Brevet FR2763137A1 — publié le 19981113

SYSTEME DE DETECTION A BARRIERE LUMINEUSE ET UTILISATION D'UN SYSTEME DE DETECTION DANS LES MACHINES DE MISE SOUS BLISTER La présente invention concerne un système de détection à barrière lumineuse et son utilisation dans les machines de mise sous blister pour l'emballage automatique en continu de produits de toutes sortes, tels que, par exemple, alimentaires ou pharmaceutiques. II est connu sur les chaînes de transfert de fabrication d'objets en grande série, de disposer des détecteurs photoélectriques pour détecter le positionnement ou le passage de l'objet. Toutefois, ces dispositifs sont inappropriés à la détection du passage d'une multiplicité d'objets ordonnés selon des rangées sur une bande transporteuse pourvue d'alvéoles. Ce type de détection est particulièrement utile, par exemple, dans l'industrie pharmaceutique pour la production de gélules ou comprimés conditionnés sous blister par des machines automatiques transformant une bande continue et plate constituée de PVC ou de tout autres matériaux plastiques en une bande pourvue d'alvéoles. Les alvéoles de la bande sont remplies automatiquement par un système d'alimentation en comprimés ou gélules, puis avant de recouvrir les alvéoles remplies d'un film protecteur, il est procédé à la reconnaissance des alvéoles non-remplies ou remplies de comprimés ou gélules détériorés. Le but de l'invention est de proposer un système de détection à barrière optique permettant la détection des groupes d'alvéoles correctement remplies. Ce premier but est atteint par le fait que le système de détection comporte une barrière de détection constituée d'une pluralité d'éléments émetteurs en face d'une pluralité d'éléments récepteurs entre lesquels circule une bande pourvue d'alvéoles remplies de produits, dont la présence ou l'absence doit être détectée, et caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens d'activation sélective des éléments émetteurs destinés à interrompre par leur rayonnement le chemin des objets à détecter dans les alvéoles, des moyens d'alimentation impulsionnels à une fréquence déterminée des éléments photoémissifs activables avec une surintensité pendant un temps très court; des moyens de lecture de cellules réceptrices activées en synchronisme avec les éléments photoémissifs, de calcul du nombre de réceptions par cellule pour définir une détection et de calcul du nombre de détections pour valider un blister. Un autre but de l'invention est de permettre la détection des rangées remplies avec des comprimés ou gélules détériorés. Ce but est atteint par le fait que le système comporte: des moyens de comptage du nombre d'impulsions reçues par chaque élément photorécepteur associé à un élément photoémissif et des moyens de mémorisation des comptages précédents pour chaque cellule du temps d'occultation correspondant au passage d'un objet, et des moyens de comparaison du temps d'occultation correspondant à un objet du rang N avec le temps d'occultation de l'objet du rang N-I. Selon une autre particularité, le résultat de la comparaison déclenche le chargement d'un décompteur avec une valeur correspondant au nombre de pas de blisters séparant la station de détection d'une station de tri, pour déclencher le tri lors du passage du compteur/décompteur par une valeur déterminée. Selon une autre particularité, le système comporte des moyens de mémorisation du résultat de la comparaison de comptage ou de décomptage d'un nombre de pas de blisters et des moyens de déclenchement de la déviation par un dispositif d'aiguillage lors de la détection du compte. Selon une autre particularité, le système comporte des moyens de mémorisation du nombre de blisters à éliminer entre la détection et le poste d'élimination ainsi que leur position. Selon une autre particularité, le système comporte des moyens de détecter les temps d'arrêt de la chaîne et des moyens de déclenchement de l'élimination d'un ou plusieurs blisters en face du poste de scellage. Un autre but de l'invention est de proposer une utilisation du système de détection. Ce but est atteint par le fait que l'utilisation du système de détection à barrière lumineuse est effectuée dans une ligne de production de comprimés sous blister comprenant: un poste de formage alvéoles; un poste de remplissage alvéoles; un poste de détection équipé du système de détection; un poste de scellage; un poste de découpe; un poste de tri, est caractérisé en ce que le système de détection mémorise le nombre X déterminé de pas de blisters le séparant du poste de tri et déclenche l'aiguillage du système de tri en fonction du résultat du test effectué un nombre X déterminé de pas précédent. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de détection. Ce but est atteint par le fait que le procédé comporte: une étape d'activation sélective des cellules émettrices destinées à interrompre par leur rayonnement le chemin des objets à détecter disposés dans les alvéoles par une alimentation impulsionnelle à une fréquence déterminée des éléments émetteurs activables avec une surintensité pendant un temps très court; une étape de lecture des cellules réceptrices activées et de calcul du nombre de détection pour déterminer la validation du blister ou non. Selon une autre particularité, le procédé comporte: une étape de comptage pour chaque cellule activée associée à une alvéole à détecter du nombre d'impulsions reçues par élément photorécepteur de la cellule; et une étape de calcul du temps d'occultation de chaque cellule d'un groupe associé au cheminement d'une alvéole; et une étape de comparaison du temps d'occultation correspondant à un objet du rang N avec le temps d'occultation correspondant à l'objet du rang N-l. Selon une autre particularité, le procédé comporte: une étape d'activation du dispositif de tri en fonction du résultat de la comparaison. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés, d'un mode de réalisation illustratif de l'invention, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en perspective d'une chaîne de fabrication sur laquelle est utilisée le système de détection selon l'invention; la figure 2 représente le schéma de principe d'activation de la barrière de détection selon l'invention; la figure 3 représente le schéma des positions activées et nonactivées sur la barrière de détection; la figure 4 représente la position des récepteurs activés en l'absence de produits, et non-activés en présence d'un produit dans les alvéoles; la figure 5 représente, dans une alvéole, la présence d'un produit détérioré et les temps d'occultation différents selon les cellules concernées la figure 6 représente le logigramme de fonctionnement de l'appareil associé à la barrière de détection; La figure 1 représente une chaîne de fabrication dans laquelle une bande (1) de matériaux plastiques thermoformables est entraînée devant une station de chauffage (2), puis passe dans une station de formage d'alvéoles (3) pour constituer sur cette bande une succession de rangées d'alvéoles (10) espacées chacune d'un pas déterminé X. Cette bande (1) arrive ensuite à un poste (4) de dépose d'objets qui peut, dans l'exemple d'application, être une lyre de dépose de comprimés ou de gélules dans les alvéoles. Un capteur optique permet de détecter chaque rangée de comprimés, et de déterminer ainsi le début et la fin de chaque blister pour actionner les moyens de découpe en temps voulu. Les alvéoles remplies (11) sont ensuite entraînées avec la bande jusqu'à un poste (5) de détection constitué d'une barrière de, par exemple, 48 éléments photoélectriques de détection, raccordés à un système informatique (6) comportant un processeur, des mémoires, un programme de fonctionnement et des interfaces permettant la gestion des informations et la commande de la barrière (5) de détection et la chaîne de fabrication. La chaîne de fabrication comporte à la suite de la barrière (5) un poste de scellage d'opercules, par exemple en aluminium sur les alvéoles remplies, puis un poste non représenté de découpage de la bande en éléments unitaires dénommés blisters constitués d'une ou plusieurs rangées consécutives, et enfin d'un poste d'aiguillage permettant le tri des éléments vers une zone de stockage et d'emballage pour les bons éléments, et une zone de stockage temporaire pour les éléments à contrôler ou à rejeter. La barrière lumineuse (5) est constituée comme représenté à la figure 2, d'une pluralité d'éléments photoémissifs disposés en barrette reliés par un câble (561) multiconducteurs comportant un conducteur d'alimentation et des conducteurs de fourniture des signaux de sélection sur la barrette des éléments photoémissifs à activer (Ea) et de ceux désactivés (Ed). La barrette (5) comporte dans son boîtier : un circuit logique permettant en fonction des signaux de sélection et du signal d'alimentation de fournir des signaux impulsionnels d'une intensité élevée supérieure à l'intensité maximale admissible par l'élément photoémissif pendant une durée très courte. En fonction du type PVC sélectionné, I'un des 4 couples suivants (durée / intensité) est sélectionné pour l'alimentation des photodiodes: - 3,825 ms avec 400 mA; - 3,400 ms avec 200 mA; - 2,550 ms avec 100 mA; - 2,550 ms avec 50 mA. Ces éléments activés sont regroupés sous la référence (52), audessus d'un cheminement d'alvéoles (11) tel que celui représenté à la figure 2, et sont bordés de chaque coté par des éléments désactivés (51, 53). De l'autre coté de la bande translucide ou transparente (1) est disposée une ligne d'éléments photorécepteurs activables (Ra) et désactivés (Rd). Les éléments récepteurs activables (Ra), et respectivement désactivés (Rd) correspondent en nombre et en position aux éléments émissifs activables (Ea) respectivement désactivés (Ed). La barrière émettrice est constituée, par exemple, de photodiodes infrarouges, et la barrière réceptrice de phototransistors infrarouge chacune au nombre de 48. Le nombre maximum de blisters dans la largeur de la bande est égal à 6 et correspond au nombre maximum de voies. Le nombre maximal de ligne de comprimés dans un blister est 10. La vitesse maximale de défilement de la bande est de 16 m/sec, et le boîtier (6) permet de gérer 35.000 détections/min. La barrière fonctionne avec 3 voies électroniques regroupant chacune 16 photodiodes. Les photodiodes n" El, E17, E33 sont activées, puis les photodiodes E2, E18, E34 sont activées. Ce qui nécessite 16 activations successives des 3 voies. Lorsque les 3 photodiodes des 3 voies ne sont pas activées, le programme passe directement aux 3 photodiodes suivantes. Ceci permet d'éviter d'influencer des récepteurs adjacents. Lorsqu'un comprimé opaque passe sous une cellule active (Ea), le photorécepteur associé (Ra) est occulté et le signal délivré sur le câble (562) associé au récepteur indique par sa valeur la présence d'un comprimé dans l'alvéole. Entre les comprimés, les impulsions activent les cellules émettrices, et les récepteurs reçoivent les signaux impulsionnels pour les transmettre au circuit électronique (6). La figure 3 représente la disposition des cellules photoémettrices activables et celles désactivées. Ainsi, les références 551 à 571 représentent les cellules désactivées auxquelles correspondent les récepteurs associés dont on ne tiendra pas compte des signaux qu'ils délivrent. Pour les autres cellules, par exemple R4, R5, R8, R9, RIS, R16, R17, elles sont associées par groupe R4-R5 ; R8-R9 ; R15-R16-R17. Les éléments émissifs associés seront activés par groupe de trois au maximum, comme on l'a vu précédemment E17 puis E4, E20 ; puis E5, E21, etc. Chaque groupe correspond à une voie de défilement des alvéoles appartenant à un même blister ou à deux blisters différents, ainsi le groupe 542 associé à la première voie de défilement correspond aux récepteurs R4 R5. Le groupe 543 correspondant à la quatrième voie de défilement sur la figure 3 correspond au groupe de récepteurs R15-R16-R17. Le nombre de détections à assurer par blister pour considérer un blister comme bon, est égal à la somme des nombres de détections par alvéoles multiplié par le nombre ni d'alvéoles ayant le même nombre de détection. N = Z (nr + 2 n2 + 3 n3 + i ni ), dans lequel N est le nombre total de détection pour qu'un blister soit bon; n, est le nombre d'alvéoles pour laquelle une cellule est activée; n2 est le nombre d'alvéoles pour lesquelles deux cellules sont activées ; et n est le nombre d'alvéoles pour lesquelles i cellules sont activées. Dans le cas du blister (13) de la figure 3, le nombre N = 6 X 2 + 4 X 3 = 24. Dans le cas du blister 14, le nombre N = 5 X 2. Le dispositif permet également le contrôle des alvéoles remplies avec un comprimé cassé par une mesure du temps d'occultation de chaque cellule associé à une voie d'alvéoles. La figure 4 représente la longueur (LTO8) propre à la cellule R8 par rapport à laquelle le temps d'occultation est mesuré. La figure 5 représente la détermination du temps d'occultation (TO9) de la cellule R9 associée au comprimé (40) de la figure 5, et la détermination du temps d'occultation (TO8) de la cellule R8 associée à la partie brisée du comprimé (40). La détermination du temps d'occultation est obtenue par comptage du nombre d'occultations successives, ceci à la fréquence déterminée. La figure 6 représente le logigramme du programme mis en oeuvre par le boîtier électronique (6), ce programme comporte une première phase d'initialisation (61) du dispositif électronique (6); puis ensuite une phase de détection (62, 63), suivie d'une phase d'actionnement (65). La phase d'initialisation comporte une première étape 610 d'activation des différentes cellules Ea, et une étape 611 d'avance de bandes pour déterminer les cellules en coïncidence avec chacune des voies de défilement d'alvéoles. Cette étape d'avance de bande (611) est suivie d'une étape 612 de désactivation des cellules situées à l'extérieur ou en bordure des voies de défilement d'alvéoles selon les choix de l'utilisateur. Cette étape est suivie d'une étape de lecture des récepteurs associés à chacune des cellules émettrices activées, et d'une étape 614 de mémorisation des cellules C1 à Cn activées des récepteurs destinés à être actifs, et du nombre d'impulsions reçues sur chaque détecteur pendant le passage d'un objet (comprimé ou gélule). Cette mémorisation s'effectue sur le passage de deux ou trois blisters complets. L'appareil est ensuite mis dans une phase de détection en automatique en association avec la ligne de production. Dans cette phase de détection en automatique représentée par les étapes 62, 63 du programme, I'appareil (6) envoie des impulsions sur les cellules activées à l'étape 621, et effectue à l'étape 622 la lecture des photorécepteurs associés aux cellules émettrices activées pour mémoriser le résultat dans une table, et pour comparer ultérieurement ces résultats avec ceux de la phase d'initialisation. A l'étape 623, l'appareil déclenche entre deux tops d'avancement de la bande fournis par un capteur d'avance associé à l'avancement de la bande, le calcul de Y à l'étape 623 pour tester à l'étape 624 si cette valeur Y associée au nombre de cellules réceptrices est égal à la valeur N déterminée par le nombre de cellules activées. Dans le cas où la réponse à cette étape de test 624 est positive, le déroulement du programme se poursuit par la mesure pour chaque récepteur du taux d'occultation (TOin) associé à l'objet du rang N avec celui enregistré pendant la phase d'initialisation. Dans la négative, le programme saute à l'étape 631. Après l'étape 631 de mesure du TOin, le programme se poursuit par la mémorisation dans une table de chacun des taux d'occultation (TOin) du capteur i pour l'objet n. Le programme se poursuit par une étape 634 de comparaison des TOin avec les TOjn1. En fonction de l'identité, le programme se reboucle sur l'examen des rangs suivants N+1, N+2 du blister. Dans la négative, les temps d'occultation sont différents et le programme se poursuit par une étape d'activation du tri 65 qui commence par une étape 651 de chargement d'un décompteur avec une valeur X. Ce tri se poursuit par une étape 652 de décrémentation du compteur X au passage de chaque blister. Puis, une étape 653 de test détermine si la valeur X est nulle ou non. Dans le cas où la valeur est nulle, le programme déclenche une étape d'activation du trieur pour faire dégager le blister se présentant devant le trieur avec un décalage de temps égal à X vers la zone de stockage des blisters à tester ou à rejeter ; dans le cas contraire X w O, le programme reboucle à l'étape 652. Si à l'étape 635, la différence est supérieure à la limite, le programme se poursuit par l'étape suivante 641. On comprend donc que le dispositif électronique permet de déterminer la présence d'un nombre mémorisé d'objets, et ainsi d'enclencher la mesure du temps d'occultation pour déterminer en cas de détection de présence, et si le comprimé dont le début de présence a été détecté, n'est pas détérioré. Dans le cas où le calcul du nombre de détections entre deux tops d'avancement ne correspond pas à la valeur N, ceci indique immédiatement qu'une alvéole était vide et par conséquent, le blister contenant la rangée doit être éjecté. Par la programmation des cellules activables, on peut s'adapter à toutes configurations de blister dans lesquelles les alvéoles peuvent se trouver alignées parallèlement au sens d'avancement A de la bande comme représenté aux figures 1 et 2, mais peuvent tout aussi bien se retrouver dans une position perpendiculaire à ce sens d'avancement ou encore à 45" par rapport à ce sens d'avancement, ou dans des configurations combinant ces différentes orientations. De cette façon la possibilité de déterminer les cellules activables et de mémoriser indépendamment pour chaque récepteur le temps d'occultation et de le comparer au temps enregistré à l'initialisation constitué par le nombre d'impulsions détectées pendant l'avance du blister permettra de s'adapter à toutes ces possibilités de configuration sans modification du matériel. Enfin, le système impulsionnel permet d'envoyer des impulsions plus élevées dans les éléments photoémetteurs que les valeurs normalement admissibles par ces éléments en régime stationnaire, ce qui permet au rayonnement de passer à travers des bandes translucides, et d'assurer la détection de la présence des objets opaques par des récepteurs fonctionnant dans le spectre des infrarouges avec des éléments photodiodes fonctionnant également dans le spectre des infrarouges, ceci pour des qualités de PVC variables. Le comptage direct du nombre de cellules actives n'ayant pas reçu de signal, permet de déterminer la présence d'objets dans toutes les alvéoles d'un blister, et la détermination du temps d'occultation pour chacune des cellules d'un groupe associé à chaque alvéole d'une rangée permet de déterminer dans un blister les alvéoles comportant des objets détériorés. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention, ainsi un top de synchronisation d'éjection, en plus du top début blister, permet de gérer les décomptages des registres à décalage pour les machines discontinues ayant plus de 2 cycles de découpe pour un cycle de formage/scellage. REVENDICATIONS 1. Système de détection à barrière optique comportant une barrière de détection constituée d'une pluralité d'éléments émetteurs E en face d'une pluralité d'éléments récepteurs R entre lesquels circule une bande (1) pourvue d'alvéoles (11) remplies de produits, dont la présence ou l'absence doit être détectée, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens d'activation sélective des éléments émetteurs E destinés à interrompre par leur rayonnement le chemin des objets à détecter dans les alvéoles, des moyens d'alimentation impulsionnels à une fréquence déterminée des éléments photoémissifs activables avec une surintensité pendant un temps très court; des moyens (6) de lecture de cellules réceptrices R activées en synchronisme avec les éléments photoémissifs, de calcul du nombre de réceptions par cellule pour définir une détection et de calcul du nombre de détections pour valider un blister. 2. Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de comptage du nombre d'impulsions reçues par chaque élément récepteur R associé à un élément émetteur et des moyens de mémorisation des comptages précédents par chaque cellule (i) du temps d'occultation (TOi) et des moyens de comparaison du temps d'occultation (TOin) par un objet du rang N avec le temps d'occultation (TOin) par l'objet du rang N-l. 3. Système, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le résultat de la comparaison déclenche le chargement d'un décompteur (651) avec une valeur correspondant au nombre X de pas de blisters séparant la station de détection (6) d'une station de tri pour déclencher le tri lors du passage du compteur / décompteur par une valeur déterminée. 4. Système, selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation du résultat de la comparaison de comptage ou de décomptage d'un nombre de pas d'objets et de déclenchement de la déviation par un dispositif d'aiguillage lors de la détection du compte. 5. Système, selon la revendication 2, 3, ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation du nombre de blisters à éliminer entre la détection et le poste d'élimination ainsi que leur position. 6. Système, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détecter les temps d'arrêt de la chaîne et de déclenchement de l'élimination d'un ou plusieurs blisters en face du poste de scellage. 7. Utilisation du système, selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'utilisation du système de détection à barrière lumineuse est effectuée dans une ligne de production de comprimés sous blister comprenant: un poste (3) de formage alvéoles; un poste (4) de remplissage alvéoles; un poste de détection (5) équipé du système de détection (6); un poste de scellage; un poste de découpe; un poste de tri, caractérisé en ce que le système de détection (6) mémorise le nombre X déterminé de pas de blisters le séparant du poste de tri et déclenche l'aiguillage du système de tri en fonction du résultat du test effectué un nombre X déterminé de pas précédent. 8. Procédé de détection d'alvéoles d'une bande incomplètement remplies, caractérisé en ce qu'il comporte: une étape d'activation sélective de cellules émettrices destinées à interrompre par leur rayonnement le chemin des objets à détecter disposés dans les alvéoles par une alimentation impulsionnelle à une fréquence déterminée des éléments émetteurs activables avec une surintensité pendant un temps très court; une étape de lecture des cellules réceptrices activées et de calcul du nombre de détection pour déterminer la validation du blister ou non. 9. Procédé, selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte: une étape de comptage pour chaque cellule activée associée à une alvéole à détecter du nombre d'impulsions reçues par élément photorécepteur de la cellule; et une étape de calcul du temps d'occultation de chaque cellule d'un groupe associé au cheminement d'une alvéole; et une étape de comparaison du temps d'occultation correspondant à un objet du rang N avec le temps d'occultation correspondant à l'objet du rang N-l. 10. Procédé, selon la revendication 9, caractérisé en ce qu;il comporte: une étape d'activation du dispositif de tri en fonction du résultat de la comparaison.