Brevet FR3055968A1 — publié le 20180316

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE OPTIQUE D'ARTICLES EN VERRE CREUX La présente invention concerne un procédé de contrôle optique d'articles en verre creux. Elle concerne en outre un dispositif servant à mettre en oeuvre ledit procédé. Les articles en verre creux faisant office de produits d'un processus de façonnage du verre requièrent un contrôle des différentes caractéristiques, qui concernent par exemple la tolérance dimensionnelle de la forme du produit, les dommages superficiels, les inclusions dans le verre y compris des bulles ainsi que des zones de tension à l'intérieur du matériau en verre. Le contrôle se base sur des plages de tolérance définies, étant entendu que dans le cas où ces dernières ne sont pas respectées, l'article en verre creux considéré comme rebut est à rejeter. Dans ce contexte, des procédés de contrôle optiques sont connus sous la forme d'un ensemble de lumière transmise, étant entendu que l'article se trouve sur un chemin optique et étant entendu que la lumière absorbée par des inclusions à l'intérieur du matériau en verre ou également absorbée par des dommages superficiels est reçue au moyen d'une caméra et est amenée à une évaluation, qui a pour but d'examiner plus précisément le type desdits défauts. Dans ce contexte, des procédés de contrôle optiques sont connus sous la forme d'un ensemble de contrainte de lumière transmise, étant entendu que l'article se trouve sur un chemin optique entre deux filtres de polarisation, dont les niveaux de 3055968 2 polarisation s'étendent les uns par rapport aux autres selon un angle de 1-1/2. Cet ensemble se destine à identifier des zones de tension à l'intérieur du matériau en verre, étant entendu que le chemin optique 5 ne laisse pas passer la lumière en l'absence de zones de tension et étant entendu qu'une perméabilité à la lumière n'est alors de mise que si des zones de tension sont présentes après que le niveau de polarisation est tourné par rapport à sa position de départ par ces 10 dernières. Des zones de tension locales à l'intérieur du verre peuvent porter préjudice à la solidité mécanique du verre de sorte que des articles défectueux sont à isoler également dans ce sens. Les deux variantes de procédé ont pour effet, 15 moyennant l'utilisation d'au moins une caméra, de déterminer au moins une image, régulièrement toutefois des séquences d'images, qui reproduisent au moins une partie du pourtour de l'article en verre creux à contrôler, qui forment la base d'un procédé 20 d'évaluation qui suit. On sait disposer les composants nécessaires à la représentation technique desdits deux procédés le long d'une ligne de production lors du façonnage du verre, lequel agencement rencontre toutefois parfois des 25 difficultés pour des raisons d'espace. S'y ajoute le fait qu'il résulte de l'utilisation des deux procédés, qui sont utiles pour représenter un contrôle complet, des coûts non négligeables. Dans ce contexte, la présente invention a pour 30 objectif de configurer un procédé du type exposé au préalable en ce qui concerne un déroulement pouvant être représenté de manière plus simple et de manière 3055968 3 plus économique. Ledit objectif est atteint dans un procédé de ce type car l'article en verre creux à contrôler est placé sur le chemin optique, que des images sont produites par l'article en verre creux à la 5 fois en fonction du chemin optique réglé conformément à un ensemble de lumière transmise et en fonction du chemin optique réglé conformément à un ensemble de contrainte de lumière transmise, et que les images de l'ensemble de lumière transmise et celles de l'ensemble 10 de contrainte de lumière transmise sont utilisées afin de contrôler la présence éventuelle de défauts présentés par l'article en verre creux. Conformément à ce qui précède, l'utilisation d'uniquement un chemin optique entre une source de 15 lumière et au moins une caméra, dans lequel l'article en verre creux à examiner se trouve, est essentielle pour l'invention, et ce sous la forme d'un ensemble de lumière transmise ainsi que sous la forme d'un ensemble de contrainte de lumière transmise, à savoir en ce que 20 sont prévus des moyens, qui permettent un replacement simple et rapide du chemin optique entre lesdits ensembles. Ce regroupement lié à la technique de procédé peut être utilisé aux fins d'une simplification des moyens requis en matière d'appareillage nécessaires 25 à la mise en oeuvre du contrôle de l'article en verre creux. S'y ajoute le fait qu'un gain considérable en matière de volume de montage peut être obtenu une fois que moins de composants sont utilisés pour la représentation technique du procédé selon l'invention. Ainsi, deux types d'images sont selon l'invention enregistrés, à savoir celles de l'ensemble de lumière transmise et celle de l'ensemble de contrainte de 3055968 4 lumière transmise, qui forment la base du procédé d'évaluation qui suit immédiatement après. L'article en verre creux étant placé sur le chemin optique entre deux filtres de polarisation, dont l'un 5 au moins est un filtre de polarisation actif, et les niveaux de polarisation des deux filtres de polarisation étant amenés dans une position parallèle afin de représenter un ensemble de lumière transmise, et un angle d'au moins approximativement 1-1/2 étant 10 réglé afin de représenter un ensemble de contrainte de lumière transmise entre les niveaux de polarisation des filtres de polarisation, les moyens évoqués comprennent deux filtres de polarisation dont au moins un est un filtre de polarisation actif. Une commutation d'un 15 ensemble de lumière transmise à un ensemble de contrainte de lumière transmise et inversement est ainsi possible par un réglage correspondant des niveaux de polarisation des deux filtres de polarisation l'un par rapport à l'autre. Est prise en compte en tant que 20 filtre la combinaison d'un filtre de polarisation passif et d'un filtre de polarisation actif ou encore la combinaison de deux filtres de polarisation actifs. Il convient de regrouper sous le terme « filtre de polarisation actif », ici tout ensemble actif 25 optiquement, dont le niveau de polarisation peut être modifié facilement, et ce peut être tourné au moins jusqu'à un angle de 1-1/2 par rapport à une position de départ. Il convient de regrouper sous le terme « filtre de polarisation passif » ici tout ensemble actif 30 optiquement qui exerce sur une lumière naturelle un effet polarisant dans un niveau de polarisation et qui 3055968 5 est adapté pour représenter par exemple une lumière polarisée de manière linéaire. Cela signifie que le procédé ayant pour but de déterminer des défauts tels que des inclusions, des 5 dommages superficiels, etc., requérant un ensemble de lumière transmise et le procédé ayant pour but de déterminer des zones de tension, requérant un ensemble de contrainte de lumière transmise peuvent être regroupés sur un chemin optique, dans la mesure où une 10 alternance entre deux types de procédé requiert dans le cas le plus simple seulement une modification du plan de polarisation au moins de l'un des deux filtres de polarisation. Plusieurs caméras sont disposées le long du 15 contour de l'article en verre creux. Cette mesure est adaptée pour accélérer l'opération de contrôle, par exemple avec l'objectif d'une adaptation à des cycles de machine courants du processus de façonnage du verre. En lieu et place des nombreuses caméras, il est 20 possible également de positionner le long du pourtour de l'article en verre creux seulement une multitude de guides d'images, dont les extrémités opposées à l'article sont rassemblées en une caméra. Cette « technique endoscopique » offre en soi l'avantage d'un 25 besoin en espace moindre ainsi que des ressources moindres en matière d'appareillage. De même, le positionnement de guides d'images peut être géré de manière plus simple et de manière flexible selon les conditions locales. 30 L'article en verre creux à contrôler peut être debout sur un support au cours du contrôle. Il est toutefois avantageux quand l'article en verre creux 3055968 6 tourne autour de son axe au cours du contrôle. Cela ouvre la possibilité en toute simplicité de reproduire l'ensemble du pourtour de l'article en verre creux par une séquence d'images de sorte qu'une image complète 5 est disponible en vue de l'évaluation de l'apparition éventuelle de défauts et qu'en particulier des zones sensibles de l'article peuvent être soumises à un contrôle précis. Un filtre de polarisation actif, dont le niveau de 10 polarisation peut être commuté de manière électrique, est utilisé. L'action électrooptique des filtres de polarisation de ce type est connue de l'homme du métier de sorte qu'on peut renoncer ici à des explications plus approfondies sur le sujet. Une alternance entre 15 les deux types de procédé selon l'invention afin de représenter un ensemble de lumière transmise ou un ensemble de contrainte de lumière transmise est ainsi possible en un rien de temps. Les images de toutes les caméras sont amenées à 20 une évaluation commune, reproduisant dans ce cadre au moins une partie du contour de l'article en verre creux, une évaluation centralisée de toutes les images enregistrées par l'intermédiaire des nombreuses caméras est mise au point. De manière correspondante, une 25 évaluation centralisée des images est de mise, laquelle se base sur l'identification de représentations erronées des images à partir d'un ensemble de lumière transmise et d'un ensemble de contrainte de lumière transmise. 30 En variante d'une unité d'évaluation centralisée de ce type, il est possible d'utiliser également 3055968 7 plusieurs unités d'évaluation différentes les unes des autres. En outre, la présente invention a pour objectif de mettre au point un dispositif servant à mettre en oeuvre 5 ledit procédé, lequel dispositif présente une structure peu encombrante et simple en matière d'appareillage et qui permet un contrôle d'articles en verre creux pouvant être représenté de manière plus économique en comparaison avec l'état de la technique. Ledit objectif 10 est atteint grâce à une source de lumière, des moyens servant à régler avec une possibilité de sélection un chemin optique à mettre en place conformément à un ensemble de lumière transmise ou à un ensemble de contrainte de lumière transmise, une position de 15 contrôle pour un article en verre creux et au moins une caméra. Conformément à ce qui précède, l'utilisation d'un chemin optique pouvant être replacé en fonction d'un ensemble de lumière transmise ainsi que d'un ensemble 20 de contrainte de lumière transmise, dans lequel l'article en verre creux à examiner se trouve dans une position de contrôle, est essentielle pour l'invention. Le chemin optique est caractérisé par des moyens qui se destinent à mettre au point ce dernier en fonction d'un 25 ensemble de lumière transmise ou selon un ensemble de contrainte de lumière transmise. Il est possible de prévoir, selon la précision souhaitée de l'opération de contrôle, une ou également plusieurs caméras, qui se présentent de préférence selon une répartition sur le 30 contour uniforme. Les caméras peuvent, ainsi que cela a déjà été mentionné plus haut, être remplacées également par des guides d'images, qui sont équipés du côté de 3055968 8 l'article respectivement d'une optique d'entrée et qui sont regroupés, au niveau de leur extrémité détournée de l'article, en une caméra, l'évaluation ultérieure des images ayant lieu immédiatement après, étant 5 entendu que des techniques du traitement d'image industriel sont employées. Les moyens évoqués sont représentés par des filtres de polarisation, dont au moins un est un filtre de polarisation actif. 10 Le dispositif est caractérisé par une plaque de réglage, reliée à un entraînement en rotation, disposée dans la position de contrôle, pour l'article en verre creux à contrôler, caractérisé par une plaque de réglage, qui se trouve dans la position de contrôle et 15 qui se destine à poser l'article en verre creux à contrôler. Le laps de temps nécessaire au contrôle d'un article peut être réduit par une rotation de plaque de réglage, éventuellement en combinaison avec l'agencement de plusieurs caméras ou guides d'images. 20 La présente invention est expliquée de manière plus détaillée ci-après en se référant au schéma de fonctionnement reproduit sur la figure. La référence 1 désigne sur la figure un article en verre creux, dont les parois doivent faire l'objet d'un 25 contrôle optique pour détecter la présence éventuelle de défauts et qui se trouve dans une position de contrôle 7. De manière appropriée, l'article en verre creux tourne autour de son axe 2 s'étendant de manière verticale au cours du contrôle. 30 la référence 3 désigne une source de lumière plate, dont le rayonnement émis horizontal atteint l'article en verre creux 1 en passant par un premier filtre de 3055968 9 polarisation 4 passif. Ainsi, l'article en verre creux 1 est par exemple traversé par un rayon de lumière, qui est polarisé de manière linéaire dans un premier niveau de polarisation. 5 La référence 5 désigne un deuxième filtre de polarisation, qui est réalisé sous la forme d'un filtre actif, en d'autres termes son niveau de polarisation, le deuxième niveau de polarisation dans l'exemple de réalisation illustré, peut tourner selon un angle d'au 10 moins 1-1/2 en appliquant un champ électrique. En fonction de la rotation du niveau de polarisation du filtre de polarisation 5, un ensemble constitué de la source de lumière 3 ainsi que des deux filtres de polarisation 4, 5 est soit perméable à la lumière soit 15 non perméable à la lumière et forme de manière correspondante un ensemble de lumière transmise ou un ensemble de contrainte de lumière transmise. La référence 6 désigne une caméra, qui est disposée et mise au point pour enregistrer les images 20 parvenant dans l'optique d'entrée de la caméra par l'intermédiaire du filtre de polarisation 5. Ainsi que cela a déjà été mentionné en introduction, il s'agit d'identifier, avec un ensemble de contrôle de ce type, deux types de défauts dans la 25 ou de la structure de verre, à savoir un premier type, dont l'identification ne requiert aucune lumière polarisée, laquelle ne donne pas lieu à un changement de niveau de polarisation suite au passage de lumière à travers l'article en verre creux 1, et un second type, 30 lors du passage duquel une rotation du niveau de polarisation intervient. 3055968 10 Afin d'identifier le premier type mentionné de défauts, les niveaux de polarisation des deux filtres de polarisation 4, 5 sont réglés de manière parallèle, lequel réglage, dans le cas du filtre de polarisation 5 5 est provoqué par un signal électrique de sorte que le chemin optique en partant de la source de lumière 3 jusqu'à la caméra 6 est perméable à la lumière. Dans le cas de cette position de commutation, des défauts structurels du verre, tels que des bulles, des 10 inclusions, des dommages superficiels, etc. sont ainsi identifiés et peuvent être reproduits au moyen de la caméra 6. Afin d'identifier le deuxième type mentionné de défauts, les niveaux de polarisation des deux filtres 15 de polarisation 4, 5 sont réglés de telle manière qu'ils s'étendent selon un angle d'au moins approximativement 1-1/2 de sorte que le chemin optique partant de la source de lumière 3 jusqu'à la caméra 6 n'est pas perméable à la lumière. En présence toutefois 20 de zones de tension dans le verre de l'article en verre creux 1 à l'intérieur du chemin optique, une rotation du niveau de polarisation a lieu au niveau desdits emplacements avec pour conséquence que lesdites zones de tension peuvent être perçues visuellement et peuvent 25 être reproduites au moyen de la caméra 6. L'ensemble de contrôle selon l'invention est ainsi adapté pour l'identification des deux types de défauts, en ce que seulement l'état de polarisation ici du filtre de polarisation 5 est commuté de manière 30 cyclique dans le but de l'identification d'un ou de l'autre type de défauts. 3055968 11 N'est pas illustrée sur la figure une commande qui est mise au point pour provoquer une commutation cyclique du niveau de polarisation du filtre de polarisation 5, pour commander l'opération 5 d'enregistrement de la caméra 6, en particulier les séquences d'images créées ici, qui sont classées en fonction de l'état de polarisation respectivement réglé, et ce en accord avec la vitesse de rotation de l'article en verre creux 1 dans sa position de contrôle. 10 En outre d'autres composants d'un traitement d'images assisté par ordinateur peuvent être intégrés dans une commande de ce type, qui ont pour but d'apprécier les défauts trouvés, y compris de générer un signal pour savoir s'il s'agit dans certains cas 15 éventuellement de défauts qui ne sont plus admissibles, qui ont pour conséquence un rejet d'un article en verre creux défini considéré comme rebut. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et 20 représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 3055968 12 Liste des numéros de référence : 1 Article en verre creux 2 Axe longitudinal 3 Source de lumière 4 Filtre de polarisation 5 Filtre de polarisation 6 Caméra 7 Position de contrôle REVENDICATIONS1. Procédé servant à détecter des défauts éventuels présentés par des articles en verre creux (1) par contrôle optique, dans lequel l'article en verre creux (1) est positionné dans un chemin optique entre une source de lumière (3) et au moins une caméra (6), dans lequel des images de l'article en verre creux (1) sont créées au moyen de la caméra (6) et dans lequel un contrôle concernant la présence éventuelle des défauts est effectué à l'aide desdites images, caractérisé en ce que l'article en verre creux (1) à contrôler est placé sur le chemin optique, que des images sont produites par l'article en verre creux (1) à la fois en fonction du chemin optique réglé conformément à un ensemble de lumière transmise et en fonction du chemin optique réglé conformément à un ensemble de contrainte de lumière transmise, et que les images de l'ensemble de lumière transmise et celles de l'ensemble de contrainte de lumière transmise sont utilisées afin de contrôler la présence éventuelle de défauts présentés par l'article en verre creux (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'article en verre creux (1) est placé sur le chemin optique entre deux filtres de polarisation (4, 5), dont l'un au moins est un filtre de polarisation (5) actif. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les niveaux de polarisation des deux filtres de polarisation (4, 5) sont amenés dans une position parallèle afin de représenter un ensemble de lumière transmise, et qu'un angle d'au moins 3055968 14 approximativement n/2 est réglé afin de représenter un ensemble de contrainte de lumière transmise entre les niveaux de polarisation des filtres de polarisation (4, 5). 5 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que plusieurs caméras (6) sont positionnées le long de la périphérie de l'article en verre creux (1). 5. Procédé selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'article en verre creux (1) à contrôler est tourné autour de son axe (2) au cours du contrôle. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'est utilisé 15 en tant que filtre de polarisation (5) actif un filtre dont le niveau de polarisation peut être commuté de manière électrique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les images 20 de toutes les caméras (6) sont amenées à une évaluation commune, reproduisant dans ce cadre au moins une partie du contour de l'article en verre creux (1). 8. Dispositif servant à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 25 caractérisé au moins par une source de lumière (3), des moyens servant à régler avec une possibilité de sélection un chemin optique à mettre en place conformément à un ensemble de lumière transmise ou à un ensemble de contrainte de lumière transmise, une 30 position de contrôle (7) pour un article en verre creux (1) et au moins une caméra (6). 3055968 15 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens sont représentés par des filtres de polarisation (4, 5), dont au moins un est un filtre de polarisation (5) actif. 5 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par une plaque de réglage, reliée à un entraînement en rotation, disposée dans la position de contrôle (7), pour l'article en verre creux (1) à contrôler.