Brevet FR2724731A1 — publié le 19960322

MACHINE D'INSPECTION DE RECIPIENT AYANT DES JAUGES D'ALIGNEMENT D'ORDINATEUR A ACCES SEQUENTIEL DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne des machines pour inspecter des récipients en verre ou en plastique tels que des bouteilles. DESCRIPTION DE L'ART CONNEXE Dans les machines dans l'état de l'art montrées dans les brevets américains n 5 256 871 et 4 025 201, deux vues d'un récipient étant inspecté sont manipulées par l'intermédiaire de systèmes optiques comprenant des périscopes, des lentilles, les prismes et des miroirs réfléchissants. De tels systèmes nécessitent des réglages et c'est la tâche la plus difficile et la plus déroutante. Par conséquent, l'objet de la présente invention est de faciliter les réglages dans de tels systèmes. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à partir de la partie suivante de cette description et à partir des dessins joints qui illustrent, selon le mandat des lois de brevet, un mode de réalisation préféré incorporant les principes de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS En référence aux dessins: La figure 1 décrit une vue schématique oblique d'une machine d'inspection fabriquée conformément aux enseignements de la présente invention; SR 11066 US/DB La figure 2 montre une autre écran informatique présentant quatre jauges d'alignement: zoom, centre de la bouteille, mise au point et position du prisme qui seront utilisés principalement durant l'installation du travail. La figure 3 est un écran informatique pour le contrôleur de la machine d'inspection décrite en figure 1, qui présente neuf jauges d'alignement utilisées principalement durant l'installation de la machine: 1. Azimut du miroir de la chambre de prise de vue (caméra) - en haut à gauche 2. Elévation du miroir de la chambre de prise de vue - au centre à gauche 3. Rotation de la chambre de prise de vue - en bas à gauche 4. Elévation du miroir arrière droit - en haut au centre 5. Azimut du miroir arrière gauche - au centre 6. Elévation du miroir arrière gauche - en bas au centre 7. Miroir inférieur du périscope gauche - en haut à droite 8. Miroir inférieur du périscope droit - au centre à droite 9. Azimut du miroir arrière droit - en bas à droite La figure 4 illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur qui serait visible pendant le fonctionnement normal lorsque le zoom de la chambre de prise de vue n'est pas en position (alignement); La figure 5, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque le prisme a été déplacé dans la mauvaise position (hors de l'alignement); SR 11066 US/DB La figure 6, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque l'orientation de la chambre de prise de vue est hors de l'alignement; La figure 7, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur, lorsque le miroir de la chambre de prise de vue est hors de l'alignement de l'azimut; La figure 8, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur illustrant les deux images de bouteille qui pourraient être présentes lorsque l'alignement du miroir du périscope gauche et droit est incorrect; La figure 9, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque les miroirs arrière droit et arrière gauche sont hors de l'alignement de l'élévation; La figure 10, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque le miroir arrière gauche est hors de l'alignement de l'azimut; La figure 11, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque le miroir arrière droit est hors de l'alignement de l'azimut; La figure 12, une vue similaire à la figure 4, illustre l'écran d'image de la chambre de prise de vue de l'ordinateur lorsque le miroir de la chambre de prise de vue est hors de l'alignement de l'élévation; La figure 13 illustre l'organigramme de l'ordinateur pour le nouveau processus d'installation du travail; et Les figures 14A à 14C illustrent l'organigramme de l'ordinateur pour l'installation de la machine. SR 11066 US/DB 4 2724731 DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE Un transporteur horizontal 10, se déplaçant à une vitesse constante porte un récipient en verre (une bouteille) 11 se tenant à la verticale à travers l'emplacement d'inspection illustré. A cet emplacement, une paire de sources lumineuses 12 qui peuvent être des impulsions en arc de flashes électroniques et qui sont situées derrière la lumière arrière directe diffusée du transporteur horizontalement, au-delà de la bouteille à un angle d'approximativement 45 vers le transporteur. Par conséquent, ces faisceaux 14 de lumière diffusée coupent perpendiculairement l'axe vertical 15 de la bouteille lorsqu'elle est située à l'emplacement d'inspection. Ces faisceaux sont plus grands que le plus grand récipient à inspecter afin que la lumière passe toujours autour du profil entier (les côtés et le dessus) d'un récipient situé à l'emplacement d'inspection. La lumière de chaque source est envoyée par faisceau vers les paires de miroirs 16, 17 placés à la verticale (périscopes) qui sont situés devant le transporteur et qui retournent horizontalement les faisceaux pour rediriger les miroirs arrière gauche et arrière droit 18. Les miroirs redirecteurs redirigent les faisceaux vers les surfaces réfléchissantes 20 d'un prisme réfléchissant 22 qui pointent les faisceaux vers une moitié de l'image correspondante d'une chambre de prise de vue bidimensionnelle (CCD) 24 (un miroir de chambre de prise de vue 25 réfléchit les faisceaux à la verticale vers le haut de la chambre de prise de vue qui regarde vers le bas à la verticale). Les deux images peuvent être présentées sur un écran approprié 26 et peuvent être évaluées par un ordinateur de traitement d'image 28 qui peut évaluer les deux vues pour s'assurer que le profil n'est pas défectueux. SR 11066 US/DB L'ordinateur de traitement d'image émettra un signal d'acceptation ou de rejet 30. Par exemple, le goulot du récipient ou le récipient dans son ensemble peut être penché depuis son emplacement souhaité. La surface extérieure de la bouteille peut avoir une ondulation annulaire ou une ligne de repos ou la bouteille peut être une " anomalie '', c'est-à-dire une bouteille avec une dépression non plane. Tous ces défauts peuvent être identifiés par l'ordinateur de traitement d'image 28 qui comparera le profil du récipient avec le profil idéal pour ce récipient. La chambre de prise de vue est montée afin que sa position de rotation puisse être changée (représentée par la flèche 30) et elle possède une bague de lentille de zoom 42 qui peut effectivement déplacer la chambre de prise de vue de manière indépendante (représentée par la flèche 31) vers ou en provenance du prisme réfléchissant 22 et une bague de mise au point 43 pour changer la mise au point (les deux en option peuvent faire partie d'un système à un contact). Le miroir de la chambre de prise de vue 25 et les miroirs arrière gauche et arrière droit 18 sont montés sur trois montures cinématiques ponctuelles. Cela permet un mouvement indépendant de ces miroirs autour d'axes horizontaux et verticaux s'étendant dans le plan des miroirs (représentés par les flèches 32, 34, 36 et 38). Le prisme réfléchissant est monté pour la translation vers et en provenance de la chambre de prise de vue (représentée par la flèche 40), et les périscopes 16 et 17 sont montés sur trois montures cinématiques ponctuelles qui permettent une rotation autour d'un axe s'étendant à travers le miroir du périscope inférieur et coupant en deux parties égales chaque miroir en moitiés adjacentes de manière horizontale. La rotation autour de ces axes est représentée par les flèches 42. SR 11066 US/DB 6 2724731 La rotation autour d'un axe vertical sera référencée comme azimut et la rotation autour d'un axe horizontal sera référencé comme élévation. Idéalement, si la chambre de prise de vue est correctement mise au point, si les axes des deux images de bouteille coïncident avec les lignes A-A' et B-B' (figure 1), si la base de l'image de bouteille repose sur la ligne X-X' et si les images du dessus de la bouteille s'engagent sur la ligne Y-Y', alors le système est correctement aligné. L'ordinateur 28 peut en conséquence évaluer l'emplacement et l'inclinaison des axes des images de bouteille relatifs à chacun et aux lignes A-A' et B-B', l'emplacement du fond et du haut de chaque image de bouteille et leurs emplacements par rapport à l'idéal, si les images tournent autour de l'axe de la lentille Z, la distance hors d'alignement de chaque image en termes de déplacement côte-à-côte, le déplacement de haut en bas et la rotation, et si les images sont correctement mises au point. Chaque jauge 50 (figure 3) indique une zone acceptable 52 et présente un indicateur mobile ou une aiguille 54 qui, si située dans la zone acceptable, indiquera que cet élément est dans un alignement correct. Ces jauges d'alignement seront utilisées durant l'installation initiale de la machine et après principalement durant l'installation du travail. Les jauges pourront fonctionner dans une séquence sélectionnée d'une quelconque manière adéquate, comme en changeant la couleur de l'arrière-plan de la jauge. La jauge de l'azimut du miroir de la chambre de prise de vue est hachurée en croix pour indiquer qu'elle possède une apparence différente des autres jauges. La figure 2 montre quatre jauges qui seront utilisées après l'installation de la machine (pour SR 11066 US/DB 7 2724731 l'installation et pour l'alignement périodique) pour chaque nouvelle installation de travail. Zoom - Là o les images de bouteille ne rempliront pas de façon verticale (figure 4) ou seront trop grandes pour la bande horizontale définie par les lignes X-X' et Y-Y', l'indicateur dans la jauge du zoom sera situé de manière appropriée soit à la gauche soit à la droite de la zone acceptable. L'opérateur réglera la lentille du zoom (qui changera la position de l'indicateur) jusqu'à ce que les images remplissent correctement à la verticale la bande horizontale ce qui peut être faite tout en regardant la jauge. L'emplacement de l'indicateur mobile à l'intérieur de la zone acceptable indiquera à l'opérateur que le réglage du zoom est correct. Une évaluation de largeur similaire sera faite, qui contrôlera des bouteilles très larges. Déplacement du prisme - Lorsque le réflecteur du prisme est trop loin (figure 5) (ou trop près) de la chambre de prise de vue, les images de bouteille seront soit loin de l'idéal soit proche de l'idéal. L'ordinateur indique ce défaut d'alignement dans la jauge de déplacement du prisme afin que l'opérateur puisse corriger cet alignement de déplacement de prisme en déplaçant le prisme par l'intermédiaire d'un mécanisme à écrou jusqu'à ce que l'indicateur se déplace dans la zone acceptable. Les deux dernières jauges du premier écran sont le centre de la bouteille et les jauges de mise au point. La jauge centrée de la bouteille est une jauge destinée à indiquer si le détecteur qui démarre le processus d'inspection est correctement situé. Un faisceau de détection (non montré) est interrompu par le flanc de montée de la bouteille et cette interruption devrait intervenir quand la bouteille est à l'emplacement SR 11066 US/DB 8 2724731 précis d'inspection. Le détecteur peut être replacé jusqu'à ce que l'indicateur de jauge centrée de la bouteille se déplace dans la zone acceptable. L'ordinateur peut également analyser la rapidité de transition à un bord d'image et basé sur cette vitesse de transition, déterminer si l'image est correctement mise au point. L'indicateur dans la jauge de mise au point indiquera si la mise au point est correcte (correctement alignée ou non) et la bague de mise au point peut être tournée jusqu'à ce que l'indicateur dans la jauge de mise au point soit déplacé dans la zone acceptable. Les neuf jauges sur le second écran (figure 3) concernent l'installation de la machine. 1. Rotation de la chambre de prise de vue - la première étape est de déplacer (tourner) le miroir arrière gauche ou droit autour de son axe vertical jusqu'à ce qu'une barre sombre (l'arête avant du prisme réfléchissant et l'espace adjacent) apparaisse sur le détecteur de la chambre de prise de vue. L'ordinateur déterminera si la barre est verticale et dans la mesure o elle ne l'est pas, ce qui aurait pour conséquence des images de la bouteille apparaissant être tournées autour de l'axe de la lentille de la chambre de prise de vue (figure 6). L'indicateur dans la jauge de rotation de la chambre de prise de vue sera situé au- delà de la zone acceptable et l'opérateur saura comment tourner la chambre de prise de vue dans une autre orientation pour amener l'indicateur dans la zone acceptable. La chambre de prise de vue est maintenant dans l'alignement avec l'arête avant du prisme réfléchissant. 2. Azimut du miroir de la chambre de prise de vue - Lorsque le miroir de la chambre de prise de vue est dans l'alignement de l'azimut, le bord droit (ou SR 11066 US/DB 9 2724731 gauche) de la barre apparaîtra au centre du détecteur (les images pourront apparaître comme montrées sur la figure 7). L'ordinateur indiquera tout défaut d'alignement sur la jauge de l'azimut du miroir de la chambre de prise de vue afin qu'il puisse être corrigé par l'opérateur en tournant le miroir de la chambre de prise de vue autour de son axe vertical pour déplacer l'indicateur de la jauge de l'azimut du miroir de la chambre de prise de vue dans la zone acceptable. 3. Miroir inférieur périscopes gauche et droit - Lorsque l'un des périscope est hors de l'alignement de l'élévation, soit le haut ou le bas des bouteilles rentrera à l'intérieur (figure 8), c'est-à-dire les axes réels des images de bouteille ne seront pas parallèles. L'ordinateur montrera ce défaut d'alignement sur les jauges du périscope gauche et droite en situant les indicateurs de jauge hors de la zone acceptable, afin que l'opérateur puisse corriger tout défaut d'alignement pour situer l'indicateur de chaque jauge dans la zone acceptable. 4. Miroirs - Elévation arrière gauche et droit - La figure 9 montre des images qui sont sur les axes A-A' et B-B' mais montre qu'une image est trop haute et une image est trop basse. Cela indique que la mise en place d'élévation ou l'alignement de ces miroirs est arrêté(e) et les indicateurs de ces jauges l'indiqueront aussi. L'opérateur peut alors faire les réglages convenables de ces miroirs pour amener l'indicateur dans chacune de ces jauges dans la zone acceptable. 5. Miroirs - Azimut arrière gauche et droit - Là o l'axe image réel d'une image de bouteille est déplacé coté par côté depuis son axe correct (figures 10 et 11), ce miroir arrière sera hors alignement azimut. Sur la figure 10, l'azimut du miroir arrière gauche est SR 11066 US/DB hors alignement et sur la figure 11, l'azimut du miroir arrière droit est hors alignement. L'indicateur dans chacune de ces jauges indiquera la même chose afin que l'opérateur puisse faire les réglages appropriés de ces miroirs. 6. Elévation du miroir de la chambre de prise de vue - Lorsque le miroir de la chambre de prise de vue est hors alignement de l'élévation, les deux images seront en même quantité haut ou bas (figure 12). L'ordinateur indiquera ce défaut d'alignement sur la jauge d'élévation du miroir de la chambre de prise de vue afin que l'opérateur puisse tourner le miroir de la chambre de prise de vue autour de son axe horizontal pour déplacer l'indicateur de jauge dans la zone acceptable amenant ainsi ce miroir dans l'alignement de l'élévation. Les figures 14A à 14C exposent l'algorithme qui est discuté ci-dessus. L'algorithme permet le fonctionnement ou actionne, étape par étape, les jauges qui sont importantes à ce moment pour le processus d'alignement et focalise les activités de l'opérateur sur un alignement ou deux alignements parallèles à la fois. Lorsque la dernière de ces jauges a été réglée en situant l'indicateur dans sa zone acceptable, en exécutant l'ajustement nécessaire, le système sera correctement aligné. Pendant que dans le mode de réalisation préféré, toutes les jauges pour la mise en place du travail ou de la machine sont présentées à la fois et mise en évidence de manière séquentielle pour informer l'opérateur tout le long du processus d'alignement. Ces jauges pourraient également être présentées une par une (deux par deux là o les alignements parallèles se produisent, comme avec les jauges de périscope gauche et droit et les jauges d'azimut ou d'élévation du SR 11066 US/DB il 2724731 miroir arrière gauche et droit). De plus, l'opérateur peut, à d'autres moments, donner des instructions à l'ordinateur pour présenter n'importe quelle jauge sur l'écran et l'actionner. SR 11066 US/DB 12 2724731 REVENDICATIONS 1. Machine pour inspecter des récipients comprenant un transporteur (10) pour acheminer les récipients (11) un par un vers un emplacement d'inspection, une chambre de prise de vue CCD (24) comportant un détecteur, des moyens pour représenter par une image une paire d'images d'un récipient à l'emplacement d'inspection dudit détecteur, ladite chambre de prise de vue CCD (24) et les moyens de représentation par une image comprenant une pluralité de structures réglables le long ou autour d'un axe ou réglables indépendamment autour ou le long de deux axes pour perfectionner lesdites images sur ledit détecteur, des moyens d'ordinateur comprenant un ordinateur (28) et un écran (26), ledit ordinateur (28) comprenant des moyens pour évaluer lesdites images sur ledit détecteur, des moyens pour présenter sur ledit écran (26) une jauge (50) pour chaque structure réglable, chacune desdites jauges (50) comprenant des moyens pour indiquer si la structure réglable est dans l'alignement, et des moyens pour actionner lesdites jauges (50) dans une séquence sélectionnée. 2. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite chambre de prise de vue CCD (24) possède un axe de vue et ladite pluralité de structures réglables comprend SR 11066 US/DB un prisme réfléchissant (22) mobile horizontalement le long d'un axe correspondant à l'axe de ladite chambre de prise de vue CCD (24). 3. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite pluralité de structures réglables comprend une pluralité de miroirs (25) tournant de manière sélective autour d'axes mutuellement perpendiculaires. 4. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite chambre de prise de vue (24) est montée à rotation autour de l'axe de la chambre de prise de vue et ladite pluralité de structures réglables comprend ladite chambre de prise de vue rotative. 5. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite chambre de prise de vue (24) possède une bague de lentille de zoom (42) et une bague de mise au point (43) et ladite pluralité de structures réglables comprend ladite bague de lentille de mise au point (43) et ladite mise au point. 6. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement n'actionnent pas plus de deux desdites jauges (50) en même temps. 7. Machine pour inspecter des récipients selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit ordinateur (28) comprend des moyens pour définir une apparence unique pour une jauge actionnée. 8. Machine pour inspecter des récipients comprenant un transporteur (10) pour acheminer les récipients (11) un par un vers un emplacement d'inspection, une chambre de prise de vue CCD (24) comportant un détecteur, SR 11066 US/DB 14 2724731 des moyens pour représenter par une image une paire d'images d'un récipient à l'emplacement d'inspection dudit détecteur, ladite chambre de prise de vue CCD (24) et les moyens de représentation par une image comprenant une pluralité de structures réglables le long ou autour d'un axe ou réglables indépendamment autour ou le long de deux axes pour perfectionner lesdites images sur ledit détecteur, des moyens d'ordinateur pour déterminer de manière séquentielle dans un ordre sélectionné, l'étendue de tout mauvais alignement de ladite pluralité de structures réglables. SR 11066 US/DB