Brevet FR2794242A1 — publié le 20001201

MACHINE POUR L'INSPECTION DE RÉCIPIENTS La présente invention concerne une machine destinée à l'inspection de récipients en verre ou en matière plastique comme des bouteilles, et plus particulièrement une machine qui puisse inspecter la paroi latérale du récipient afin d'y détecter des défauts éventuels. Contexte de l'invention La paroi latérale d'un récipient en verre peut comporter différents types de défaut, y compris une zone d'irrégularité dans la répartition du verre, ce qui a pour résultat un effet de lentille lorsqu'elle est éclairée à contre-jour (défaut de réfraction). Les machines pour l'inspection de récipients comme celles indiquées dans le brevet des États Unis n 5 004 909, inspectent la paroi latérale d'une bouteille en verre en présentant la bouteille en face d'une source lumineuse définie par l'alternance de bandes noires et blanches. Une machine de ce type peut détecter au mieux les défauts de réfraction lorsqu'ils sont situés sur le bord de la bande. Les machines pour l'inspection de récipients comme celles indiquées dans le brevet des États Unis n 4 601 395, inspectent la paroi latérale d'une bouteille en verre en présentant la bouteille en face d'une source lumineuse définie par une zone de brillance unique qui est toujours dans le champ de la caméra, avec des zones extérieures séparées transversalement de différentes intensités, et en faisant tourner le récipient. Objet de l'invention Un objet de la présente invention est de fournir une machine pour l'inspection de récipients qui puisse identifier un défaut masquant la lumière de même que des défauts de réfraction. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à l'évidence à la lecture de la partie de la description qui suit et à partir des dessins d'accompagnement qui représentent selon le mandat des statuts du brevet un mode de réalisation préféré qui incorpore les principes de l'invention. Brève description des dessins La figure 1 est une vue du dessus d'une machine pour l'inspection de récipients réalisée selon les enseignements de la présente invention; La figure 2 est une vue schématique montrant le fonctionnement de la source lumineuse représentée sur la figure 1; et La figure 3 est une représentation schématique de la source lumineuse lorsqu'elle est mise en action. Brève description du mode de réalisation préféré Une bouteille 10, qui peut être soit en verre soit en matière plastique, est transportée de la droite vers la gauche le long d'un convoyeur 12 afin d'être inspectée au poste d'inspection représenté o la bouteille est représentée sur une image d'une caméra CCD (dispositif à couplage de charge) 14. L'image est évaluée afin d'identifier des lectures de pixel anormaux qui sont des indicateurs de défaut. En association avec la caméra CCD, une source lumineuse commandée 16 définit une vaste zone de lumière. Le mode de réalisation préféré comporte un grand nombre de rangées verticales de diodes électroluminescentes (DEL) 18 (dans le mode de réalisation préféré). Comme le montre la figure 1, les DEL sont concentrées ou dirigées de telle sorte que la lumière passe au travers de la totalité de la bouteille (du haut jusqu'au bas et d'un côté à un autre) et est mise en image sur la caméra. Ces rangées verticales sont également supportées de manière à émettre des lumières parallèles les unes par rapport aux autres. Chaque rangée verticale de DEL 18 est allumée ou éteinte à l'aide d'un transistor à effet de champ (non montré). Sur la figure 2, des minuteries individuelles 20 sont connectées à chaque rangée verticale de DEL 18 desorte que, lorsque les rangées sont allumées, les minuteries se déclenchent selon des périodes de temps sélectionnées (0 T, 0,2 T, 0,4 T, 0,6 T, et 0,8 T) d'un cycle de mise en image (la période de temps T nécessaire pour que la rangée de DEL soit totalement allumée et apparaisse en blanc), I'intensité lumineuse étant fonction de la durée de fonctionnement. Comme le montre la figure 3, une commande unique actionne huit rangées et définit des masques binaires 22 qui allument les rangées verticales souhaitées pour chacune des quatre étapes répétées de manière égale (chaque étape se poursuivant pour 0,2 T) d'un cycle de mise en image afin d'obtenir le même résultat. L'image est définie sur la période de temps de ces quatre étapes. Bien que ces représentations décrivent l'utilisation du temps pour ajuster le niveau d'intensité souhaité, il est possible par ailleurs de commander un niveau de courant pour atteindre le même but. Comme le montre la figure 2, la source lumineuse se compose d'un certain nombre de groupes de rangées verticales, chaque groupe comportant huit rangées verticales. Ces huit rangées passent du brillant à un brillant à 0,8, à un brillant à 0,6, à un brillant à 0,4, à un brillant à 0,2 et ensuite à un brillant à 0,4, à un brillant à 0,6 et à un brillant à 0,8. Bien qu'il existe cinq niveaux d'intensité (20 %, 40 %, 60 %, 80 %, et 100 %) dans les modes de réalisation représentés, il est possible d'utiliser un autre nombre de niveaux d'intensité. En ajustant le niveau d'intensité minimal (20 %) de manière suffisamment élevée pour que les défauts par blocage de lumière puissent être identifiés, il est possible à la caméra CCD d'identifier simultanément les défauts par blocage de lumière et les défauts de réfraction sur 100 % de la surface de la source lumineuse. Une bouteille 10, qui peut être soit en verre soit en matière plastique, est transportée de la droite vers la gauche le long d'un convoyeur 12 afin d'être inspectée au poste d'inspection représenté o la bouteille est représentée sur une image d'une caméra CCD (dispositif à couplage de charge) 14. L'image est évaluée afin d'identifier des lectures de pixel (point d'image) anormales qui,sont des indicateurs de défaut. En association avec la caméra CCD, une source lumineuse commandée 16 définit une vaste zone de lumière. Le mode de réalisation préféré comporte un grand nombre de rangées verticales de DEL 18. Comme le montre la figure 1, les DEL sont concentrées ou dirigées de telle sorte que la lumière passe au travers de la totalité de la bouteille (du haut jusqu'au bas et d'un côté à un autre) et est mise en image sur la caméra. Ces rangées verticales sont également supportées de manière à émettre des lumières parallèles les unes par rapport aux autres et la lumière émise passe au travers d'un élément diffuseur. Chaque rangée verticale de DEL 18 est allumée ou éteinte à l'aide d'un transistor à effet de champ ou similaire (non montré). Sur la figure 2, une minuterie individuelle 20 est connectée à chaque transistor à effet de champ de sorte que chaque rangée peut être allumée pendant une période de temps sélectionnée. Les minuteries se déclenchent après des périodes de temps sélectionnées (0,2 T, 0,4 T, 0,6 T, 0,8 T, 1, 0 T) d'un cycle de mise en image (ici la période de temps est égale à la période de temps idéale pour que la rangée de DEL s'allume selon un degré sélectionné), I'intensité lumineuse étant fonction de la durée de fonctionnement. Par exemple, 0,60 T est la période de temps pendant laquelle une rangée verticale de lumières doit être allumée pour qu'apparaissent une intensité de 60 %. Afin de faciliter la description, la lumière émise par une source entièrement allumée est définie comme étant "blanche", mais il doit être entendu que la source lumineuse peut être colorée et qu'en fait, la lumière d'éclairage peut être invisible (par exemple une DEL infrarouge). Les périodes de temps d'allumage effectif peuvent également être modifiées afin de compenser des effets de recouvrement d'éclairage. En raison du recouvrement de sorties lumineuses, les périodes d'allumage effectif, pour une colonne particulière, peuvent nécessiter une modification afin d'obtenir le meilleur ajustement avec le cycle d'intensité à variation continue souhaité. Par exemple, les colonnes à brillance totale (1,0 T), qui, peuvent ne pas atteindre le blanc total du fait qu'elles ne reçoivent qu'une partie de la lumière en provenance des colonnes à 0,8 T avoisinantes, peuvent nécessiter un ajustement sur une période de temps (par exemple, 1,15 T). Des calculs effectués sur la base des performances réelles du procédé d'éclairage, dans ce cas la combinaison DEL / diffuseur, déterminent le procédé de calcul des corrections nécessaire pour obtenir l'intensité à variation continue cyclique dans l'espace souhaitée entre les sources d'intensité des extrêmes de sombre et de clair. Comme le montre la figure 3, une commande unique actionne huit rangées et définit des masques binaires 22 qui allument les rangées verticales souhaitées pour chacune des étapes répétées quatre fois (comme indiqué, chaque étape se poursuit pour 0,2 T) d'un cycle de mise en image. L'image est définie sur la période de ces cinq étapes. Bien que ces représentations décrivent l'utilisation du temps pour ajuster le niveau d'intensité souhaité, il est possible par ailleurs de commander un niveau de courant pour atteindre le même but. D'autres sources lumineuses peuvent être utilisées avec différentes commandes de sortie de la lumière dans les procédés de détection sur zone, par exemple un panneau afficheur à cristaux liquides ou un schéma imprimé, en connexion avec une caméra réglée pour le même but. Bien qu'il existe cinq niveaux d'intensité (20 %, 40 %, 60 %, 80 %, et 100 %) dans les modes de réalisation représentés, il est possible d'utiliser un autre nombre de niveaux d'intensité. Une intensité à variation continue cyclique dans l'espace entre 20 % de luminosité et la lumière est définie sur la zone d'éclairage de la source lumineuse qui change de manière cyclique à un taux de modification qui est inférieur à celui qui est nécessaire à la détection d'un défaut. Le niveau de brillance minimal (20 %) est sélectionné de telle sorte que, soit un défaut masquant la lumière ou un défaut de réfraction peut être identifié par la caméra CCD sur 100 % de la surface de la source lumineuse. Comme le montre la figure 3, une commande totale de l'intensité d'une colonne individuelle va au-delà du pourcentage fractionnel calculé de manière linéaire présenté précédemment. Le schéma ici présenté peut se décrire comme une onde triangulaire dont la crête est la luminosité totale et dont le creux est à environ 20 % de la luminosité totale. Comme le montre la figure 3, il est possible d'effectuer une commande totale du nombre de colonnes allant de 20 % du clair au clair. Il est possible d'effectuer une modification du nombre de colonnes afin d'optimiser la nature cyclique du schéma en fonction de la dimension d'un récipient ou de la dimension d'un défaut. Les cycles d'intensité à variation continue dans l'espace peuvent être horizontaux ou verticaux, ou avoir des angles différents. Ceci peut également être une combinaison d'angles. Il est également possible d'obtenir une commande totale de la position relative du schéma par rapport à la totalité de l'éclairage à contre- jour (ce qui permet l'inspection du récipient). Lorsque le procédé d'inspection peut utiliser des zones positionnées de manière dynamique, la partie lumineuse du schéma peut être située de manière optimale afin de faciliter le positionnement du récipient. Pour une modification cyclique sur un axe, une mesure de la qualité de la source lumineuse fournit un histogramme de la source pratiquement plat. Une source lumineuse cyclique à deux axes peut également être utilisée afin de générer de telles modifications avec une commande individuelle de DEL, en utilisant un schéma de commande de transmission de la lumière, par exemple un modulateur de lumière, un afficheur à cristaux liquides ou un schéma imprimé. Un ordinateur 15 analyse l'image de la caméra en comparant les pixels voisins (un ou davantage) seuls ou en combinaison afin de déterminer le taux de modification de l'intensité et d'identifier des défauts éventuels dans lesquels le taux de modification dépasse une valeur définie. Dans un mode préféré de réalisation, il est fourni une pluralité de rangées verticales de DEL (18) intermédiaires entre les rangées noire et blanche et dans laquelle l'intensité de ladite pluralité de rangées intermédiaires diminue de manière uniforme à partir de la rangée blanche jusqu'à la rangée noire. De préférence, il est fourni une pluralité de rangées verticales de DEL (18) du côté de ladite rangée noire éloignée de ladite rangée blanche et dans laquelle l'intensité de ladite pluralité desdites rangées du côté de ladite rangée noire éloignée de ladite rangée blanche augmente en intensité de manière uniforme à partir de la rangée noire. Il est alors préféré que chacun desdits groupes de rangées verticales de DEL (18) comporte trois rangées verticales situées entre lesdites rangées noire et blanche, I'intensité de la rangée adjacente à la rangée noire ayant une intensité d'environ 25% de la rangée blanche, et I'intensité de la rangée adjacente à la rangée blanche ayant une intensité d'environ 75% de la rangée blanche, et l'intensité de la rangée intermédiaire des trois rangées verticales situées entre les rangées noire et blanche ayant une intensité d'environ 50% de la rangée blanche. Ou bien, chacun desdits groupes de rangées verticales de DEL (18) comporte trois rangées verticales situées du côté de ladite rangée noire éloignée de ladite rangée blanche, I'intensité de la rangée adjacente à la rangée noire ayant une intensité d'environ 25% de la rangée blanche, et l'intensité de la rangée qui suit ayant une intensité d'environ 50% de la rangée blanche, et l'intensité de la dernière des trois rangées verticales éloignée de la rangée noire ayant une intensité d'environ 75% de la rangée blanche. REVENDICATIONS 1. Machine destinée à inspecter la paroi d'une bouteille (10) comprenant: un convoyeur (12) destiné à supporter une bouteille (10) jusqu'à un poste d'inspection, le poste d'inspection comprenant: une caméra CCD (14) située sur un côté du convoyeur (12) et foumrnissant une image de caméra, une source lumineuse (16) comportant une zone d'éclairage située sur l'autre côté du convoyeur (12) destinée à mettre en image la bouteille (10) dans lesdits moyens d'image de caméra CCD (14), caractérisé par des moyens destinés à définir une intensité à variation continue cyclique dans l'espace entre un niveau de brillance minimal qui permet I'identification d'un défaut masquant la lumière derrière celle-ci et une lumière sur ladite zone d'éclairage de la source lumineuse (16) à un taux de modification qui est inférieur à celui qui est nécessaire pour être détecté en tant que défaut, des moyens d'ordinateur destinés à analyser ladite image de caméra en comparant des points d'image avoisinants (un ou davantage) seuls ou en combinaison afin de déterminer le taux de modification de l'intensité et d'identifier des défauts là o le taux de modification est supérieur à une valeur définie. 2. Machine destinée à inspecter la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 1, dans laquelle ladite source lumineuse (16) comprend une pluralité de rangées de diodes électroluminescentes (DEL) (18). 3. Machine destinée à inspecter la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 2, dans laquelle ladite pluralité de rangées de DEL (18) définit une pluralité de groupes de rangées, chacun comprenant une rangée brillante d'un côté, une rangée ayant une brillance minimale, au moins une rangée intermédiaire auxdites rangées brillante et à brillance minimale et ayant une intensité située entre la brillance minimale et la brillance, et au moins une rangée du côté de ladite rangée à brillance minimale qui est éloigné de ladite rangée brillante ayant une intensité se situant entre la brillance minimale et la brillance. 4. Machine destinée à inspecter le profil et la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 3, dans laquelle il est fourni une pluralité de rangées verticales de DEL (18) intermédiaires aux rangées à brillance minimale et brillante et dans laquelle l'intensité de ladite pluralité de rangées intermédiaires diminue de manière uniforme à partir de la rangée brillante jusqu'à la rangée à brillance minimale. 5. Machine destinée à inspecter le profil et la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 4, dans laquelle il est fourni une pluralité de rangées verticales de DEL (18) du côté de ladite rangée à brillance minimale qui est éloigné de ladite rangée brillante et dans laquelle l'intensité de ladite pluralité desdites rangées du côté de ladite rangée à brillance minimale éloignée de ladite rangée brillante augmente en intensité de manière uniforme à partir de la rangée à brillance minimale. 6. Machine destinée à inspecter le profil et la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 5, dans laquelle ladite rangée à brillance minimale a un niveau de brillance d'environ 20 % et dans laquelle chacun desdits groupes de rangées verticales de DEL (18) comporte trois rangées verticales situées entre lesdites rangées à brillance minimale et brillante, l'intensité de la rangée adjacente à la rangée à brillance minimale ayant une intensité d'environ 40 % de la rangée brillante, et l'intensité de la rangée adjacente à la rangée brillante ayant une intensité d'environ 80 % de la rangée brillante, et l'intensité de la rangée intermédiaire des trois rangées verticales situées entre les rangées à brillance minimale et brillante ayant une intensité d'environ 60 % de la rangée brillante. 7. Machine destinée à inspecter le profil et la paroi d'une bouteille (10) selon la revendication 6, dans laquelle chacun desdits groupes de rangées verticales de DEL (18) comporte trois rangées verticales situées du côté de ladite rangée à brillance minimale qui est éloigné de ladite rangée blanche, I'intensité de la rangée adjacente à la rangée à brillance minimale ayant une intensité d'environ 40 % de la rangée brillante, et l'intensité de la rangée qui suit ayant une intensité d'environ 60 % de la rangée brillante, et l'intensité de la dernière des trois rangées verticales, éloignée de la rangée à brillance minimale, ayant une intensité d'environ 80 % de la rangée brillante.