Brevet FR2726085A1 — publié le 19960426

La présente invention concerne l'inspection de récipients en verre. Les récipients en verre sont réalisés dans des machines de mise en forme du verre à partir de paraisons de verre fondu. De nombreuses choses peuvent arriver pen- dant ce traitement de mise en forme, qui peuvent affecter de manière contraire le récipient formé. En utilisant une bouteille de soda en tant qu'exemple, la bouteille formée peut avoir un défaut de profil (elle peut être inclinée ou penchée de manière incorrecte par rapport à son axe vertical) ou peut avoir un défaut de paroi tel qu'une bulle ou une inclusion. Afin d'identifier les récipients ayant ces dé- fauts de profil ou d'autres défauts (mauvais fini, incur- vation, inclinaison de la base, variation du diamètre, rayure), le profil du récipient est inspecté dans sa to- talité. Le brevet US N 5 256 871 décrit une machine qui peut mesurer les dimensions d'un récipient pour déter- miner les défauts de profil. Dans les machines de l'état de la technique, une inspection doit être réalisée à une vitesse allant jusqu'à 600 bouteilles par minute c'est-à-dire 10 reci- pients par seconde. Lorsqu'une caméra est utilisée dans le processus d'inspection, seule une image unique est disponible pour l'évaluation et en conséquence, une camé- ra unique est dédiée à une inspection unique telle que la mesure des dimensions décrites ci-dessus. C'est un but de la présente invention de four- nir un système d'inspection qui inspecte simultanément les défauts de profil et les défauts de paroi. D'autres buts et avantages de la présente in- vention apparaîtront à la lecture de la description dé- taillée qui va suivre, faite en référence aux dessins an- nexés qui représentent un mode actuellement préféré de réalisation de la présente invention comportant les prin- cipes de celle-ci, et sur lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique en pers- pective d'une machine d'inspection réalisée conformément à la technique antérieure, - la figure 2 est une vue représentant de ma- nière schématique un système double constitué conformé- ment aux enseignements de la présente invention, - la figure 3 est un schéma fonctionnel de l'algorithme d'inspection décrit. Un convoyeur horizontal 10, se déplaçant à une vitesse constante transporte un récipient de verre agencé verticalement 11 (une bouteille) à travers l'emplacement d'inspection représenté. Au niveau de cet emplacement, deux sources lumineuses 12 qui peuvent être des strobo- scopes à lampe à décharge d'éclairs brefs et qui sont si- tuées derrière le convoyeur dirigent horizontalement une lumière arrière diffusée, à travers la bouteille en for- mant un angle d'approximativement 45 par rapport au con- voyeur. Il en résulte que ces faisceaux 14 de lumière diffusée recoupent perpendiculairement l'axe vertical 15 de la bouteille lorsqu'elle est située au niveau de l'em- placement d'inspection. Ces faisceaux sont plus grands que le récipient le plus grand destiné à être inspecté, de sorte que la lumière passe toujours autour du profil complet (les côtés et la partie supérieure) d'un réci- pient situé au niveau de l'emplacement d'inspection. La lumière provenant de chaque source est envoyée sur des paires 16 de miroirs agencés verticalement qui sont si- tués à l'avant du convoyeur et qui renvoient horizontale- ment les faisceaux vers des miroirs 18 de changement de direction-. Les miroirs 17 de ces paires de miroirs reçoi- vent ces faisceaux lumineux au niveau d'un angle d'ap- proximativement 45 (par rapport à un rayon perpendicu- laire). Les miroirs de changement de direction dirigent les faisceaux vers les surfaces réfléchissantes 20 d'un prisme réfléchissant 22 qui dirige les faisceaux vers une moitié correspondante de l'image d'une caméra bi- dimensionnelle 24. Les miroirs changeant la direction 18 et les surfaces réfléchissantes 20 du prisme 22 reçoivent tous deux aussi ces faisceaux lumineux sous un angle in- férieur ou égal à 45 (23,5 et 45 respectivement). En configurant le trajet du faisceau lumineux de telle sorte que le faisceau vienne heurter chaque surface réfléchis- sante selon un angle inférieur à 45 (par rapport à un rayon perpendiculaire), on évite des effets non voulus de polarisation. Et, toutes les structures peuvent être si- tuées à l'intérieur d'un encombrement très compact. Les deux images peuvent être représentées sur un écran adapté 26 et peuvent être évaluées par un ordinateur 28 de tral- tement d'images qui peut évaluer les deux vues. Cet ordi- nateur de traitement d'images émet un signal d'acceDta- tion ou de rejet 30. Des détails supplé- mantaires sont établis dans le brevet US No 5 256 871. Comme représenté sur la figure 2, le mode pré- féré de réalisation est une version double du système de la technique antérieure représenté sur la figure 1, une première paire de sources lumineuses 12, à 90 l'une par rapport à l'autre, étant située sur un premier côté du convoyeur, le détecteur d'images 24 étant situé sur le côté opposé et une seconde paire de sources lumineuses situées à 90 l'une par rapport à l'autre et leurs détec- teurs d'images associés étant agencés juste à l'oppose. L'algorithme d'inspection pour chacun des qua- tre trajets lumineux est représenté sur la figure 3. L'image située sur le détecteur de la caméra (un réseau de pixels) est envoyée simultanément vers des canaux de mesure des dimensions et d'analyse de la paroi latérale. L'analyse de l'image de la paroi latérale est réalisée en conséquence de manière simultanée à la mesure des dimensions. Ce procédé a des avantages à la fois au niveau de la vitesse et au niveau de la qualité de l'image. Le gain et décalage pour le canal d'analyse de l'image de la paroi latérale (gain et décalage n 2) est optimisé de manière séparée du gain et décalage pour le canal de mesure de dimensions (gain et décalage nel) puisque les impératifs d'image pour chaque canal sont distincts. La mesure des dimensions nécessite une transi- tion optimale au niveau du bord situé entre l'image de la bouteille et son arrière plan. Pour des bouteilles forte- ment colorées ce réglage peut aboutir à une image rendue de la paroi latérale ayant une très faible plage dynami- que. Inversement, l'analyse de la paroi latérale néces- site que la paroi latérale du conteneur (au moins la moi- tié centrale) soit transformée en image ayant une plage dynamique maximale, même si ceci implique de mettre l'image d'arrière plan en saturation et obscurcit le bord de l'image du récipient. De manière typique, l'éclairage, l'ouverture de la lentille, le zoom, la distance focale, le gain du convertisseur et le décalage du convertisseur sont optimisés pour l'acquisition d'une paroi latérale. Lorsqu'on obtient une image optimale de la paroi laté- rale, le gain et le décalage pour le canal correspondant à l'image de mesure des dimensions sont ajustés pour avoir un rendu de bord optimal. Les gains et les décala- ges sont établis électroniquement sans intervention de l'utilisateur. L'ouverture, la focale et le zoom peuvent être établis par l'utilisateur en réponse à des instruc- tions fournies par l'interface utilisateur du dispositif d'inspection. Le gain et décalage N 1 étant établi pour le canal de mesure des dimensions, le signal analogique est converti d'analogique en numérique (échelle de gris codée sur 8 bits) et une table de consultation convertit le si- gnal numérique en signal de noir et de blanc à deux ni- veaux qui peut être utilisé par le contrôleur pour réali- ser la mesure des dimensions. Par exemple, puisque les bords de la bouteille peuvent être localisés, la largeur de la bouteille et l'existence d'une inclinaison, etc, peuvent être déterminées. Le gain et décalage N 2 étant établi pour le canal d'analyse de paroi latérale, le même signal analo- gique est converti d'analogique en numérique (échelle de gris codée sur 8 bits). L'image à échelle de gris codée sur 8 bits est soumise à un filtrage passe-haut et l'image filtrée passe-haut est ensuite quantifiée sous forme d'une image codée sur 8 bits à trois niveaux, par zone pouvant être choisie par l'utilisateur. Une image à trois niveaux est utilisée pour préserver la qualité op- tique du défaut: opacité ou transparence. La dimension et la position des zones sont choisies par l'utilisateur pour permettre des réglages de sensibilité différents pour différentes parties du récipient. Après la quantifi- cation, les quatre images du récipient, à l'exception de la moitié centrale plus une légère tolérance de recouvre- ment, sont masquées pour correspondre à l'intensité de la paroi latérale nominale du conteneur. Une moitié de l'image correspond aux 90 couverts par chaque vue, et la tolérance assure qu'un défaut qui se trouve sur la limite entre deux vues n'échappe pas à la détection. Le masquage élimine les fausses réalisations apparaissant des bords du récipient et des réflexions spéculaires provenant de la zone extérieure à la zone d'inspection (par exemple provenant de la lumière de fond des autres vues). Après masquage, le nombre total de pixels dé- fectueux de chaque zone, qui sont polarisés par le trai- tement de quantification, est ajouté sous forme de deux valeurs, une pour chaque polarité. Chaque polarité est ensuite évaluée par des critères séparés en ce qui con- cerne l'acceptation ou le rejet du récipient. Une pre- mière polarité correspond à des pierres, qui sont opa- ques. L'autre polarité correspond à des bulles. Un groupe de valeurs des deux polarités correspond de manière géné- rale à un défaut de réfraction tel que des rides, des on- dulations ou des volutes, bien que ceci puisse correspon- dre à une pierre et une bulle situées à proximité étroite. REVENDICATIONS 1. Machine d'inspection destinée à inspecter un récipient agencé verticalement, comportant: un convoyeur pour déplacer horizontalement un récipient en verre (11) se tenant verticalement à travers des premier et second emplacements d'inspection espacés, une première paire de sources (12) de lumière diffusée situées derrière ledit convoyeur pour diriger vers l'avant un premier et un second faisceau de lumière situés angulairement à 90 l'un par rapport à l'autre, approximativement horizontalement au niveau d'un réci- pient situé au niveau d'un premier desdits emplacements d'inspection, lesdits premier et second faisceaux étant suffisamment grands pour que lesdits faisceaux lumineux passent autour du profil complet d'un récipient situé au niveau dudit premier emplacement d'inspection, une première caméra bi-dimensionnelle (24) ayant une première surface de formation d'image sur l'au- tre côté dudit convoyeur pour émettre un signal analogi- que représentant l'image existant sur ladite surface d'image, et des premiers moyens (22) pour rediriger lesdits faisceaux dirigés vers l'avant vers des moitiés corres- pondantes de ladite surface de formation d'image, une seconde paire de sources (12) de lumière diffusée situées à l'avant dudit convoyeur pour diriger vers l'arrière un troisième et un quatrième faisceau de lumière parallèle, situés angulairement à 90 l'un de l'autre, pratiquement horizontalement au niveau d'un ré- cipient (11) situé au niveau de l'autre desdits emplace- ments d'inspection, lesdits troisième et quatrième fais- ceaux étant parallèles auxdits premier et deuxième fais- ceaux et étant suffisamment grands pour que lesdits fais- ceaux lumineux passent autour du profil complet d'un ré- cipient situé au niveau dudit second emplacement d'ins- pection, une seconde caméra bi-dimensionnelle (24) ayant une seconde surface de formation d'image située sur le côté dudit convoyeur opposé à ladite seconde paire de sources de lumière diffusée pour émettre un signal analo- gique représentant l'image existant sur ladite seconde surface de formation d'image, des seconds moyens (22) pour rediriger lesdits troisième et quatrième faisceaux lumineux dirigés vers l'arrière vers des moitiés correspondantes de la surface de formation d'image de ladite seconde caméra bi- dimensionnelle, et des moyens (28) pour analyser le signal analo- gique provenant de chacune desdites caméras. 2. Machine d'inspection selon la revendication 1, dans laquelle lesdits moyens (28) d'analyse comportent un canal d'analyse d'image de paroi latérale destinée à recevoir lesdits signaux comportant des moyens pour définir un gain et un décalage choisis pour lesdits signaux analogiques, et des moyens pour convertir le signal analogique ayant été soumis au gain et au décalage en signal numéri- que d'échelle de gris. 3. Machine d'inspection selon la revendication 2, dans laquelle lesdits moyens d'analyse comportent en outre des moyens de filtrage passe-haut dudit signal numérique d'échelle de gris, et des moyens comportant une table de consultation destinée à convertir ledit signal numérique d'échelle de gris filtré passe-haut en image à trois niveaux. 4. Machine d'inspection pour inspecter un réci- pient se tenant verticalement, comportant: un convoyeur pour déplacer horizontalement un récipient (11) se tenant verticalement à travers un em- placement d'inspection, une source (12) de lumière diffusée pour diri- ger un faisceau de lumière sur un récipient situé au ni- veau dudit emplacement d'inspection, ledit faisceau étant suffisamment important pour que ledit faisceau lumineux passe autour du profil complet d'un récipient situé au niveau dudit emplacement d'inspection, une caméra bi-dimensionnelle (24) pour détecter l'image du conteneur situé au niveau dudit emplacement d'inspection et pour émettre un signal analogique défi- nissant ladite image, et des moyens de calcul (28) pour évaluer les di- mensions et la paroi latérale du récipient situé au ni- veau dudit emplacement d'inspection, lesdits moyens de calcul comportant un premier canal de mesure des dimensions ayant des moyens pour définir un premier gain et décalage choi- si, et un second canal d'analyse d'image de paroi la- térale ayant des moyens pour définir un second gain et décalage choisi, lesdits premiers et seconds canaux recevant le même signal analogique provenant de ladite caméra. 5. Machine d'inspection selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit premier canal de mesure de dimensions comporte en outre des moyens de conversion analogique/numérique pour convertir les signaux analogi- ques soumis au gain et au décalage en un signal numérique d'échelle de gris. -6. Machine d'inspection selon la revendication , caractérisée en ce que ledit second canal d'analyse d'image de paroi latérale comporte en outre des moyens de conversion analogique-numérique pour convertir les si- gnaux analogiques soumis au gain et au décalage en un si- gnal numérique d'échelle de gris. 7. Machine d'inspection selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit premier canal de mesure de dimen- sions comporte en outre des moyens pour convertir le si- gnal numérique d'échelle de gris en signal d'image bi- naire. 8. Machine d'inspection selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit second canal d'analyse d'image de paroi latérale comporte en outre: des moyens de filtrage passe-haut dudit signal numérique d'échelle de gris, et des moyens comportant une table de consultation pour définir un signal numérique d'image à trois niveaux.