Brevet FR2633079A1 — publié le 19891222

Le dispositif de contrôle automatique de pièces métalliques, notam- ment de pièces de monnaie, objet de la présente invention est destiné au tri, à la reconnaissance et à l'authentification. de tous types de monnaies française ou étrangères actuelles ou futures ou de.pièces métal- liques de dimensions similaires, telles que jetons-par exemple. Les dispositifs de contrôle de pièces actuellement connus réaiisent le tri en contrôlant les caractéristiques des pièces, soit par des moyens mécaniques pour le poids, le diamètre et]'épaisseur, soit par des moyens électromagnétiques avec des capteurs obligatoirement placés dans un envi- ronnement en matière non métallique. Ils présentent, selon le cas, les défauts suivants: - soit ius sont trop lents pour les applications de tri automatique, c'est le cas des appareils à fentes pour piétons, - soit ils sont peu surs dans la discrimination et la reconnaissance des pièces, tels sont les appareils à palpeurs, à vibreurs ou à rouleaux qui mettent en jeu beaucoup de petites pièces mécaniques qui subissent des déréglages fréquents et sont en conséquence d'une maintenance difficile et onéreuse, - soit ils sont sensibles à l'environnement, par exemple aux salissures pour les capteurs à infrarouge, et sont finalement instables dans la tenue des performances, - soit enfin, ils sont d'une conception très compliquée avec trop'd']lé- ments, à la fois fragiles et d'un coOt exagérément élevé, ce sont les appareils utilisant un premier disque pour la séparation des pièces et un deuxième disque pour leur détection et. leur reconnaissance; ce dernier et son support étant en matière plastique sont assez vulnérables. D'autre part, dans ces dispositifs, les pièces doivent être séparées une à une à l'aide d'un disque à alvéoles avant la détection. Mais cette séparation n'étant pas possible pour des pièces de diamètre inférieur au rayon de la plus grande pièce acceptée, il en résulte des erreurs de reconnaissance. Le dispositif de contrôle de pièces métalliques objet de la présente invention-a pour but de supprimer les inconvénients précites. Celui-ci est caractérisé-en ce qu'il comprend un mécanisme de tri constitué essen- tiellement d'un unique plateau circulaire motorisé permettant d'assurer simultanément les fonctions de séparation et de reconnaissance des pièces. Ce plateau est denté sur tout son pourtour et renforcé au centre par une partie de forme tronc-conique 'sur laquelle chutent les pièces dans une zone d'entrée en vrac. Cette disposition permet de les -disperser très vite et de les répartir à la périphérie. Ce plateau tourne au dessus d'une partie fixe qui-est entourée presque totalement d'une bordure circulaire, sauf dans une zone de sortie normale des pièces et sur laquelle glissent les pieces lorsqu'elles sont engagées entre les dents du plateau. Ce dispositif comporte par ailleurs des moyens de reconnaissance et c authentification des pièces comprenant principalement un détecteur électromagnétique placé dans une zone de détection au niveau du passage des cents ou plateau. Un processeur de traitement du signal effectue cycliquement et en permanence des comparaisons entre les informations génerees au passage des pièces sous le détecteur et des données enregis- trees correspondant à un modèle d'informations caractérisant chaque type de pièce pouvant être accepté par le dispositif. Ce dispositif qui comporte peu d'organes mécaniques est très simple à réaliser et ne necéssite aucune mise au point compliquée. Le grand dia- mètre du plateau circulaire denté qui n'est pas limité dans le principe, autorise un nombre elevé de dents et d'espaces entre dents, ce qui lui permet de capturer une quantité de pièces importante a chaque tour, La détection pour la reconnaissance des pièces étant située à moins d'un cemi-tour ce leur point d'entrée, il en résulte qu'à vitesse de rotation donnée, le temps de contrôle global d'un lot de pièces est le plus court possibie. Par ailleurs ce dispositif permet d'accepter et d'authentifier ceux pieces dans un meme espace entre dents ce qui constitue un progrès tres important par rapport à la technique actuelle qui necéssitait la separation ces pieces une à une et qui entrainait ces erreurs de recon- naissance. De préférence, le plateau circulaire dente, la partie fixe et la bot- cure circulaire sont en métal. La réalisation de ces éléments en métal supprime l'usure prématuree en évitant le martelement en surface par le choc des pièces ou d'autres objets dans la zone d'entrée et en empêchant la formation de rayures par frottement pendant leur rotation. Les variations du signal analogique générées par les dents métal- liques du plateau lors de leur passage sous le détecteur, ont un aspect cyclique et répétitif qui est exploité par le processeur de traitement pour réaliser leur discrimination par rapport aux variations de signal dues aux pièces. De préférence également, le plateau circulaire denté et la partie fixe sont entièrement de forme tronc-conique du centre jusqu'à la péri- pher ie. Cette forme présente l'avantage de faciliter l'insertion des pièces entre les cents du plateau et de les maintenir en contact avec la bordure circulaire pendant tout leur parcours, avant la zone de sortie, notamment aans la zone de détection o cela augmente la précision dans le cas de la la reconnaissance d'éventuelles pièces très ressemblantes. En outre selon l'invention, le dispositif comporte avantageusement un barreau limiteur mécanique d'épaisseur-situé au dessus du plateau ci'r- culaire denté, du centre à la périphérie, entre la zone d'entrée en vrac et la zone de détection. Ce limiteur permet de repousser les pièces qui ne sont pas insérées dans un espace entre dents et de limiter à deux le nombre de celles qui peuvent y rester insérées avant d'atteindre la zone de détection. De plus, le dispositif selon l]invention comporte avantageusement un détecteur électromagnétique supplémentaire dans la zone de détection. Celui-ci permet d'augmenter la précision de la reconnaissance de pièces dans le cas d'éventuels types de monnaies très ressemblants. Ce détecteur étant en position légèrement décaéiee par rapport au pre- mier détecteur, le traitement correspondant; effectué par le processeur, permet une analyse tres détaillée pour chaque pièce et en conséquence une discrimination plus fine entre celles tres voisines en caractéristiques. Le dispositif selon l'invention comporte avantageusement également un codeur angulaire de synchronisation accouplé à l'axe du plateau circu- laire denté. Ce codeur qui fournit principalemeht la synchronisation de ilechantillonnage des mesures de reconnaissance des pièces en fonction des positions angulaires du plateau, permez au dispositif de ne pas être sensible aux fluctuations de la vitesse de rotation. D autre part, le dispositif comporte un moyen d'évacuation automati- que des pièces comprenant principaiement oeux volets articulés sur la partie fixe. En position fermée, ils constituent une partie de la bordure circulaire en périphérie de la zone d'entrée en vrac. Ces volets qui s'ouvrent lorsque la vitesse de rotation du plateau circulaire diminue, par exemple sous l'influence de la chute d'objets qui par leur forme ou leurs dimensions tendent à le feiner ou à le bloquer. Ils permettent alors de laisser s'échapper vers l'extérieur par gravité tous les objets se trouvant dans la zone d-entrée en vràc, avant de se refermer automatiquement. Le dispositif selon l'invention comporte en outre un mécanisme de présentation visuelle des pièces, lot par lot, situé au dessous de la zone de sortie du platea circulaire denté. Il est composé d'un plan de glisse- ment incliné sur lequel tombent-les pièces par gravité et d'un disque rotatif transparent. Ce dernier est muni, sur sa face inférieure, de bras et de deux couronnes concentriques qui glissent sur le plan et qui deter- minent des secteurs, dans une partie centrale d'une part, pour recevoir, chacun, les pièces d'un même lot acceptées par le processeur de traite- ment et, dans une partie périphérique d'autre part, pour recevoir les éventuelles pièces refusées de ce lot. Ces dernières sont préalablement déviées par une barrière de déflexion escamotable située dans la zone de sortie normale du plateau circulaire et commandée automatiquement avant leur passage afin de former un prolongement de la bordure circulaire. Une ouverture d'évacuation séparée par zone est par ailleurs pratiquée en partie haute du plan de glissement de ce mecanisme. Ce mécanisme de présentation visuelle permet de montrer les lots de pièces les plus récemment jetés dans le dispositif afin de permettre le contrôle de leur composition en cas de litige. Dans une forme particulière de l'invention, le dispositif comporte un barreau de guidage escamotable situé en amont de la zone de sortie normale des pièces du mécanisme de tri. En position normale, ce barreau constitue une partie de la bordure circulaire qui entoure le plateau cir- culaire denté. En position escamoté, il laisse passer les pièces direc- tement par une sortie de dérivation. En empêchant les pièces de passer par le mécanisme de présentation visuelle, cette disposition permet de pallier provisoirement aux éven- tuelles défaillances de fonctionnement de ce dernier en maintenant en service le dispositif de contrôle de pièces en mode dégradé, c'est à dire- sans présentation visuelle. Par ailleurs enfin, le dispositif est équipé d'une trappe articulée qui, en position fermée, contitue une partie au plan de glissement située dans la partie périphérique du mécanisme de présentation visuelle. En position ouverte, cette trappe découvre une sortie de dérivation. Cette sortie de dérivation permet la récupération directe des pièces refusées dès qu'elles ont quitte le mécanisme de tri. Un mode de réalisation du dispositif est représenté par les dessins donnés dans les planches 1/2 et 2/2. - la figure 1i représente le dispositif en vue de dessus muni de son capot et avec les volets d'évacuation automatique ouverts. - la figure 2 représente le dispositif en vue de dessus, capot enlevé et avec les volets d'évacuation automatique fermés. - la figure 3 est une vue en coupe AA'. Ce mode de réalisation du dispositif de contrôle de pièces metal- liques comprend conformément aux figures 1 à 3, un b&ti 1 comportant une piste circulaire 2 constituant un plan de glissement. Cette dernière est en grande partie entourée par une bordure également circulaire 3 à l'inté- rieur de laquelle s'inscrit un plateau circulaire denté 4, partiellement de forme tronc-conique au centre, entrainé en rotation au dessus du plan de glissement par un moteur 5 par l'intermédiaire de deux roues dentées 6 et 7 et d'une courroie 8. La-partie tronc-conique 9 oblige les pièces, dès qu'eiles chutent, à glisser vers la partie périphérique de la zone d'entrée en vrac. Un capot amovible 10 est placé au dessus.du plateau circulaire. Ce capot est muni d'un entonoir 11 dont l'ouverture de base 12 débouche sur ia partie-tronc-conique du plateau circulaire obligeant ainsi à tomber à cet- endroit, les pièces jetées en vrac par exemple dans une corbeille 13 ouverte à sa base juste en face du sommet de l'entonoir. La forme interne du capot est telle que les pièces en entrant sont plaquées sur la partie tronc-conique du plateau circulaire avant de se répartir entre les dents à la périphérie de celui-ci. Le plateau circulaire denté comporte des dents de faible épaisseur et selon leurs dimensions, soit une, soit deux pièces peuvent trouver place dans l'espace entre dents existant entre deux dents consécutives.. Un iimiteur mécanique constitué par un barreau 14,-permet d'empêcher que des pièces passent dans la zone de détection sans trre placées entre deux dents-du plateau. Un détecteur i5 fixé sur un support 16 et comportant une bobine qui es: montée dans un demi-pot en ferrite, donstitue l'organe sensible d'un moyen de reconnaissance de pièces utilisant un processeur programmé. Ce oernier procède au traitement du signal analogique fourni par un oscilla- teur electronique sur lequel le détecteur agit en impédance variable. Les variations au signal en fréquence et en amplitude dues au passage d'une pièce sous ce détecteur sont à la fois fonction du diamètre de celle-ci, de son épaisseur et de la matière-qui la constitue. Ce détecteur de forme cculaire est situé, d'une part, au-dessus du lieu de passage de la pièce sur le plan de glissement 2 afin que l'entrefer entre détecteur et pièce résulte de ilépaisseur de celle-ci et, d'autre part, à une distance de la bordure 3 telle que la pièce coupe le champ magnétique de ce détecteur en fonction de son diamètre. La pièce influe par sa matière sur la reluc- tance apparente du circuit magnétique qu'elle constitue avec le demi-pot en ferrite du détecteur. Elle agit également par les pertes par coUrants inouits produits dans sa masse. Le traitement du signal est répété cycliquement et en permanence à une fréquence telle que le calcul des variations de fréquenceet d'ampli- tude du signal est effectué plusieurs dizaines de fois pendant le passage de la pièce sous le détecteur. Les résultats de ces calculs sont comparés en permanence à des données enregistrées correspondant à un modèle carac- térisant chaque type de pièce pouvant être acceptée par le dispositif. Un codeur angulaire 17 accouplé directement à l'axe du plateau circu- laire délivre de l'ordre de mille impulsions par tour qui sont utilisées pour synchoniser l'échantillonnage des mesures de détection de pièces et déclencher les traitements de reconnaissance. Deux volets articulés 18 et 19 constituent la partie avant mobile de la bordure circulaire entourant le plateau circulaire denté.. Ces volets sont automatiquement commandés en ouverture vers l'avant par le proces- seur de traitement lorsque la vitesse de rotation du plateau circulaire diminue. Un disque transparent 20 comportant trois bras 21 et deux couronnes concentriques 22 et 23 reliées par des traverses 24, glissant en rotation sur un plan fixe, reçoit, lorsqu'il est à l'arrêt, les pièces venant de la sortie du plateau circulaire denté par l'intermédiaire d'un passage de transition 25 sur lequel le mouvement circulaire des pièces se transforme en mouvement rectiligne. Ce passage de transition qui pénètre directement dans le disque transparent, conduit les pièces jusqu'à un secteur de sa partie centrale 26 ou de sa partie périphérique 27 selon que la barriere de déflexion 28 prolongeant la bordure 3 est escamotée ou non. - Commandée automatiquement par le processeur de traitement, celle-ci est en position de deflexion si la pièce à visualiser est refusée. Avant l'arrivée de la première pièce d'un nouveau lot, le processeur de traitement commande la rotation du disque transparent d'un tiers de tour afin que les secteurs suivants se présentent devant le passage de transition. Ouand un lot effectue son deuxième tiers de tour les pièces corres- pondantes chutent par les ouvertures 29 et 30 pour être évacuées vers un stockage. Un barreau 31 constituant une partie de la bordure 3 est escamotable pour permettre l'évacuation directe des pièces par une ouverture de déri- vation 32, en cas d'indisponibilité du mécanisme de présentation visuelle par exemple. Une trappe 33 permet, en position ouverte, de dévier vers une sortie de récupération, les pièces refusées chutant sur la partie périphérique du mécanisme de présentation visuelle. Cette trappe étant en position. fermée, les pièces restent sur le plan de glissement jusqu'à leur arrivée à l'ouverture de sortie 30. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à des applications d'acquisition de péage sur les autoroutes, à l'entrée des parcs de stationnement et en tous lieux o des usagers doivent acquitter un droit d'accès ou une taxe-de séjour. Il est également destiné à des applications de tri dans le domaine du contrôle automatique de fabrication de petites pièces métalliques; par exemple, et dans le domaine bancaire pour l'authentification des pièces de monnaie avant conditionnement. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de contrôle de pièces métalliques, notamment de pièces de monnaie, cactérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de tri constitué essentiellement d'un unique plateau circulaire motorisé 4 per- mettant d'assurer simultanément les fonctions de séparation et de recon- naissance des pièces, ce plateau étant denté sur son pourtour et renforcé au centre par une partie de forme tronc-conique 9 sur laquelle chutent les pièces dans une zone d'entrée en vrac, ce plateau tournant au-dessus d'une partie fixe 2 entourée presque totalement d'une bordure circulaire 3 sauf dans une zone de sortie normale des pièces et sur laquelle glis- sent les pièces lorsqu'elles sont engagées entre les dents du plateau, et, par ailleurs, des moyens de reconnaissance et d'authentification des piè- ces comprenant principalement un détecteur électromagnétique 15 placé dans une zone de détection au niveau du passage des dents du plateau et enfin d'un processeur de traitement du signal effectuant cycliquement et en permanence des comparaisons entre les informations générées au passage des pièces sous le détecteur et des données enregistrées correspondant à un modèle d'informations caractérisant chaque type de pièce pouvant être accepté par le dispositif. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le plateau circulaire denté 4, la partie fixe 2 et la bordure circulaire 3 sont en métal. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le plateau circulaire denté 4 et la partie fixe 2 sont entièrement de forme tronc-conique du centre jusqu'à la périphérie. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caracterisé en ce qu'il comporte un barreau limiteur mécanique d'épais- seur 14 situé au-dessus du plateau circulaire, du centre à la péripherie, entre la zone d'entrée en vrac et la zone de détection. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur électromagnétique supplémen- taire dans la zone de détection. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte un codeur angulaire de synchronisation 17 accouplé à l'axe du plateau circulaire denté. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'évacuation automatique des pièces comprenant principalement deux volets 18 et 19, articulés sur la partie fixe 2, qui constituent, en position fermée, une partie de la bor- dure circulaire 3 en périphérie de la zone d'entrée en vrac et qui, lors- qu'ils s'ouvrent, laissent s'échapper vers l'extérieur tous les objets qui se trouvent-dans cette zone. 8 - Dispositif selon l'une quelconque de revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est muni au-dessous de la zone de sortie du pia- teau circulaire denté, d'un mécanisme de présentation visuelle des pièces lot par lot, composé d'un plan de glissement incliné sur lequel tombent les pièces et d'un disque rotatif transparent 20 muni, sur sa face infé- rieure, de bras 21 et de deux couronnes concentriques 22 et 23 qui, glis- sant sur lie plan, déterminent des secteurs dans une partie centrale, d'une part, pour recevoir, chacun, les pièces d'un même lot acceptées par le processeur de traitement et dans une partie périphérique, d'autre part, pour recevoir les éventuelles pièces refusées de ce lot, ces dernières étant préalablement déviées par une barrière de déflexion escamotable 28 située dans la zone de sortie normale du plateau circulaire et commandée automatiquement avant leur passage; une ouverture d'évacuation par zone 29 et 30 étant en plus pratiquée en partie haute du plan de glissement. 9 - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il est équipé d'un barreau de guidage escamotable 31 situé en amont de la zone de sortie normale des pièces du mécanisme de tri et constl- tuant en position normale une partie de la bordure circulaire 3 du pla- teau circulaire denté et qui, en position escamoté, laisse passer les pièces directement par une sortie de dérivation 32 qui leur évite le cheminement par le mécanisme de présentation visuell]]e. - Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication'9 caractérisé en ce qu'il est équipé d'une trappe articulée 33 constituant, en position fermée, une partie du plan de glissement située dans la partie périphérique du mécanisme de présentation visuelle et ménageant, en position ouverte, une sortie de dérivation pour les pièces refusées.