Procédé de contrôle automatique d'une bobine de fil
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne un procédé de contrôle automatique d'une bobine de fil, destiné à détecter un défaut dans cette bobine, dans lequel toutes les parties de la surface de la bobine sont explorées successivement au moyen d'une caméra de télévision au moins, les signaux vidéo étant appliqués ensuite à un circuit détecteur destiné à détecter ces signaux et la tension de sortie dudit circuit détecteur étant appliquée à un mécanisme de sélection, capable de sélectionner les bobines avec un défaut.
Le contrôle de bobines de fil nécessite un temps considérable. Ce contrôle concerne les dimensions et la qualité de ces bobines. On a pu déjà effectuer automatiquement des contrôles simples. Lors de ces contrôles, il s'agit de séparer les articles présentant des défauts des autres articles. Toutefois, on n'a pas réussi jusqu'à présent à remplacer le contrôle humain par un contrôle automatique, surtout lorsqu'il s'agit de contrôler la qualité.
Le contrôle humain nécessite un temps considérable et il est inconstant, surtout lorsqu'il est effeotué par un certain nombre de contrôleurs. On a proposé différentes techniques d'exploration pour venir à bout de la falllibillté humaine et de la perte de temps.
Il est connu, par exemple, d'analyser les bobines de fil au moyen d'un spot lumineux, la lumière réfléchie par les objets contrôlés, ou la lumière absorbée étant détectée par des cellules photoélectrlques, dont la tension de sortie est utilisée pour le contrôle. Le spot lumineux explorateur est produit par un tube à rayons cathodiques.
Une telle technique est très utile, lorsqu'il s'agit de détecter des grosses anomalies dans les objets contrôlés; mais puisque la capacité de discernement de ce procédé est limitée par la sensibilité des cellules photoélectriques aux variations de l'intensité de la lumière incidente, cette technique n'est pas suffisante, lorsqu'il s'agit, par exemple, de détecter dss défauts tels que des fils rompus qui dépassent faiblement la surface d'une bobine de fil. Le problème devient encore plus difficile lorsqu'il s'agit d'effectuer un contrôle détaillé d'une bobine.
La présente invention permet d'obvier à ces inconvénients. Le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'on éclaire la bobine de manière à présenter en silhouette la surface d'un côté de la bobine à la caméra de télévision, en ce qu'on produit une raie brillante le long d'une zone de la bobine disposée en face de ladite caméra, et en ce que l'on imprime à la bobine un mouvement de rotation autour de son axe.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une caméra de télévision, un support destiné à maintenir la bobine devant être contrôlée dans le champ de vision de ladite caméra et pouvant tourner autour de son axe, un circuit détecteur destiné à détecter les signaux vidéo fournis par ladite caméra, un mécanisme de sélection capable de sélectionner les bobines avec un défaut et actionné par les signaux de sortie dudit circuit détecteur, des moyens destinés à éclairer la bobine, dont une partie est située derrière et l'autre partie est située devant ladite bobine par rapport à la caméra de télévision.
Des mises en oeuvre particulières du procédé selon l'invention seront décrites ci-après à titre d'exemples non limitatifs, en regard du dessin annexé qui représente, également à titre d'exemple, une forme d'exé- cution de l'appareil pour la mise en oeuvre de oe procédé.
La fig. 1 est un schéma de la disposition des différents organes de la forme d'exécution nécessaires pour le contrôle d'une bobine de fil éclairée de devant et de derrière;
la fig. 2 est un schéma de l'éclairage d'un côté d'une bobine de fil;
la fig. 3 montre les zones de contrôle, en lesquelles peut être divisée la surface extérieure d'une bobine de fil pour qu'elle puisse être explorée dans le sens axial et dans le sens transversal;
la fig. 4a est un schéma électrique de ladite forme d'exécution;
les fig. 4b et 4c représentent respectivement les signaux correspondant à un seul filament projeté et les signaux correspondant à plusieurs filaments;
les fig.
Sa et 5b représentent les signaux engendrés par une raie brillante, qui se produit sur la bobine de fil lors de l'éclairage de oellesi par le côté.
A la fig. 1, une bobine 1 disposée horizontalement est éclairée de derrière, par rapport à une ca méra de télévision 3, au moyen ! d'une lampe à vapeur de mercure 5 à faible pression, de 1000 watts, logée dans un collimateur 7. On obtient ainsi un éclairage à fond sombre > > du profil de la bobine, de sorte que des détails tels que des fils en saillie 9 réfléchissent une grande quantité de la lumière vers la caméra 3 qui est une caméra à haute définition (625 lignes).
La bobine est aussi éclairée de devant, par rapport à la caméra, au moyen d'une lampe à vapeur de mercure 11, de 400 watts, logée dans un collimateur 13, le faisceau lumineux étant réfléchi par un rniroir argenté 15 qui possède au centre un trou adjacent à l'objectif de la caméra 3. Du fait de l'éclairage de devant de la surface de révolution de la bobine au moyen de la lampe 11, il se produit une réflexion intense des rayons lumineux le long de la génératrice de cette surface située en regard de la lampe 11, ce qui forme une raie brillante le long de cette génératrice.
A la fig. 2, une bobine de fil 1 disposée horizontalement est éclairée de côté, par exemple le long de son axe, au moyen d'une lampe à filament de tungstène 17, de 60 watts. Cet éclairage accentue les différences entre les diamètres de la bobine au moyen d'ombres 19 engendrées par cet éclairage. La partie d'extrémité 21 de la bobine 1 et les spires hélicoïdales 23 qui relient cette partie à la partie principale 25 sont de même accentuées grâce à cet éclairage. Cet éclairage peut constituer un éclairage additionnel à l'éclairage selon la fig. 1.
A la fig. 3 sont représentés les différents détails devant être contrôlés. L'enroulement du fil de la bobine 1 constitue une partie centrale 25 et une partie d'extrémité 21. Une extrémité 27 du fil est fixée sur la bobine au moyen d'un ruban 29; l'autre ex trémité 31 du fil sort de la partie 21. Si le fil est constitué par plusieurs filaments, un certain nombre de ces filaments peuvent être rompus, de sorte qu'ils dépassent la surface de la bobine. Ces filaments sont indiqués par l'indice 33. Pour procéder à l'analyse axiale par lignes, on peut diviser la surface de la bobine 1 en zones A, B et C. Dans la zone A, on contrôle la présence des extrémités du fil et des filaments en saillie.
La zone B contient la raie brillante, et dans cette zone on contrôle la position relative de la partie d'extrémité 21 et du ruban 29, la présence des spires hélicoïdales reliant la partie d'extrémité 21 à la partie centrale 25 et l'éclat du fil. Dans la zone C on contrôle les irrégularités de la surface de la bobine et la présence des spires hélicoïdales. Pour procéder à l'analyse radiale (transversale) par lignes, on peut diviser la surface de la bobine en zones 1, 2 et 3. Dans la zone 1, on peut contrôler tous les détails relatifs à la partie 25. Dans la zone 2, on peut contrôler tous les détails relatifs à la partie 21, et dans la zone 3 on peut contrôler tous les détails relatifs à l'extrémité 27 du fil.
Ainsi, le signal vidéo fourni par la caméra de télévision 3, qui utilise une technique d'exploration conventionnelle, représente dans le temps, pendant les périodes de répétition, la position dans les zones de mesurage, et il représente au moyen de son amplitude la variation de la brillance à la surface dans lesdites zones.
Une partie d'un tel signal vidéo est montrée en Ve à la fig. 4b. Ce signal correspond à une seule impulsion dont la durée est égale à environ 1/2 RS, et qui indique la présence d'un filament faisant saillie audessus de la surface de la bobine dans la zone A, éclairé comme décrit auparavant. Une onde semblable représentant un groupe de filaments comprenant un fil faisant saillie est montrée en Ve à la fig. 4c.
Cette onde est constituée par un groupe d'impulsions, la durée de chaque impulsion étant égale à 1/2 FS. Le procédé décrit permet de distinguer entre ces deux états sur la bobine du fil et de provoquer le fonctionnement d'un mécanisme de sélection.
Dans ce but, le signal vidéo est appliqué à un circuit capable de distinguer la longueur d'onde utilisée habituelle- ment dans la télévision, le circuit selon la fig. 4a étant un exemple d'un tel circuit. Ce circuit comprend un tube amplificateur à triode Tr ayant deux tensions de sortie à partir de son circuit d'anode, dont l'une Vt est l'inverse de l'onde d'entrée et l'autre V2 est l'intégrale de l'inverse de l'onde d'entrée, grâce au circuit d'intégration GR2. Rs, C3 représente l'impédance de charge dans le circuit de cathode de Tr.
Les ondes de sortie de ce circuit, correspondant aux ondes d'entrée données, sont montrées en Vl et V2 aux fig. 4b et 4c. La tension de sortie Vt indique la présence d'un filament ou de filaments faisant saillie, et la variation de la tension de sortie V2 est faible lorsqu'un seul filament est présent et elle est plus forte lorsque plusieuns filaments sont présents, la hauteur de l'impulsion V étant la mesure de la longueur du train d'impulsions.
Ce circuit est ainsi capable de distinguer entre les défauts correspondant à un seul filament faisant saillie et les défauts correspondant à un groupe de filaments faisant saillie.
Une autre partie d'un Itel signal vidéo fourni par la caméra 3 est montrée à la fig. 5a et elle indique la présence de la raie brillante à la surface de la bobine dans la zone 1, éclairée comme indiqué. L'intervalle entre les différentes impulsions est égal à l'intervalle d'exploration de ligne de la caméra de télévision, et il est égal à environ 64 Fs. Lorsque la surface de la bobine est mal formée, la raie brillante n'est plus continue à cause des ombres jetées par les parties faisant saillie de la bobine. Dans ce cas, des arêtes normales à la surface donnent naissance de la façon décrite à l'onde selon la fig. Sb, dans laquelle l'amplitude des impulsions successives varie fortement, alors que la variation de cette amplitude est plutôt faible à la fig. 5a.
Lorsqu'on écrête et amplifie les signaux selon les fig. 5a et 5b, la fréquence des signaux selon la fig. 5a est deux fois plus grande que la fréquence des signaux selon la fig. 5b. Ces signaux peuvent être ensuite utilisés pour déclencher un multivibrateur qui doit osciller à la fréquence plus élevée. Un tel multivibrateur ne fournit aucun signai lorsqu'un défaut a été détecté.
Ces deux exemples de circuits décrits en se référant aux fig. 4a, 4b, 4c, 5a et 5b sont des exemples d'éléments particuliers du circuit détecteur capable de détecter électriquement l'état total de la bobine 1.
La tension de sortie d'un circuit détecteur prévu ou d'une comb ; inaison de circuits détecteurs est utilisée pour actionner au moins un relais qui actionne à son tour r un dispositif mécanique capable de provo- quer le déplacement et l'élimination de la bobine 1.
La bobine 1 est montée sur un support (non montré) pouvant tourner autour de son axe et elle lest maintenue dans le champ de vision de la caméra 3. Suivant le cas, la caméra 3 explore la bobine 1 dans le sens de la longueur ou dans le sens de la largeur de la bobine.
Les circuits particuliers du détecteur peuvent fonctionner sur la base de la sélection d'impulsions, ou par la comparaison. Dans le cas de la sélection d'impulsions, le circuit peut capter seulement des impulsions ayant une certaine largeur et une certaine amplitude. Dans le cas de fonctionnement par comparaison, le circuit peut comparer les lignes adjacentes, lors d'un balayage de la bobine.
Lorsqu'il s'agit de contrôler une bobine de fil de grandes dimensions, les défauts devant être détectés étant relativement petits, il peut être nécessaire d'utiliser plusieurs caméras, chaque caméra étant située de manière qu'elle contrôle seulement une partie de l'objet. On peut de même employer plusieurs oaméras dont chacune doit contrôler un autre état de la bobine.
L'éclat du fil enroulé sur une bobine peut être comparé à un éclat anormal, puisque l'amplitude du signal reçu lors de l'exploration d'une ligne est une fonction de l'éclat du fil contrôlé, qui dépend des variations de l'intensité de la lumière réfléchie. Cette amplitude dépend de même de l'angle d'incidence de la lumière fournie par la source.
I1 est aussi possible d'identifier éleotroniquement le type du fil, au moyen des bandes épaisses et minces imprimées 'sur le papier, entourant une extrémité de la bobine, qui donnent naissance à des impulsions, le nombre et la disposition des bandes étant différents pour les différents types du fil. I1 est possible de même de détecter des marques et des dents présentes dans le noyau de la bobine. Lorsqu'une dent est éclairée axialement, elle réfléchit la lumière avec éclat, comme une facette. Lorsque la bobine est éclairée frontalement, une entaille produit une réduction de l'intensité de la lumière.
En plus de la mise en action du dispositif de sélection, la tension de sortie du circuit détecteur peut actionner un compteur qui fournit des informations statistiques de contrôle concernant la qualité.
Le choix de la direction de l'exploration ne dépend pas seulement du détail devant être contrôlé.
Ce choix dépend de même de la capacité des circuits électroniques utilisés pour recevoir les impulsions.
Vu que les surfaces de certaines bobines sont cour bes, il est t quelquefois plus facile de recevoir des signaux provenant d'une exploration transversale que d'une exploration axiale. En effet, alors que la ligne brillante axiale contrôlée est une ligne très étroite, les lignes transversales peuvent être considérées comme étant approximativement rectilignes, par contraste avec des lignes longitudinales qui sont courbes.
REVENDICATIONS
I. Procédé de contrôle automatique d'une bobine de fil destiné à détecter un défaut dans cette bobine, dans lequel toutes les parties de la surface de la bobine sont explorées successivement au moyen d'une caméra de télévision au moins, les signaux vidéo étant appliqués ensuite à un circuit détecteur destiné à détecter ces signaux et la tension de sortie dudit circuit détecteur étant appliquée à un mécanisme de sélection, capable de sélectionner les bobines avec un défaut, caractérisé en ce qu'on éclaire la bobine de manière à présenter en silhouette la surface d'un côté de la bobine à la caméra de télévision, en ce qu'on produit une raie brillante le long d'une zone de la bobine disposée en face de ladite caméra,
et en ce que l'on imprime à la bobine un mouve ment de rotation autour de son axe.