FR2775204A1 - Procede et installation de tri de fruits et legumes, permettant la mesure d'au moins une de leurs caracteristiques - Google Patents

Procede et installation de tri de fruits et legumes, permettant la mesure d'au moins une de leurs caracteristiques Download PDF

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FR2775204A1
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fruits
vegetables
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Maurel Veronique Bellon
Jose Blasco
Antoine Bourely
Alain Constans
Enrique Molto
Cuevas Francisco Javi Navarron
Giovanni Perotto
Gomez Jorge Puig
Jean Michel Roger
Vincent Steinmetz
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Pellenc SAS
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Abstract

Procédé de tri de fruits et légumes animés d'un mouvement de défilement, un à un, entre un poste d'entrée (PE) et un poste de conditionnement (PP) des fruits ou légumes triés, caractérisé en ce que la mesure d'au moins l'une de leurs caractéristiques comprise parmi les caractéristiques suivantes : calibre, couleur, aspect, densité, poids, fermeté, teneur en sucre, est opérée automatiquement, lors d'une étape d'arrêt desdits fruits ou légumes à un poste de mesure (PM1, PM2, PM3) disposé entre ledit poste d'entrée et ledit poste de conditionnement (PP) des fruits ou légumes triés.

Description

Procédé et installation de tri de fruits et légumes, permettant la mesure d'au moins une de leurs caractéristiques.
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé et une installation de tri de fruits, permettant la mesure d'au moins une de leurs caractéristiques externes ou internes telles que, par exemple : calibre, fermeté, densité, maturation, teneur en sucre, coloration, aspect, etc.
Plus précisément, la machine et le procédé selon l'invention sont destinés au tri automatique de fruits de forme approximativement sphérique tels que pommes, pêches, oranges, mandarines, tomates, etc.. présentant, par exemple, individuellement, un poids compris entre 100 g et 400 g.
Etat de la technique
Actuellement, les machines de tri et de conditionnement des fruits et légumes, souvent appelées "calibreuses", opèrent en flots continus de fruits, Les fruits sont déversés depuis un contenant qui est soit un "pallox" (caisse de dimensions et contenance importantes : environ 1,20 x 1,00 x 0,80 m, et 350 à 400 kg de fruits) transportable au moyen d'un engin de manutention, soit une caisse courante (contenance de 15 à 20 kg de fruits). Ces contenants remplis de fruits à trier proviennent soit directement du verger ou du champ, soit de chambres froides où ils ont été stockés après une étape de pré-tri desdits fruits.
Les fruits déversés sont mis en ligne, sur une ou plusieurs lignes parallèles matérialisées par des transporteurs égreneurs et sont individualisés dans des godets ou dans des diabolos. Ils défilent rapidement, en continu, à des cadences typiques de l'ordre de 3 à 7 fruits/seconde.
Suivant les techniques faisant appel à l'électronique, les fruits sont triés, en cours de défilement, selon au moins deux critères : le calibre estimé par pesée, et la couleur déterminée par des capteurs optiques (cellules photoélectriques ou caméras). Les systèmes les plus sophistiqués utilisent des caméras CCD pour estimer le calibre par le diamètre et pour effectuer le tri aux défauts d'aspect, par la mise en oeuvre d'un système de vision artificielle. Ces différents critères sont désignés comme déterminant la qualité externe des fruits.
En fonction de ces catégories, chaque fruit est éjecté de la ligne de tri principale, puis aiguillé vers un convoyeur de sortie spécifique. On compte typiquement de 5 à 40 sorties par ligne, suivant les installations de tri.
La mise en caisse finale est le plus souvent manuelle, et parfois automatique.
Cette architecture est optimisée pour la cadence de tri, mais elle comporte des limitations, par exemple: - pas de mesure de qualité interne ' les capteurs mesurent le fruit en
défilement, ce qui exclut des capteurs fonctionnant au contact direct du fruit
en particulier, ces machines ne comprennent pas de capteurs permettant
d'apprécier la qualité interne, notamment par la mesure de la fermeté ou du
taux de sucre.
- pas de visualisation totale : les fruits roulent dans le champ de vision, il n'y a
donc aucune garantie de visualiser la totalité de leur surface.
- manque de modularité : I'ajout de nouveaux capteurs permettant de mesurer
de nouveaux critères de tri est difficile, de même qu'une augmentation du
nombre de sorties.
- dommages aux fruits : les fruits subissent des chocs à différents niveaux
entre eux avant la mise en ligne, avec les éléments de la ligne à chaque
rupture de charge , c'est particulièrement vrai à l'éjection de la ligne
principale.
- dimensions importantes . les contraintes de cadence de défilement et
d'évitement des chocs se traduisent par des longueurs de ligne de plusieurs
dizaines de mètres.
- par d'orientation automatique aucun moyen automatique d'orientation
géométrique des fruits n'existe ; L'aspect final de la mise en caisse ne peut
donc être optimisé que manuellement. Or, dans les installations de tri
manuel, la présentation des fruits dans les plateaux est souvent optimisée en
fonction de la face la plus mûre ou du pédoncule.
En résumé, les procédés et installations actuels de tri de fruits ne permettent la mesure que d'un nombre réduit d'éléments de caractérisation de ces derniers et les mesures qu'ils autorisent sont incomplètes et/ou insuffisamment précises.
Objets de l'invention
Un premier objet de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un procédé et une installation permettant d'étendre le nombre des mesures d'éléments de caractérisation susceptibles d'être pris en compte pour effectuer un tri sélectif des fruits, en fonction de nombreux critères, tout en autorisant des mesures dans de bonnes conditions grâce auxquelles les résultats obtenus sont plus complets et/ou précis.
Selon une première disposition caractéristique du procédé et de l'installation selon l'invention, applicables aux installations ou machines du genre dans lesquelles les fruits ou légumes sont animés d'un mouvement de défilement, un à un, entre un poste d'entrée et un poste de mise en plateau, une mesure d'au moins l'une des caractéristiques des fruits comprise parmi les caractéristiques suivantes . calibre, couleur, aspect, densité, poids, fermeté, teneur en sucre, est effectuée lors d'une étape d'arrêt desdits fruits à un poste de mesure disposé entre le poste d'entrée et le poste de mise en plateau de l'installation de tri.
La machine selon l'invention, comprend un poste d'entrée et un poste de conditionnement des fruits ou des légumes triés, entre lesquels est disposé au moins un poste de mesure de l'une au moins de leurs caractéristiques susmentionnées, ladite machine comportant des moyens assurant le défilement, un à un, de ces derniers, cette machine étant remarquable en ce qu'elle est équipée de moyens permettant d'arrêter momentanément le défilement de chaque fruit ou légume à la suite de son arrivée au poste de mesure ou à chaque poste de mesure, pendant la durée de la mesure opérée.
Grâce à l'invention, il est possible de développer une installation et un procédé permettant de procéder à la mesure, sinon de tous, du moins de la quasi totalité des critères de caractérisation de la qualité des fruits, et d'effectuer ces mesures dans des conditions permettant une grande efficacité et une précision améliorée.
Selon un exemple d'application très intéressant, le procédé et l'installation selon l'invention peuvent être utilisés pour la classification des fruits selon leur taux de sucre ou teneur en sucre;
Dans ce but, suivant une autre disposition caractéristique importante de l'invention, une interface optique assurant éclairage et/ou collecte de lumière, telle qu'un faisceau de fibres optiques en Y ou une sphère intégrante, est amenée au contact de chaque fruit, ladite interface optique étant reliée à un spectromètre lui-même relié à un ordinateur.
Grâce à ce procédé et à cette installation, il est possible d'effectuer des mesures individuelles de la qualité interne des fruits, notamment des mesures de leur taux de sucre.
Selon un autre exemple d'application très intéressant, le procédé et l'installation selon l'invention peuvent être mis en oeuvre pour mesurer le poids et la fermeté des fruits.
Pour cela, selon une autre importante disposition caractéristique de l'invention, les fruits sont amenés à un point de chute à partir duquel ils tombent, un à un, d'une faible hauteur, sur un impacteur comprenant notamment un plateau de pesée reposant sur une jauge de contrainte générant des signaux permettant de déterminer, d'une part, la fermeté de chaque fruit, au moyen d'un algorithme spécifique, et, d'autre part, le poids dudit fruit.
Selon un autre exemple d'application très intéressant, le procédé et l'installation selon l'invention, peuvent être utilisés pour effectuer des mesures individuelles d'une ou plusieurs qualités externes des fruits, notamment des mesures de leur calibre, de leur couleur, de leur diamètre, ou de leur aspect (présence ou absence de taches ou tavelures, présence ou absence de pédoncule, etc.).
Pour cela, selon une autre importante disposition caractéristique de l'invention, chaque fruit est présenté à un poste d'inspection dans le champ de vision d'un système de vision artificielle, au moyen de deux préhenseurs possédant, chacun, un degré de liberté de basculement et un degré de liberté de rotation dans l'axe de leur tête de préhension, I'un de ces préhenseurs permettant de saisir chaque fruit et d'orienter, par un mouvement de rotation, la majeure partie de la surface du fruit, en direction du système de vision artificielle, ledit fruit étant ensuite saisi par le second préhenseur qui oriente, également par un mouvement de rotation, la surface restante précédemment cachée, en direction dudit système de vision artificielle.
Grâce à cette disposition, il est possible d'inspecter la totalité de la surface des fruits.
En prenant en compte les informations recueillies par le système de pesée et par le système d'inspection, on peut également obtenir des informations sur la densité des fruits.
On comprend que l'installation selon l'invention peut comporter un ou plusieurs des ensembles ou postes de mesure susmentionnés.
Dans sa configuration la plus achevée, la machine de tri de fruits ou légumes selon l'invention, permet une mesure individuelle de l'ensemble des qualités externes et internes de ces derniers, ainsi qu'une orientation finale des produits contrôlés.
Dans une telle configuration, la machine selon l'invention a pour buts de - réceptionner automatiquement chaque fruit en un point d'entrée unique; - inspecter le fruit en le présentant, à l'arrêt et selon n'importe quelle
orientation, à différents capteurs de qualité ; ces capteurs peuvent
notamment mesurer le calibre, la couleur, le diamètre, les défauts d'aspect, le
poids, la fermeté, ou le taux de sucre; - classer le fruit en fonction de combinaisons diverses des résultats des
différentes mesures - orienter le fruit pour sa sortie finale en un point fixe - éventuellement, conditionner automatiquement le fruit en respectant
l'orientation donnée.
Etant donné que le traitement de chaque fruit est individuel, son corollaire obligé est une cadence relativement limitée, qui est typiquement de l'ordre de 1000 à 2000 fruits à l'heure;
Selon un exemple d'application très intéressant, la machine peut être placée sur l'une des sorties d'une calibreuse classique à flot continu. Elle effectue alors un tri de haute qualité des fruits dont le calibre et/ou la couleur présentent un bon potentiel commercial. La machine sélectionne, parmi ces fruits, ceux qui présentent les meilleures qualités de goût et de maturité, et assure leur conditionnement.
Selon un autre exemple d'application très intéressant, la machine peut être utilisée pour l'agréage d'un lot par échantillonnage. Elle est alors alimentée avec une fraction représentative du lot entrant, et elle permet la mesure complète des caractéristiques de l'échantillon (le conditionnement n'étant pas dans ce cas un avantage important, les fruits peuvent être évacués sur un convoyeur de sortie unique). Les mesures opérées par le procédé et la machine selon l'invention étant non destructives de l'intégrité des fruits, il n'y a pas d'inconvénients à les appliquer à une fraction relativement importante du lot entrant : de 0,5 % à 5 %.
On obtient ainsi une méthode rapide, précise et objective de caractérisation, qui permet d'évaluer la valeur du lot et de décider son acceptation.
Selon un autre exemple d'application très intéressant, un sous-ensemble ou poste de la machine peut être utilisé pour la classification des fruits selon leur taux de sucre seulement. Avant la mesure, le fruit est stabilisé à l'arrêt dans un dispositif de mesure du taux de sucre qui indexe sa position (ventouse, jeux de diabolos, etc...). La mesure est toujours effectuée par un actionneur amenant automatiquement, au contact du fruit, la ou les interfaces optiques, pour réaliser la mesure. Par contre, la capacité d'orientation du fruit peut être omise dans une version simplifiée. La sortie des fruits peut se faire - soit manuellement, I'opérateur conditionnant le fruit suivant la classe
annoncée par ledit dispositif, - soit automatiquement par sortie sur des convoyeurs spécifiques
Selon un autre exemple d'application très intéressant, un autre sousensemble ou poste de la machine peut être utilisé pour la classification des fruits selon leur aspect visuel seulement : on détermine alors le calibre, la couleur et les défauts d'aspect. La possibilité d'orientation arbitraire du fruit permet une classification optimale selon ces critères, en évitant les parties cachées. Là encore, L'entrée et la sortie peuvent être configurées aussi bien en mode manuel qu'en mode automatique.
Brève description des dessins
Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est une vue de dessus de l'implantation d'une machine de tri représentée dans sa version la plus accomplie permettant la mesure de l'ensemble des critères de caractérisation des fruits nécessaire pour un tri de haute qualité.
La figure 2 est une vue partielle et à plus grande échelle de la figure 1.
La figure 3 est la synopsis du fonctionnement des postes de tri de fruits robotisés de la machine.
La figure 4 est une vue de face, à caractère schématique, du poste de mise en plateaux et de sortie.
La figure 5 est une vue partielle et à plus grande échelle de la figure 4.
La figure 6 est une vue de face illustrant la cinématique de transfert du fruit dans le poste d'inspection, puis dans le poste de mise en plateau.
Les figures 7A et 7B sont des vues de côté représentant deux positions différentes d'un même préhenseur.
Les figures 8A à 8F sont des vues illustrant la visualisation à 100 % d'une sphère en quatre vues selon la procédure géométrique mise en oeuvre dans le procédé et la machine de tri de l'invention.
Les figures 9 et 10 sont des vues, respectivement de côté et de dessus, de l'impacteur assurant la mesure de fermeté et de poids.
La figure 1 1 est une vue de côté illustrant l'approche d'un faisceau de fibres optiques constituant l'interface optique assurant l'éclairage et/ou la collecte de lumière.
Description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention
On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant, bien que nullement limitatif, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de la machine selon l'invention.
On décrit ci-après, à titre d'exemple, une installation ou machine configurée dans le but de permettre la mesure d'un maximum de critères de caractérisation des fruits ou légumes, étant observé, cependant, que certains postes ou sousensembles de cette installation pourraient être utilisés séparément pour effectuer la mesure d'un ou de certains éléments de caractérisation seulement, en fonction des applications ou des souhaits des utilisateurs.
Les différents postes ou sous-ensembles de cette installation sont décrits ci-après en suivant un ordre déterminé par le cheminement des fruits, d'un poste d'entrée à un poste de sortie.
Selon cet exemple intéressant, la machine comprend principalement (figure 1): - un poste d'entrée PE permettant d'amener automatiquement les fruits un par
un et à la demande; - un poste de mesures robotisé PM à quatre degrés de liberté, comprenant
l'ensemble des capteurs, - un poste de mise en plateau PP assurant le conditionnement automatisé des
fruits après examen et classement; - deux postes de sortie PS des plateaux pleins; - deux postes PC de chargement des plateaux vides et des alvéoles de
réception des fruits.
Par rapport à ce schéma et comme indiqué précédemment, plusieurs variantes sont possibles, car pour limiter les coûts, on peut, par exemple indépendamment: - remplacer le poste d'entrée PE par une alimentation manuelle; - remplacer le poste de mise en plateaux PP et les postes de sortie PS par un
conditionnement manuel, en supprimant les postes PC.
D'autre part, le poste de mesures robotisé PM peut être lui-même avantageusement constitué de plusieurs ensembles, à savoir (figure 2): - un poste PM1 de mesure de la fermeté et du poids des fruits; - un poste PM2 d'inspection de leur aspect externe; - un poste PM3 de la mesure de la qualité interne (taux de sucre) desdits fruits.
Le poste d'entrée
Le poste d'entrée PE (figure 1) peut lui-même avoir deux types possibles d'alimentation: - un videur de caisse automatique qui crée une couche plane, dans le cas
d'une alimentation manuelle par caisse; - un simple convoyeur 1 issu d'une des sorties de tri d'une calibreuse connue
en soi.
Le videur de caisse connu en soi est un basculeur qui retourne la caisse, pas à pas, au fur et à mesure que les fruits sont consommés à l'aval du système d'alimentation. Une bâche souple de protection forme couvercle et empêche la chute brutale des fruits sur le convoyeur.
Ensuite, les fruits sont amenés sur un convoyeur de pré-alignement ou égreneur 2 placé à 90" du convoyeur principal 1. II est constitué, de manière connue en soi, de deux tapis formant un V et se déplaçant à des vitesses différentes, de façon à étirer les fruits les uns derrière les autres. Deux butées latérales 3 équipant les parois longitudinales fixes du convoyeur-égreneur 2, améliorent l'étirement des fruits, ces butées 3 étant décalées le long de l'axe de circulation, pour éviter tout effet de blocage du flux.
Enfin, les fruits descendent légèrement vers un convoyeur à diabolos 4, connu en soi, dont la vitesse est supérieure à celle des tapis du convoyeur précédent pour un meilleur étirement. A ce stade, les risques d'avoir deux fruits de front sont éliminés, mais il reste possible d'avoir un emplacement vide sur un diabolo.
Les trois éléments mentionnés ci-dessus sont contrôlés, chacun, par un automate programmable industriel (API). Les trois automates sont synchronisés ils démarrent et arrêtent en même temps les trois composants susmentionnés du poste d'entrée.
Selon une disposition caractéristique du procédé et de l'installation de l'invention, les trois composants du poste d'entrée sont pilotés automatiquement par un système de commande situé en aval dudit poste d'entrée, ce système de commande étant avantageusement constitué par l'ordinateur de l'un au moins des postes de mesure. Par exemple, le poste d'entrée est mis en mouvement, à la demande, par l'ordinateur du poste d'inspection, au fur et à mesure de ses besoins en nouveaux fruits, I'alimentation du poste de mesure ou de l'ensemble des cellules ou postes de mesures s'opérant ainsi selon une méthode séquentielle et asynchrone, chaque fruit ou légume ne rentrant dans ledit poste de mesure ou dans l'ensemble de postes ou cellules de mesure, seulement lorsque celui-ci est prêt à le traiter. On évite ainsi tout risque de bourrage du poste de mesure. On a validé que la fonction de mise en ligne des fruits s'effectue correctement en fonctionnement discontinu, alors que les systèmes connus de ce type ne sont validés qu'en fonctionnement continu.
Ensemble de mesures
L'ensemble de mesures PM des caractéristiques des fruits est illustré schématiquement sur la figure 3.
Cet ensemble de mesure est lui-même constitué, dans sa version la plus achevée, d'une cellule ou poste de mesure de poids et de fermeté PM1, d'une cellule ou poste d'inspection de l'aspect externe PM2 et d'une cellule ou poste de mesure du taux de sucre PM3.
Sur la partie droite de la figure 3, on a également représenté, à la suite de la cellule ou poste de mesure du taux de sucre PM3, un poste robotisé BR de mise en plateaux des fruits examinés.
1) Poste de mesure de fermeté et de poids
La cellule de mesure PM1 du poids et de la fermeté des fruits F qui, selon l'exemple avantageux illustré, est disposée au-dessous de la sortie du convoyeur à diabolos 4, comprend (figure 9) un dispositif de retenue du fruit F1 arrivant en bout dudit convoyeur, afin de l'empêcher de tomber avant l'instant souhaitable.
Cette chute séparée programmée de chaque fruit est, par exemple, obtenue au moyen d'une roue en matériau souple 5 asservie à un automate de commande et disposée au-dessus de l'extrémité aval du convoyeur à diabolos 4.
La cellule PM1 de mesure du poids et de la fermeté comprend encore essentiellement (figures 9 et 10) un plateau ou support de pesée 6 sur lequel le fruit tombe d'une faible hauteur (un à deux cm), une jauge de contrainte 7 placée sous ce plateau et reliée à un ordinateur, une barrière fixe 8 bordant le plateau 6 sur deux côtés perpendiculaires, une fourchette mobile d'éjection 9 montée avec une aptitude de pivotement autour d'un axe vertical fixe 9a, et un vérin pneumatique 10 ou actionneur similaire relié à la fourchette d'éjection et permettant d'éjecter le fruit vers un premier préhenseur V1, par pivotement de ladite fourchette d'éjection. Comme le montre la figure 10, I'une des branches de la fourchette 9 constitue l'éjecteur proprement dit, tandis que sa seconde branche constitue une barrière de protection mobile.
La légère chute du fruit sur le plateau 6 génère un signal bref sur la jauge de contrainte : il s'agit d'une sinusoïde amortie, qui dure entre 20 et 40 ms, et qui est enregistrée et analysée par l'ordinateur. Un algorithme spécifique en déduit la fermeté du fruit. Après environ une seconde, les rebonds sont terminés et il ne reste qu'un signal continu sur la jauge de contrainte : ce signal représente le poids du fruit.
Grâce à ce procédé et à cet agencement, on mesure la fermeté et le poids du fruit au moyen du même dispositif.
2) Poste de mesure des caractéristiques externes
Selon le procédé de mesure des qualités externes des fruits, chaque fruit est saisi à sa sortie du poste PM1, par un premier préhenseur qui l'amène au poste d'inspection PM2 et est ensuite animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe de sa tête de préhension de façon à exposer ses différentes faces visibles dans le champ de vision d'une caméra ou autre système de vision artificielle, puis ledit fruit est saisi dans la position où il se trouve à la fin de cette rotation, par un deuxième préhenseur qui est ensuite également animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe de sa tête de préhension, afin de placer la face du fruit précédemment masquée, dans le champ de vision dudit système de vision artificielle, après quoi ce deuxième préhenseur amène le fruit inspecté dans une position où il peut être saisi par un dispositif de mise en plateau.
La cellule ou poste d'inspection des caractéristiques externes des fruits comprend (figure 6) une chambre d'éclairage 11, par exemple constituée d'une demi-sphère d'intégration, et dans la partie inférieure de laquelle est installé un éclairage fluorescent annulaire 12. Grâce à un réflecteur annulaire 13 disposé dans l'espace délimité par le tube d'éclairage annulaire, on évite un éclairage direct des fruits. La paroi interne de la chambre hémisphérique Il est munie d'un revêtement diffusant blanc, ce qui garantit un éclairage très uniforme du fruit F3 en cours d'inspection.
Un trou 14 est ménagé dans le sommet de la chambre 11, et un système de vision artificielle, par exemple constitué par une caméra couleur 15 ou une caméra combinant des canaux couleurs et infrarouge, est disposé fixement audessus de ce trou. De la sorte, la zone centrale ouverte de la partie inférieure de la chambre 11 se trouve placée dans le champ de vision de la caméra 15, et constitue l'emplacement d'inspection des fruits qui se trouvent placés sous un éclairage indirect uniforme, sur toute leur surface visible, durant leur inspection, ce qui évite les brillances d'origine spéculaire.
Selon une importante disposition caractéristique de l'invention, chaque fruit est présenté à l'emplacement d'inspection, dans le champ de vision de la caméra 15, au moyen de deux préhenseurs V1, V2 possédant un degré de liberté de basculement et un degré de liberté de rotation dans l'axe a-a, a'-a', respectivement, de leur tête de préhension, I'un de ces préhenseurs (par exemple préhenseur V1) permettant de saisir chaque fruit et d'orienter, par un mouvement de rotation autour de l'axe a-a, la majeure partie de la surface du fruit, en direction du système de vision artificielle, ledit fruit étant ensuite saisi par le second préhenseur (par exemple préhenseur V2) qui oriente, également par un mouvement de rotation autour de son axe a'-a', la surface restante du fruit précédemment cachée, en direction dudit système de vision artificielle.
Les préhenseurs Vi, V2 sont, de préférence, constitués par des ventouses, l'énergie d'aspiration étant fournie, de manière connue en soi, par une turbine électrique (non représentée) spécifique à chaque ventouse. L'aspiration est pilotée par une électrovanne, également de manière connue en soi.
Afin de pouvoir amener les fruits à inspecter dans la chambre d'éclairage 11, par dessous, sans toucher l'éclairage annulaire, on a adopté une cinématique spécifique pour le basculement du support de chaque préhenseur V1, V2.
Le principe de cette cinématique est illustré sur les figures 7A et 7B, qui représentent deux positions différentes du même préhenseur. Le support de chaque préhenseur est constitué de deux pièces mobiles articulées 16 et 17.
Deux poulies crantées R1 et R2 et une courroie synchrone 18 assurent la cinématique : la poulie R1 est solidaire du bâti fixe, tandis que la poulie R2 est solidaire du support 16. Le support 17 est entraîné en rotation par un actionneur (non représenté), par exemple un moteur électrique, dont l'arbre moteur 19 est concentrique avec l'axe de la poulie crantée R1. On considère une position de départ (figure 7A) caractérisée par un angle gamma entre les deux supports.
Lorsque, à partir de cette position, le support 17 effectue une rotation d'un angle alpha (figure 7B), le support 16 se déplace, et est entraîné en rotation propre par la poulie R2, et tourne, en sens inverse, d'un angle béta. Le rapport entre les angles, alpha/béta, est égal au rapport des diamètres des poulies d(R2) / d(R1).
Ce rapport est de préférence inférieur à un, et égal à 2/3 selon un exemple de réalisation intéressant.
La rotation des préhenseurs V1, V2 autour de leur axe a-a, a'-a', respectivement, est assurée par un moteur 21 et un engrenage réducteur 22 portgpar le support 16 desdits préhenseurs (figure 11).
Un objectif de la machine et du procédé de l'invention est de permettre de visualiser le fruit en quatre vues successives. Pour cela, on procède de la manière suivante;
Les préhenseurs V1, V2 sont amenés, par l'intermédiaire des actionneurs précédemment décrits, dans une position suivant laquelle leurs têtes de préhension V1' et V2' sont proches l'une de l'autre et leurs axes a-a et a'-a' forment un angle optimum de l'ordre de 1 20a.
Le fruit étant tenu par le préhenseur V1, trois vues sont prises successivement par la caméra 15, chacune de ces vues étant séparée de la suivante par une rotation de 1200 dans l'axe a-a dudit préhenseur. Ces vues référencées I1 à I3 sont représentées sur les figures 8A à 8C, où les zones grisées représentent les parties visualisées dans au moins une image.
Le fruit est ensuite transféré (figure 8D), sans changer de position, dans le préhenseur V2, par commutation des électrovannes pilotant les préhenseurs V1 et V2 (l'électrovanne pilotant V1 coupe l'aspiration, tandis que l'électrovanne pilotant V2 est mise en aspiration).
Le fruit est tourné de 1800 par rotation du préhenseur V2 autour de son axe a'-a' (figure 8E), pour visualiser la face inférieure précédemment masquée dudit fruit.
On prend une dernière vue I4, parfaitement centrée sur la zone non encore visualisée. La figure 8F illustre cette vue dans l'axe de la caméra, en montrant en traits hachurés, les zones visibles dans au moins une des trois vues précédentes, pour un fruit parfaitement sphérique. L'encombrement de la ventouse V1 y est représenté par un cercle intérieur CI. On contrôle bien ainsi, que la visualisation du fruit est totale.
L'inspection par caméra ou autre système de vision artificielle de la totalité de la surface du fruit fournit au système les informations permettant d'orienter le fruit. Les points d'intérêts potentiellement reconnus par le système de vision sont les faces colorées, les calices et les pédoncules, et les défauts d'aspect. Cette orientation permet de présenter une face préférentielle du fruit: - au capteur NIR (Infra-Rouge Proche) pour optimiser la mesure de sucre,
lorsque l'installation de tri inclut un poste de mesure du taux de sucre; - au client final, dans le contenant commercial, pour valoriser au mieux le
produit.
3) Mesure du taux de sucre
Selon le procédé de l'invention, la mesure du taux de sucre est opérée en amenant au contact du fruit une interface optique assurant é
Après l'inspection visuelle, le fruit, toujours tenu dans le préhenseur V2, est amené au poste de mesure de sucre PM3 (Section C). La mesure est effectuée par spectrométrie dans le proche infrarouge, méthode connue en soi. Le principe est d'amener un fort éclairage infrarouge sous la peau du fruit, puis d'analyser par spectromètre et par ordinateur la composition de la lumière rétrodiffusée par le fruit. Le spectre de cette lumière est caractéristique du taux de sucre de la zone examinée.
Un faisceau de fibres optiques 23 à structure en Y connue en soi, amène la lumière et recueille la lumière diffusée . il mélange pour cela des fibres d'éclairage provenant d'une source lumineuse, et des fibres de mesure ramenant le signal rétrodiffusé par un spectromètre.
Le faisceau de fibres 23 est monté sur un support mobile 24 dont les mouvements d'avance en direction du fruit ou de recul sont réalisés au moyen d'un vérin pneumatique 25 ou d'un actionneur similaire dont l'organe mobile assure un bon contact de la fibre avec la peau du fruit, ce bon contact est nécessaire pour faire une mesure significative. La compression du vérin garantit le contact permanent entre fruit et faisceau de fibres.
Pour un bon fonctionnement, le spectromètre nécessite deux conditions remplies par l'invention - permettre une mesure de référence automatique avec un objet connu. Dans
ce but, on met en circulation, dans la machine, selon le procédé de
l'invention, par exemple à intervalles réguliers, un objet de référence. On peut
ainsi utiliser une boule opaque et qui n'absorbe pas la lumière, dont le
diamètre est proche de celui des fruits. Pour prendre la mesure de référence,
on la fait circuler dans la machine à la place d'un fruit, en aménageant le
cycle de manutention. On peut par exemple en faire le premier "fruit" de tout
lot examiné.
- permettre un nettoyage périodique de l'extrémité du faisceau de fibre : les
poussières ou films gras présents à la surface du fruit peuvent réduire la
netteté du signal après quelques dizaines de fruits. Il est donc essentiel de
pouvoir périodiquement modifier le cycle de tri pour introduire un objet de
nettoyage. On a également prévu, dans ce but d'utiliser une boule, de
diamètre proche de celui des fruits, et à surface rugueuse: la boule est saisie
par le préhenseur V2, puis frottée à sec contre l'extrémité du faisceau de
fibres optiques, par un mouvement alternatif programmé dudit préhenseur.
Par commodité, l'objet de nettoyage décrit automatiquement un cycle
complet, avec retour au point de départ. Ce point est avantageusement
constitué par un support accessible au bras robotisé de mise en caisse décrit
ci-après.
L'invention permet de choisir arbitrairement, autour de l'équateur du fruit, un ou plusieurs points de mesure, en tournant le préhenseur V2 de n'importe quel angle.
Enfin, comme indiqué précédemment, en utilisant les informations issues de la vision, qui donnent notamment la position des calices et des pédoncules, on peut minimiser le risque d'effectuer des mesures du taux de sucre sur ces points, par des rotations appropriées des deux préhenseurs contrôlées par l'unité centrale qui gère le fonctionnement des actionneurs de ces derniers.
Poste de mise en plateaux
Le poste de mise en plateaux PP de la machine (figures 1, 2, 3 et 4) comprend - un robot sphérique à trois axes - un système de manutention automatique des plateaux de fruits.
1) Robot sphérique
Le robot sphérique représenté très schématiquement et désigné par la référence 26 aux figures 3 et 4, est un manipulateur à coordonnées sphériques, (deux rotations concourantes et une translation vers l'objet à saisir et/ou vers l'emplacement de dépôt du fruit examiné). Il est décrit en détail dans le document
EP-A-0.270.469.
Ce manipulateur à coordonnées sphériques est suspendu, en position verticale, à un portique 27 disposé à un niveau supérieur à celui des préhenseurs V1 et V2 des postes d'inspection PM2 et PM3. Selon un premier exemple de réalisation, il est dépourvu de système de vision, de sorte que, dans ce cas, il prend toujours les fruits en un point de sortie fixe. Sa géométrie lui permet d'accéder à un grand volume de travail illustré par les douze plateaux visibles au centre de la figure 1. Selon un exemple de réalisation, il range les fruits sur une seule couche dans douze plateaux alvéolés, chacun d'une capacité de 20 à 30 fruits. Le robot sphérique est contrôlé par un ordinateur spécifique (voir ci-après).
Il suffit d'indiquer à l'ordinateur la position d'un coin de chaque plateau, ainsi que quelques dimensions caractérisant le système d'alvéoles, et le conditionnement est totalement automatique. Le type d'alvéoles peut être reprogrammé instantanément par l'opérateur du système.
Cet exemple n'est nullement limitatif. Le même bras pourrait aussi bien accéder, par exemple, à trois caisses de 15 à 20 kg de fruits, et y ranger les fruits sur trois ou quatre couches. On pourrait selon un autre mode de réalisation, équiper le bras robotisé d'un système de vision, tel que décrit également dans le document EP-A-0.270.469. Le système de vision permet alors de repérer automatiquement les positions et orientations des caisses, pourvu qu'elles restent dans son espace de travail, ainsi que l'état du remplissage à tout moment.
2) Manutention des plateaux
Le système de manutention et d'évacuation automatique des plateaux de fruits est organisé selon l'invention comme suit:
Deux structures principales identiques placées face à face, supportent les plateaux, et les mécanismes assurant leurs mouvements. Chaque structure dessert 6 plateaux, avec une inclinaison qui permet un accès facile par le bras de robot sphérique, c'est à dire une inclinaison sensiblement perpendiculaire à son axe de travail (figure 4).
Les plateaux vides P sont alimentés depuis un sous-ensemble (20A, 20B 20C, 20D) (figure 1), composé d'un convoyeur à bandes qui peut monter et descendre, actionné par exemple de manière pneumatique, vers les positions basse ou haute pour alimenter, respectivement, les positions inférieures (28B, 20D) ou les positions supérieures (28A, 28C).
Les plateaux vides sont transmis aux convoyeurs à bande 29A à 29D, qui les transportent jusqu'à des fourches 28A à 28D, dans les bras desquels sont disposés des guides à rouleaux, de façon à ce que les plateaux descendent par gravité jusqu'à leur position de remplissage PI.
Ces fourches 28 peuvent pivoter, par exemple avec des actionneurs pneumatiques, par rapport aux axes 35A, 35B (figure 5) de façon que, une fois les plateaux remplis, ils descendent, de la position de travail P1 à la position de vidage P2. Vu leur conception en forme de fourche, leur partie intérieure libre rencontre, dans son mouvement descendant, les convoyeurs à bande 30A à 30D, sur lesquels sont déposés les plateaux qui étaient portés par les guides à rouleaux des fourches.
Ces convoyeurs 30 sont actionnés en sens inverse des convoyeurs 29, et emmènent les plateaux vers les positions d'évacuation P3, où sont disposés des convoyeurs à rouleaux 36A, 36B, etc, orientés perpendiculairement aux précédents (figures 1 et 5), qui sortent les plateaux pleins du système. A cet effet, ces convoyeurs à rouleaux, commandés de préférence par pistons pneumatiques, ont un mouvement de montée et de descente de toute leur structure. En montant, ils séparent les plateaux pleins des convoyeurs à bande 30, les faisant reposer sur les rouleaux, qui, actionnés mécaniquement, emportent les plateaux transversalement (poste PS de la figure 1).
Il est parfaitement possible d'effectuer l'évacuation d'un plateau plein tout en lançant l'approvisionnement simultané d'un plateau vide, c'est à dire sans arrêter le cycle de conditionnement, ce qui permet d'éviter les temps morts dans le cycle.
Architecture de contrôle
La machine selon l'invention fonctionne avec toute architecture informatique qui remplit les fonctions logiques et algorithmiques indiquées dans la description précédente, ainsi que le cycle de tri décrit ci-après. Dans une réalisation préférentielle, on utilise des unités centrales (UC) d'ordinateurs et des
API, de façon modulaire:
une UC supervision pour la supervision globale de la ligne et l'interface
utilisateur; o une UC inspection pour le poste d'inspection, la pesée, et la mesure de
fermeté;
une UC vision pour la vision
une UC sucre pour la mesure de sucre; une UC rangement pour le rangement robotisé des fruits en plateaux;
une UC manutention pour la manutention des plateaux vides et pleins;
trois API pour le poste d'entrée.
Le dialogue entre les UC est organisé en réseau hétérogène avec les caractéristiques suivantes, qui constituent des standards industriels garants de la fiabilité
support physique = Ethernet
protocole de dialogue = TcP JlP.
La hiérarchie fonctionnelle suit le schéma suivant (où la flèche dénote une relation maître = > esclave).
UC supervision = > UC inspection = > UC vision
= > UC sucre
= > UC rangement
= > UC manutention
= > poste d'entrée
La structure décrite ci-dessus n'est pas limitative ; en particulier, on peut changer l'ordre de passage devant les capteurs ou le nombre de gestes de réorientation du fruit, sans changer l'esprit de l'invention.
On décrit ci-après un exemple intéressant de réalisation du cycle d'inspection, qui constitue un bon compromis entre finesse de mesure et cadence de travail.
On remarque tout d'abord, selon la figure 3, que la machine est conçue pour une organisation en série du cycle, permettant de traiter simultanément 4 fruits. Chacune des sections A, B, C et D peut traiter un fruit à la fois.
Dans ce schéma, les étapes critiques à optimiser sont les transferts entre sections
transfert Entrée = > A;
transfert A
transfert B
transfert C
Le plus simple est de décrire chacun des 4 cycles mettant en jeu une
section, sachant qu'un fruit donné passe successivement dans chaque section A,
B, C et D:
Cycle section A:
= > Mise en marche du poste d'entrée
Attente d'impact du fruit (transfert Entrée = > A)
Mesure de fermeté du fruit
Attente de stabilisation du fruit
Pesée du fruit
Ejection par vérin vers préhenseur V1 (transfert A = > B)
Retour du vérin éjecteur
+ en parallèle: arrêt du poste d'entrée au bout d'une durée prérécilée après
l'impact.
La durée préréqlée a pour objet d'amener le prochain fruit le plus prêt possible de la chute sur l'impacteur, sans toutefois y arriver.
Cycle section B:
Réception du fruit dans V1 (transfert A = > B)
Basculement de V1 vers vision
= > Acquisition Image Il
Rotation V1 de 1200, et traitement d'image I1
Acquisition image I2
Rotation V1 de 1200, et traitement d'image I2
Acquisition image I3
Traitement d'image I3
Rotation V1 pour orientation optimisée par données issues des images I1 à
I3, dans le but de préparer I' orientation finale du fruit dans le plateau
(optionnel)
Transfert du fruit V1 vers V2 (transfert B= > C)
Retour de V1 vers section A
Cycle section C:
Réception du fruit dans V2 (transfert B= > C)
Rotation du fruit de 1800 dans l'axe de V2 pour visualiser la partie cachée
Acquisition image I4
Basculement de V2 vers NIR, et traitement image I4
= > Approche du vérin de fibre optique ou autre interface optique
Acquisition de la mesure du taux de sucre
Traitement de la mesure du taux de sucre
Recul du vérin de fibre optique ou autre interface optique
Basculement de V2 vers le bras robotisé 26.
Transfert du fruit tenu par V2 vers bras (transfert C= > D) Retour de V2 vers la vision
Si une deuxième mesure de sucre est nécessaire, il faut intercaler la séquence suivante avant basculement V2 vers bras
r Rotation de V2 de 90"
Approche du vérin de fibre optique ou autre interface optique.
Acquisition de la mesure sucre Traitement mesure du taux de sucre
Recul du vérin de fibre optique ou autre interface optique.
Cvcle section D:
= > Amener le bras vers V2
Réception du fruit dans le bras (transfert C = > D) Déposer le fruit dans le plateau adéquat.
Dans la description qui précède, les points de départ de chaque cycle sont arbitraires. L'ordre indiqué est celui qui facilite le mieux la compréhension.
Cependant, cet ordre ne convient pas en pratique, car il est évident que les transferts entre deux sections doivent être synchronisés dans les cycles réels.
Par exemple, le transfert A= > B est l'avant-dernière opération de la section
A. II apparaît aussi comme première opération de la section B. Dans l'ordre indiqué, il faudrait donc attendre la fin du cycle A pour démarrer le cycle B, et on perdrait le parallélisme.
Pour minimiser les temps d'attente, les points de départ sont à placer différemment dans chaque section. Dans la réalisation décrite, les points de départ réellement mis en oeuvre sont marqués par une flèche (= > ).
Dans l'exemple précédent, le cycle B a maintenant son transfert A = > B deux opérations avant la fin. Les cycles des sections A et B peuvent s'effectuer presque parfaitement en parallèle.
La cadence résultante de la machine est donnée au mieux par la plus lente des cadences de chaque section. Elle est de l'ordre de 1000 à 2000 fruits à l'heure.
Selon une disposition caractéristique, les informations provenant de deux capteurs différents sont utilisés pour réaliser une fusion multisensorielle suivant laquelle les données numériques fournies par les deux capteurs sont combinées pour obtenir des mesures statistiquement plus précises que les données d'origine.
La fusion multisensorielle appliquée dans l'invention consiste à exploiter les corrélations existant entre les données de différents capteurs ; par exemple, un changement de couleur et une augmentation du taux de sucre peuvent être liées toutes deux à la maturation du fruit. En exploitant la donnée couleur du fruit, on peut alors faire une prédiction du taux de sucre plus précise qu'avec la spectrométrie seule. La fusion est mise en oeuvre par un algorithme de type réseaux de neurones qui fonctionne par apprentissage : avec un lot de fruits dont les caractéristiques sont parfaitement connues (grâce à des mesures destructives) ; il trouve la combinaison des deux données qui donne la meilleure prédiction de mesure. Ensuite, on applique cette combinaison aux autres fruits.
La fusion est particulièrement utile dans le cas de données brutes peu précises, ce qui est le cas des mesures non destructives.
Un cas particulier très important est celui ou la donnée brute d'un des capteurs est invalide : le processus de fusion propose alors une mesure de secours fondée sur un ou plusieurs autres capteurs.
L'invention pose un problème spécifique de classification multicritères, car elle met en jeu pour la première fois un grand nombre de capteurs en ligne.
Selon une autre disposition caractéristique, les informations provenant d'au moins deux capteurs différents sont combinées sous forme d'une classification multicritères, le nombre de classes finales étant sensiblement inférieur au nombre de classes obtenu par une simple combinatoire des classes de valeur retenues pour chaque capteur.
Le problème sera mieux compris par un exemple: une calibreuse classique de tomates utilise 8 classes de couleur et 5 classes de calibre : elle a donc 40 sorties, correspondant à tous les couples calibre/couleur possibles. Si maintenant on introduit 3 classes de défauts d'aspect, 3 classes de sucre, et 2 classes de fermeté, la même méthode aboutit à 360 classes finales, ce qui est ingérable, tant à la production qu'à la commercialisation
Le principe retenu pour le classificateur est donc le suivant
une classe finale est définie par tous les fruits qui respectent une fourchette
de valeurs donnée pour chacune des mesures réalisées;
pour chaque mesure et chaque classe, les bornes de la fourchette sont
fournies par l'utilisateur et sont modifiables à volonté dans une table de
qualité
de plus, un système de priorité existe : le programme vérifie d'abord si le fruit
est acceptable en classe N"1, puis en classe N"2, etc... et il s'arrête dès qu'il a
trouvé une classe qui convient;
une classe spéciale (rejets) est affectée aux fruits qui n'ont satisfait à aucune
classe.
Pour plus de souplesse, il est possible que des listes de fourchettes de valeur différentes renvoient à la même classe. Par exemple : fruits très gros ou très petits = classe hors calibre .
Selon l'exemple de réalisation illustré pour l'invention, douze classes sont mises en oeuvre, ce qui correspond au nombre de plateaux desservis. La seule contrainte étant d'avoir au moins autant de voies de sortie que de classes, on peut utiliser moins de douze classes.

Claims (27)

  1. poste de conditionnement (PP) des fruits ou légumes triés.
    poste de mesure (PM1, PM2, PM3) disposé entre ledit poste d'entrée et ledit
    automatiquement, lors d'une étape d'arrêt desdits fruits ou légumes à un
    calibre, couleur, aspect, densité, poids, fermeté, teneur en sucre, est opérée
    de leurs caractéristiques comprise parmi les caractéristiques suivantes
    des fruits ou légumes triés, caractérisé en ce que la mesure d'au moins l'une
    un à un, entre un poste d'entrée (PE) et un poste de conditionnement (PP)
    Revendications 1. Procédé de tri de fruits et légumes animés d'un mouvement de défilement,
  2. 2. Procédé de tri selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à
    une mesure du poids et de la fermeté des fruits ou légumes, en faisant
    tomber lesdits fruits ou légumes, d'une faible hauteur, un à un, sur un
    plateau (6) s'appuyant sur une jauge de contrainte (7), la sinusoïde amortie
    créée par cette chute sur la jauge de contrainte étant enregistrée et analysée
    par un algorithme permettant d'en déduire la fermeté du fruit ou légume dont
    le poids résulte du signal continu généré par ladite jauge de contrainte
    lorsque les rebonds dudit fruit ou légume sont terminés.
  3. 3. Procédé de tri suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que
    chaque fruit ou légume est présenté à un poste d'inspection (PM2) dans le
    champ de vision d'un système de vision artificielle (15), au moyen de deux
    préhenseurs (V1, V2) possédant un degré de liberté de basculement et un
    degré de liberté de rotation dans l'axe de leur tête de préhension, I'un de ces
    préhenseurs permettant de saisir chaque fruit et d'orienter, par un
    mouvement de rotation, la majeure partie de la surface du fruit, en direction
    du système de vision artificielle, ledit fruit étant ensuite saisi par le second
    préhenseur qui oriente, également par un mouvement de rotation, la surface
    restante précédemment cachée, en direction dudit système de vision
    artificielle.
  4. 4. Procédé de tri selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
    en ce que chaque fruit ou légume est présenté à un poste de mesure de taux
    de sucre (PM3) où au moins un capteur de contact constitué par une
    interface optique (23) assurant éclairage et/ou collecte de lumière, est
    amenée au contact de chaque fruit ou légume, ladite interface optique étant
    reliée à un spectromètre infrarouge lui-même relié à un ordinateur.
  5. 5. Procédé de tri suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que
    les informations recueillies au poste d'inspection (PM2) concernant l'aspect
    de chaque fruit ou légume, sont utilisées pour choisir une face préférentielle
    de ce dernier, à présenter, soit à l'interface optique (23), soit dans le
    conditionnement final dudit fruit ou légume.
  6. 6. Procédé de tri selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dont le
    système de vision est constitué par une caméra couleur (15), caractérisé en
    ce que l'on procède à une visualisation de la totalité de la surface des fruits
    ou légumes de forme sphérique, au moyen de quatre prises de vue
    successives.
  7. 7. Procédé de tri suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé
    en ce que les fruits ou légumes sont placés sous un éclairage indirect
    uniforme, sur toute leur surface visible, durant leur inspection par le système
    de vision (15).
  8. 8. Procédé de tri selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on effectue
    automatiquement un nettoyage périodique de la partie de l'interface optique
    (23) qui est au contact des fruits ou légumes.
  9. 9. Procédé de tri selon la revendication 5, caractérisé en ce que le choix de la
    face préférentielle du fruit ou légume est opéré par des rotations appropriées
    des préhenseurs (V1, V2) contrôlées par l'unité centrale qui gère le
    fonctionnement de ces derniers.
  10. 10. Procédé de tri selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé
    en ce que les informations provenant d'au moins deux capteurs différents,
    sont utilisées pour réaliser une fusion multisensorielle suivant laquelle les
    données numériques fournies par les deux capteurs, sont combinées pour
    obtenir des mesures statistiquement plus précises que les données d'origine.
  11. 11. Procédé de tri suivant l'une quelconque des revendications 4 à 10,
    caractérisé en ce que les informations provenant d'au moins deux capteurs
    différents, sont combinées sous forme d'une classification multicritères, le
    nombre de classes finales étant sensiblement inférieur au nombre de
    classes obtenu par une simple combinatoire des classes de valeur retenues
    pour chaque capteur.
  12. 12. Procédé de tri selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé
    en ce que l'alimentation du poste de mesure ou de l'ensemble du poste de
    mesure (PM) par le poste d'entrée (PE) s'opère suivant une méthode
    séquentielle et asynchrone, chaque fruit ou légume ne rentrant dans ledit
    poste de mesure ou dans ledit ensemble de poste de mesure, seulement
    lorsque celui-ci est prêt à le traiter.
  13. 13. Machine de tri de fruits ou légumes comprenant un poste d'entrée (PE) et un
    poste de conditionnement (PP) des fruits ou légumes triés, entre lesquels est
    disposé au moins un poste de mesure (PM) de l'une au moins des
    caractéristiques suivantes desdits fruits ou légumes calibre, couleur,
    aspect, densité, poids, fermeté, teneur en sucre, ladite machine comportant
    des moyens assurant le défilement un à un de ces derniers, caractérisée en
    ce qu'elle est équipée de moyen permettant d'arrêter automatiquement et
    momentanément le défilement de chaque fruit ou légume à la suite de son
    arrivée au poste de mesure (PM) ou à chaque poste de mesure (PM1, PM2,
    PM3), pendant la durée de celle-ci.
  14. 14. Machine de tri selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte
    un poste de mesure (PM1) de la fermeté et du poids des fruits ou légumes,
    le poste de mesure (PM1) comprenant un plateau ou support de pesée (6)
    reposant sur une jauge de contrainte (7) reliée à un ordinateur.
  15. 15. Machine de tri selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit poste
    de mesure de la fermeté et du poids des fruits ou légumes, comporte un
    dispositif permettant une chute séparée programmée de chaque fruit ou
    légume, sur le plateau ou support de pesée (6).
  16. 16. Machine de tri suivant la revendication 15, caractérisée en ce que ledit
    dispositif est constitué par une roue en matériau souple (5) disposée au
    dessus de l'extrémité aval d'un convoyeur à diabolos (4) du poste d'entrée,
    et asservie à un automate de commande.
  17. 17. Machine de tri, selon l'une quelconque des revendications 13 à 15,
    caractérisée en ce qu'une fourchette d'éjection (9) assujettie à un actionneur
    (10) assurant son pivotement et l'éjection du fruit ou légume pesé.
  18. 18. Machine de tri selon l'une quelconque des revendications 13 à 17,
    caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de mesure des
    caractéristiques externes des fruits (PM2) comportant un système de vision
    artificielle, par exemple constitué par une caméra couleur (15) reliée à un
    ordinateur et dans le champ de vision de laquelle peuvent être amenés deux
    préhenseurs (V1, V2) possédant chacun, un degré de liberté de basculement
    d'amplitude limitée et un degré de liberté de rotation dans l'axe (a-a, a'-a') de
    sa tête de préhension (V1'-V2'), ces préhenseurs (V1, V2) étant assujettis à
    des actionneurs (16, 17, 18, 19, R1, R2 ; 21-22) assurant, respectivement,
    leur basculement et leur rotation et pouvant être amenés dans une position
    suivant laquelle leurs têtes de préhension (V1'-V2') sont proches l'une de
    l'autre et leurs axes (a-a, a'-a') forment un angle optimum de l'ordre de 1200
  19. 19. Machine de tri selon la revendication 18, caractérisée en ce que les
    préhenseurs (V1, V2) sont constitués par des ventouses reliées à un
    système d'aspiration piloté par des électrovannes.
  20. 20. Machine de tri suivant l'une des revendications 18 ou 19, caractérisée en ce
    que le poste d'inspection des caractéristiques externes des fruits ou légumes
    (PM2) comprend une chambre d'éclairage ayant, de préférence, une forme
    hémisphérique, et dans la partie inférieure ouverte de laquelle est disposé un
    éclairage fluorescent annulaire (12) sur le côté interne duquel est placé un
    réflecteur annulaire (13), cette chambre comportant, d'une part, sur sa paroi
    interne, un revêtement diffusant blanc et, à son sommet, un trou (14) au
    dessus duquel se trouve disposé le système de vision artificielle (15) dont le
    champ de vision correspond à l'ouverture central (1 la) de ladite chambre
    (11).
  21. 21. Machine de tri selon l'une quelconque des revendications 18 à 20,
    caractérisée en ce que chaque préhenseur (V1, V2) est porté par un support
    constitué de deux pièces mobiles (16, 17) dont l'une (16) est solidaire d'une
    poulie crantée (R2), sur laquelle s'enroule une courroie synchrone (18)
    s'enroulant sur une deuxième poulie crantée (R1) solidaire du bâti fixe de la
    machine, L'autre pièce mobile (17) étant entraînée en rotation par un actionneur (19).
  22. 22. Machine de tri suivant l'une quelconque des revendications 13 à 21,
    caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de mesure d'une qualité
    interne des fruits ou légumes, telle que leur teneur en sucre, caractérisée en
    ce qu'elle comprend au moins une interface optique (23) assurant éclairage
    et/ou collecte de lumière, telle que par exemple, un faisceau de fibres
    optiques en Y ou une sphère intégrante, ladite interface optique étant reliée
    à un spectromètre lui-même relié à un ordinateur.
  23. 23. Machine de tri selon la revendication 22, caractérisée en ce que la source de
    lumière et le spectromètre sont, respectivement, une source de lumière
    infrarouge et un spectromètre infrarouge.
  24. 24. Machine de tri suivant l'une quelconque des revendications 13 à 23,
    comportant un poste (PP) de conditionnement automatique et individualisé
    des fruits ou légumes, en caisse ou en plateaux (P), caractérisé en ce que
    ledit poste comprend un manipulateur à coordonnées sphériques (deux
    rotations et une translation vers l'emplacement destiné à la réception du fruit
    ou du légume).
  25. 25. Machine de tri suivant l'une quelconque des revendications 13 à 24,
    caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de manutention
    automatisé des plateaux ou caisses (P) de conditionnement des fruits ou des
    légumes, pour évacuer n'importe quel plateau plein et approvisionner ledit
    ensemble avec un nouveau plateau vide, sans arrêter le cycle de
    conditionnement, cet ensemble comprenant, pour chaque plateau, un
    convoyeur d'approvisionnement (29A, 298, .), un support de plateau
    basculant (28A, 28B, .), un convoyeur d'évacuation (30A, 30B, .) disposé
    au-dessous et à distance du convoyeur d'approvisionnement, et des moyens
    (31A, 31B, ...) permettant le basculement et le positionnement du support
    plateau, soit dans la position de chargement, soit dans la position de
    déchargement.
  26. 26. Machine de tri selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'ensemble de
    manutention automatisé des plateaux, comprend des convoyeurs à rouleaux
    (36A, 36B, .), disposés aux extrémités des convoyeurs d'évacuation (30A,
    30B, ...) et orientés perpendiculairement à ces derniers.
  27. 27. Machine de tri suivant l'une quelconque des revendication 13 à 18,
    comprenant un poste d'entrée (PE) comportant au moins un convoyeur
    égreneur (2) constitué de deux tapis formant un V et se déplaçant à des
    vitesses différentes, caractérisée en ce que deux butées latérales (3)
    équipent les parois longitudinales fixes dudit convoyeur-égreneur, ces
    butées étant décalées le long de l'axe de circulation de ce dernier.
FR9802498A 1998-02-25 1998-02-25 Procede et installation de tri de fruits et legumes, permettant la mesure d'au moins une de leurs caracteristiques Withdrawn FR2775204A1 (fr)

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