Brevet FR2587803A1 — publié le 19870327

Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embou- chure d'une bouteille. La présente invention concerne d'une manière géné- rale un appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille et, d'une manière plus spécifi- que, un appareil qui contrôle par voie photo-électrique la présence d'un défaut à l'embouchure d'une bouteille réalisée en verre ou analogue. Le contrôle de la présence d'un défaut dans une partie de l'embouchure des bouteilles en verre ou analogue est un élément particulièrement important parmi les éléments de contrôle dans des bouteilles en verre ou analogue. La raison en est qu'il se présenteun danger lorsqu'une lèvre humaine touche l'embouchure de la bouteille et il se pose des pro- blèmes très importants dans le cas d'une fuite du fluide, susceptible d'apparaître après le remplissage de la bouteille avec une boisson ou un fluide,puis fermeture de l'embouchure de la bouteille par une capsule. C'est pourquoi, dans de telles installations et autres, on prend le plus grand soin à contrôler l'embouchure des bouteilles, même dans le cas de bouteilles neuves, sans parler des bouteilles recyclées qui sont collectées. Différents types d'appareils de contrôle automati- que de la présence de défauts aux embouchures de bou- teilles ont été proposés dans la technique. Dans l'un de ces appareils de contrôle, la lumière est envoyée sur la partie d'embouchure de la bouteille et, lorsqu'il existe un défaut tel qu'une fissure ou une ébréchure au niveau de la partie d'embouchure de la bouteille, la lumière réfléchie d'une manière irrégulière à partir d'une telle partie dé- fectueuse est reçue par le capteur réalisant une conversion photoélectrique ou analogue, ce qui permet de détecter un tel défaut. En outre, dans un autre des appareils de contrôle 25878o03 de l'art antérieur, un rayonnement lumineux essentiellement uniforme est appliqué sur l'élément de surface supérieur de l'embouchure de la bouteille, la lumière réfléchie par cet élément de surface supérieur est captée par une caméra de télévision ou analogue, sous la forme d'une image optique en forme de beignet, qui correspond à l'ensemble de la sur- face à la partie supérieure de l'embouchure de la bouteille, puis l'image optique en forme de beignet est comparée à une image optique standard afin de permettre la détection de ré- ductions ou de variations de la surface, etc de l'image op- tique en forme de beignet et par conséquent de défauts de l'embouchure de la bouteille. Conformément au procédé de contrôle classique men- tionné en premier lieu précédemment, la détection des dé- fauts devient difficile par le fait que, en fonction des con- figurations des fissures ou ébréchures de l'embouchure de la bouteille, il est difficile d'obtenir une réflexion ir- régulière de la lumière dirigée sur ces fissures ou ébré- chures. En outre,le procédé de détection de défauts mention- né en dernier lieu et utilisant l'image optique en forme de beignet, montre une tendance à présenter comme inconvénient le fait de ne pas réaliser la détection de petits défauts compte tenu du fait que les bouteilles elles-mêmes ne sont pas, à strictement parler, des composants industriels de précision,et que par conséquent les formes des embouchures de bouteilles peuvent varier d'une manière très conséquente, si bien qu'il devient difficile de fixer d'une manière cons- tante un type standard pour l'image optique en forme de bei- gnet. Un but de la présente invention est de fournir un appareil de contrôle de la présence de défauts à l'embou- chure d'une bouteille, qui ne présente pas les inconvénients des appareils de contrôle classiques mentionnés ci-dessus. Un autre but de la présente invention consiste à fournir un appareil pour contrôler la présence de défauts dans la partie d'embouchure d'une bouteille réalisée en verre. Un autre but de la présente invention consiste à fournir un appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille,qui détecte par voie pho- toélectrique la présence ou non d'un défaut à l'embouchu- re de la bouteille. Conformément à un aspect de la présente invention, il est prévu un appareil pour contrôler la présence de dé- fauts à l'embouchure d'une bouteille, comportant: a) des moyens formant source de lumière de forme annulaire servant à éclairer une partie d'embouchure de forme annulaire de la bouteille devant être inspectée, b) des moyens formant capteur réalisant une conversion pho- toélectrique pour convertir une lumière réfléchie par ladite partie d'embouchure de la bouteille en un signal électrique, et c) des moyens en forme de processeur électronique pour trai- ter ledit signal de lumière de manière à contrôler la pré- sence ou l'absence de défautsdans ladite partie d'embouchure de la bouteille, et caractérisé en ce que le diamètre desdits moyens formant source de lumière de forme annulaire est choisi supérieur au diamètre extérieur de ladite partie d'embouchure de la bouteille,en ce que l'axe op- tique desdits moyens formant capteur réalisant une conversion photoélectrique, l'axe central desdits moyens formant source de lumière de forme annulaire et l'axe central de la partie d'embouchure de la bouteille sont confondus, eten ce que les posi- tions desdits moyens formant capteur réalisant une conversion photoélectrique, desdits moyens formant source de lumière de forme annulaire,et de ladite partie d'embouchure de la bouteil- le le long dudit axe sont choisiesde telle sorte que seulEs les lumièresréfléchies avec une forme annulaire à partir d'un élé- ment de bord extérieur ainsi qu'à partir d'un élément de bord intérieur de ladite partie d'embouchure de la bouteille tombent sur lesdits moyens formant capteur réalisant une conversion photoélectrique, sous la forme de deux lumières de forme annulaire et sont converties en un signal électri- que, et que ce dernier est traité par lesdits moyens for- mant processeur électronique pour contrôler la présence ou l'absence de défauts. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma montrant une forme de réalisation de la présente invention; les figures 2A à 2F sont des schémas utilisés pour expliquer le fonctionnement de la forme de réalisation repré- sentée sur la figure 1; et la figure 3 est un schéma-bloc montrant un exem- ple du processeur électronique indiqué sur la figure 1. On va décrire ci-après la présente invention en se référant aux dessins annexés, La figure 1 est un schéma d'une forme de réalisa- tion de la présente invention. Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne un capteur réalisant une conversion photoélectrique, comme par exemple une caméra de télévision, qui convertit une image optique en un signal électrique, 2 désigne un processeur électronique qui reçoit le signal électrique de la part du capteur 1 réalisant une conversion photoélectrique et réalise un traitement électronique pré- déterminé et lorsqu'un défaut est détecté, délivre par exem- ple un signal de rejet de produitsdéfectueux ou analogues, 3 désigne une source de lumière de forme annulaire ou cir- culaire qui possède un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur d'une partie d'embouchure 6 d'une bou- teille 5 devant être contrôlée et qui éclaire d'une manière uniforme,par le haut, l'embouchure 6 de la bouteille, et 4 désigne un réflecteur de lumière de forme annulaire qui empêche un éclairage dans des directions inutiles, tout en utilisant de façon efficace la lumière émise par la source de lumière de forme annulaire 3. En outre,la caméra vidéo 1 est disposée de telle sorte que son axe vertical coincide avec l'axe central de la source de lumière 3 et avec celui de la bouteille inspectée 5, et la caméra vidéo 1 peut re- cevoir d'une manière uniforme la lumière réfléchie par l'embouchure 6 de la bouteille. Dans ce cas,la disposition relative de la camé- ra vidéo 1, de la source de lumière de forme annulaire 3 et de l'embouchure 6 de la bouteille est choisie de telle sor- te que, comme représenté sur la figure 1, une lumière réflé- chie de forme annulaire ou tronconique a,qui s'étend à par- tir du voisinage du bord extérieur de l'embouchure 6 de la bouteille, et une lumière réfléchie de forme annulaire ou tronconique b, qui s'étend à partir du voisinage du bord intérieur de l'embouchure 6 de la bouteille, arrivent toutes deux dans la caméra vidéo 1, tandis que la lumière réfléchie par la partie d'embouchure de la bouteille entre les bords extérieur et intérieur de l'embouchure 6 n'atteint pas la caméra vidéo. Par conséquent la caméra vidéo 1 détecte, par photodétection, uniquement les lumières de forme annulaire a et b limitées par deux cercles et qui sont concentriques. On va expliquer ci-après un tel phénomène en se référant aux figures 2A à 2F. Sur la figure 2A, 6a désigne une embouchure de bouteille ne comportant aucun défaut, tandis que 6b à 6f sur les figures 2B à 2F désignent des embouchures de bouteilles comportant respectivement des défauts 7b à 7f. En d'autres termes, l'embouchure de bou- teille ne comportant aucun défautcomme représenté par 6a sur la figure 2Afournit une forme annulaire double complète à une certaine distance entre deux anneaux, ce qui cornes- pond à la largeur de la surface supérieure de l'embouchure 6 de labouteille. D'autre part, 6b sur la figure 2B montre une partie d'embouchure de bouteille qui comporte une fissure 7b située au niveau du bord intérieur de l'embouchure; 6c sur la figure 2C représente une partie d'embouchure de bou- teille comportant une fissure 7c située au niveau du bord extérieur de l'embouchure; 6d sur la figure 2D représente une partie d'embouchure de bouteille,qui comporte une fissu- re 7d,qui recoupe l'embouchure de la bouteille depuis son élément de bord extérieur jusqu'à son élément de bord inté- rieur; 6e sur la figure 2E représente une partie d'embou- chure de bouteille,qui comporte une fissure 7e qui est de configuration unie, mais avec une absence de matière consé- quente sur la partie du bord extérieur de l'embouchure de la bouteille; et 6f sur la figure 2F représente une partie d'embouchure de bouteille,qui ne comporte aucune partie man- quante, mais présente de fines éraflures 7f au niveau de la surface supérieure de l'embouchure de la bouteille. Naturel- lement il existe un grand nombre d'autres variantes des types de défauts au niveau de l'embouchure 6 d'une bouteil- - le, mais sur la figure 2, on a indiqué uniquement des exem- ples typiques afin d'expliquer le processus de détection des défauts. Sur les figures 2A à 2F, 6A à 6F désignent res- pectivement des images optiques quicorrespondent aux parties latérales de gauche 6a à 6f de l'embouchure d'une bouteille et qui arrivent au niveau de la caméra vidéo 1. Ces images optiques 6A à 6F sont respectivement les images optiques doubles de forme annulaire qui sont formées sur la caméra vidéo 1 par les lumières réfléchies de forme annulaire a et b qui sont renvoyées en provenance du voisinage des bords intérieur et extérieur des parties d'embouchure 6a à 6f de la bouteille, comme représenté sur le côté gauche. En outre,7B à 7F représentent les défauts optiques qui sont respectivement apparus sur les images optiques 6B à 6F et qui correspondent respectivement aux défauts 7b à 7f sur les parties d'embouchure 6b à 6f de la bouteille. Dans ce cas,on considère un trait rectiligne cd qui passe par le centre des lumières réfléchies doubles de forme annulaire b et a des images optiques respectives 6A à 6F, et les points d'intersection de ce trait cd avec la lumière réfléchie b et a sont désignés respectivement par e et f. Si la partie d'embouchure 6 de la bouteille ne comporte aucun défaut, ces points e, f sont des points brillants étant donné que les lumières réfléchies b, a arrivent tou- tes deux en ces points. En outre,la lumière réfléchie n'at- teint aucun autre point que les points e et f situés sur le trait rectiligne c-d. Sur les figures 2A à 2F, les dia- grammes de formes d'ondes Aa à Ffsitués à droite des ima- ges 6A à 6F,montrent respectivement les distributions de lumière le long du trait rectiligne d mentionné ci-dessus, en association avec les images optiques 6A à 6F mentionnées précédemment. Etant donné que l'image optique 6A ne comporte aucun défaut, comme représenté par le diagramme de la forme d'onde Aa, des lumières en forme d'impulsions el et fl ap- paraissent uniquement au niveau des points E et F qui cor- respondent respectivement aux points e et f mentionnés pré- cédemment. Chaque trait rectiligne d associé à chacune des images optiques 6B à 6F traverse chacun des défauts op- tiques 7B à 7F des images optiques 6B à 6F, comme cela est représenté sur le dessin, de sorte que les distributions de lumière le long des traits cd des images optiques 6B à 6F apparaissent comme représenté sur les formes d'ondes cor- respondantes Bb à Ff à droite desdites images. En d'autres termes, en ce qui concerne l'image optique 6B, au niveau du spot du point e sur le trait rectiligne cd, il n'existe aucune lumière par suite de la présence du défaut optique 7B de sorte que, comme représenté par la forme d'onde Bb, la lumière fl apparaît seulement au niveau du point F; de la même manière que pour l'image optique 6C, en raison de la présence du défaut optique 7C, comme représenté par la forme d'onde Cc, une lumière el apparaît uniquement au ni- veau du point E; dans le cas de l'image optique 6D, en raison de la présence du défaut optique 7D, comme représenté par le forme d'onde Dd aucune lumière n'apparaît au niveau des points E et; dansle cas de l'image optique 6E, en raison de la présence du défaut optique 7E, comme représenté par la forme d'onde Ee, des lumières el et fl' apparaissent au niveau des points respectifs E et F' qui correspondent au point e et à son point voisin f' le long du trait cd (naturellement aucune lumière n'apparaît au niveau du point F); et dans le cas de l'image optique 6F, par suite de la présence du défaut optique 7F qui correspond à l'élément brillant 7f, comme cela est représenté sur la forme d'onde Ff, en dehors des lumières el et fl apparaissant au niveau des points E et F, il apparaît des lumières gl et hi au ni- veau des points tels que G et H, qui sont situés en tant qu'éléments parasites entre les points E et F. Dans ces cas, on peut supposer que l'intensité de chacune des lumières qui apparaît au niveau des points respectifs E, F, F', G, et H, est essentiellement identique. Alors, étant donné que la caméra vidéo convertit la lumière en un signal électrique, lorsque des images op- tiques telles que 6A à 6F représentées sur les figures 2A à 2F sont détectées par photodétection ou sont captées, en liaison avec le trait rectiligne cd, la caméra fournit des signaux électriques en forme d'impulsions, qui correspondent aux lumières en forme d'impulsions telles que représentées sur les formes d'onde Aa à Ff. Dans ce cas,les positions d'apparition des signaux électriques ainsi que leurs niveaux sont exactement les mêmes que ceux des lumières el, fl, fl', gl et hl représentées par les formes d'onde Aa à Ff, de sorte que ci-après, les signaux électriques correspondants délivrés par la caméra vidéo 1 sont représentés par ces lu- mières. En outre, les formes d'ondesAa à Ff sur les fi- gures 2A à 2F montrent les signaux électriques correspondants des images optiques respectives 6A à 6F le long des traits rectilignes cd, mais en réalité, si l'on fait tourner la bouteille 5 et par conséquent la partie d'embouchure 6 de la bouteille sur un tour de manière que le trait rectiligne cd se déplace sur l'ensemble de la circonférence de la par- tie d'embouchure 6 de la bouteille ou franchisse les points de contrôle, le trait rectiligne cd est déplacé par voie électronique de sorte qu'il parcoure l'ensemble de la cir- conférence des images optiques 6A à 6F de la partie d'em- bouchure 6 de la bouteille, les signaux électriques corres- pondants à l'ensemble de la circonférence de chacune des images optiques pouvant être délivrées par la caméra vidéo 1. Ci-après, en référence à la figure 3, on va expli- quer un exemple du processeur électronique 2 mentionné ci- dessus. Ce processeur électronique 2 est par exemple un or- dinateur qui traite le signal électrique délivré par le capteur 1 réalisant une conversion photoélectrique, comme par exemple une caméra vidéo, et évalue la présence ou non de défauts dans l'objet enregistré par la caméra vidéo 1. Il va sans dire, que sans s'être basé sur un ordinateur, le processeur électronique 2 peut être formé librement par la réalisation de systèmes logiques corrects simplement en uti- lisant des matériels. Comme représenté sur la figure 3, dans cet exemple le signal de sortie délivré par la caméra vidéo 1 est con- verti en un signal numérique par un convertisseur analogi- que/numérique 21 situé dans le processeur électronique 2. Ce signal numérique est envoyé à une mémoire 22, dans la- :'uelle il est mémorisé temporairement. Cette mémoire 22 cumule normalement les données pour la durée d'une trame de sorte qu'elle est désignée sous le terme de mémoire de trames ou analogue. Ensuite,les données cumulées dans la mémoire 22 sont transmises successivement à un extracteur de caractéris- tiques 23 et sont simultanément réparties ou envoyées à des circuits logiques 24a, 24b et 24c. Ici,l'extracteur de ca- ractéristiques 23 est un circuit qui fonctionne de manière à extraire de façon distincte les données qui correspondent aux lumières de forme annulaire doubles des images optiques 6A à 6f et, à titre d'exemple classique,il s'agit d'un comparateur ou analogue. Si les données délivrées par la mémoire 22 sont transmises par ce comparateur 23, seule la partie des données ou le signal électrique, qui correspond à la lumière de forme annulaire double et qui est supérieur à un niveau prédéterminé, est extrait du comparateur 23. Alors seule la donnée de l'image optique de la lumière de forme annulaire double est délivrée par le comparateur 23, tandis que ce der- nier ne délivre pas les données inutiles. Le signal transmis par l'extracteur de caractéris- tiques ou le comparateur 23 est envoyé aux circuits logiques 24a, 24b,24c, dans lesquels la relation mutuelle, du type mentionné en référence à la figure 2, des lumières de forme annulaire doubles est contrôlée. Par exemple,le circuit lo- gique 24a est utilisé pour vérifier si les deux-signaux el et fl, qui correspondent aux lumières de forme annulaire doubles des images optiques 6A à 6D, sont totalement présen- tes ou non; le circuit logique 24b vérifie, comme dans le cas de l'image optique 6E, si la distance entre les signaux el à fl' est égale ou non à une distance prédéterminée; et en outre le circuit logique 24c vérifie, comme dans le cas de l'image optique F, si des signaux parasites gl et hl sont ou non produits entre les signaux el et fl. Si une quelcon- que anomalie est constatée par l'un quelconque des circuits logiques 24a à 24c, un tel circuit logique délivre un si- gnal de sortie. Les bornes de sortie de tous les circuits lo- giques 24a, 24b et 24c sont raccordées en commun à la borne d'entrée d'un circuit de sortie 25 délivrant un signal de rejet. Ce circuit de sortie 25 est agencé de telle sorte que même si l'un des circuits logiques 24a à 24c délivre un signal de sortie, le circuit 25 délivrant un signal de re- jet délivre un signal de commande 26. Ce signal de commande 1 1 26 est utilisé pour commander un système d'alarme de dé- tection d'un produit défectueux ou bien un mécanisme de rejet d'un produit défectueux, bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 3. La logique mentionnéeprécédem- ment peut être réalisée au moyen d'une simple programmation du logiciel de l'ordinateur. Cependant, lorsque cette même logique doit être réalisée à l'aide d'un matérial, il res- sort à l'évidence que ce matériel peut être aisément réa- lisé grâce à l'utilisation d'un signal d'horloge et d'un compteur. Comme indiqué précédemment, conformément à la pré- sente invention, lorsque l'on contrôle la présence de défauts dans la partie d'embouchure d'une bouteille, les défauts si- tués sur une surface étendue ou au voisinage des bords ex- térieur et intérieur de l'embouchure de la bouteille et sur la surface supérieure de cette embouchure,entre ses bords extérieur et intérieur, peuvent être détectés d'une manière efficace. En outre, conformément à l'invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser des systèmes logiques complexes pour calculer par exemple la surface de la partie d'embouchure de la bouteille, etc, et au contraire un tel circuit peut être réalisé au moyen d'un simple circuit logique, de sorte que l'appareil de contrôle est d'une constitution simple et peut par conséquent être fabriqué à un faible coût. En ou- tre,conformément à la présente invention, on utilise une lampe d'éclairage classique, de sorte que l'invention peut être aisément mise en oeuvre. Il ressortira à l'évidence qu'un spécialiste de la technique peut apporter des modifications et des changements à la présente invention, sans pour autant sortir du cadre des nouveaux concepts de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille, comprenant: a) des moyens (3) formant source de lumière de forme annulaire servant à éclairer une partie d'embouchure de forme annulaire (6) de la bouteille devant être inspectée, b) des moyens (1) formant capteur réalisant une conversion photoélectrique pour convertir une lumière réfléchie par la- dite partie d'embouchure (6) de la bouteille en un signal électrique, et c) des moyens (2) en forme de processeur électronique pour traiter ledit signal de manière à contrôler la présence ou l'absence de défautsdans ladite partie d'embouchure (6) de la bouteille, cet appareil étant caractérisé en ce que le diamètre desdits moyens (3) formant source de lumiè- re de forme annulaire-est choisi supérieur au diamètre exté- rieur de ladite partie d'embouchure (6) de la bouteille, en ce que l'axe optique desdits moyens formant capteur (1) réalisant une conversion photoélectrique, l'axe central desdits moyens (1) formant source de lumière de forme annulaire et l'axe central de la partie d'embouchure de la bouteille sont con- fondus, eten ce que les positions desdits moyens (1) formant cap- teur réalisant une conversion photoélectrique, desdits moyens (3) formant source de lumière de forme annulaire,et de ladite partie d'embouchure (6) de la bouteille le long dudit axe sont choisies de telle sorte que seules leslumière réfléchies avec une forme annulaire à partir d'un élément de bord extérieur ainsi qu'à partir d'un élément de bord intérieur de ladite partie d'embouchure de la bouteille tombent sur lesdits moyens formant capteur réalisant une conversion photoélectrique, sous la forme de deux lumières de forme annulaire et sont converties en un signal électrique, et que ce dernier est traité par lesdits moyens formant processeur électronique pour contrôler la présence ou l'absencede défauts. 2. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (3) formant source de lumière de forme annulaire sont constitués par une lampe circulaire. 3. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réflecteur de lumière (4) servant à empêcher que la lumière provenant de ladite lampe circulaire soit envoyée dans une direction in- désirable. 4. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (1) formant capteur réalisant une conversion photoélectrique sont constitués par une caméra vidéo. 5. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (2) formant processeur électronique comprennent: a) un convertisseur analogique/numérique (21) servant à con- vertir le signal électrique délivré par lesdits moyens (1) formant capteur réalisant une conversion photoélectrique en un signal numérique, b) une mémoire (22) servant à mémoriser temporairement ledit signal numérique délivré par ledit convertisseur analogique/ numérique, c) un extracteur de caractéristiques (23), servant à extraire une partie prédéterminée d'un signal de sortie de ladite mémoire, et d) une pluralité de circuits logiques (24a à 24c) servant chacun à recevoir un signal de sortie dudit extracteur de caractéristiques (23) et à vérifier un état du signal de sortie de ce dernier. 6. Appareil pour contrôler la présence de défauts à l'embouchure d'une bouteille selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de sor- tie (25) délivrant un signal de rejet et dont la borne d'en- trée est raccordée aux bornes de sortie de ladite pluralité de circuits logiques (24a à 24c), ce qui a pour effet que, lorsqu'un circuit quelconque faisant partie de ladite plura- lité de circuits logiques délivre un signal de sortie, ledit circuit de sortie (25) délivrant un signal de rejet fournit un signal.