meuble 45 qui est placé de façon appropriée pour que l'opérateur y ait accès facilement. En plus du coffret contenant les éléments électroniques, le meuble est muni d'un ensemble 46 de"source d'alimentation/ amplificateur" du dispositif de balayage. L'ensemble 46 de - %source dtalimentation/amplificateurudu dispositif de balayage est relié par un conducteur 47 à lVoseillateur à miroir. Un dispositif d'affichage 48 peut aussi être monté à l'intérieur du meuble et si l'interface de rejet 52 reçoit le signal de sortie de la tête de détection de verre collé en même temps que les signaux de sortie de rejet des autres dispositifs de vérification qui seraient incorporés a d'autres roues en étoile disposées comme mentionné ci-dessus, on pourrait obtenir un affichage continu des types de défauts détectés ainsi qu'un compte de ces défauts. L'interface de rejet 52 est reliée à l'affichage électronique à l'aide d'un câble 51. En outres l'appareil électronique 40 est muni d'une connexion 49 avec un solénoïde 50 de rejet monté le long du c8té du convoyeur 11 de manière à fournir ainsi un signal pour rejeter les récipients qui se sont révélés défectueux. Il va de soi également qu'une des positions de vérification o sont amenées les bouteilles par la roue en étoile peut être, comme décrit dans le brevet U.S. 3 745 314, un dispositif de lecture d'identification d'empreinte de m-i- 14, en permettant ainsi d'obtenir des informations pour un affichage ou une indication écrite du moule d'origine pour chaque défaut détecté ainsi que des récipients dans lesquels l'appareil décrit de façon spécifique a constaté la présence de verre collé. Comme on l'a mentionné précédemment, et comme illustré sur la figure 4, le verre collé qui est éclairé de dessous à l'aide du balayage laser, apparait à l'observateur comme une source ponctuelle de lumière qui rayonne dans presque toutes les directions. Lorsque le verre fondu rayonne de la lumière, celle-ci est observée par une multiplicité de cellules solaires et, si on a choisi un nombre dont les sorties combinées sont supérieures à celles d'un certain nombre minimal, tel que troit, un niveau de seuil est établi. Il est nécessaire de fixer un seuil car d'autres défauts peuvent apparaître dans le fond d'un récipient et agir comme un miroir ou une lentille soit pour réfléchir, soit pour réfracter la lumière. Toutefois, la lumière réfléchie ou réfractée est normalement extrêmement directionnelle et n'aurait pour effet d'éclairer peut-8tre qu' une seule ou deux cellules. Par conséquent, en choisissant un nombre de cel- lules plus grand comme niveau indiquant le verre collé, il n'y aura pas d'interprétation de la réponse. Les autres défauts, tels que les glaçures ou encisures, etc., peuvent être détectés à l'aide d'autresdispositifs que l'on place à d'autres postes de la machine de vérification et de contr8le desservis par la roue en étoile. En se référant à la figure 5, on voit que l'on y a représenté un schéma de principe synoptique dont les références correspondent à celles des parties identiques se trouvant sur les figures 1-3. Il existe une correspondance entre la série de cellules photoélectriques représentées sur la figure 2 et la configuration géométrique lumineuse de la figure 4 qui est émise par un morceau de verre collé à la paroi inférieure intérieure d'un pot pour aliments de bébés. On doit garder à l'esprit que la figure 4 est ce que l'on observerait ou ce qui apparaitrait si on plaçait un mor- ceau de papier légèrement au-dessus et à quelque distance du goulot d'un pot pour aliments de bébés et si un morceau de verre soudé par fusion était éclairé. Deux halos de lumière sont représentés par deux zones annulaires 60 et 61 sur la figure 4. Les zones annulaires 62 situées entre les zones lunineuses 60, 61 et 64 apparaissent comme une zone légèrement ombrée ainsi que comme une zone om- brée 63 sur le périmètre extérieur de l'image. Le centre 64 de l'image peut comporter une zone lumineuse dans le cas o un morceau de verre collé se trouve en vue directe du goulot de la bouteille. Toutefois, le dispositif qui détecte la lumière ne comporte aJcune cellule de détection dans cette zone de vision; par conséquent, toute lumière se trouvant dans la zone 64 est sans effet sur la sensibilité de ce dispositif. Les deux zones 60 et 61 correspondent d'une façon génêrale aux deux séries de cellules solaires représentées sur la figure 2. La lumière qui est issue d'un pot pour aliments de bébés engendre les deux halos de lumière qui, en réalité, divergent vers le haut depuis l'épaule et l'embouchure du pot respectivement. L'espacement de la série de cellules photoélectriques, ctest- à-dire de la t9te de contrôle ou de mesure,dépend de la taille du récipient et de l'emplacement de l'image telle que celle représentée sur la figure 4. En déplaçant la tête verticalement par rapport à l'embouchure ou goulot du récipient, on fait cor- respondre les deux halos de lumière avec les bagues annulasoe dela série de cellules photoélectriques. On doit garder à l'esprit que pour différentes tailles de récipients, les deux halos auront un diamètre différent et, de ce fait, l'espacement ver- tical entre l'extrémité inférieure de la tête et l'embouchure il ou goulot de la bouteille devra être ajusté en conséquence de manière que l'on obtienne l'alignement ou la coïncidence nécessaire. REVENDICATIONS 1. Appareil pour déterminer la présence de verre fondu adhérant à la paroi inférieure intérieure d'un récipient en verre, caractérisé par le fait qu'il comprend: une plaque de support (13) dans laquelle est formée une longue fente (14) horizontale; un moyen (10) pour déplacer les récipients (C) en verre les uns à la suite des autres jusqutà une position susjacente à ladite plaque de support; un moyen pour faire tourner ledit récipient autour de son axe vertical; une source de lumière sous forme d'un faisceau; un moyen de balayage pour déplacer ledit faisceau al- ternativement le long de ladite faete de ladite plaque de support; une pluralité de cellules solaires individuelles (32) placées suivant une disposition circulaire dans son ensemble, lesdites cellules étant positionnées au-dessus du récipient et coaxialement à ce récipient placé sur ladite plaque de support; et un moyen relié auxdites cellules solaires pour indiquer lorsque trois ou plus de trois desdites cellules solaires sont éclairées. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite source de lumière est un faisceau laser (20). 3e Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen pour faire effectuer un mouvement de balayage audit faisceau comprend un miroir (16) et des moyens (17, 70) couplés audit miroir pour le faire osciller. 4e Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen faisant tourner le récipient comprend un galet (22) en contact avec la paroi latérale dudit récipient et des moyens (23, 24, 25) pour faire tourner ledit galet. 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites cellules solaires sont reliées mutuellement sous la forme d'une série et qu'un moyen (40) réagit à l'éclairement de trois ou plus de trois cellules simultanément. 6. Appareil suivant les revendications 1 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un moyen relié à la sortie de ladite série de cellules solaires réagis- sant à un signal provenant de celles-ci pour expulser des récipients d'une succession de tels récipients. 7. Procédé pour vérifier des récipients en verre pour déceler le verre soudé par fusion ou collé à l'intérieur de ces récipients, le procédé utilisé étant caractérisé par le fait qu'il consiste s à déplacer les récipients à vérifier de manière à les faire venir dans un poste de vérification et à les en faire sortir; à faire tourner autour de son axe vertical le récipient se trouvant dans le poste; à, éclairer le fond du récipient à l'aide d'un faisceau étroit de lumière déplacé alternativement le long du diamètre du récipient t à observer le récipient du dessus b l'aide d'une pluralité de cellules solaires placées suivant une disposition circulaire horizontale; et à indiquer si trois ou plus de trois cellules solaires sont éclairées simultanément à titre de constatation de la présence de verre collé ou soudé par fusion dans le récipient.