Brevet FR2516250A1 — publié le 19830513

Dispositif de détection de la présence d'objets dans des caisses fermées. L'invention concerne le contrôle de l'absence de manques dans des caisses fermées de groupement d'objets identiques a la fin d'une channe de fabrication ou à la réception. Pour réaliser ce contrôle il est connu d'utiliser une peseuse automatique intégrée dans le convoyeur d'acheminement des caisses, mais ce dispositif est extrêmement onéreux et ne peut fonctionner correctement qu'avec des cadences limitées. En outre, avec certains produits comme les bombes aérosol, qui comportent de grandes fluctuation sur la masse de chaque unité, le contrôle par pesée devient totalement imprécis si l'emballage de groupement en réunit un nombre suffisant pour que la dispersion atteigne l'ordre de grandeur de la masse d'une unité. On connaît aussi des capteurs a absorption de rayons gamma qui résolvent le problème précédent mais sont dangereux et onéreux. On connaît enfin des dispositifs de capteurs inductifs positionnés à poste fixe près des caisses en déplacement et qui permettent de détecter les objets qui présentent au moins une partie métallique par la variation de self qui en résulte. Cependant ces dispositifs nécessitent des réglages de positionnement de chaque capteur dans les trois dimensions et en outre des réglages électroniques de seuil pour tenir compte des dispersions entre les caractéristiques des divers capteurs. Le but de l'invention est de réaliser un tel dispositif de détection à capteurs inductifs qui élimine les inconvénients précédents, c'est-à-dire qui ne nécessite aucun réglage de position ni de caractéristique électrique. L'invention consiste à grouper sur un seul circuit imprimé plusieurs capteurs inductifs constitués chacun par un circuit imprimé spiralé obtenu par reproduction à partir d'un motif unique, l'extrémité centrale de chaque spirale étant réunie aux barrettes de connexion périphériques par un pontage en fil isolé fixé de préférence du même côté que la face conductrice du circuit imprimé de manière que l'autre face, entièrement dépourvue de composant et d'aspérité, puisse supporter directement le glissement des caisses, en n'en étant séparée par conséquent que de l'épaisseur du circuit imprimé. Les formes et les positions des divers circuits spiralés sur le circuit imprimé sont déterminées à l'avance d'une manière spécifique pour chaque type de caisse à contrôler. Eventuellement des capteurs multiples analogues peuvent être disposés pour agir sur plusieurs faces de chaque caisse. Les capteurs sont de préférence groupés en un alignement transversal et couplés sur une unité logique qui reçoit également l'information de la position longitudinale de la caisse, par exemple des informations de vitesse d'avancement et de franchissement d'une barrière par une extrémité de la caisse, pour contrôler la présence des objets dans toutes les positions longitudinales de la caisse. Cette unité logique peut commander une alarme ou un vérin éjecteur. D'autres particularités de l'invention apparaitront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 représente le tracé d'un circuit imprimé pour trois capteurs de forme générale circulaire; la fig. 2 est une coupe transversale illustrant l'utilisation d'un tel capteur pour des caisses de bombes aérosol à groupement transversal par trois; les fig. 3, 4 et 5 représentent des coupes transversales analogues de diverses variantes d'utilisation utilisant deux ou quatre capteurs multiples analogues. Comme représenté sur la fig. 1, l'élément de base de l'invention est constitué par un circuit imprimé 1 sur lequel sont juxtaposés plusieurs circuits spiralés 2, par exemple au nombre de trois dans l'exemple représenté, ces circuits étant reproduits par la technique des circuits imprimés à partir d'un motif unique pour avoir des caractéristiques électriques identiques. En effet, chaque spirale 2 constitue un capteur inductif à condition de fermer le circuit, ce qui s'obtient à l'aide de pontages 3 qui réunissent chacun l'extrémité cen trale 4 d'une spirale à des barrettes de connexion extérieures 5 réalisées également en circuit imprimé.L'ensemble des connexions 6 est ainsi reporté en un point latéral du circuit pour être connecté à l'unité logique non représentée, certains des composants électroniques de cette unité logique pouvant éventuellement être implantés directement sur le circuit 1. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le circuit imprimé 1 est réalisé à partir d'un circuit simple face sur support époxy et les pontages 3 sont réalisés à l'aide de fils isolés, soudés du même côté que la face conductrice du circuit, sans traverser le support, de telle manière que l'autre face du support soit entièrement lisse et puisse être amenée directement en contact avec les caisses qui sont amenés à glisser contre cette face. Dans ce cas, chaque circuit spiralé n'est écarté de la paroi de la caisse que de l'épaisseur du support époxy.En variante, et en particulier dans le cas où les circuits spiralés 2 devraient être nombreux sur le même support, on peut également utiliser un circuit double face d'une nature quelconque pour réaliser les pontages 3 également par la technique des circuits imprimés sur l'autre face, et il suffit alors de doubler une des faces du circuit imprimé, par exemple celle comportant les circuits spiralés 2, par une couche d'un matériau isolant resistant à l'usure et qui soit dans ce cas également d'une épaisseur bien déterminée. Grâce au faible coût de réalisation de chaque circuit imprimé I, celui-ci peut être spécifique pour chaque type de caisse à contrôler. Par exemple dans le cas simple représenté sur.la fig. 2 où les caisses 7, par exemple en carton ondulé, en cours de déplacement perpendiculairement au plan de la figure, comportent transversalement des rangées de trois objets 8, par exemple des bombes aérosol, comportant au moins une partie métallique, par exemple leur fond, on peut tout simplement fixer le circuit imprimé 1 au niveau du convoyeur, en un endroit quelconque de celui-ci, par exemple à la place d'un des rouleaux s'il s'agit d'un convoyeur à rouleaux, et faire glisser directement la caisse 7 sur la face lisse de ce circuit qui est naturellement placé à la partie supérieure. Dans le sens longitudinal, la caisse 7 comporte généralement un certain nombre de rangées de trois objets 8. On pourrait naturellement disposer sur le circuit 1 autant de circuit spiralés 2 que la caisse comporte d'objets 8, et aux emplacements correspondants. Toutefois, par mesure d'économie on a intérêt à limiter le nombre de circuits spiralés 2 au nombre d'objets 8 dans une rangée transversale, c'est-à-dire trois dans le cas présent, situés naturellement dans l'alignement et à l'entraxe correspondant à celui des objets, avec une configuration sensiblement circulaire correspondant à celle des objets, puis à analyser successivement les diverses rangées transversales au cours du défilement de la caisse. Pour cela chaque circuit spiralé 2 constituant un capteur inductif individuel est réuni d'une manière connue à un dispositif de détection selfique suivi d'un amplificateur, et les informations sont transmises à une unité logique qui reçoit en même temps une information sur la position longitudinale de la caisse afin de déterminer, pour chaque position où il devrait normalement y avoir un objet 8, si celui-ci est présent ou absent. Naturellement, en cas d'absence d'un quelconque des objets 8 dans la caisse 7, l'unité logique déclenche une alarme ou un vérin éjecteur pour éliminer la caisse en question. Cette détermination longitudinale de la position de la caisse peut en particulier être réalisée par l'unité logique elle-mme à condition de connaître ou de mesurer en permanence la vitesse linéaire de défilement du convoyeur, avec en outre un détecteur, par exemple un barrage lumineux, détectant le passage d'une extrémité de la caisse en un point précis du convoyeur. Le traitement de l'unité logique revient alors à une détermination de phase pour élaborer les divers instants relatifs auxquels les divers capteurs inductifs 2 doivent effectuer leur test de détection. Grâce à l'invention, on voit que, moyennant la réalisation d'un circuit spécifique pour chaque cas d'utilisation, il n'y a aucun réglage à faire ni dans la position transversale, ni dans la position longitudinale des capteurs individuels 2, ni dans leur positionnement vertical, ni non plus d'ajustage relatif entre les divers capteurs en raison de l'identité de leur caractéristique électromagnétique. La simple fixation de la plaquette 1 sur le circuit des caisses ne pose aucun problème technologique. Dans l'exemple représenté sur la fig. 3, les objets 8a sont de simples boîtes de conserve mais disposés en deux couches. Dans ce cas on utilise en plus du capteur 1, iden- tique à celui de la fig. 2, un deuxième capteur la identique au précédent mais disposé à la partie supérieure pour glisser sur la caisse 7. Le dispositif permet ainsi de détecter simultanément la présence de six objets dans une même tranche transversale pour chacune des positions d'avancement de la caisse. Dans ce cas encore, la forme des circuits spiralés 2 est appropriée à la forme et à la dimension des objets 8a, en l'occurrence circulaire et s'étendant sur la totalité de la section. La fig. 4 représente un autre exemple d'utilisation dans le cas où les objets 8b sont constitués par des bouteilles, par exemple des bouteilles de champagne, comprenant de la manière habituelle une petite capsule métallique 9 du côté de leur goulot, les bouteilles étant par ailleurs couchées et emboîtées tête-bêche. Dans ce cas on utilise également deux circuits lb parallèles analogues à 1 mais montés verticalement pour glisser sur les deux faces latérales de la caisse 7, et chaque circuit comporte des circuits spiralés analogues à 2 mais dont la forme, la position et l'étendue correspondent à celles des capsules 9.En particulier si les bouteilles sont également montées tête-bêche d'une tranche transversale à la suivante, comme c'est généralement le cas, chaque circuit lb comporte trois capteurs, mais à chaque tranche et pour chaque capteur on utilise alternativement seulement le capteur central ou les deux extrêmes. Enfin, dans l'exemple de réalisation plus complexe de la fig. 5, la caisse 7 comporte dans chaque tranche transversale trois couches de quatre rangées d'objets 8c, par exemple des boites de conserve. On peut alors diposer quatre circuits dont deux circuits horizontaux lc et deux circuits verticaux ld. Les circuits horizontaux lc détectent comme dans le cas de la fig. 3 les couches supérieure et inférieure à l'aide de capteurs spiralés 2 de forme circulaire. Les circuits verticaux lb détectent la présence des boîtes par action sur une génératrice, et comportent par suite des circuits spiralés de forme générale rectangulaire allongée verticalement si l'on suppose que l'axe des boîtes est vertical, en remarquant que les boîtes situées dans les quatre angles sont ainsi détectées deux fois, à moins que l'on ne supprime les capteurs extrêmes de chaque circuit lb.Enfin, dans chaque tranche, les deux boîtes situées à distance des parois ne sont pas détectées, mais l'on peut supposer que l'absence d'une quelconque de ces bottes perturbe l'ordonnancement général des autres boîtes, en particulier de la couche supérieure, qui descendent ou basculent sous l'effet du vide créé et se trouve donc détecté par un au moins des quatre circuits, en particulier le circuit supérieur. I1 est clair que l'invention effectue ainsi un contrôle unitaire rigoureux à cadence élevée et cela en utilisant des moyens relativement économique. En outre pour passer d'une fabrication à une autre, il suffit d'échanger le ou les circuits spécifiques et de les raccorder électriquement sur la même unité logique, sans avoir à procéder à aucun réglage de positionnement ni aucun réglage électrique d'équilibrage entre les divers capteurs, mais seulement tout au plus un réglage global de seuil pour l'ensemble des capteurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la présence d'objets (8) au moins en partie métallique dans des caisses fermées (7) en défilement sur un convoyeur, au moyen de capteurs inductifs couplés chacun à un circuit de détection selfique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une plaquette (1) de circuit imprimé en contact de glissement avec la caisse (7) et comportant plusieurs circuits spiralés (2) réalisés par la technique des circuits imprimés à partir d'un motif identique, ces divers circuits spiralés (2) ayant des formes, des étendues et des positions appropriées adaptées à la forme, à la position et à l'étendue desdites parties métalliques desdits objets (8), les extrémités centrales (4) desdits circuits spiralés (2) étant réunis par des pontages (3) à des barrettes de connexion extérieures (5) du circuit imprimé (1) pour constituer lesdits capteurs inductifs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque plaquette (1) est réalisée à partir d'un circuit imprimé simple face sur support époxy, que les pontages (3) sont réalisés du côté de la face conductrice du circuit (1) et que c'est la face opposée, entierement dépourvue de composants, qui est en contact de glissement avec la caisse (7). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la ou chaque plaquette (1) comporte un alignement transversal de circuits spiralés (2), et que ces circuits sont couplés par l'intermédiaire desdits dispositifs de détection selfiques à une unité logique qui reçoit également l'information de position longitudinale de la caisse (7) en cours de défilement, de manière à détecter la présence des objets à l'aide des mêmes circuits spiralés successivement dans les diverses tranches transversales de chaque caisse (7). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite position longitudinale de la caisse est déterminée par ladite unité logique, qui reçoit également l'information de vitesse linéaire du convoyeur, et le signal de signalisation transmis par un barrage de détection lors de son franchissement par une des extrémités de la caisse.