Brevet FR2734356A1 — publié le 19961122

Système de contrôle automatique de l'épaisseur de flans monétaires La présente invention concerne un système permettant d'automatiser le contrôle de l'épaisseur de flans monétaires pour éliminer ceux qui présentent des défauts. Les flans monétaires sont soit des disques métalliques, soit des couronnes (disques percés en leur centre). Un flan monétaire peut comporter un bourrelet périphérique appelé cordon. Les alliages constituant ces flans sont soit un alliage cuivreux, soit du nickel, soit de l'argent. D'autres alliages ou métaux sont susceptibles d'être utilisés. Les flans sont obtenus par découpe dans des bobines laminées puis sont dégraissés, éventuellement cordonnés, recuits et enfin brillantés. A ce stade de fabrication, il est nécessaire de les trier afin d'éliminer les défauts avant la frappe finale. En effet, les opérations de fabrication citées ci-dessus génèrent différents défauts que l'on peut classifier en trois grandes catégories: a) défauts de surface b) défauts de contour c) défauts de géométrie Les flans peuvent également présenter un défaut de cordon (mal formé ou absent) ou encore avoir été par accident mélangés avec des flans d'une autre référence. Dans le procédé actuel de fabrication de la monnaie, on effectue un contrôle systématique des flans sur un tapis de vérification visuelle. Ce tri, effectué par un opérateur, a actuellement tendance à être remplacé par un tri automatique, réalisé par exemple par une machine utilisant des unités d'analyse d'image. Cette machine, permet un contrôle rigoureux à des cadences élevées. Ce tri, réalisé avec des caméras visualisant les flans par dessus, est efficace sur les critères de surface et de forme extérieure (contour). I1 est moins efficace pour les flans légèrement voilés ou tordus et, de plus, ne prend pas en compte le critère d'épaisseur du flan, caractéristique de certains défauts ou de mélange avec des flans d'une autre référence. Seul un contrôle spécifique de l'épaisseur peut déterminer avec efficacité ces défauts: - sur ou sous-épaisseur et mélange de flans, - cordon absent ou trop ou pas assez épais, - léger voilage du flan. Ce but est atteint par un système de contrôle automatique de l'épaisseur des flans monétaires ou de produits se présentant comme des flans monétaires sous la forme de disques ou de couronnes, comportant un dispositif de présentation des flans sur une surface de référence ; une unité d'analyse d'image avec caméra qui analyse successivement ligne par ligne le profil des flans éclairés par un élément d'éclairage, et délivre un signal d'image constitué de différents niveaux d'intensité lumineuse pour un ensemble de traitement qui compare ces niveaux avec des seuils prédétermines ; et un dispositif d'éjection qui en fonction d'un signal de commande de l'ensemble de traitement valide ou non le flan analysé. Cette analyse ligne par ligne sous une lumière en "ombre chinoise" permet de déterminer simplement les défauts de planéité ou de hauteur de l'épaisseur du flan. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description suivante, jointe à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma général du principe d'un système de contrôle automatique d'épaisseur selon l'invention, - la figure 2 est un schéma du principe d'un système de présentation des pièces sur une surface de référence, - les figures 3 à 5 montrent le profil de l'épaisseur d'un flan tel que lu par une caméra dans le cas d'un flan bon (figure 3), puis d'un flan tordu ou voilé (figure 4) puis d'un flan non cordonné sur lequel a été collé un bout de ruban adhésif de 0,2 mm d'épaisseur (figure 5), - la figure 6 est un schéma d'un système pour contrôler l'épaisseur simultanément sur deux files de flans. Le système automatique de tri selon l'invention est constitué autour d'une unité d'analyse d'image muni d'une caméra. 1l comporte les dispositifs suivants (figure 1): Un dispositif d'éclairement 7 est positionné dans l'axe du flan 3 et de la caméra 4 dont le capteur est une ligne de cellules photo-électriques placée verticalement. Les flans 3 préalablement mis en mouvement et alignés par exemple sur un tapis convoyeur, glissent sur une rampe inclinée 2 qui sert de surface de référence. Le dispositif d'éclairement 7 projette l'ombre du profil du flan 3 sur le capteur de la caméra 4. L'analyse des défauts est basée sur le traitement des lignes d'images successivement acquises par la caméra au fur et à mesure du défilement des flans comme schématisé par la figure 2 qui montre à titre d'exemple ce défilement devant le capteur de la caméra: Un tapis convoyeur 1, sur lequel ont été préalablement alignés les flans 3, déverse ceux-ci sur une rampe de glissement 2 dont l'angle d'inclinaison a été calculé pour que les flans en glissant conservent leur vitesse de défilement. Pour assurer un bon glissement la surface de référence peut par exemple être chromée et rectifiée. Les flans passent ainsi devant le capteur 5 de la caméra 4 éclairés par le dispositif d'éclairement non représenté situé en avant-plan des flans et de la caméra. Un dispositif d'éjection 6 positionné en aval du système d'analyse d'image est activé quand celui-ci détermine le passage d'un flan défectueux. La figure 3 montre le profil reconstitué d'un flan. Les lignes successives de l'image sont représentées par la dimension horizontale de l'image imprimée. La hauteur représente l'évolution de l'épaisseur du flan. Cette évolution de hauteur est caractéristique d'un flan bon. Un flan tordu à la surface non plane est caractérisé par une variation de la hauteur des lignes successives acquises par la caméra tel que représenté par la figure 4. fi sera rejeté. Un flan non cordonné sur lequel a été collé un bout de ruban adhésif d'environ 0,2 mm d'épaisseur illustre la précision de la mesure tel que représenté par la figure 5. L'ensemble de traitement de l'information associé au système de contrôle selon l'invention, permet d'affecter une tolérance dimensionnelle aux défauts et de n'éliminer que les flans présentant une hauteur inférieure ou supérieure à une spécification donnée. La figure 6 montre un dispositif permettant de contrôler simultanément l'épaisseur de flans présentés sur deux files 8 et 9, comprenant un prisme 10 à deux faces réfléchissantes permettant de recevoir sur un même capteur l'image de deux flans. Les dispositifs d'éclairement 7 projettent l'ombre du profil des flans des deux files sur le capteur de la caméra 4 par l'intermédiaire du prisme 10 dont les deux faces réfléchissent les deux profils avec un angle de 900. Le capteur de la caméra 4 est ainsi utilisé comme deux demi capteurs recevant chacun l'image projeté du profil du flan d'une file. Le système selon l'invention apporte plusieurs types d'avantages par rapport à tout système de contrôle préalablement connu: - le contrôle est entièrement automatique. - la cadence de contrôle est très élevée. Le système peut par exemple suivre la cadence des machines de tri de flans monétaires qui existent sur le marché, soit jusqu'à 50 flans par seconde sur deux files de flans. - la définition obtenue (de l'ordre de 0,02 mm) permet une très bonne efficacité et une très bonne répétitivité de contrôle selon les caractéristiques des équipements utilisés (caméra, système de traitement) A titre d'exemple non limitatif: Le système de traitement peut être un processeur ou un ordinateur offrant une capacité de traitement suffisante pour assurer le contrôle des flans avec un débit compatible avec les impératifs industriels. La caméra peut être une caméra munie d'un capteur linéaire (une image = une ligne) ou une caméra munie d'un capteur matriciel qui fournira une image matricielle où le traitement sera effectué ligne par ligne. Le système selon l'invention est particulièrement destiné à assurer le contrôle automatique de l'épaisseur de flans monétaires ou de tout autre objet ou produits se présentant sous la forme de disques ou de couronnes. REVENDICATIONS 1 Système de contrôle automatique de l'épaisseur de flans monétaires ou de produits se présentant comme des flans monétaires sous la forme de disques ou de couronnes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de présentation des flans (3) sur une surface de référence (2); une unité d'analyse d'image avec caméra (4) qui analyse successivement ligne par ligne le profil des flans éclairés par un élément d'éclairement (7) et délivre un signal d'image constitué de différents niveaux d'intensité lumineuse pour un ensemble de traitement qui compare ces niveaux avec des seuils prédéterminés; et un dispositif d'éjection (6) qui en fonction d'un signal de commande de l'ensemble de traitement valide ou non le flan analysé. 2 Système de contrôle automatique de l'épaisseur de flans monétaires selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif permettant de contrôler simultanément l'épaisseur de flans présentés sur deux files, comprenant un prisme (10) à deux faces refléchissantes permettant de recevoir sur un même capteur (5) l'image de deux flans (8,9).