Contrôle de qualité de l'impression et du découpage dans une machine de production d'emballages

Abstract

 L'invention concerne une unité "CAMERA-FLASH" de la table de marge (M) d'une station d'introduction (1) d'une machine de découpage de feuilles (F) en vue de la production d'emballages. L'unité "CAMERA-FLASH" saisit une image des marques de repérage de couleur prévues sur chaque feuille successive lors de l'impression antérieure. A l'unité "CAMERA-FLASH" est associée une unité "IMAGE PROCESSING SYSTEM" dans laquelle a été mémorisée antérieurement une image de référence à partir d'une feuille modèle. A partir d'une comparaison, par traitement d'images, de l'image prise à partir de chaque feuille avec l'image mémorisée du modèle, il est possible de vérifier si les critères de qualités de production sont remplis.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de contrôle de qualité de l'impression et du découpage dans un train de machines travaillant de la matière en feuilles en vue de la production d'emballages.

[0002] La production d'emballages, par exemple en carton, ondulé ou non, passe par au moins trois phases successives : l'impression, le découpage et le pliage-collage. La qualité du produit final dépend donc de la qualité de chaque phase prise individuellement.

[0003] La présente invention a essentiellement trait au contrôle de la qualité de l'impression et du découpage. Jusqu'à ce jour, le contrôle de l'impression a été effectué de manière visuelle après la machine d'impression, selon le procédé offse ou hélio, c'est-à-dire qu'une personne instruite au sujet des exigences requises quant à la qualité de l'impression peut, après une pratique assez grande, avoir suffisamment de connaissance, d'expérience et d'habileté pour être à même, après un rapide regard sur l'impression des différentes couleurs qui vient d'être effectuée dans les groupes correspondants d'une machine d'impression, de porter un jugement sur la qualité de l'impression, c'est-à-dire de décider si oui ou non l'impression examinée est acceptable. Si l'impression est acceptable, la machine d'impression continue sa production qui va être acheminée vers la phase suivante, c'est-à-dire de découpage; si l'impression n'est pas acceptable, l'opérateur de la machine d'impression en sera informé et apportera à la commande de la machine d'impression les modifications nécessaires à la correction du ou des défaut(s) d'impression. Il est ici rappelé que l'impression peut être faite alors que la matière est sous la forme d'une bande continue ou sous forme de feuilles successives qui défilent.

[0004] Des considérations ci-dessus, il ressort les inconvénients suivants :

• le contrôle ne peut pas être permanent;
• seule une personne qualifiée et expérimentée peut effectuer les contrôles en question;
• le contrôle n'est pas fiable, c'est-à-dire qu'il y a grand risque d'erreur de jugement dû au manque de critères objectifs quant à la qualité de l'impression ou du découpage, risque qui peut être accentué par la fatigue de la personne;
• la personne de contrôle n'a pas les moyens de réaliser aisément un contrôle statistique de qualité, c'est-à-dire de tenir en cours de production un décompte du nombre de feuilles satisfaisant à certains critères de qualité relatifs à l'impression, par exemple un contrôle centralisé, simple et simultané des quatre principaux types de contrôle de qualité qui seront décrits par la suite relatifs à l'impression et au découpage dans un train de machines de fabrication d'emballages;
• enfin, un tel contrôle est lassant, répétitif et très fatigant.

[0005] La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus. Ce but est atteint grâce à un procédé selon la revendication 1 et un dispositif selon la revendication 4. En vue de faciliter la compréhension de l'invention, il sera maintenant décrit un mode de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel :

• La figure 1 montre une vue d'ensemble sous forme de schéma d'une machine de découpage complétée par un schéma bloc des principaux éléments relatifs au contrôle de qualité de l'impression et du découpage;
• La figure 2 est une vue de dessus simplifiée d'une table de marge; et
• la figure 3 est une vue de côté partielle de la figure 2.

[0006] La figure 1 montre une machine comprenant une station d'introduction 1, de découpage 2, d'éjection 3 (de déchets) et de réception 4 (de poses ou flancs). En résumé, le bord frontal de chaque feuille F prise successivement du paquet 5 est introduite dans une barre à pinces 6 déplacée par un train de chaînes 7. La feuille F est ensuite transportée au travers des diverses stations de travail 2, 3, 4. Il est rappelé que chacune de ces opérations est effectuée à un arrêt des barres à pinces 6.

[0007] Dans la station d'introduction 1, chaque feuille F, imprimée antérieurement, est prise d'une pile P pour être amenée à une table de marge M. La table M a pour but d'effectuer un positionnement longitudinal et latéral de la feuille par rapport aux éléments de travail, tel que découpage, de la machine. Ce positionnement s'effectue à l'aide de taquets frontaux 12 et latéraux 14 comme cela est schématisé dans la figure 2, la feuille étant déplacée dans le sens de flèche 15. Les taquets 12, 14 ont donc aussi pour fonction de positionner correctement la feuille par rapport aux pinces 6a de la barre 6 de transport, les pinces 6a étant destinées à venir en prise avec le bord frontal de la feuille F. L'impression 100 comprend un ou plusieurs motifs identiques juxtaposés, chaque motif correspondant, après découpage, à une boîte d'emballage. En vue du contrôle de l'impression, cinq marques M₁-M₅ de repérage des couleurs sont aussi imprimées de façon connue sur la feuille F. Quatre premières marques M₁-M₄, relatives chacune à une couleur d'une machine à quatre groupes imprimeurs, sont imprimées sur un bord latéral et tout près du bord frontal de la feuille F. De préférence, ces marques sont disposées de manière à former un carré. La cinquième marque M₅ est aussi imprimée sur le bord latéral de la feuille F, c'est-à-dire hors de la zone d'impression 100, mais décalée vers l'arrière. De préférence, la marque M₅ se trouve exactement, vu dans la direction de déplacement 15, dans le prolongement du centre du carré formé par les quatre marques M₁-M₄.

[0008] Dans la station d'introduction 1, une unité de lecture "CAMERA-FLASH" est disposée exactement au-dessus du passage des marques M₁-M₅. L'unité "CAMERA-FLASH" permet de réaliser, à l'aide d'une caméra 10, une première image, nommée I₁, des quatre marques M₁-M₄.

[0009] Comme montré dans la figure 1, à l'unité "CAMERA-FLASH", sont associés des unités :
   "IMAGE PROCESSING SYSTEM"
   "OPERATOR INTERFACE"
   "ELECTRIC CONSOLE"
   "SYSTEME INTERCALAIRE"
   "MACHINE INTERFACE"

[0010] "MONITOR" avec visualisation de l'image, des paramètres et des résultats sous forme de différents écrans ("MAIN MENU") et de touches "scrolling", mémorisation, d'arrêt, de sélection "TRACKBALL", "STORE", "STOP", "SELECT.

[0011] Les quatre marques M₁-M₄ ont pour but de permettre les contrôles suivants :

• si une feuille n'est pas tournée à 180°;
• si toutes les couleurs sont présentes;
• si les tolérances d'erreur de repérage de couleurs sont respectées,
• si les tolérances latérales et longitudinales d'erreur de repérage de découpage par rapport à l'impression sont respectées.

[0012] Ces contrôles sont effectués de la manière suivante: à l'aide de l'unité "CAMERA-FLASH", comprenant une caméra fixe 10 associée à un éclairage, et de l'unité informatique de traitement d'image "IMAGE PROCESSING SYSTEM", est visionnée et mémorisée, dans une première phase d'apprentissage dite "TEACHING", une image nommée I'₁ des marques M'₁-M'₄ à partir d'une feuille F' considérée comme modèle de référence, et dans une seconde phase dite de "production", est visionnée et lue une image I₁ des marques M₁-M₄ à partir de chaque feuille successive F en cours de production et nommée "échantillon", l'image I₁ de chaque "échantillon" étant comparée à l'image I'₁ du modèle de référence F' de manière à déterminer, par traitement d'images, les variations de position des marques M₁-M₄ relatives à chaque "échantillon" F par rapport à la position de celles M'₁-M'₄ relatives au modèle de référence F', de manière à vérifier et indiquer si oui ou non lesdites variations entrent dans l'ordre de grandeur des valeurs de tolérances relatives au positionnement des marques M₁-M₄, ces tolérances ayant été données à priori et introduites dans l'unité informatique.

[0013] Sitôt que la feuille F est en butée contre les taquets frontaux 12, et contre les taquets latéraux 14, une seconde image I₂ de la cinquième marque M₅ est réalisée, la caméra 10 étant disposée par rapport aux taquets 12, 14 pour que la marque M₅ se trouve à cet instant au centre de son champ de lecture.

[0014] La marque M₅ a pour but de permettre de contrôler si les tolérances d'erreur de précision de la position de l'impression 100 par rapport au bord de la feuille F. Comme précédemment décrit pour les marques M₁-M₄, le dernier contrôle s'effectue par comparaison d'une image I₂ de la marque M₅, relative à chaque feuille successive F en cours de production et nommée "échantillon", avec une image I'₂ du modèle de référence F'.

[0015] Ainsi donc, la comparaison des deux images I₁, I₂ d'une feuille F défilant en cours de production sur la table de marge M avec les deux images correspondantes I'₁, respectivement I'₂ d'un modèle de référence F' réalisées antérieurement dans des conditions identiques à celles de la production, permet de contrôler si chaque feuille successive F satisfait aux quatre critères de qualité mentionnés ci-dessus.

[0016] Les résultats du contrôle peuvent être utilisés de manières diverses. Dans le cas où une feuille F ne remplit pas tous les critères, il est possible, par exemple, d'arrêter la machine ou d'empêcher que la feuille F ne soit prise par les pinces 6, 6a, en vue de son éjection.

[0017] De plus amples renseignements au sujet du choix des marques M₁-M₅ et de leur traitement par l'unité "IMAGE PROCESSING SYSTEM" sont donnés dans la demande de brevet suisse déposée par BOBST S.A. le 18 avril 1990 et intitulée "contrôle de qualité de l'impression et du découpage dans une installation de production d'emballages".

[0018] L'avantage du système à deux champs ou cibles de lecture M₁-M₄ et M₅ réside dans le fait qu'il augmente le temps à disposition pour réaliser le contrôle en question. En effet, dans une machine actuelle dont la cadence de production peut aller jusqu'à 10'000 feuilles/minute, le temps d'arrêt de la feuille contre les butées frontales 12 est de l'ordre de 25 millisecondes. Durant un laps de temps aussi minime, il est difficile de faire exécuter à l'unité "IMAGE PROCESSING SYSTEM" toutes les opérations de contrôle. C'est pourquoi, en réalisant la première image I₁ à un instant où la feuille F n'est pas encore contre les butées frontales 12, il a été possible d'augmenter de 150 millisecondes le temps à disposition pour le contrôle, ces 150 millisecondes correspondant au temps mis par la feuille F pour arriver, à partir du moment où les quatre marques M₁-M₄ passent sous la caméra 10, contre les butées frontales 12. Les 150 millisecondes seront donc utilisées pour le traitement de l'image I₁. Les 25 millisecondes d'arrêt seront par contre suffisantes pour le traitement de l'image I₂ puisqu'il se résume à une seule marque M₅.

[0019] Le procédé décrit ci-dessus présente aussi l'avantage de réaliser indirectement un contrôle du positionnement des taquets 12, 14 par rapport aux outils de travail de la station de découpage. En effet, toute variation fortuite ou dérive de la position des taquets 12, 14 sera automatiquement détectée puisqu'elle provoque une variation du positionnement des marques M₁-M₅ dans le champ de la caméra 10.

[0020] De préférence, et ceci surtout dans le cas du carton plein (c'est-à-dire non ondulé), à la caméra 10 est associé un système optique spécial calculé de manière à pouvoir lire des marques de très petites dimensions (quelque 1/10 mm de diamètre) c'est-à-dire invisibles à l'oeil nu. Avec un tel système optique, il est plus aisé de trouver un endroit adéquat pour la localisation des marques M₁-M₅.

Revendications

1. Procédé de contrôle de qualité de l'impression et du découpage d'un groupe de machines travaillant de la matière en feuilles en vue de la production d'emballages, dans lequel, lors de l'impression, au moins une marque de repérage de couleur (M₁-M₅) est imprimée par chaque groupe imprimeur à un endroit de la matière, le procédé étant destiné à réaliser au moins un des contrôles suivants:

- Si une feuille n'est pas tournée à 180°;

- Si toutes les couleurs sont présentes;

- Si les tolérances latérales et longitudinales d'erreur de repérage entre les couleurs sont respectées;

- Si les tolérances latérales et longitudinales d'erreur de repérage de découpage par rapport à l'impression sont respectées,

   ledit groupe comprenant au moins une station de découpage (2) précédée d'une station d'introduction (1) avec une table de margeage (M) par taquets frontaux (12) et latéraux (14), caractérisé en ce que, à l'aide d'une unité de lecture "CAMERA-FLASH" comprenant une caméra fixe (10) associée à un éclairage, et d'une unité informatique de traitement d'image "IMAGE PROCESSING SYSTEM", est visionnée et mémorisée dans une première phase d'apprentissage dite "TEACHING" au moins une image (I'₁, I'₂) des marques (M'₁-M'₅) à partir d'une feuille (F') considérée comme modèle de référence et en butée contre les taquets (12, 14) de la table de marge (M), et dans une seconde phase, dite de production, est visionnée et lue au moins une image (I₁, I₂) des marques (M₁-M₅) de chaque feuille (F) en cours de production et nommée "échantillon", l'image (I₁, I₂) de chaque "échantillon" étant comparée à l'image (I'₁, I'₂) du modèle de référence (F') de manière à déterminer, par traitement d'image, les variations de position des marques (M₁-M₅) relatives à chaque "échantillon" (F) par rapport à la position de celles (M'₁-M'₅_, Dm) relatives au modèle de référence (F'), de manière à vérifier et indiquer si oui ou non lesdites variations entrent dans l'ordre de grandeur des valeurs de tolérances relatives au positionnement des marques (M₁-M₅) introduites dans l'unité informatique.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe de marques (M₁-M₄) relatives chacune à un groupe d'impression et destiné au repérage des couleurs, et au moins une marque supplémentaire (M₅) décalée vers l'arrière par rapport au groupe de marques (M₁-M₄), le traitement d'images comprenant une première étape dans laquelle la caméra (10) saisit une première image (I₁) du groupe de marques (M₁-M₄) alors que la feuille est encore en déplacement en direction des taquets frontaux, et une seconde étape dans laquelle la caméra (10) saisit une image (I₂) de la marque supplémentaire (M₅) lorsque la feuille est à l'arrêt contre les taquets frontaux (12), les deux images (I₁, I₂) étant ensuite comparée à deux images respectives correspondantes (I'₁, I'₂) du modèle de référence.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fournit, en cours de production, un signal d'avertissement et/ou un signal d'alarme, ces signaux pouvant être utilisés pour avertir l'opérateur par un moyen optique ou acoustique ou bien agir directement sur la machine en arrêtant la production ou en actionnant un dispositif d'éjection automatique de feuilles défectueuses.

4. Dispositif de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 dans une machine de découpage, caractérisé en ce qu'il comprend :

- une unité de lecture "CAMERA-FLASH" des marques de repérage de couleur (M₁-M₅) située en face du passage des marques (M₁-M₅) dans la table de marge;

- une unité de traitement d'images ("IMAGE PROCESSING SYSTEM") reliée au tableau de commande de la machine ("MACHINE ELECTRIC CONSOLE");

- des moyens de dialogue avec l'opérateur ("MONITOR INTERFACE"), des moyens de visualisation de l'image, des paramètres et des résultats sous forme de différents écrans ("MAIN MENU", "A", "B1", "B2), et de touches de "scrolling", mémorisation, d'arrêt, de sélection ("TRACKBALL", "STORE", "STOP", "SELECT").

Dessins