FR2516250A1 - presence detector for enclosed cases containing aerosol sprays - uses epoxy board sliding under case and detecting self inductance on printed spiral patterns matching base section of cans - Google Patents

Abstract

The device uses inductive sensors, which are each coupled to a self inductance detection circuit. One or more printed circuit boards are in sliding contact with the box. Each PCB comprises several printed spiral circuits which are designed as a function of the shape and dimensions of the metallic part of the objects. The central ends of these spiral circuits are connected by bridges to external connecting strips in order to form the inductive sensors. The output from the spiral circuit is fed to a logic unit, which also receives information on the speed of the aerosol conveyor.

Description

Dispositif de détection de la présence d'objets dans des caisses fermées.Device for detecting the presence of objects in closed cases.

L'invention concerne le contrôle de l'absence de manques dans des caisses fermées de groupement d'objets identiques a la fin d'une channe de fabrication ou à la réception. The invention relates to the control of the absence of gaps in closed boxes for grouping identical objects at the end of a production line or upon receipt.

Pour réaliser ce contrôle il est connu d'utiliser une peseuse automatique intégrée dans le convoyeur d'acheminement des caisses, mais ce dispositif est extrêmement onéreux et ne peut fonctionner correctement qu'avec des cadences limitées. To carry out this control, it is known to use an automatic weighing machine integrated into the box conveyor, but this device is extremely expensive and can only function correctly with limited rates.

En outre, avec certains produits comme les bombes aérosol, qui comportent de grandes fluctuation sur la masse de chaque unité, le contrôle par pesée devient totalement imprécis si l'emballage de groupement en réunit un nombre suffisant pour que la dispersion atteigne l'ordre de grandeur de la masse d'une unité.In addition, with certain products such as aerosol cans, which have large fluctuations in the mass of each unit, the weighing control becomes completely imprecise if the grouping packaging brings together a sufficient number for the dispersion to reach the order of magnitude of the mass of a unit.

On connaît aussi des capteurs a absorption de rayons gamma qui résolvent le problème précédent mais sont dangereux et onéreux. There are also known gamma ray absorption sensors which solve the above problem but are dangerous and expensive.

On connaît enfin des dispositifs de capteurs inductifs positionnés à poste fixe près des caisses en déplacement et qui permettent de détecter les objets qui présentent au moins une partie métallique par la variation de self qui en résulte. Finally, there are known inductive sensor devices positioned at a fixed station near the moving boxes and which make it possible to detect objects which have at least one metal part by the resulting variation in inductance.

Cependant ces dispositifs nécessitent des réglages de positionnement de chaque capteur dans les trois dimensions et en outre des réglages électroniques de seuil pour tenir compte des dispersions entre les caractéristiques des divers capteurs.However, these devices require adjustments to the positioning of each sensor in the three dimensions and also electronic threshold adjustments to take account of the dispersions between the characteristics of the various sensors.

Le but de l'invention est de réaliser un tel dispositif de détection à capteurs inductifs qui élimine les inconvénients précédents, c'est-à-dire qui ne nécessite aucun réglage de position ni de caractéristique électrique. The object of the invention is to provide such a detection device with inductive sensors which eliminates the above drawbacks, that is to say which requires no adjustment of position or electrical characteristic.

L'invention consiste à grouper sur un seul circuit imprimé plusieurs capteurs inductifs constitués chacun par un circuit imprimé spiralé obtenu par reproduction à partir d'un motif unique, l'extrémité centrale de chaque spirale étant réunie aux barrettes de connexion périphériques par un pontage en fil isolé fixé de préférence du même côté que la face conductrice du circuit imprimé de manière que l'autre face, entièrement dépourvue de composant et d'aspérité, puisse supporter directement le glissement des caisses, en n'en étant séparée par conséquent que de l'épaisseur du circuit imprimé. The invention consists in grouping on a single printed circuit several inductive sensors each consisting of a spiral printed circuit obtained by reproduction from a single pattern, the central end of each spiral being joined to the peripheral connection bars by a bridging in insulated wire preferably fixed on the same side as the conductive side of the printed circuit so that the other side, entirely devoid of component and roughness, can directly support the sliding of the boxes, being therefore separated only from the thickness of the printed circuit.

Les formes et les positions des divers circuits spiralés sur le circuit imprimé sont déterminées à l'avance d'une manière spécifique pour chaque type de caisse à contrôler. Eventuellement des capteurs multiples analogues peuvent être disposés pour agir sur plusieurs faces de chaque caisse.The shapes and positions of the various spiral circuits on the printed circuit are determined in advance in a specific manner for each type of box to be checked. Optionally, multiple analogous sensors can be arranged to act on several sides of each box.

Les capteurs sont de préférence groupés en un alignement transversal et couplés sur une unité logique qui reçoit également l'information de la position longitudinale de la caisse, par exemple des informations de vitesse d'avancement et de franchissement d'une barrière par une extrémité de la caisse, pour contrôler la présence des objets dans toutes les positions longitudinales de la caisse. Cette unité logique peut commander une alarme ou un vérin éjecteur. The sensors are preferably grouped in a transverse alignment and coupled on a logic unit which also receives the information of the longitudinal position of the body, for example information of forward speed and crossing of a barrier by one end of the body, to control the presence of objects in all the longitudinal positions of the body. This logic unit can control an alarm or an ejector jack.

D'autres particularités de l'invention apparaitront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel
la fig. 1 représente le tracé d'un circuit imprimé pour trois capteurs de forme générale circulaire;
la fig. 2 est une coupe transversale illustrant l'utilisation d'un tel capteur pour des caisses de bombes aérosol à groupement transversal par trois;
les fig. 3, 4 et 5 représentent des coupes transversales analogues de diverses variantes d'utilisation utilisant deux ou quatre capteurs multiples analogues.Other features of the invention will appear in the following description of an embodiment taken as an example and shown in the accompanying drawing, in which
fig. 1 represents the layout of a printed circuit for three sensors of generally circular shape;
fig. 2 is a cross section illustrating the use of such a sensor for boxes of aerosol cans with transverse grouping by three;
fig. 3, 4 and 5 show analog cross sections of various variants of use using two or four analog multiple sensors.

Comme représenté sur la fig. 1, l'élément de base de l'invention est constitué par un circuit imprimé 1 sur lequel sont juxtaposés plusieurs circuits spiralés 2, par exemple au nombre de trois dans l'exemple représenté, ces circuits étant reproduits par la technique des circuits imprimés à partir d'un motif unique pour avoir des caractéristiques électriques identiques. En effet, chaque spirale 2 constitue un capteur inductif à condition de fermer le circuit, ce qui s'obtient à l'aide de pontages 3 qui réunissent chacun l'extrémité cen trale 4 d'une spirale à des barrettes de connexion extérieures 5 réalisées également en circuit imprimé.L'ensemble des connexions 6 est ainsi reporté en un point latéral du circuit pour être connecté à l'unité logique non représentée, certains des composants électroniques de cette unité logique pouvant éventuellement être implantés directement sur le circuit 1. As shown in fig. 1, the basic element of the invention consists of a printed circuit 1 on which several spiral circuits 2 are juxtaposed, for example three in number in the example shown, these circuits being reproduced by the technique of printed circuits from a single pattern to have identical electrical characteristics. Indeed, each spiral 2 constitutes an inductive sensor on condition of closing the circuit, which is obtained by means of bridges 3 which each bring together the central end 4 of a spiral with external connection bars 5 produced also in a printed circuit. All the connections 6 are thus transferred to a lateral point of the circuit to be connected to the logic unit not shown, some of the electronic components of this logic unit possibly being installed directly on the circuit 1.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le circuit imprimé 1 est réalisé à partir d'un circuit simple face sur support époxy et les pontages 3 sont réalisés à l'aide de fils isolés, soudés du même côté que la face conductrice du circuit, sans traverser le support, de telle manière que l'autre face du support soit entièrement lisse et puisse être amenée directement en contact avec les caisses qui sont amenés à glisser contre cette face. Dans ce cas, chaque circuit spiralé n'est écarté de la paroi de la caisse que de l'épaisseur du support époxy.En variante, et en particulier dans le cas où les circuits spiralés 2 devraient être nombreux sur le même support, on peut également utiliser un circuit double face d'une nature quelconque pour réaliser les pontages 3 également par la technique des circuits imprimés sur l'autre face, et il suffit alors de doubler une des faces du circuit imprimé, par exemple celle comportant les circuits spiralés 2, par une couche d'un matériau isolant resistant à l'usure et qui soit dans ce cas également d'une épaisseur bien déterminée. In a preferred embodiment of the invention, the printed circuit 1 is produced from a single-sided circuit on epoxy support and the bridges 3 are produced using insulated wires, welded on the same side as the conductive face of the circuit, without crossing the support, in such a way that the other face of the support is entirely smooth and can be brought directly into contact with the boxes which are caused to slide against this face. In this case, each spiral circuit is separated from the wall of the box only by the thickness of the epoxy support. As a variant, and in particular in the case where the spiral circuits 2 should be numerous on the same support, one can also use a double-sided circuit of any kind to carry out the bridging 3 also by the technique of printed circuits on the other face, and it then suffices to double one of the faces of the printed circuit, for example that comprising the spiral circuits 2 , by a layer of an insulating material resistant to wear and which is in this case also of a well determined thickness.

Grâce au faible coût de réalisation de chaque circuit imprimé I, celui-ci peut être spécifique pour chaque type de caisse à contrôler. Par exemple dans le cas simple représenté sur.la fig. 2 où les caisses 7, par exemple en carton ondulé, en cours de déplacement perpendiculairement au plan de la figure, comportent transversalement des rangées de trois objets 8, par exemple des bombes aérosol, comportant au moins une partie métallique, par exemple leur fond, on peut tout simplement fixer le circuit imprimé 1 au niveau du convoyeur, en un endroit quelconque de celui-ci, par exemple à la place d'un des rouleaux s'il s'agit d'un convoyeur à rouleaux, et faire glisser directement la caisse 7 sur la face lisse de ce circuit qui est naturellement placé à la partie supérieure.  Thanks to the low cost of producing each printed circuit I, it can be specific for each type of box to be checked. For example in the simple case shown in. Fig. 2 where the boxes 7, for example of corrugated cardboard, during movement perpendicular to the plane of the figure, comprise transversely rows of three objects 8, for example aerosol cans, comprising at least one metallic part, for example their bottom, we can simply fix the printed circuit 1 at the level of the conveyor, in any place thereof, for example in place of one of the rollers if it is a roller conveyor, and slide directly the body 7 on the smooth face of this circuit which is naturally placed at the top.

Dans le sens longitudinal, la caisse 7 comporte généralement un certain nombre de rangées de trois objets 8. On pourrait naturellement disposer sur le circuit 1 autant de circuit spiralés 2 que la caisse comporte d'objets 8, et aux emplacements correspondants. Toutefois, par mesure d'économie on a intérêt à limiter le nombre de circuits spiralés 2 au nombre d'objets 8 dans une rangée transversale, c'est-à-dire trois dans le cas présent, situés naturellement dans l'alignement et à l'entraxe correspondant à celui des objets, avec une configuration sensiblement circulaire correspondant à celle des objets, puis à analyser successivement les diverses rangées transversales au cours du défilement de la caisse. In the longitudinal direction, the body 7 generally comprises a certain number of rows of three objects 8. One could naturally have on circuit 1 as many spiral circuits 2 as the body comprises objects 8, and at the corresponding locations. However, as a cost-saving measure, it is advantageous to limit the number of spiral circuits 2 to the number of objects 8 in a transverse row, that is to say three in the present case, naturally located in alignment and to the center distance corresponding to that of the objects, with a substantially circular configuration corresponding to that of the objects, then to successively analyze the various transverse rows during the scrolling of the box.

Pour cela chaque circuit spiralé 2 constituant un capteur inductif individuel est réuni d'une manière connue à un dispositif de détection selfique suivi d'un amplificateur, et les informations sont transmises à une unité logique qui reçoit en même temps une information sur la position longitudinale de la caisse afin de déterminer, pour chaque position où il devrait normalement y avoir un objet 8, si celui-ci est présent ou absent. Naturellement, en cas d'absence d'un quelconque des objets 8 dans la caisse 7, l'unité logique déclenche une alarme ou un vérin éjecteur pour éliminer la caisse en question. For this, each spiral circuit 2 constituting an individual inductive sensor is connected in a known manner to a selfic detection device followed by an amplifier, and the information is transmitted to a logic unit which at the same time receives information on the longitudinal position. of the body to determine, for each position where there should normally be an object 8, if it is present or absent. Naturally, in the absence of any of the objects 8 in the box 7, the logic unit triggers an alarm or an ejector jack to eliminate the box in question.

Cette détermination longitudinale de la position de la caisse peut en particulier être réalisée par l'unité logique elle-mme à condition de connaître ou de mesurer en permanence la vitesse linéaire de défilement du convoyeur, avec en outre un détecteur, par exemple un barrage lumineux, détectant le passage d'une extrémité de la caisse en un point précis du convoyeur. Le traitement de l'unité logique revient alors à une détermination de phase pour élaborer les divers instants relatifs auxquels les divers capteurs inductifs 2 doivent effectuer leur test de détection. This longitudinal determination of the position of the box can in particular be carried out by the logic unit itself provided that the linear speed of travel of the conveyor is known or continuously measured, with a detector, for example a light barrier , detecting the passage from one end of the box to a specific point on the conveyor. The processing of the logic unit then returns to a phase determination in order to develop the various relative instants at which the various inductive sensors 2 must carry out their detection test.

Grâce à l'invention, on voit que, moyennant la réalisation d'un circuit spécifique pour chaque cas d'utilisation, il n'y a aucun réglage à faire ni dans la position transversale, ni dans la position longitudinale des capteurs individuels 2, ni dans leur positionnement vertical, ni non plus d'ajustage relatif entre les divers capteurs en raison de l'identité de leur caractéristique électromagnétique. La simple fixation de la plaquette 1 sur le circuit des caisses ne pose aucun problème technologique. Thanks to the invention, it can be seen that, by means of a specific circuit for each use case, there is no adjustment to be made either in the transverse position or in the longitudinal position of the individual sensors 2, neither in their vertical positioning, nor in relative adjustment between the various sensors because of the identity of their electromagnetic characteristic. The simple fixing of the plate 1 on the circuit of the cases poses no technological problem.

Dans l'exemple représenté sur la fig. 3, les objets 8a sont de simples boîtes de conserve mais disposés en deux couches. Dans ce cas on utilise en plus du capteur 1, iden- tique à celui de la fig. 2, un deuxième capteur la identique au précédent mais disposé à la partie supérieure pour glisser sur la caisse 7. Le dispositif permet ainsi de détecter simultanément la présence de six objets dans une même tranche transversale pour chacune des positions d'avancement de la caisse. Dans ce cas encore, la forme des circuits spiralés 2 est appropriée à la forme et à la dimension des objets 8a, en l'occurrence circulaire et s'étendant sur la totalité de la section. In the example shown in fig. 3, the objects 8a are simple cans but arranged in two layers. In this case, in addition to the sensor 1, identical to that of FIG. 2, a second sensor identical to the previous one but arranged at the top to slide on the body 7. The device thus makes it possible to simultaneously detect the presence of six objects in the same transverse section for each of the advancement positions of the body. In this case also, the shape of the spiral circuits 2 is suitable for the shape and the size of the objects 8a, in this case circular and extending over the entire section.

La fig. 4 représente un autre exemple d'utilisation dans le cas où les objets 8b sont constitués par des bouteilles, par exemple des bouteilles de champagne, comprenant de la manière habituelle une petite capsule métallique 9 du côté de leur goulot, les bouteilles étant par ailleurs couchées et emboîtées tête-bêche. Dans ce cas on utilise également deux circuits lb parallèles analogues à 1 mais montés verticalement pour glisser sur les deux faces latérales de la caisse 7, et chaque circuit comporte des circuits spiralés analogues à 2 mais dont la forme, la position et l'étendue correspondent à celles des capsules 9.En particulier si les bouteilles sont également montées tête-bêche d'une tranche transversale à la suivante, comme c'est généralement le cas, chaque circuit lb comporte trois capteurs, mais à chaque tranche et pour chaque capteur on utilise alternativement seulement le capteur central ou les deux extrêmes. Fig. 4 shows another example of use in the case where the objects 8b are constituted by bottles, for example champagne bottles, comprising in the usual way a small metal cap 9 on the side of their neck, the bottles being moreover lying and nested head to tail. In this case we also use two parallel circuits lb similar to 1 but mounted vertically to slide on the two lateral faces of the body 7, and each circuit includes spiral circuits similar to 2 but whose shape, position and extent correspond to those of the capsules 9. In particular if the bottles are also mounted head to tail from one transverse section to the next, as is generally the case, each circuit 1b has three sensors, but at each section and for each sensor, alternately uses only the central sensor or the two extremes.

Enfin, dans l'exemple de réalisation plus complexe de la fig. 5, la caisse 7 comporte dans chaque tranche transversale trois couches de quatre rangées d'objets 8c, par exemple des boites de conserve. On peut alors diposer quatre circuits dont deux circuits horizontaux lc et deux circuits verticaux ld. Finally, in the more complex embodiment of FIG. 5, the box 7 comprises in each transverse section three layers of four rows of objects 8c, for example cans. We can then have four circuits including two horizontal circuits lc and two vertical circuits ld.

Les circuits horizontaux lc détectent comme dans le cas de la fig. 3 les couches supérieure et inférieure à l'aide de capteurs spiralés 2 de forme circulaire. Les circuits verticaux lb détectent la présence des boîtes par action sur une génératrice, et comportent par suite des circuits spiralés de forme générale rectangulaire allongée verticalement si l'on suppose que l'axe des boîtes est vertical, en remarquant que les boîtes situées dans les quatre angles sont ainsi détectées deux fois, à moins que l'on ne supprime les capteurs extrêmes de chaque circuit lb.Enfin, dans chaque tranche, les deux boîtes situées à distance des parois ne sont pas détectées, mais l'on peut supposer que l'absence d'une quelconque de ces bottes perturbe l'ordonnancement général des autres boîtes, en particulier de la couche supérieure, qui descendent ou basculent sous l'effet du vide créé et se trouve donc détecté par un au moins des quatre circuits, en particulier le circuit supérieur.The horizontal circuits lc detect as in the case of fig. 3 the upper and lower layers using spiral sensors 2 of circular shape. The vertical circuits 1b detect the presence of the boxes by action on a generator, and consequently comprise spiral circuits of generally rectangular shape elongated vertically if it is assumed that the axis of the boxes is vertical, noting that the boxes located in the four angles are thus detected twice, unless the extreme sensors of each circuit 1b are removed. Finally, in each section, the two boxes located at a distance from the walls are not detected, but it can be assumed that the absence of any of these boots disturbs the general ordering of the other boxes, in particular of the upper layer, which descend or tilt under the effect of the vacuum created and is therefore detected by at least one of the four circuits, especially the upper circuit.

I1 est clair que l'invention effectue ainsi un contrôle unitaire rigoureux à cadence élevée et cela en utilisant des moyens relativement économique. En outre pour passer d'une fabrication à une autre, il suffit d'échanger le ou les circuits spécifiques et de les raccorder électriquement sur la même unité logique, sans avoir à procéder à aucun réglage de positionnement ni aucun réglage électrique d'équilibrage entre les divers capteurs, mais seulement tout au plus un réglage global de seuil pour l'ensemble des capteurs.  It is clear that the invention thus performs rigorous unit control at a high rate and this by using relatively economical means. Furthermore, to go from one manufacturing to another, it suffices to exchange the specific circuit (s) and to connect them electrically to the same logic unit, without having to make any positioning adjustment or any electrical balancing adjustment between the various sensors, but only at most a global threshold setting for all the sensors.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la présence d'objets (8) au moins en partie métallique dans des caisses fermées (7) en défilement sur un convoyeur, au moyen de capteurs inductifs couplés chacun à un circuit de détection selfique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une plaquette (1) de circuit imprimé en contact de glissement avec la caisse (7) et comportant plusieurs circuits spiralés (2) réalisés par la technique des circuits imprimés à partir d'un motif identique, ces divers circuits spiralés (2) ayant des formes, des étendues et des positions appropriées adaptées à la forme, à la position et à l'étendue desdites parties métalliques desdits objets (8), les extrémités centrales (4) desdits circuits spiralés (2) étant réunis par des pontages (3) à des barrettes de connexion extérieures (5) du circuit imprimé (1) pour constituer lesdits capteurs inductifs. 1. Device for detecting the presence of objects (8) at least partly metallic in closed boxes (7) running on a conveyor, by means of inductive sensors each coupled to an inductive detection circuit, characterized by the fact that it comprises at least one plate (1) of printed circuit in sliding contact with the body (7) and comprising several spiral circuits (2) produced by the technique of printed circuits from an identical pattern, these various circuits spiral (2) having suitable shapes, extent and position adapted to the shape, position and extent of said metal parts of said objects (8), the central ends (4) of said spiral circuits (2) being joined together by bridging (3) to external connection bars (5) of the printed circuit (1) to form said inductive sensors. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque plaquette (1) est réalisée à partir d'un circuit imprimé simple face sur support époxy, que les pontages (3) sont réalisés du côté de la face conductrice du circuit (1) et que c'est la face opposée, entierement dépourvue de composants, qui est en contact de glissement avec la caisse (7). 2. Device according to claim 1, characterized in that each plate (1) is produced from a single-sided printed circuit on an epoxy support, that the bridges (3) are produced on the side of the conductive face of the circuit ( 1) and that it is the opposite face, entirely devoid of components, which is in sliding contact with the body (7). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la ou chaque plaquette (1) comporte un alignement transversal de circuits spiralés (2), et que ces circuits sont couplés par l'intermédiaire desdits dispositifs de détection selfiques à une unité logique qui reçoit également l'information de position longitudinale de la caisse (7) en cours de défilement, de manière à détecter la présence des objets à l'aide des mêmes circuits spiralés successivement dans les diverses tranches transversales de chaque caisse (7). 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each plate (1) comprises a transverse alignment of spiral circuits (2), and that these circuits are coupled via said inductive detection devices to a logic unit which also receives the longitudinal position information of the box (7) during scrolling, so as to detect the presence of objects using the same spiral circuits successively in the various transverse sections of each box (7 ). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite position longitudinale de la caisse est déterminée par ladite unité logique, qui reçoit également l'information de vitesse linéaire du convoyeur, et le signal de signalisation transmis par un barrage de détection lors de son franchissement par une des extrémités de la caisse.  4. Device according to claim 3, characterized in that said longitudinal position of the box is determined by said logic unit, which also receives the linear speed information from the conveyor, and the signaling signal transmitted by a detection barrier during of its crossing by one of the ends of the body.