Brevet FR2568282A1 — publié le 19860131

SYSTEME OPTIQUE-ELECTRONIQUE DE CONTROLE POUR ENROULEUSES D'ARTICLES TEXTILES ET POUR EMPLOIS EQUIVALENTS L'industrie textile utilise une ligne de production spécialisée dans l'assemblage et l'enroulement d'articles d'une longueur importante, comme, par exemple, les articles en fourrure synthétique avec support en polyuréthane. Les deux matériaux sont collés ensemble par voie-thermique au moyen d'une soudeuse à flamme en utilisant un adhésif qui, dans la plupart des cas, est une résine synthétique comme le polyuréthane expansé. Le sandwich ainsi obtenu est soumis ensuite à une opération de comptage d'erreurs consistant à détecter la présence de traits graphiques tracés sur le support et correspondant aux défauts rencontrés sur ce support au cours d'une opération de contrôle qui précède la ligne de production dont il a été question.En présence d'un des traits mentionnés, la machine doit être arrêtée et le défaut enregistré au bénéfice du confectionneur au moyen d'une série d'encoches qui, dans le langage textile, sont désignées sous le nom de "sonnettes". La machine est ensuite remise en marche pour passer à l'opération finale qui consiste à enrouler le tissu contrôlé sur des cylindres. Pendant l'arrêt pour le comptage ou pour le changement du cylindre d'enroulement, un dispositif mécanique adéquat permet de ne pas arrêter l'avancement du tissu lui-même en amont de l'enroulement à condition qu'il n'y ait pas.- pour des motifs qui apparaîtront plus loin - d'éventuelles inversions de glissement de l'étoffe. La présence de ce dispositif exige que l'identification du trait graphique, qui signale la présence d'irrégularités, ait lieu au voisinage dé l'enroulement final. D'autre part, compte tenu des masses en jeu, les temps d'arrêt de la machine sont longs ; une mauvaise identification du trait-témoin provoque des retards dans les temps de production, car il faut arrêter toute la chaine pour permettre l'éventuel déroule ment de la partie déjà enroulée et enregistrer le défaut. Actuellement, la vitesse de glissement normale de l'-article textile est de l'ordre de 50 m/minute et une augmentation de cette vitesse serait souhaitable pour la production. Jusqu'à présent, il n'existait aucun système fiable pouvant répondre à ces exigences et la détection de la présence de défauts et l'arrêt de la machine étaient effectués par un opérateur. I1 en découlait toute une série d'inconvénients qui, depuis quelques décennies, sont l'objet d'études dans le cadre d'un important chapitre d'ergonomie : "Time-related phenomena evidences in perceptual performance". Pour l'essentiel, il s'agit d'une diminution de l'attention ou de la vigilance de l'opérateur, en fonction du temps de travail, qui dépend, dans ce cas spécifique, de la vitesse de glissement des dimensions de la mire, du mode de présentation de celle-ci, ainsi que des effets de la fatigue. Tout cela provoque de fréquents retards d'identification et empêche d'identifier à 100 % les signaux-témoins. L'invention a donc pour but la réalisation d'un système opto-électronique de contrôle pour la détection de signaux représentés par des traits plus ou moins contrastants sur un fond constitué, par exemple, par le support d'un article en fourrure ou similaire. Ce système comprend, en combinaison, les éléments suivants - une tête de lecture contre laquelle glisse l'article portant des traits à détecter - un ensemble à fibres optiques avec dérivation vers une source d'énergie de type lumineux et avec dérivation vers un transducteur optique-électronique, l'extrémité mélangée des fibres optiques étant portée par ladite tête pour le contrôle de la surface de l'article qui glisse -des moyens électroniques d'amplification, de mise en forme et de sélection, au moyen d'un seuil, du signal utile - des moyens agissant en fonction dudit signal pour commander l'arrêt et/ou le marquage. Le système peut comprendre aussi un moyen de comptage ou similaire pour arrêter l'article en rapport avec une position préétablie du trait qui a provoqué le signal. Dans la pratique, lesdits moyens électroniques comprennent un intégrateur et un différentiateur, aptes à mettre en forme le signal des valeurs de fond - pouvant être très différentes les unes des autres - dues aux caractéristiques superficielles de l'article portant le trait, qui doit être examiné périodiquement. La tête de lecture est portée par un bras articulé avec des degrés de mouvement multiples, de façon à faciliter l'adaptation de la tête à l'article textile et à permettre l'appui avec une pression adéquate - par son propre poids ou par une action élastique - de ladite tête sur ledit article. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après et au dessin ci-joint, lequel représente un exemple pratique, non limitatif, de cette invention. Sur ce dessin Les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement la tête de lecture et son bras articulé de support latéralement, en plan et en coupe selon la ligne III-III de la figure 2. Les figures 4 et 4a représentent des schémas à blocs du-système selon l'invention. Les figures 5, 6 et 7 sont des graphiques d'illustration. Sur le dessin, la référence M désigne l'article textile, qui glisse dans le sens de la flèche fM. Avec T est désigné un trait-témoin à détecter ; il s'agit, en général, d'un segment d'environ 1 mm d'épaisseur, tracé avec un marqueur ou un autre instrument transversalement au sens d'avancement et, le plus souvent, sur une longueur importante. En général, le trait-témoin est net sur le fond du support de l'article. La référence 11 désigne la tête de lecture, avec bord d'engagement llA du côté de l'arrivée de l'article M. Une fibre optique 13 est reliée à la tête avec le raccord 15 ; la fibre optique rejoint presque la surface inférieure de la tête - sous laquelle glisse l'article - pour détecter le trait. La fibre optique se dédouble en deux branches, 13A et 13B, qui rejoignent, respectivement, la source 17 d'énergie de type lumineux et le senseur 19. La tête 11 est portée par un bras articulé transversal qui, sur le dessin, est composé des tronçons 21A et 21B articulés entre eux, en 23 longitudinalement et en 25 et 27 transversalement par rapport à la tête 11 et à un support 29 qui peut être déplacé avec un appareil qui suit les éventuelles embardées transversales de l'article pour effectuer la coupe- des lisières. Sur la figure 4 est représenté le schéma à blocs pour rendre plus clair le fonctionnement du système. La référence 31 désigne le détecteur, qui est matérialisé par le transducteur optique électronique 19. Le signal est envoyé à un intégrateur 33 et de celui-ci à un différentiateur 35 qui compare le signal filtré obtenu de l'intégrateur et le signal pur reçu directement du détecteur 31. De cette manière, les signaux de fond R1 et R2 (figures 5 et 6), d'une hauteur variable selon la nature et la couleur de fond de l'article, sont neutralisés et on obtient les crêtes des différents bruits et une crête plus accentuée du signal utile U (figure 7), qui peut ainsi être isolé au moyen d'un seuil préétabli dans un comparateur 37.De ce comparateur sort un signal carré TTL, utilisable par une bascule 39 et ensuite par unrelais, qui commande l'arrêt de l'enrouleuse et de l'ar ticle en fonction d'une position préétablie du trait T qui a provoqué le signal. Le système selon l'invention est en mesure d'identifier à 100 % les traits-témoins, toujours à la même distance de l'enrouleuse et avec une vitesse de glissement de l'article pouvant atteindre 300 m/minute. La tête de lecture 11, qui, pendant le fonctionnement, appuie sur l'article, support de fourrure par exemple, est alourdie et conformée de manière à obtenir une adhérence parfaite et un glissement facile même sur des matériels rêches et à éliminer les inconvénients résultant de l'épaississement inopiné du tissu par la présence de coutures. La partie inférieure de la tête 11, en contact avec la surface à contrôler, loge à peu près en son centre une extrémité de la fibre optique 13, dont l'autre extrémité se divise en deux branches 13A et 13B qui aboutissent, respectivement, au senseur 19 et à la source 17. La fibre flexible 13 a un diamètre utile de 1 mm et est formée de fibres élémentaires de 6 > im de diamètre, mélangées, qui sont aptes à envoyer la lumière de la source au support et à recevoir le signal diffusé en relation avec le traittémoin vers le senseur 19. Cette structure de la fibre permet d'obtenir la meilleure efficacité illuminationdétection. Le bras 21A, 21B, qui relie la tête 11 à la partie 29 de l'équipement mobile, est muni d'articulations 25, 23, 27 avec ressorts réglables qui garantissent la possibilité d'adapter le dispositif à n'importe quel type de machine. La source 17 peut être un LED (X= 650 nm) avec puissance continue de 5mW (IF = 50 mA) ; le senseur 19 (31) peut être un photodiode SD 100-42-22 avec amplificateur opérationnel dans une configuration "transimpedence amplifier", connecté de façon photo-voltalque. A la longueur d'onde du LED, la faculté de réponse est de 0,3 A/W avec une résistance de feedback qui permet une fréquence de fonctionnement de 300 KHZ et un NEP de 10 13 W/Hz Comme il a déjà été indiqué, les figures 4 et 4a reproduisent le schéma à blocs d'élaboration pour le contrôle et l'arrêt de la machine. Le signal analogique à la sortie du senseur 31 est amplifié et envoyé au comparateur 37 qui donne en sortie un signal TTL chaque fois qu'il reçoit à l'entrée l'impulsion correspondant au trait-témoin.L'impulsion de comparaison agit sur la bascule 39, qui commute un relais à la sortie. En service, le relais peut être en position normalement fermée (cas d'un moteur en courant continu) ou normalement ouverte. Un commutateur permet de placer le relais dans la position adéquate. Quand il s'agit d'une enrouleuse, le relais est normalement ouvert et sa fermeture met en fonctionnement un dispositif à pointes apte à mesurer la partie d'étoffe qui glisse. Le comptage est effectué par un compteur qui, dès que le nombre programmé est atteint, agit sur le télérupteur du moteur en arrêtant la machine. La programmation de ce nombre est prévue pour que, après l'arrivée de l'impulsion de présence du signal, la machine s'arrête exactement lorsque le trait-témoin se trouve en face du dispositif de comptage. Un bouton de reposition permet de mettre le compteur à zéro et de remettre en marche la machine. Dans la pratique, les supports des fourrures sont divers et, du point de vue optique, leurs coefficients de réflexion sont également divers ; de ce fait, on peut avoir un signal de fond plus ou moins haut et plus ou moins "bruyant" sur lequel s'appuie l'impulsion du trait-témoin. Les figures 5 et 6 mettent cela en évidence avec les différentes valeurs R1 et R2 de fond. Quand on règle le seuil du comparateur 37, il faut trouver une valeur de tension qui soit valable pour tous les types de support, car le réglage du seuil à chaque modification du type de support créerait des inconvénients considérables pour l'opérateur. Pour cela, il a été prévu le groupe intégrateur 33, différentiateur préamplificateur 35 et comparateur 37 qui élimine le fond - comme celui de R1 ou R2 - et permet à l'impulsion U de s'appuyer sur un niveau identique pour tous, comme sur la figure 7. On doit accorder un soin particulier à la protection du système dans la mesure où, agissant sur des signaux faibles, prend de l'importance le bruit électrique induit par l'environnement extérieur, où sont présentes de nombreuses perturbations dues à des charges inductives à fonctionnement intermittent, à des variations de la tension du réseau et à des crêtes de tension. I1 est entendu que le dessin ne représente qu'un exemple donné uniquement à titre de démonstration pratique de l'invention, dont les formes et les dispositions peuvent varier, sans pour autant sortir du cadre de la conception sur laquelle est fondée cette invention. Par exemple, le système peut être associé à un groupe apte à marquer ou à appliquer des signaux de code directement sur l'article, sans intervention de l'opérateur et, éventuellement, sans arrêt de l'article en mouvement et sous contrôle. REVENDICATIONS 1. Système opto-électronique de contrôle pour la détection de signaux représentés par des traits plus ou moins contrastants sur un fond constitué, par exemple, par le support d'un article en fourrure ou similaire, système caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison : une tête de lecture contre laquelle glisse l'article portant des traits à détecter ; un ensemble à fibres optiques avec dérivation vers une source d'énergie de type lumineux et avec dérivation vers un détecteur optiqueélectronique, l'extrémité mélangée des fibres optiques étant portée par ladite tête pour le contrôle de la surface de l'article qui glisse ; des moyens électroniques d'amplification, de mise en forme et de détection, au moyen d'un seuil, du signal utile ; et des moyens agissant en fonction dudit signal utile pour commander l'arrêt et/ ou le marquage. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de comptage ou similaire pour arrêter l'article en rapport avec une position préétablie du trait qui à provoqué le signal. 3. Système selon la revendication i ou 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens électroniques comprennent un intégrateur et un différentiateur, aptes à épurer le signal des valeurs de fond - pouvant être très différentes les unes des autres - dues aux caractéristiques superficielles de l'article portant le trait. 4. Système selon lJune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la tête de lecture est portée par un bras articulé avec des degrés divers de mouvement pour permettre l'adaptation de la tête à l'article et pour faciliter l'appui avec une pression adéquate - par son propre poids ou par une action élastique - de ladite tête sur l'article. 5. Système opto-électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il est appliqué au contrôle d'enrouleuses d'articles textiles ou machines équivalentes.