EP0357706B1

EP0357706B1 - Appareil de comptage d'objets defilant

Info

Publication number: EP0357706B1
Application number: EP89901566A
Authority: EP
Inventors: Bernard Keromnes; Jean-Pierre Breuil
Original assignee: Breuil SA
Current assignee: Breuil SA
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: WO1989006842A1; US5033065A; EP0357706A1; DE68914919T2; FR2626096A1; FR2626096B1; DE68914919D1

Abstract

L'invention concerne un appareil de comptage d'objets comportant un système émetteur de lumière destiné à former une zone d'émission, un système récepteur de lumière formant plusieurs points de réception (PR1 à PR18), sensiblement alignés, un passage entre la zone d'émission et les points de réception, pour permettre le défilement des objets (1) à compter de manière sensiblement perpendiculaire à l'alignement des points de réception, et un système de comptage, qui est aménagé pour déterminer le nombre d'objets défilant en fonction des variations de la lumière reçue aux points de réception, variations qui sont dues à l'interposition des objets entre la zone d'émission et les points de réception. L'appareil selon l'invention est remarquable en ce que le système récepteur comporte plusieurs récepteurs destinés à former chacun un point de réception (PR1 à PR18), tandis que le système émetteur comporte autant d'émetteurs individuels qu'il y a de récepteurs et forment plusieurs points d'émission (PE1 à PE18), sensiblement alignés, les émetteurs étant aménagés pour émettre chacun un faisceau lumineux directif et les récepteurs étant associés par couple avec lesdits émetteurs, de manière telle que chaque récepteur est prévu pour recueillir, en l'absence d'objet, le faisceau lumineux de l'émetteur auquel il est associé et créer un signal en conséquence.

Description

L'invention concerne un appareil de comptage d'objets qui défilent dans ledit appareil, les objets pouvant être, par exemple, des produits surgelés. L'invention est toutefois plus particulièrement destinée à compter des petits animaux tels que poussins, canetons, dindonneaux, pintadeaux, ...
Dans une chaîne automatisée d'emballage, il est connu de compter les produits en bout de chaîne pour les disposer par groupe dans des conteneurs telles que des boîtes.
Le problème devient évidemment difficile lorsqu'il s'agit de compter des produits en vrac dont les formes ne sont pas bien définies ou différentes selon la position qu'ils peuvent prendre, comme des croissants surgelés, par exemple.
Enfin, il est clair que les difficultés sont encore accrues lorsqu'il s'agit de compter des animaux vivants, qui peuvent bien sûr bouger et se présenter par groupes ou à l'unité, comme dans une ligne d'équipement de couvoir, par exemple.
Il a notamment déjà été imaginé de concevoir un appareil de comptage comportant un système émetteur de lumière destiné à former une zone d'émission, un système récepteur de lumière formant plusieurs points de réception, sensiblement alignés, un passage entre la zone d'émission et les points de réception, pour permettre le défilement des objets à compter de manière sensiblement perpendiculaire à l'alignement des points de réception, et un système de comptage, qui est aménagé pour déterminer le nombre d'objets défilant en fonction des variations de la lumière recue aux points de réception, variations qui sont dues à l'interposition des objets entre la zone d'émission et les points de réception.
Le document JP-A-6 198 490 montre un dispositif pour un appareil de comptage d'objets, qui comprend un système émetteur de lumière comportant plusieurs diodes émettrices, dont les rayons émis sont regroupés par une lentille pour former un seul faisceau. Ce faisceau est récupéré par un groupe de fibres optiques, tandis qu'un récepteur détecte la lumière provenant desdites fibres optiques et génère un signal en absence de lumière.
Le document US-A-4 343 991 montre un détecteur d'échantillons qui comporte les caractéristiques du préambule de la revendication 1. Dans cet appareil, il n'y a cependant pas les caractéristiques de la deuxième partie de la revendication 1. L'appareil selon la revendication 1 permet notamment d'obtenir une meilleure résolution.
Toutefois, les systèmes connus ne donnent généralement pas entière satisfaction, notamment à cause du fait des perturbations provoquées par l'environnement extérieur sur la lumière émise pour la mesure. C'est pourquoi l'invention propose un appareil du type susmentionné mais qui est remarquable en ce que le système récepteur comporte plusieurs récepteurs destinés à former chacun un point de réception, tandis que le système émetteur comporte autant d'émetteurs individuels qu'il y a de récepteurs et forment plusieurs points d'émission, sensiblement alignés, les émetteurs étant aménagés pour émettre chacun un faisceau lumineux directif et les récepteurs étant associés par couple avec lesdits émetteurs, de manière telle que chaque récepteur est prévu pour récueillir, en l'absence d'objet, le faisceau lumineux de l'émetteur auquel il est associé et créer un signal en conséquence.
Avantageusement, chaque couple émetteur-récepteur se présente sous la forme d'un seul appareil relié par fibres optiques, d'une part à un point d'émission et, d'autre part, à un point de réception.
Pour mieux éviter encore les perturbations extérieures et les interférences d'un faisceau à l'autre, chaque émetteur est de préférence prévu pour émettre un faisceau lumineux de lumière infrarouge modulée.
Un mode de réalisation selon l'invention comporte un système de transformation des signaux provenant des récepteurs, pour les transformer en impulsions de comptage des objets. Le système de transformation des signaux est de préférence pourvu d'un moyen de balayage cyclique qui est aménagé pour transformer périodiquement chaque signal en une impulsion de pré-comptage lorsque ledit signal se trouve dans un certain état.
Dans ce cas, par exemple, un compteur est aménagé pour compter le nombre d'impulsions de pré-comptage qui sont émises à chaque cycle de balayage, tandis qu'un comparateur est aménagé pour comparer le nombre d'impulsions de pré-comptage à certaines valeurs prédéterminées et à émettre une impulsion de comptage à chaque fois que le nombre d'impulsions de pré-comptage atteint une des valeurs prédéterminées.
Chaque récepteur peut en outre être relié à l'une des entrées d'une porte électronique, elle-même reliée au compteur d'impulsions de pré-comptage, de manière à délivrer un signal de sortie, qui libère ledit compteur dès que ledit signal représente un état pour lequel l'un au moins des faisceaux lumineux est interrompu.
La porte électronique peut aussi être également connectée à une horloge de comparaison destinée à délivrer un signal d'alarme lorsque le signal de la porte reste dans l'état correspondant à l'interruption d'au moins l'un des faisceaux, pendant une durée qui devient supérieure à une durée prédéterminée.
Selon un mode de réalisation, le comparateur est aménagé pour générer un signal d'alarme ou d'erreur lorsque le nombre d'impulsions de comptage devient supérieur à une valeur prédéterminée. De la sorte, il est possible de considérer le signal comme un signal d'erreur lorsque le nombre d'impulsions, et donc le nombre d'objets comptés, devient trop grand et qu'il y a un risque d'erreur de comptage.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 montre schématiquement une partie d'un appareil selon l'invention,
la figure 2 représente schématiquement une carte électronique de gestion et
la figure 3 montre des diagrammes du principe de comptage par balayage.

Sur la figure 1 on peut voir une série d'émetteurs-récepteurs, dix huit, dans l'exemple représenté, qui sont référencés ER1 à ER18.
Les émetteurs-récepteurs ERi sont disposés verticalement les uns au dessous des autres et sont reliés chacun à un point d'émission et un point de réception tels que PE1,PR1; PE2,PR2; PE17,PR17 et PE18,PR18.
Chaque point d'émission ou de réception est relié à l'émetteur-récepteur correspondant par une fibre optique telle que FE1,FR1; FE2,FR2; FE17,FR17; FE18,FR18.
Pour plus de clarté, on a référencé seulement certains des points d'émission et de réception, et seulement certaines des fibres optiques, dont un assez grand nombre sont par ailleurs supprimées. Il est évident toutefois que chaque émetteur-récepteur ERi est relié par fibres optiques, d'une part à un point d'émission PEi et d'autre part, à un point de réception PRi.
En outre, tous les points d'émission PEi sont disposés verticalement les uns au dessus des autres, de la même manière que les points de réception PRi.
Entre les points d'émission PEi et de réception PRi est aménagé un passage pour le défilement des objets à compter tel que le poussin schématisé en 1. Le défilement (par tapis roulant ou autre convoyeur) des objets, s'effectue perpendiculairement à l'alignement des points PEi et PRi, c'est-à-dire, dans l'exemple, perpendiculairement au plan du dessin. Toutefois, il doit bien être compris que si les points PEi et PRi sont ici disposés verticalement, il n'est pas impossible de les prévoir horizontaux (dessin vu dans le sens de la hauteur), le défilement étant toujours dans la direction indiquée précédemment. La position verticale représentée, a été choisie pour éviter certains risques de salissures aux points PEi et PRi dus aux objets à compter euxmêmes.
Chaque émetteur-récepteur ERi est constitué d'une cellule photo-électrique, destinée à générer un faisceau de lumière infrarouge à son point d'émission correspondant PEi et à créer un signal après avoir recueilli ledit faisceau à son point de réception PRi lorsqu'aucun obstacle s'est interposé entre les deux points précités, c'est-à-dire ne coupe le faisceau. Comme le montre la figure 1, le poussin 1 coupe les faisceaux des émetteurs-récepteurs ER5 à ER14. C'est pour notamment éviter l'incidence de la lumière environnante que l'inventeur préconise de la lumière infrarouge. Par ailleurs, pour éviter les interférences entre faisceaux, les faisceaux sont les plus fins possibles et sont, de préférence, constitués par une lumière modulée (une longueur d'onde pour chaque émetteur), les appareils étant bien sûr prévus pour démoduler chaque faisceau de lumière recu.
Tous les émetteurs-récepteurs sont connectés, comme le montre la figure 1, à une carte électronique EC munie d'autant d'entrées E1 à E18 qu'il y a d'émetteurs-récepteurs ER1 à ER18.
La carte EC délivre trois signaux T',N et E. Cette carte EC est vue plus en détail à la figure 2.
On retrouve à la figure 2 les entrées E1 à E18. Pour simplifier la figure, cartains éléments répétitifs ne sont pas représentés et sont seulement rappelés par des traits interrompus.
Chaque entrée Ei de la carte est reliée, d'une part à l'une des entrées d'une porte générale 2 du type "ET" et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un inverseur de signal Ii (I1 à I18) à l'une des deux entrées d'une porte individuelle PBi (PB1 à PB18) de type "ET".
Chacune des autres entrées des portes PBi est connectée à l'une des sorties d'un système de balayage 3 et chacune des sorties desdites portes est connectée à l'une des entrées d'une porte générale 4 du type "OU" ayant une sortie unique connectée à un compteur 5, lui-même relié à un comparateur 6.
Le système de balayage 3 sous forme d'un oscillateur alimenté par un signal de fréquence F, est destiné à émettre des signaux périodiques "ai" (a1 à a18), sous forme de crénaux régulièrement décalés les uns des autres, dans le temps, comme le montre la figure 3.
Les signaux "ai" sont donc appliqués comme déjà dit aux deuxièmes entrées des portes correspondantes PBi, comme le montre la figure 2.
Lorsqu'un faisceau lumineux, entre les points respectivement d'émission et de réception d'un émetteur récepteur n'est pas coupé, ledit émetteur-récepteur émet un signal de niveau 1, comme c'est le cas pour les émetteurs-récepteurs ER1 à ER4 et donc les entrées E1 à E4 et les émetteurs-récepteurs ER15 à ER18 et donc les entrées E15 à E18, alors qu'au contraire le signal est à un niveau zéro pour les émetteurs-récepteurs ER5 à ER14 et les entrées correspondantes E5 à E14.
Après les inverseurs I1 à I18, lesdits signaux sont évidemment inversés de manière telle qu'à la sortie des portes PB1 à PB18, le signal se trouve au niveau 1, seulement si Ei est à zéro (faisceau coupé) et le signal "ai" à 1 ce qui correspond au moment du balayage de la cellule correspondante formée par l'émetteur-récepteur ERi.
Le système 3 permet ainsi par balayage cyclique de lire les signaux de chaque entrée. A chaque fois qu'un signal de sortie d'une porte PBi est au niveau 1, un signal 1 sous forme d'une impulsion de pré-comptage est émis en sortie de la porte "OU" 4 et peut être comptabilisé par le compteur 5, qui est par ailleurs remis à zéro et libéré par un signal T provenant de la porte "ET" 2. Le signal T commande le compteur 5 lorsque ledit signal est au niveau zéro. Ce niveau zéro en sortie de la porte 2 est obtenu dès qu'un signal Ei est lui-même à zéro, c'est-à-dire dès qu'un faisceau de lumière correspondant est interrompu.
De la sorte, lorsqu'un objet traverse le barrage formé par les faisceaux lumineux, au moins l'un des faisceaux est interrompu; le signal T tombe à zéro, libère le compteur 5, tandis que le système de balayage 3 permet une lecture cyclique des signaux de tous les émetteurs-récepteurs, qui sont comptés sous forme d'impulsions de pré-comptage dans ledit compteur 5, comme le montre la figure 3. Dans cette figure 3, on voit un exemple de balayage a1 à a18 à partir d'une fréquence F, un diagramme schématisant le balayage et la forme de l'objet que l'on peut en déduire, le signal T qui permet un comptage au niveau zéro, un diagramme ET5 qui montre les impulsions recueillies à l'entrée du compteur 5 et les valeurs V5 ainsi déterminées par le compteur 5, qui sont envoyées, comme précisé ci-avant à propos de la figure 2, à un comparateur 6. Le comparateur 6 est destiné à comparer différentes valeurs prédéterminées (ici P1 à P4) par rapport aux valeurs d'entrée dudit comparateur.
Comme le montre encore la figure 3, les valeurs prédéterminées sont, par exemple, des multiples de 22. A chaque fois qu'une valeur prédéterminée P1 à P4 est atteinte, une impulsion N de comptage est émise.
Les valeurs prédéterminées P1 à P4 et la fréquence de balayage F sont choisies en fonction bien sûr de la nature des objets à compter, dont la vitesse de défilement est évidemment pré-établie.
Dans l'exemple représenté à la figure 3, on estime, par exemple, qu'un objet correspond à 22 impulsions de pré-comptage et on peut ainsi déterminer qu'il y avait dans cet exemple deux objets dans le groupe qui a défilé dans l'appareil.
Le signal T est par ailleurs envoyé à une horloge de comparaison 7, qui est destinée à créer un signal T' d'alarme lorsque la durée pendant lequel le signal T est à zéro est supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple 8/10ème de seconde. En effet, cette valeur prédéterminée correspond au temps maximum estimé pour le passage d'un groupe d'objets. Au cas où cette valeur serait dépassée, il y aurait donc risque de défaut (émetteur-récepteur défectueux, salissure sur une fibre optique, objet bloqué dans l'appareil, ...).
Dans ce cas, le signal T' ainsi créé permet, par exemple, d'actionner une alarme et/ou d'arrêter l'appareil ainsi qu'un automate programmé 8 (figure 2), dont il sera question ci-après.
Le comparateur 6 de la figure 2 délivre, comme précisé ci-avant, des impulsions de comptage N après comparaison avec des valeurs prédéterminées Pi. Lorsque le nombre d'objets qui défilent devient trop grand, il peut y avoir un risque d'erreur de comptage et c'est pourquoi le comparateur 6 est avantageusement aménagé pour délivrer aussi un signal E lorsque le nombre d'impulsions N devient supérieur à un certain nombre, par exemple 4.
Comme le montre encore la figure 2, les signaux T', N et E sont envoyés à un automate 8.
L'automate 8 est programmable et gère les trois signaux précités en vue, par exemple, d'afficher le nombre d'objets défilant (au moyen du nombre d'impulsions N de comptage), de commander l'arrêt éventuel de l'appareil et/ou d'une partie de la chaîne automatisée dans laquelle l'appareil est intégré (au moyen du signal T' et/ou E), commander une alarme (au moyen du signal T' et/ou E) et gérer ces signaux en vue, par exemple, de commander une mise en conteneurs des objets comptés, par quantités prédéterminées, au moyen d'autres appareils robotisés.
Une modification, qui peut être apportée, est, par exemple, que l'horloge de comparaison 7 pourrait être incorporée à l'automate 8, ou, comme déjà dit, que la disposition horizontale des points d'émission et de réception soit préférée à la disposition verticale représentée.

Claims

Appareil de comptage d'objets comportant une pluralité d'émetteurs individuels et respectivement autant de récepteurs de lumière formant plusieurs points sensiblement alignés, d'émission (PE1 à PE18) et respectivement de réception (PR1 à PR18), un passage entre les points d'émission et de réception pour permettre le défilement des objets (1) à compter de manière sensiblement perpendiculaire à l'alignement desdits points, lesdits émetteurs et récepteurs étant aménagés de manière telle que chaque récepteur est prévu pour recueillir, en l'absence d'objet, le faisceau lumineux provenant d'un émetteur, caractérisé en ce qu'il comporte un système de comptage et un système de transformation des signaux optiques provenant des récepteurs et en ce que les émetteurs et les récepteurs sont associés par couple de manière à créer un signal électrique distinct pour chaque signal optique reçu par un récepteur, le système de comptage étant aménagé pour déterminer le nombre d'objets défilant en fonction desdits signaux électriques ainsi créés.
Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couple émetteur-récepteur se présente sous la forme d'un seul appareil (ER1 à ER18) relié par fibres optiques (FE1 à FE18 et FR1 à FR18), d'une part à un point d'émission (PE1 à PE18) et, d'autre part, à un point de réception (PR1 à PR18).
Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque émetteur est prévu pour émettre un faisceau lumineux de lumière infrarouge modulée.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de transformation des signaux provenant des récepteurs est prévu pour transformer ces derniers en impulsions de comptage des objets.
Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de transformation des signaux comporte un moyen de balayage cyclique (3) qui est aménagé pour transformer périodiquement chaque signal en une impulsion de pré-comptage lorsque ledit signal se trouve dans un certain état.
Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un compteur (5) est aménagé pour compter le nombre d'impulsions de pré-comptage qui sont émises à chaque cycle de balayage.
Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un comparateur (6) est aménagé pour comparer le nombre d'impulsions de pré-comptage à certaines valeurs prédéterminées (P1 à P4) et à émettre une impulsion de comptage (N) à chaque fois que le nombre d'impulsions de pré-comptage atteint une des valeurs prédéterminées.
Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que chaque récepteur est relié à l'une des entrées d'une porte électronique (2), elle-même reliée au compteur d'impulsions de pré-comptage, de manière à délivrer un signal de sortie (T), qui libère ledit compteur dès que ledit signal (T) représente un état pour lequel l'un au moins des faisceaux lumineux est interrompu.
Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la porte électronique (2) est également connectée à une horloge de comparaison (7) destinée à délivrer un signal d'alarme (T') lorsque le signal (T) de la porte (2) reste dans l'état correspondant à l'interruption d'au moins l'un des faisceaux, pendant une durée qui devient supérieure à une durée prédéterminée.
Appareil selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le comparateur (6) est aménagé pour générer un signal d'alarme ou d'erreur (E) lorsque le nombre d'impulsions de comptage (N) devient supérieur à une valeur prédéterminée.
Appareil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est combiné avec un automate (8) destiné à gérer les signaux fournis par ledit appareil pour commander une mise en conteneurs des objets comptés, par quantités prédéterminées.