Brevet FR2838824A1 — publié le 20031024

(39, 40) 1 2838824 La presente invention concerne un procede et un dispositif pour reguler automatiquement une quantite de produit deposee de maniere repetitive par un actionneur de depose; elle concerne egalement ['installation de depose equipee d'un tel dispositif. Cette invention concerne en particulier les domaines industrials de la biscuiterie et de la chocolaterie dans lesquels on effectue des operations successives de depose automatique de produit liquide, semi- liquide ou pateux (genre creme, confiture ou chocolat) sur un support de reception, notamment en forme de biscuit. De maniere classique7 pour etre sGr de deposer des successions de quantites minimales sur ou dans un support de reception, et ceci malgre les differentes perturbations ou evolutions possibles notamment liees aux conditions de depose et a l'encrassement eventuel de l'actionneur de depose, on majore la quantite de produit deposee sur ledit support de reception, en particulier en fonction de ['experience acquise. De plus, des mesures ponctuelles de verification vent effectuees regulierement par un operateur, suivies, le cas echeant, d'un reglage manuel correctif. Cependant, les operations de verification correspondantes ne vent pas toujours tres faciles a mettre en oeuvre. D'autre part, le surdosage realise peut se reveler relativement coGteux, en particulier lorsque l'on traite de grandes quantites de produit. La presente invention vise a remedier a ces inconvenients en proposant de realiser des operations regulieres et entierement automatiques de controle et d'autoregulation de la quantite de matiere deposee par l'actionneur de depose. A cet effet, le procede conforme a la presente invention pour reguler automatiquement la quantite de produit deposee de maniere repetitive par un actionneur de depose, lequel actionneur est associe a des moyens qui permettent un reglage de la quantite de produit deposee, consiste: - a determiner automatiquement la quantite de produit effectivement deposee par I'actionneur de depose lors d'une operation de depose, - a comparer automatiquement cette quantite de produit effectivement deposee avec la quantite de produit que l'on souhaite deposer, et - en cas de difference entre les deux valeurs, a reajuster automatiquement la quantite de produit deposee lors des operations ulterieures de depose par une action sur lesdits moyens de reglage. De preference, la quantite de produit effectivement deposee est determinee par une mesure de volume. Cette mesure de volume peut etre realisee a partir d'un enregistrement audit relief de la depose de produit. Dans certains cas particuliers, elle peut etre realisee a partir d'un 2 2838824 enregistrement du support de produit seul, pour constituer une reference, suivi d'un enregistrement du relief de ['ensemble support de produit-depose de produit. Le dispositif pour la mise en ceuvre du procede comprend: - au moins un actionneur de depose du produit, - des moyens qui permettent le reglage de la quantite de produit deposee par ledit actionneur, - des moyens pour determiner la quantite de produit deposee par ledit actionneur, - des moyens pour comparer la quantite de produit deposee avec la quantite de produit que l'on souhaite deposer, et - des moyens qui permettent d'agir sur lesdits moyens de reglage de 1'actionneur, pour reajuster automatiquement la quantite de produit deposee lors des operations ulterieures de depose, en cas de difference constatee entre la quantite de produit effectivement deposee et la quantite que l'on souhaite deposer. Selon une forme de realisation preferee, les moyens pour determiner la quantite de produit effectivement deposee vent constitues de moyens de mesure du volume de cette quantite deposee. Selon une premiere forme de realisation, ces moyens de mesure comprennent: - des moyens pour enregistrer directement le relief de la depose de produit, et - un module de traitement des donnees pour definir ledit volume. Selon une autre forme de realisation possible, les moyens de mesure de volume comprennent: - des moyens pour enregistrer le relief de ['ensemble support de produit depose de produit, - des moyens pour enregistrer le relief du support de produit seul, et - un module de traitement des donnees pour definir ledit volume. Les moyens pour enregistrer le relief de la depose de produit vent avantageusement constitues d'au moins deux cameras. De preference, on prevoit des moyens complementaires pour mettre en evidence le relief que lion desire enregistrer. Ces moyens particuliers consistent avantageusement en un systeme de faisceau laser, soit mobile, soit fixe associe a des moyens permettant la generation d'un ensemble de stries ou d'un quadrillage sur la surface du produit et/ou de son support. L'invention concerne encore ['installation de depose de produit equipee d'au moins un dispositif d'autoregulation tel que definit ci-dessus. Selon une forme de realisation preferee, cette installation comprend - une pluralite d'actionneurs de depose amenages au-dessus d'un systeme convoyeur pour 3 5 realiser des rangees de depose de produit, soit directement sur led it systeme convoyeur, soit sur des supports de reception poses sur ledit systeme convoyeur, et 3 2838824 des moyens pour enregistrer le relief de la depose de produit, amenages sur un chariot mobile perpendiculairement a ia direction d'avancement audit systeme convoyeur pour permettre l'enregistrement du relief correspondent sur les differentes files formees. Mais ['invention sera encore illustree, sans etre aucunement limitee, par la description suivante associee aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 illustre, sous forme de schema-bloc, le procede et le dispositif d'autoregulation conformes a la presente invention; - la figure 2 est une vue schematique qui montre une installation de depose de creme ou de chocolat sur des biscuits, equipee d'un dispositif d'autoregulation conforme a la presente invention; - la figure 3 illustre une forme de realisation possible de la technique qui permet de mettre en evidence le relief ou les contours du produit depose, en vue de determiner le volume de la depose de produit; - les figures 4 et 5 illustrent le principe de determination du volume de la depose de produit, a partir de moyens pour enregistrer le relief du support de produit seul et de moyens pour enregistrer le relief de ['ensemble support de produit-depose de produit. La representation schematique de la figure 1 illustre un actionneur 1, associe a des moyens de reglage 2, qui depose une quantite de produit 3 de maniere repetitive dans ou sur des supports 4 transportes par un systeme convoyeur 5. Apres ['operation de depose, des moyens adaptes 6 permettent de definir la quantite de produit 3 effectivement deposee par l'actionneur; cette quantite de produit effectivement deposee est comparee par une unite de gestion electro n iq ue/i nform atiq ue 7 avec la q uantite de prod u it q ue 1 ' on sou ha ite depose r su r ou dans les supports 4; et en cas de difference entre les deux valeurs, ladite unite de gestion 7 commande les moyens de reglage 2 de l'actionneur de depose 1 pour reajuster automatiquement la quantite de produit qui sera deposee sur les supports a venir. La mesure de la quantite de produit effectivement deposee et la correction eventuelle de reglage peuvent etre realises a chaque operation de depose ou seulement selon une periodicite predefinie. L'actionneur de depose 1 peut se presenter sous la forme d'une valve a tiroir, valve a aiguille, valve a vis, valve a diaphragme, valve rotative multibuses (regle a tiroir) ou autre. Les moyens de reglage 2 associes vent fonction du type d'actionneur utilise; il peut s'agir de moyens d'ajustement du temps d'ouverture de la valve dans le cadre notamment des valves a tiroir ou a aiguille, ou du nombre de tours de la vis dans le ::: ':::: 4 2838824 cadre d'une valve a vis. Ces moyens de reglage 2 peuvent etre integres audit actionneur ou faire partie integrante de ['unite de gestion 7, selon le cast De preference, la quantite de produit deposee sur ou dans le support de reception est determinee par une mesure volumetrique; et cette mesure de volume est obtenue par tous moyens appropries, par exemple a partir d'un systeme d'emission et de reception d'ondes, ou par vole optique. Dans tous les cas, les moyens de reception des donnees brutes vent associes a un module de traitement et de calcul approprie; ce module peut etre integre aux moyens de reception des donnees, ou faire partie integrante de ['unite de gestion 7. Cette unite de gestion 7 se presente avantageusement sous la forme d'un automate programmable ou d'un micro-ordinateur. De preference, les moyens de mesure de la quantite de produit deposee comprennent des moyens optiques pour enregistrer le relief, soit de la depose de produit uniquement, soit du support de produit seul, puis de ['ensemble support de produit-depose de produit. Ces enregistrements de relief vent ensuite traites par le module de traitement et de calcul pour definir le volume de produit recherche. Ces moyens d'enregistrement vent avantageusement associes a un systeme de mise en evidence du relief. On a represente schematiquement sur la figure 2 un dispositif conforme a la presente invention integre dans une installation de depose de creme ou de chocolat sur des biscuits. Sur cette figure 2, on remarque que le systeme convoyeur 5 transporte six files de biscuits 4 constituent les supports de reception de la creme ou du chocolat 3. Chaque file de biscuits 4 comporte son propre actionneur de depose 1; et la serie des six actionneurs constitue une ligne de depose 8 qui s'etend transversalement a la direction d'avancement du convoyeur 5, alimentee en produit a deposer par une tubulure unique 9. Dans le cas de figure illustre, uniquement un biscuit sur deux de chaque file re,coit la creme ou le chocolat 3; le biscuit qui ne recoit pas de produit est destine dans la suite du processus de fabrication a venir recouvrir le biscuit charge, pour former un produit alimentaire du genre gouter-fourre. Juste en aval de la ligne de depose 8 on remarque la presence du dispositif 6 de mesure de la quantite de produit deposee. Ce dispositif de mesure 6 est constitue d'un couple de camera 10, d'une source optique 11 permettant de mettre en evidence I'enveloppe externe du produit 3 depose sur le biscuit, et d'un module 12 du traitement du signal. 2838824 La source optique 11 se presente de preference sous la forme d'un laser. Cette source laser peut etre soit mobile, adaptee pour balayer toute la surface du produit depose, soit associee a des moyens particuliers permettant la generation d'un ensemble de stries ou d'un quadrillage sur la surface du produit depose. S Les deux cameras 10 vent judicieusement disposees pour enregistrer les lignes de projection formees par la source laser, et le module de traitement du signal traite les donnees enregistrees pour definir le volume de produit depose, par integration des d ifferents profi le en reg istres. Comme precise ci-avant, cette mesure de volume, transformee eventuellement en valeur de poids, est ensuite comparee par ['unite de gestion 7 avec la quantite de matiere que l'on souhaite deposer sur les biscuits, et une operation de correction eventuelle est realisee sur les moyens de reglage 2 pour obtenir l'autoregulation recherchee. En pratique, une correction ou un reajustement des reglages sera realise uniquement dans le cas ou la difference entre la valeur mesuree et la valeur souhaitee depasse un seuil de tolerance predefini correspondent par exemple au moins aux tolerances de fabrication des produits. On notera que si besoin est. plus de deux cameras 10 peuvent etre utilisees pour enregistrer les courbes de niveau mise en evidence par la source laser. Dans le cadre d'une installation telle qu'illustree sur la figure 2, traitant plusieurs files juxtaposees, le systeme de cameras 10 et de source laser 11 est monte sur un chariot, repere schematiquement en 13, mobile en translation perpendiculairement a la direction d'avancement du systeme convoyeur 5. De la sorte, les actionneurs de depose 1 de chaque file peuvent etre testes et eventuellement corriges les uns aprbs les autres. Si besoin est. I'ensemble cameras 10/source laser 11 peut etre integre dans un capotage adapte, en particulier pour eviter toute perturbation par la lumiere ambiante; I'enceinte capotee correspondante peut integrer des moyens d'eclairage adaptes pour optimiser l'enregistrement des courbes de niveau par le systeme de cameras. Ce type d'installation permet la realisation de mesures automatiques tres frequentes sur chacune des files traitees, de maniere a corriger presque instantanement les derives eventuelles des quantites de matiere deposees. Sur la figure 3, on a represente une source laser 11 equipee de moyens connus schematises par une grille 14 permettant la generation de courbes de niveau 15 sur le produit 3 depose. 6 2838824 Ces courbes de niveau 15 vent enregistrees par le systeme de cameras et permettent par calcul d'integration de connatre le volume de produit depose. Le support 4 du produit 3 sert ici de plan de reference pour ce calculi il peut s'agir d'un support plan particulier, genre biscuit par exemple, ou directement du convoyeur de S transport, notamment dans le cas d'une depose de chocolat sur ledit convoyeur, pour la fabrication de >. Les figures 4 et 5 illustrent le principe de mesure consistent a determiner dans un premier temps le relief du support de produit seul, puis dans un second temps le relief de ['ensemble support de produitdepose de produit, en vue de determiner par difference la quantite de produit deposee. Pour cela, un premier ensemble de mesure camera 10-source laser 11 est amenage en amont de l'actionneur de depose, et un second ensemble identique ou similaire est place en aval audit actionneur. La figure 4 illustre le principe de determination du relief du support de produit seul, ici represente sous la forme d'une barquette 16, a partir des courbes de niveau generees par la source laser 11. La figure 5 illustre le principe de determination du relief du support 16 charge en produit 3. Le module de traitement du signal integre les valeurs provenant des deux enregistrements pour calculer par difference la quantite de produit 3 deposee dans la barquette 16. Ce principe de mesure peut par exemple etre utilise pour des supports non homogenes sur une meme file, ou pour des supports creux, genre fond de tartelette ou autre. 7 2838824 - REVENDICATIONS 1.- Procede pour reguler automatiquement une quantite de produit deposee de maniere repetitive par un actionneur de depose (1), lequel actionneur de depose (1) est associe a des moyens (2) qui permettent un reglage de la quantite de produit deposee, caracterise en ce qu'il consiste: - a determiner automatiquement la quantite de produit effectivement deposee par l'actionneur de depose (1) lors d'une operation de depose, - a comparer automatiquement cette quantite de produit effectivement deposee avec la quantite de produit que l'on souhaite deposer, et - en cas de difference entre les deux vaieurs, a reajuster automatiquement la quantite de produit deposee lors des operations ulterieures de depose par une action sur lesdits moyens de reglage (2). 2.- Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il consiste a determiner la quantite de produit effectivement deposee par l'actionneur de depose (1) en realisant une mesure du volume de cette quantite deposee. 3.- Procede selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il consiste a determiner la quantite de produit effectivement deposee par l'actionneur de depose (1) en realisant une mesure du volume de cette quantite deposee, a partir d'un enregistrement du relief de la depose de produit. 4.- Procede selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il consiste a determiner la quantite de produit effectivement deposee par l'actionneur de depose (1) en realisant une mesure du volume de cette quantite deposee, a partir - d'un enregistrement du relief du support de produit seul, pour constituer une reference, et d'un enregistrement du relief de ['ensemble support de produit-depose de produit. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce qu'il comprend: - au moins un actionneur de depose (1) du produit, - des moyens (2) qui permettent le reglage de la quantite de produit deposee par ledit actionneur (1), - des moyens (6) pour determiner la quantite de produit deposee par ledit actionneur (1), - des moyens (7) pour comparer la quantite de produit deposee avec la quantite de produit que l'on souhaite deposer, et - des moyens (7) qui permettent d'agir sur lesdits moyens de reglage (2) de I'actionneur (1), pour reajuster automatiquement la quantite de produit deposee lors 8 2838824 des operations ulterieures de depose, en cas de difference constatee entre la quantite de produit effectivement deposee et la quantite de produit que l'on souhaite deposer. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caracterise en ce que les moyens (6) pour determiner la quantite de produit effectivement deposee vent constitues de moyens de mesure du volume de cette quantite deposee. 7.Dispositif selon la revendication 6, caracterise en ce que les moyens (6) de mesure du volume de la quantite de produit deposee comprennent: - des moyens (10, 11) pour enregistrer le relief de la depose de produit, et - un module (12) de traitement des donnees pour definir ledit volume. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caracterise en ce que les moyens (6) de mesure du volume de la quantite de produit deposee comprennent des moyens pour enregistrer le relief de ['ensemble support de produitdepose de produit, - des moyens pour enregistrer le relief du support de produit seul, et - un module de traitement des donnees pour definir ledit volume. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caracterise en ce que les moyens d'enregistrement de relief vent constitues d'au moins deux cameras (10). 10.- Dispositif selon la revendication 9, caracterise en ce qu'il comporte des moyens complementaires (11) pour mettre en evidence le relief que l'on desire enregistrer. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caracterise en ce que les moyens de mise en evidence du relief consistent en un systeme de faisceau laser (11) . 12.- Dispositif selon la revendication 11, caracterise en ce qu'il comporte un systeme de faisceau laser mobile. 13.- Dispositif selon la revendication 11, caracterise en ce qu'il comporte un systeme de faisceau laser fixe (11) associe a des moyens (14) permettant la generation d'un ensemble de stries ou d'un quad rillage sur la surface du prod uit (3) et/ou de son support (4, 16). 14.- Installation de depose de produit comportant au moins un dispositif selon I'une quelconque des revendications 5 a 13. 15.- Installation de depose de produit selon la revendication 14, caracterisee en ce qu'elle comprend - une pluralite d'actionneurs de depose (1) amenages au-dessus d'un systeme convoyeur (5) pour realiser des rangees de depose de produit directement sur ledit systeme convoyeur (5) ou sur des supports de reception (4, 16) poses sur ledit systeme convoyeur (5), et - des moyens (10, 11) pour enregistrer le relief de la depose de produit (3), amenages sur un chariot (13) mobile -I -ax A 9 2838824 perpendiculairement a la direction d'avancement audit systems convoyeur (5) pour permettre l'enregistrement du relief de la depose de produit sur les differentes files