Brevet FR2606879A1 — publié le 19880520

Dispositif pour la détection de défauts dans un carton ondulé simple-face La présente invention se rapporte à un dispositif pour la détection de défauts dans des panneaux en matière fibreuse, par exemple en carton, présentant des ondulations sur une seule face. Habituellement, les panneaux en carton ondulé sont fabriqués de façon continue à grande vitesse au moyen d'une machine d'ondulation dans laquelle une première feuil- le de doublure est liée aux sommets des ondulations d'un même côté d'un matériau ondulé, pour engendrer un carton ondulé simple-face auquel une deuxième feuille de doublure est liée aux sommets des ondulations sur l'autre côté du matériau ondulé. Dans les panneaux ondulés ainsi fabriqués, on trouve souvent des parties défectueuses de différentes sor- tes, provenant de défauts du matériau ondulé. On rencontre par exemple des défauts tels qu'un décollement partiel dû à une mauvaise liaison entre la première feuille de dou- blure et le matériau ondulé, des ondulations irrégulières résultant de fissures ou de cloques du matériau ondulé en- gendrées après la formation des ondulations, des marques ou des taches sur le matériau ondulé, et des ondulations irré- gulières dues aux rubans utilisés pour le raccordement du matériau ondulé dans un traitement de fabrication du papier ou un traitement d'ondulation ou dues au chevauchement des matériaux ondulés à l'endroit de leurs raccordements. Il est important,pour assurer une qualité élevée, d'éliminer de telles parties défectueuses pendant la fab:ication des panneaux ondulés. Toutefois, du fait que les panneaux ondulés sont non seulement fabriqués en grande quantité, de façon con- tinue et à grande vitesse, mais également qu'une autre feuil- le de doublure est liée à un carton ondulé simple-face pré- sentant une face du matériau ondulé exposée à l'atmosphère, afin de recouvrir le matériau ondulé, on n'a pas pris jus- qu'ici de dispositions efficaces pour détecter de telles parties défectueuses en cours de fabrication. La présente invention a pour objet un dispositif pour détecter les défauts de matériaux ondulés,pendant la fabrication de panneau ondulé. Dans ce dispositif, un ma- tériau ondulé dont une face est recouverte d'une feuille de doublure est éclairé par une lumière, à l'endroit du sommet de ses ondulations découvertes, et les images d'om- bre projetées en bandes sont détectées et traitées électroni- quement afin de détecter les parties défectueuses éventuel- les. Conformément à la présente invention, les images d'ombre en bandes d'un carton ondulé simple-face sont détec- tées pendant la durée d'un cycle,défini par l'émission d'un stroboscope ou par l'ouverture et la fermeture d'un obtu- rateur, et traitées de manière à séparer les images défec- tueuses de celles qui ne le sont pas. Par conséquent, les parties défectueuses sont détectées assez rapidement pour correspondre à la grande vitesse de la ligne de production pendant la fabrication de cartons ondulés. Ainsi, le dispo- sitif conforme à la présente invention contribue à amélio- rer la qualité du produit final. D'autres objets et avantages de la présente in- vention apparaîtront aux hommes de l'art à la lumière de la description ci-après, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue de face d'une partie d'une image d'ombre; la figure 3 est une vue en plan illustrant la façon dont les fenêtres de la caméra recouvrent le carton; la figure 4 est un graphique illustrant les rela- tions entre les signaux d'impulsion, dans le premier mode de réalisation; la figure 5 est un organigramme décrivant le traitement de discrimination dans un micro-ordinateur; la figure 6 est un schéma synoptique d'une modification du premier mode de réalisation; la figure 7 est un schéma synoptique d'un deu- xième mode de réalisation; et la figure 8 est un graphique illustrant les re- lations entre les signaux d'impulsion dans le deuxième mode de réalisation. PREMIER MODE DE REALISATION Dansle premier mode de réalisation de la pré- sente invention, représenté sur la figure 1, un carton on- dulé simple-face 10,formé par liaison d'une feuille de doublure à un matériau ondulé, est déplacé verticalement sur une partie de son parcours. Un stroboscope 1 et son circuit associé 2 de commande d'émission sont disposés près de la zone o le carton ondulé simple-face 10 se déplace verticalement. Le stoboscope 1 émet des éclairs lumineux obliquement par rapport aux ondulations du matériau ondulé faisant partie du carton ondulé simple-face 10, de manière à produire des images d'ombre à bandes distinctes M (figure 2). S'il n'y a pas de partie défectueuse dans le matériau ondulé, l'ombre M apparaît sans aucune irrégularité. S'il y a un défaut, les bandes sont irrégulières dans la région défectueuse et leur nombre par unité de longueur est supé- rieur ou inférieur à la normale. Le dispositif conforme à la présente invention est prévu pour comparer le compte effectif du nombre de bandes à un nombre normal de bandes, de manière à détecter des parties défectueuses éventuelles. Un signal S de déclenchement de stroboscope,ve- nant d'un circuit générateur d'impulsion de synchronisation 11, commande le circuit 2 de commande d'émission pour pro- voquer l'émission d'un éclair lumineux par le stroboscope 1. Une pluralité de dispositifs 3 de prise d'image sont alignés horizontalement, c'est-à-dire dans une direc- tion parallèle aux ondulations du matériau ondulé, en face de la surface du carton ondulé simple-face 10 qui se déplace verticalement. Chaque dispositif 3 de prise d'image com- prend une caméra à couplage de charge, agencée de sorte que sa direction de balayage horizontal X correspond à la direc- tion perpendiculaire aux ondulations et que sa direction de balayage vertical Y correspond à la direction parallèle aux ondulations (figure 2). Les dispositifs 3 de prise d'image scrutent les images par balayage entrelacé en ré- ponse à des signaux d'horloge C, à des signaux de synchro- nisation horizontale H et à des signaux de synchronisation verticale V venant du circuit 11 générateur d'impulsions de synchronisation, pour produire des signaux d'image suc- cessifs dans le temps. Dans certains cas, ces signaux peu- vent être générés à l'intérieur des unités 3 de prise d'i- mage. La couverture d'une fenêtre de caméra 12 d'un seul dispositif 3 de prise d'image est habituellement plus étroite que la largeur du carton ondulé simple-face 10, comme illustré sur la figure 3. Par conséquent, on utilise une pluralité de dispositifs 3 de prise d'image. On déter- mine le nombre de dispositifs en fonction de la largeur du carton 10. Dans le présent mode de réalisation, on utilise trois dispositifs de prise d'image. Les fenêtres de caméra 12 des dispositifs 3 de prise d'image sont situées de manière à se chevaucher mu- tuellement partiellement, afin de ne laisser aucune région non balayée dans le sens de la largeur. On effectue une permutation d'un dispositif 3 de prise d'image à un autre, par rotation, au moyen d'un circuit de permutation 13. Par- mi les trois dispositifs de prise 3, la fenêtre de camé- ra 12 de chaque dispositif 3 balaie la zone qui est à l'arrière de la zone balayée par la fenêtre de caméra du dispositif précédent, d'une distance d1 qui est la distance parcourue par la feuille de carton ondulé simple-face 10 en déplacement pendant le temps nécessaire au balayage d'une trame. La relation entre la distance d1 et une distance d2, qui est la longueur de la fenêtre de caméra 12 dans la di- rection de déplacement du carton 10, doit être fixée à d1 par la troisième fenêtre, ne dépasse pas la distance d2. Ainsi, on ne laisse pas de zone non balayée, dans la direc- tion de déplacement du carton. La figure 4 illustre les relations entre les signaux. Les signaux d'horloge C sont émis pour chaque élé- ment d'image. Deux signaux de synchronisation verticale V sont générés par signaux de synchronisation horizontale H pour une même trame. Un signal S de déclenchement de stro- boscope et un signal de permutation E sont générés tous les deux signaux V de synchronisation verticale. Les si- gnaux S de déclenchement de stroboscope sont synchronisés avec les premières impulsions des signaux de synchronisa- tion verticale V, tandis que les signaux de permutation E sont synchronisés avec les deuxièmes impulsions. Chaque si- gnal de permutation E est transmis en réponse à un signal h de commande de permutation venant d'un micro-ordinateur 5. Lorsque le stroboscope 1 émet un éclair en ré- ponse aux signaux ci-dessus, les dispositifs 3 de prise d'image peuvent prendre une image d'ombre projetée. Les si- gnaux d'image a pour un champ balayé par le signal de syn- chronisation horizontale H et la première impulsion du signal de synchronisation verticale V sont transmis par l'intermédiaire du circuit de permutation 13. Puisque les dispositifs 3 de prise d'image sont permutés par les si- gnaux de permutation E synchronisés avec les deuxièmes im- pulsions des signaux de synchronisation verticale V, les signaux d'image pour le champ restant ne sont pas transmis. Plus précisément, seuls les signaux d'image a pour un champ intéressé par le balayage entrelacé sont transmis par l'in- termédiaire du circuit de permutation 13. Bien qu'il soit préférable de transmettre les signaux d'image pour une trame afin d'obtenir une résolution plus élevée, il est plus avantageux de transmettre les si- gnaux d'image seulement pour un champ, comme décrit ci- dessus, car cela permet d'utiliser le temps de balayage du champ restant pour la discrimination des parties défec- tueuses et des parties non défectueuses, ce qui rend possi- ble une augmentation de la vitesse de détection. La dimi- nution de résolution qui en résulte est pratiquement négli- geable. Les signaux d'image a sont introduits dans un circuit de différentiation 14, qui n'est pas essentiel mais qui doit être prévu afin d'éliminer les variations des signaux et d'améliorer la précision de détection. Les signaux d'image b traités dans le circuit de différentiation 14 sont envoyés à un comparateur 4 qui est alimenté avec une valeur de seuil t venant du micro-ordi- nateur 5 et qui transforme les signaux d'image b en signaux codés binaires d en comparaison avec la valeur de seuil Un compteur 6 compte le nombre de signaux codés binaires d pour chaque ligne d'éléments d'image (dans une ligne de balayage horizontal), le nombre étant égal au nom- bre de bandes. Le compte No' est enregistré dans le micro- ordinateur 5 en réponse à un signal de synchronisation ho- rizontale H. Chaque signal h de commande de permutation est transmis par le micro-ordinateur 5 en réponse à la deuxième impulsion des signaux de synchronisation verticale V après introduction du compte N0' pour un champ dans le micro- ordinateur 5. Pendant cette opération, le micro-ordinateur 5 peut fournir à un circuit 15 de détermination de fenêtre un signal de définition e, pour spécifier la surface à compter dans la surface balayée par la fenêtre de caméra 12 de chaque dispositif de prise d'image 3. Le circuit 15 de détermination de fenêtre reçoit les signaux d'horloge C, les signaux de synchronisation horizontale H et les signaux de synchronisation verticale V venant du circuit 11. En ré- ponse à ces signaux et au signal de définition e, le comp- teur 6 compte le nombre de signaux codés binaires pour la surface spécifiée seulement et il envoie le compte NO' au micro-ordinateur 5. Afin de contrôler les signaux d'image b pour les régions défectueuses, on prévoit un système de contrôle 21 comprenant une première mémoire 16, une deuxième mémoire 17, un circuit de permutation 18, une porte 19 et un écran de télévision 20. Un signal de permutation f venant du mi- cro-ordinateur 5 effectue une commutation de la première mémoire 16 à la deuxième mémoire 17, de manière à mémoriser les signaux d'image b et à les afficher sur l'écran de télé- vision 20 par l'intermédiaire de la porte 19. Lorsqu'aucun signal de permutation f n'est fourni, les signaux d'image b sont emmagasinés dans la première mémoire 16, de façon continue, et affichés sur l'écran 20. Sur les figures, le repère 22 désigne un coffret de commande qui est utilisé pour fixer un nombre maximal admissible N1, un nombre maximal admissible N2 pour les li- gnes de balayage défectueuses et un nombre d'erreurs accu- mulées maximal admissible N3 dans le micro-ordinateur. Le nombre maximal admissible N1 représente une différence maximale admissible entre un nombre normal pré- déterminé NO0 de bandes et un nombre compté effectif N0' de bandes dans une ligne de balayage horizontal. Si une pluralité de lignes de balayage apparais- sent successivement, comportant chacune des bandes telles que la différence entre le nombre compté effectif N' et le nombre normal préréglé NO, c'est-à-dire N0' -N01, est supérieure à N1, cela est considéré comme dû à des fissures, à des cloques ou à des taches et la surface balayée est ju- gée "défectueuse". Le nombre maximal admissible N2 pour le nombre de lignes de balayage défectueuses est un nombre maximal admissible de lignes de balayage qui apparaissent succes- sivement dans l'image pour un champ, chacune dépassant le nombre maximal admissible N1. Si le nombre de telles lignes de balayage est inférieur à N2, la surface balayée est ju- gée non défectueuse. Ces lignes de balayage sont appelées dans ce qui suit "lignes de balayage défectueuses". Même si une décision de "bonne qualité" est prise du fait que le nombre de lignes de balayage défectueuses apparaissant consécutivement est inférieur au nombre maxi- mal admissible N2, de gros défauts peuvent être concentrés dans une surface très étroite, de sorte que la différence N0' - N0O est trop grande pour être considérée comme non défectueuse. Par conséquent, si une pluralité de lignes de balayage défectueuses apparaissent successivement, chacune dépassant N1, il est préférable de compter la différence IN' - N01 pour chaque ligne de balayage et de cumuler cha- que valeur de différence comptée successivement. On décide que la surface balayée est "défectueuse" si le nombre cumu- lé dépasse une valeur prédéterminée. Le nombre maximal ad- missible d'erreurs cumulées N3 précité est la valeur maxi- male admissible pour le nombre obtenu par cumul de la dif- férence 1N0' - N0O pour les lignes de balayage successives, si une pluralité de lignes de balayage dépassant chacune le nombre N1 apparaissent successivement. En fonction des critères d'étendue des défauts pour lesquels un produit est acceptable comme non défectueux, on peut prendre en considération à la fois N2 et N3 pour dis- tinguer les parties non défectueuses des parties défectueu- ses, ou bien on peut considérer l'une ou l'autre de ces deux valeurs. On peut adopter diverses autres méthodes pour'dis- tinguer les parties non défectueuses des parties défectueu- ses. En pratique, on prédétermine les nombres N1, N2, et N3 en tenant compte de l'étendue des défauts pour laquelle un produit peut être considéré comme non défectueux, ou de la plage qui peut être considérée comme une erreur de con- tr8le. On décrit maintenant la façon dont le micro- ordinateur 5 fonctionne pour la discrimination des parties défectueuses. On utilise un des dispositifs de prise d'ima- ge 3 pour enregistrer un nombre normal de bandes (nombre pré-réglé NO) contenues dans l'image pour un champ o il n'y a pas de parties défectueuses dans un matériau ondulé,et on introduit préalablement le nombre prédéterminé dans le micro-ordinateur 5. Les valeurs maximales admissibles N1, N2 et N3 sont également introduites au moyen du coffret de commande 22. Dans le micro-ordinateur 5, le compte NO fourni par le compteur 6 est extrait (étape 1 sur la figure 5) afin de le comparer avec le nombre prédéterminé NO (étape 2). Ensuite, on décide si la différencejN0' - N0Jest supé- rieure ou non au nombre maximal admissible N1 (étape 3). Si c'est le cas, un compteur de ligne de balayage défectueuse est incrémenté (étape 4). On juge alors si le nombre incré- menté N2' de lignes de balayage défectueuses est supérieur ou non au nombre maximal admissible N2 (étape 5). S'il est plus petit, l'erreur ou différence IN0' - No! est cumulée par un compteur de cumul de défauts (étape 6). On décide ensuite si l'erreur cumulée N3' est ou non supérieure au nombre maximal admissible N3 (étape 7). Si elle est plus petite, un compteur de données est incrémenté (étape 8). En- suite, on compare le nombre incrémenté dans le compteur de données avec le nombre de lignes de balayage pour un champ, 1 0 afin de décider si l'examen d'un champ est ou non terminé (étape 9). Si ce n'est pas le cas, la procédure de discri- mination pour la ligne de balayage suivante recommence au départ. Dans l'étape 3, chaque fois que la différence entre le nombre pré-réglé NO et le nombre compté NO', c'est-à-dire -IN0' - N0O, est plus petite que le nombre ma- ximal admissible N1, à la fois le compteur de ligne de ba- layage défectueuse et le compteur de cumul de défauts sont effacés (étape 10). Ensuite, le compteur de données est in- crémenté. A l'étape 5, si le nombre de lignes de balayage défectueuses N2' est supérieur au nombre maximal admissible N2, ce qui montre qu'un trop grand nombre de lignes de ba- layage défectueuses se sont produites successivement, on dé- cide que la surface balayée est "défectueuse", c'est-à-dire qu'il existe des facteurs de défaut sur une large surface même si le défaut ou la différence IN0' - N01 pour chaque ligne de balayage défectueuse est relativement petite. Dans ce cas, le système passe à un programme de correction d'er- reur (étape 11). A l'étape 7, si le nombre de défauts cumu- lés N3' est supérieur au nombre maximal admissible N3, ce qui suggère qu'il existe des facteurs de défaut relative- ment importants dans une surface limitée même si le nombre N2' de lignesde balayage défectueuses est relativement pe- tit, la procédure est commutée sur le programme de correc- tion d'erreur (étape 11). Le micro-ordinateur 5 transmet un signal de dé- faut g et un signal f de permutation de circuit de mémoire de cont-:ôle, pour commencer la correction d'erreur. Les signaux ci-dessus provoquent le fonctionnement d'une alarme ou provoquent le stockage temporaire des signaux d'image dans la deuxième mémoire 17 du système de contrôle 21, pour afficher l'image de la partie défectueuse sur l'écran de télévision 20. A la fin de la correction de défaut et des 1 1 étapes de discrimination, la procédure revient au départ (RET) pour l'opération de détection suivante. Si, comme représenté sur la figure 6, des dis- positifs 3' de prise d'image comportant des obturateurs à grande vitesse, tels que des obturateurs électromagné- tiques, sont utilisés à la place des dispositifs 3 de prise d'image du présent mode de réalisation, on utilise une source de lumière standard 1' et un circuit 2' de com- mande d'obturateur et on ouvre et on ferme les obturateurs des dispositifs 3' de prise d'image. Les autres disposi- tions sont les mêmes que ci-dessus. DEUXIEME MODE DE REALISATION Le deuxième mode de réalisation,représenté sur la figure 7, est sensiblement le même que le premier mode de réalisation, sauf en ce qu'un circuit générateur de cur- seur synchronisé 8 et un circuit de discrimination de défaut 9 sont prévus entre le comparateur 4 et le compteur 6. On peut utiliser les dispositifs 3' de prise d'image à obtura- teurs, dans ce mode de réalisation comme dans le précédent. Le circuit générateur de curseur synchronisé 8 génère un signal de curseur j synchronisé avec un signal codé binaire d transmis par le comparateur 4 (voir la fi- gure 8). Le signal de curseur j est un signal d'impulsion ayant une période T qui est plus grande qu'une période fixe t du signal codé binaire d lorsqu'il est normalet qui est plus courte que la période 2t. Le signal de curseur j est introduit dans le circuit de discrimination de défaut 9 qui contrôle la pré- sence du signal de curseur j de manière à transmettre un signal de défaut k si le signal de curseur i est interrompu. Le compteur 6 compte le signal de défaut k et en- voie le nombre compté N0' au micro-ordinateur 5. Dans ce mode de réalisation, la procédure de discrimination dans le micro-ordinateur 5 est la même qui est illustrée sur la figure 5, sauf en ce que le nombre prédéterminé NO est rem- placé par un autre nombre N01. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, le nombre maximal admissible de signaux de défaut k inclus dans une ligne de balayage est pré-réglé à la valeur N01 et le nombre compté NO' de signaux de défaut k est comparé à N01 pour décider s'il est acceptable ou non. Par conséquent, l'organigramme du deuxième mode de réalisa- tion diffère de celui de la figure 5 seulement en ce que N est remplacé par N1. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1. Dispositif de détection des défauts dans une feuille de carton ondulé simple-face (10) pendant son dépla- cement, caractérisé en ce qu'il comprend: une source de lu- mière (1,2) placée près du passage de ladite feuille de ma- nière à projeter une lumière sur la face ondulée de cette feuille pour produire une image en bandes (M); des moyens (3) de prise d'image pour analyser l'image en bandes, à intervalles prédéterminés, par balayage entrelacé dans une direction (x) perpendiculaire aux bandes de l'image, afin de convertir l'image en signaux d'image et de fournir ces signaux d'image (a) successivement dans le temps en synchro- nisme avec lesdits intervalles; des moyens de comparaison (4) pour convertir lesdits signaux d'image en signaux codés binaires (d) dont le nombre correspond au nombre de bandes; un compteur (6) pour compter les signaux codés binaires; et un ordinateur (5) pour comparer le compte (N0') fourni par ledit compteur avec un nombre prédéterminé (No0) afin de détecter les défauts dans le carton ondulé simple-face. 2. Dispositif suivant la revendication 1,carac- térisé en ce que ladite source de lumière est un strobos- cope (1) commandé par des signaux (S) émis à intervalles de temps prédéterminés. 3. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits moyens de prise d'image (3') com- portent un obturateur dont l'ouverture est commandée par des signaux émis à intervalles de temps prédéterminés. 4. Dispositif suivant la revendication 1, c a r a c z e r i e _ en ce qu'il comprend en outre des moyens (8) de génération de curseur synchronisé, pour générer des signaux de curseur (j) synchronisés avec les dits signaux codés binaires (d) et ayant une largeur prédéterminée, des moyens (9) de discrimination de défaut qui reçoivent lesdits signaux de curseur pour la discrimi- nation d'un défaut et la production d'un signal de défaut, ledit compteur (6) comptant ces signaux de défaut. 5. Dispositif suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que ladite source de lumière est un stroboscope (1) commandé par des signaux (S) émis à intervalles de temps prédéterminés. 6. Dispositif suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que lesdits moyens de prise d'image (3') comportent un obturateur dont l'ouverture est commandée par des signaux émis à intervalles de temps prédéterminés.