Brevet FR2863048A1 — publié le 20050603

Description L'invention concerne un procédé permettant de déterminer l'épaisseur de paroi de pièces en matière plastique, par irradiation des pièces en matière plastique en utilisant des rayons infrarouges et par détection du rayonnement thermique fourni, et concerne un dispositif de réalisation de ce procédé, comprenant une source de chaleur, un capteur thermique et un dispositif d'exploitation relié au capteur thermique. Pour la détermination de l'épaisseur de paroi de pièces en matière plastique, par exemple des garnitures d'essieu ou des joints soufflets, un procédé de mesure non destructif est nécessaire pour le contrôle qualité, en continu, et pour la documentation qualité, afin de pouvoir effectuer un contrôle à 100 % des pièces finies. Un contrôle visuel peut certes constater, en partie, des écarts concernant la forme extérieure des pièces, par rapport à la forme théorique, mais des différences d'épaisseur de paroi peuvent être identifiées seulement dans le cas d'erreurs extrêmement grossières. Des dispositifs et des procédés pour la mesure non destructive de l'épaisseur de paroi, sur des pièces en matière plastique, sont connus depuis un certain temps. Ainsi, le document DE 16 23 196 décrit un procédé de mesure de l'épaisseur de feuilles, dans lequel la feuille est traversée par des rayons infrarouges, et le rayonnement absorbé par la feuille est une mesure de l'épaisseur de la feuille. L'inconvénient concernant cette solution réside dans le fait que la mesure n'est effectuée que ponctuellement et, par conséquent, ne peuvent être détectées, de manière fiable, que des erreurs ayant une très grande étendue dans l'espace. Dans le document DE 29 36 400, on décrit un dispositif permettant de mesurer l'épaisseur de paroi de bouteilles en matière plastique, lequel dispositif utilise également un rayonnement infrarouge. La bouteille est tournée ici autour de son propre axe et traversée par la source de rayonnement fixe, de l'intérieur vers l'extérieur. Pour obtenir des valeurs mesurées concernant différents endroits de la bouteille, le faisceau est divisé par un séparateur de faisceaux, de sorte que l'un des faisceaux est dirigé sur la paroi verticale et l'autre faisceau est dirigé sur la zone angulaire au sol. De cette manière, on peut déterminer deux profils d'épaisseur - de forme linéaire - de la bouteille. Pour une mesure complète de toute la paroi, ce procédé n'est pas approprié non plus. En outre, on a besoin en plus d'un dispositif rotatif. Le but de l'invention est de réaliser un procédé de mesure du type décrit initialement qui permette une mesure non destructive, complète et rapide de la totalité de l'épaisseur de paroi d'une pièce en matière plastique. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que la surface totale de la pièce en matière plastique, tournée vers la source de chaleur, est chauffée, sur une courte durée, par les rayons infrarouges sortant de la source de chaleur, et la température - résultant de ce chauffage par rayonnement - de la surface de la pièce en matière plastique, placée à l'opposé de la source de chaleur, est détectée en surface par le capteur thermique conçu comme une caméra de thermographie. Ce procédé offre l'avantage que la paroi de la pièce en matière plastique ne doit pas être balayée ponctuellement ou linéairement, mais est détectée complètement par un seul enregistrement d'images de la caméra de thermographie. Lors du chauffage d'une surface de la pièce, la température de l'autre surface se forme en fonction de la quantité de matière qui est à chauffer. Etant donné que la quantité de matière est proportionnelle à l'épaisseur de paroi, la température est par conséquent une mesure de l'épaisseur de paroi de la pièce. Dans le cas de différences d'épaisseur de paroi de points voisins, il se produit des différences de température inversement proportionnelles qui peuvent être détectées par la caméra de thermographie. Ainsi, cela permet aussi, de façon avantageuse, une identification immédiate de pièces de rebut. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le profil de température détecté par la caméra de thermographie est comparé, quantitativement, à un profil théorique mesuré par le dispositif d'exploitation placé en aval. L'avantage de cette solution réside aussi bien dans le fait que, par la comparaison des deux profils, le profil de l'épaisseur de paroi de la pièce peut être traité par un protocole numérique, que dans le fait, également, que des écarts par rapport au profil théorique sont utilisables immédiatement pour une décision concernant ce qui est bon / mauvais. Dans une autre variante de l'invention, lors de la mesure de corps creux, le côté du corps creux, placé à l'opposé de la caméra de thermographie, est réfléchi par des miroirs thermiques, dans la zone de détection de la caméra de thermographie. En procédant ainsi, le procédé conforme à l'invention peut être utilisé également pour la mesure simple de corps creux, comme par exemple de joints soufflets ou d'autres pièces moulées par soufflage, sans que les pièces doivent être tournées de manière supplémentaire ou sans que l'on doive faire plusieurs enregistrements d'images. Le but de l'invention consiste en outre à réaliser un dispositif du type décrit initialement qui permette la réalisation simple et fiable du procédé cité. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que la pièce en matière plastique est disposée entre la source de chaleur et le capteur thermique, de manière telle qu'après un chauffage de courte durée - par la source de chaleur - de la totalité de la surface de la pièce en matière plastique, tournée vers la source de chaleur, la température - résultant de ce chauffage par rayonnement - de la surface de la pièce en matière plastique, placée à l'opposé de la source de chaleur, puisse être détectée, en surface, par le capteur thermique conçu comme une caméra de thermographie. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le profil de température détecté par la caméra de thermographie est comparable, quantitativement, à un profil théorique mesuré par le dispositif d'exploitation placé en aval. Dans une autre variante de l'invention, lors de la mesure de corps creux, le côté du corps creux, placé à l'opposé de la caméra de thermographie, peut être réfléchi par des miroirs thermiques, dans la zone de détection de la caméra de thermographie. Grâce à ce dispositif, le procédé conforme à l'invention peut être utilisé également pour la mesure simple de corps creux, comme par exemple de joints soufflets ou d'autres pièces moulées par soufflage, sans qu'un dispositif rotatif supplémentaire soit nécessaire ou sans que l'on doive faire plusieurs enregistrements d'images. L'invention permet une information rapide, pouvant être documentée, concernant le profil d'épaisseur de paroi de pièces en matière plastique, étant donné que la totalité de la surface, même de corps creux, peut être détectée en une fois, l'enregistrement d'images de la caméra de thermographie peut être exploité numériquement et le temps de chauffage peut être maintenu en restant de très courte durée, en raison de la grande sensibilité de la caméra de thermographie. De cette manière, on peut intégrer également, dans le processus de fabrication, un contrôle automatisé à 100 A l'aide des dessins, on explique par la suite, de façon plus détaillée, deux exemples de réalisation de l'invention. Dans ces dessins: La figure 1 montre un dispositif simple permettant la réalisation du procédé conforme à l'invention pour la mesure d'épaisseur de paroi concernant une pièce en polyuréthane (PU) obtenue par soufflage, La figure 2 montre un second dispositif de réalisation du procédé permettant la mesure de la totalité de l'épaisseur de paroi d'un corps creux, dans un enregistrement d'images, et, La figure 3 montre à titre d'exemple, d'après le processus d'exploitation effectué, un profil de température de la pièce obtenue par soufflage. Sur la figure 1, on représente le fonctionnement de principe du procédé de mesure conforme à l'invention. Un émetteur de rayonnement infrarouge 2, servant de source de chaleur, est disposé dans un joint soufflet 1 en polyuréthane (PU). L'émetteur de rayonnement infrarouge 2 émet des rayonnements thermiques 3 sur toute sa surface. Les rayonnements thermiques 3 sont incidents sur la surface intérieure 4 du joint soufflet 1. De ce fait, la température de la surface extérieure 5 du joint soufflet 1, espacée de la surface intérieure 4 par l'épaisseur de paroi, augmente, l'augmentation de température étant dépendante de l'épaisseur de paroi. Le rayonnement thermique 6 fourni par la surface extérieure 5 du joint soufflet 1 est détecté par une caméra infrarouge 7 et analysé par un dispositif d'exploitation non montré ici. Pour effectuer, dans cet agencement, une mesure complète de la totalité de la paroi du joint soufflet 1, le joint soufflet 1 doit être tourné par un dispositif non montré ici et plusieurs enregistrements d'images doivent être effectués. Sur la figure 2, on montre un autre dispositif de mesure qui permet une mesure complète, en une fois, de la totalité de l'épaisseur de paroi du joint soufflet 1. Le procédé de la figure 1 est complété par deux miroirs thermiques 8 qui sont positionnés derrière le joint soufflet 1, de manière telle que le rayonnement thermique 9 - non détectable sur la figure 1 - du côté arrière 10 du joint soufflet 1 puisse être enregistré aussi dans un enregistrement d'images effectué par la caméra infrarouge 7. Sur la figure 3, on représente, à titre d'exemple, un résultat de l'exploitation des signaux de la caméra infrarouge non montrée ici. Etant donné que l'épaisseur de paroi du joint soufflet 1 n'est pas partout constante, il est nécessaire d'enregistrer d'abord une courbe comparative 11 de valeurs théoriques, laquelle courbe comparative représente le profil d'épaisseur prévu du joint soufflet 1. La courbe de mesure 12 du joint soufflet 1 est comparée à cette courbe comparative. Au niveau d'un emplacement 13, il se produit un écart important de la courbe de mesure 12, par rapport à la courbe comparative 11. Cela permet d'en déduire une très faible paroi d'épaisseur du joint soufflet 1, au niveau de cet emplacement 13. Si l'écart des courbes 11 et 12, l'une par rapport à l'autre, est plus grand qu'une valeur maximale admissible fixée antérieurement, on est en présence d'une pièce défectueuse. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé permettant de déterminer l'épaisseur de paroi de pièces en matière plastique, par irradiation des pièces en matière plastique (1) en utilisant des rayons infrarouges et par détection des rayonnements thermiques fournis (6), caractérisé en ce que la totalité de la surface (4) de la pièce en matière plastique (1), tournée vers la source de chaleur (2) est chauffée, sur une courte durée, par les rayons infrarouges (3) sortant de la source de chaleur (2), et la température - résultant de ce chauffage par rayonnement - de la surface (5) de la pièce en matière plastique (1), placée à l'opposé de la source de chaleur (2), est détectée en surface par le capteur thermique conçu comme une caméra de thermographie (7). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de température (12) détecté par la caméra de thermographie (7) est comparé, quantitativement, à un profil théorique (11) mesuré par le dispositif d'exploitation placé en aval. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la mesure de corps creux (1), le côté (10) du corps creux (1), placé à l'opposé de la caméra de thermographie (7), est réfléchi par des miroirs thermiques (8), dans la zone de détection de la caméra de thermographie (7). 4. Dispositif de réalisation d'un procédé permettant 35 de déterminer l'épaisseur de paroi de pièces en matière plastique, avec une source de chaleur (2), un capteur thermique (7) et un dispositif d'exploitation relié au capteur thermique (7), caractérisé en ce que la pièce en matière plastique (1) est disposée entre la source de chaleur (2) et le capteur thermique (7), de manière telle qu'après un chauffage de courte durée par la source de chaleur (2) - de la totalité de la surface (4) de la pièce en matière plastique (1), tournée vers la source de chaleur (2), la température - résultant de ce chauffage par rayonnement - de la surface (5) de la pièce en matière plastique (1), placée à l'opposé de la source de chaleur (2), puisse être détectée, en surface, par le capteur thermique conçu comme une caméra de thermographie (7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de température (12) détecté par la caméra infrarouge (7) peut être comparé, quantitativement, à un profil théorique (11) mesuré par le dispositif d'exploitation placé en aval. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors de la mesure de corps creux (1), le côté (10) du corps creux (1), placé à l'opposé de la caméra de thermographie (7), peut être réfléchi par des miroirs thermiques (8), dans la zone de détection de la caméra de thermographie (7).