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WO2019105670A1 - Procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé - Google Patents

Procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé Download PDF

Info

Publication number
WO2019105670A1
WO2019105670A1 PCT/EP2018/079629 EP2018079629W WO2019105670A1 WO 2019105670 A1 WO2019105670 A1 WO 2019105670A1 EP 2018079629 W EP2018079629 W EP 2018079629W WO 2019105670 A1 WO2019105670 A1 WO 2019105670A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermogram
frequency
computer
rolling rolls
detection method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/079629
Other languages
English (en)
Inventor
Vincent ODENT
Gilles Courtemanche
Armando Rodriguez Rodriguez
Mateusz WASIK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of WO2019105670A1 publication Critical patent/WO2019105670A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws

Definitions

  • the present invention relates to a method of detecting rolling defects in a printed glass. It also relates to a device implementing such a method.
  • Printed glasses sometimes also referred to as textured glasses, are manufactured by a process including a hot rolling operation of a glass sheet between two generally metallic rolls.
  • the surface of the rolls may include a relief for mechanically imprinting a pattern or texture on the surface of the glass sheet.
  • the terms "printed glass” and "textured glass” are often used to designate a glass obtained by such a process, whether or not it has a pattern or texture on its surface. They therefore also denote a glass, obtained by rolling, whose surface is smooth or devoid of any particular texture.
  • the temperature at which the rolling operation is carried out depends on the composition of the glass. For example, for a standard soda-lime glass, the temperature of the glass is generally between 700 and 800 ° C. Examples of printed glass manufacturing process are described in US1519314 A and DE102004034694 B3.
  • defects of different types and origin may occur. Some of these defects are characteristic of the hot rolling operation and appear at the exit of this operation.
  • PC defects can be generally stopped by causing the bubbles to move towards the edges of the sheet either by raising the upper rolling roller or using a hook.
  • these PC faults can usually be detected only visually when the glass has been cooled at the end of the manufacturing process. During the lag time between the moment the fault is generated and the moment it is detected visually, the production of the glass is not stopped, and the glass produced during this period can not be neither sold to the customer nor used because of the presence of the defect. It is therefore a double material and financial loss for the manufacturer. It is therefore desirable to detect the presence of PC faults as soon as possible in order to act quickly on the manufacturing process so as to remove the source and thus reduce the loss of glass.
  • the present invention overcomes this problem. It thus relates to a method for detecting rolling defects in a printed glass moving in a first direction at the output of the rolling rolls, said method comprising the following steps:
  • thermogram a spectrogram by the Fourier transform of each of N lines of a thermogram of dimension MXN, said thermogram being composed of M temperature profiles of the surface of the printed glass, acquired as output rolling rolls, in a second direction perpendicular to the first direction, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction, an acquisition frequency f e of each profile greater than the rotation frequency ù) 0 of rolls of rolling, and an equal or lower pixel size to the size ⁇ 5 0 defects;
  • the term "printed glass” is used to refer to a glass obtained by a hot rolling operation as described above, whether or not the glass has a pattern or texture on its surface.
  • the surface temperature of the glass printed at the output of the rolling rolls oscillates around a mean value.
  • the frequency of these oscillations is correlated with the rotation frequency ù) 0 of the rollers.
  • said temperature signal t ( ⁇ ) of the glass printed at the rolling output it has been observed that, when PC faults occur, said temperature signal t ( ⁇ ) comprises a phenomenon high frequency different from that which may be associated with oscillations caused by the rolling rolls. Surprisingly, it has been found that this high frequency phenomenon is related to the occurrence frequency of PC faults.
  • the invention is based on the use of the high-frequency signal contained in the temperature signal to detect and locate any PC faults directly at the rolling output even though the temperature of the glass is still too high to allow visual inspection. of its surface.
  • the invention allows rapid and early detection of defects and thus act quickly on the parameters of the manufacturing process to make them disappear.
  • the implementation of the present invention is dependent on the characteristics of the hot rolling process with which the printed glass is manufactured. These characteristics in particular affect the values of the parameters f e , d 0 , K and c 0 .
  • the values of these parameters can not be known a priori. They can depend in particular on the rotation frequency w 0 of the rolling rolls, variations in the temperature of the printed glass and the composition of the glass. Accordingly, it is advantageous for each process to carry out a preliminary characterization of the defects on the glasses printed at the end of manufacture using appropriate optical means. This characterization makes it possible to determine the frequency Y R (: of appearance of the PC defects as well as their shape and dimension ⁇ 50 . The value of these parameters depends on those of the other parameters f e , K, c 0 , whose definitions are detailed below.
  • the acquisition frequency f e with which the M temperature profiles have been acquired is greater than the frequency Y R (: occurrence of PC faults.
  • the high-frequency phenomenon contained in the temperature signal t ( ⁇ ) may not be detected, and there may be a risk of aliasing during the Fourier transformation of each of the N lines.
  • the acquisition frequency f e is greater than twice the frequency Y R ⁇ of appearance of the PC faults
  • the acquisition frequency f e is between 20 and 150 Hz, preferably between This range of frequencies is advantageous because it can cover most of the processes for manufacturing laminated glass.
  • the successive acquisition of the M temperature profiles is a temporal sampling according to a time interval between the acquisition of two consecutive profiles
  • the acquisition frequency f e is greater than the frequency ù) Q of rotation of the rollers. There is no upper limit of the value of the acquisition frequency compared to that of rotation of the rollers.
  • the numerical resolution of N pixels and the size of the pixels are dependent on the acquisition means used for the acquisition of the temperature profiles over the entire width of the glass sheet in the second direction.
  • the resolving power of the average temperature profile acquisition is equal to, or less than, the size or dimension ⁇ 5 0 defects.
  • the resolving power is usually defined using the Rayleigh criterion:
  • the parameter l is the wavelength of the monochromatic radiation used for the observation
  • the parameter D is the aperture diameter of the diaphragm and the parameter / is the distance to the focal plane.
  • a fault is visible by the acquisition means if 2 Ar ⁇ 5 0 .
  • the size of the pixels is equal to or smaller than Ar.
  • the maximum width of the glass sheet on which the temperature profiles in the second direction can be acquired is a function of the size, e, pixels and their number, N. This width £ can be estimated according to the formula
  • the defects usually do not have a regular shape in the first and second directions.
  • the dimension ⁇ 50 may then correspond to an average physical dimension of the defects, such as the average value of the Feret diameters, measured in the glass surface plane, of each defect, or to the average size in said second direction.
  • the acquisition of the M temperature profiles can be carried out on part or all of the glass sheet at the output of the rolling rolls.
  • the temperature profiles are acquired over the entire width of the glass sheet.
  • the numerical resolution of N pixels is adapted to the width of the zone or the totality of the glass sheet. The higher the N, the higher the spatial resolution of the temperature profiles in the second direction.
  • the numerical resolution may be 1000 pixels, which corresponds to most acquisition means such as infrared scanning scanners available on the market.
  • the detection method further comprises, before step (a), an acquisition step, at the output of the rolling rolls, of M temperature profiles of the surface of the printed glass. , in the second direction perpendicular to the first direction, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction so as to create an MXN size thermogram.
  • the acquisition step is performed using an infrared scanning scanner.
  • Infrared radiation is particularly suitable for measuring temperature profiles on printed glasses whose temperatures can vary between 500 ° C and 1000 ° C at the output of the rolling rolls.
  • thermogram of dimension M X N corresponds to M and N samples of the signal according to the first and second directions respectively.
  • the coefficient T mn represents the value of the temperature at the coordinates m, n of the thermogram.
  • the Fourier transform of the series is a discrete Fourier transform. According to the notation adopted, it is the series of M terms defined by
  • the set of N discrete Fourier transforms obtained for each of the N lines can be represented in matrix form:
  • Matrix A is called spectrogram.
  • the spectrogram can be represented graphically in the form of an image using the real part of the coefficients T mn , their imaginary part, or their module
  • Discrete Fourier transformations can be computed using one or more computational units and a fast Fourier transform algorithm such as the Cooley-Tukey algorithm, the Good-Thomas algorithm, the Algorithm Rader or the Bluestein algorithm. These algorithms are generally adapted for calculating the Fourier transform of a series whose number of terms is a power of 2.
  • the number M of profiles is a power of two, 2 P , with p an integer of between 9 and 15, preferably between 10 and 14. This number M ensures a sufficient temporal sampling of temperature profiles for most glass manufacturing processes printed with rollers.
  • K is a definite positive real number greater than 1.
  • parameter K is between 3 and 6, or even between 4 and 5. This range of values seems to be suitable for most processes for manufacturing glass printed by means of rolling rolls.
  • a bandpass filter can be expressed mathematically as a transfer function // (w) in the frequency domain.
  • the filtered Fourier transform, T * (w) or T h * (w) can be written as:
  • T h * (w) T h (w) // (w), Vn G ⁇ 0, ..., N ⁇
  • the filtered temperature signal T * (t) or T n * (t) is obtained by the inverse Fourier transform of T * (w) or T h * (w) respectively, or
  • Bandpass filters are usually qualified using a parameter called quality factor, noted Q.
  • the quality factor is defined as the frequency ratio
  • the width of the bandwidth Dw is the difference between the two cutoff frequencies for which the maximum intensity of response at the center frequency is generally reduced by 3 decibels (dB). It is also possible to define another reduction value, other than 3 dB, for the calculation of the cutoff frequencies.
  • the value of the quality factor Q varies, in particular through the value of the bandwidth width, Dw.
  • the value of the quality factor is then defined equal to or greater than a certain value c 0 determined during the preliminary characterization of the PC faults.
  • an evaluation spectrogram can be calculated to determine the width of the signal peak at the frequency Y R (:
  • the value c 0 is generally defined so that the width of the bandwidth of the filter is equal to or greater than the width of the signal peak at the frequency Yro
  • the value c 0 can be advantageously defined so that the the width of the filter bandwidth is less than the width of the peak depending on the desired level of noise reduction.
  • the bandpass filter is a super-Gaussian band-pass filter of power 10.
  • An example of a transfer function representing a super-Gaussian filter is the following function:
  • Parameters C and O are fixed parameters defining the intensity of the filter and the width of the frequency window in which the filter applies.
  • the advantage is that the filters This type of bandpass generally has a profile with a flat top, the width of which depends on the value of ⁇ 7, which is suitable for filtering PC faults.
  • a PC fault is considered detected when at least one peak in the spectra corresponding to the N filtered Fourier transforms satisfies a criterion of severity ip 0 previously defined by the operator according to the results of the preliminary characterization of PC faults.
  • the use of a severity criterion is advantageous in that it makes it possible to set a threshold beyond which a peak corresponds significantly to a PC fault and thus to avoid the detection artefacts.
  • the severity criterion can be considered as a sensitivity factor.
  • the set W contains the frequencies for which their peak satisfies the defined severity criterion.
  • the criterion of severity ip 0 is chosen for one or more peaks from a threshold value of the intensity, a threshold value of the area under peak or a threshold value of eccentricity of a level line.
  • a filtered thermogram can be obtained by graphical representation of the filtered matrix of the matrices of
  • the coefficient T * mn represents the value of the filtered temperature at the coordinates m, n of the image.
  • the detection method comprises, after step (b), a step of displaying the N filtered Fourier transforms in the form of an image of dimension MX N.
  • the image is a graphical representation of the filtered spectrogram. It can be a graphical representation of the real part, (3 ⁇ 4 (T * m, ")) of o ⁇ m £ M, w 'the imaginary part, OR of the elements module
  • This representation is advantageous because it makes it possible to graphically highlight the location of defects on the width of the glass sheet in the second direction. It can be subject to prior image processing such as binarization. This treatment often makes it possible to eliminate any possibly annoying noise for highlighting the zones of interest of the spectrogram, that is to say zones in which the defects are present.
  • the method further comprises, after step (c), a visual and / or sound signaling step when the set W is non-empty.
  • the detection method of the invention is implemented by computer.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for carrying out the steps of the method of the invention in all possible embodiments. Any type of programming language compiled into a binary or directly interpreted form can be used to implement the steps of the method by a computer-executable sequence of arithmetic or logic instructions or any programmable information processing system.
  • the computer program may be part of a software package, that is, a set of executable instructions and / or one or more datasets or databases.
  • the invention also relates to a computer-readable storage medium on which is recorded a computer program comprising instructions for performing the steps of the detection method of the invention.
  • this storage medium is a nonvolatile or nonvolatile computer memory, for example a magnetic or semiconductor mass memory (solid state drive, flash memory). It can be removable or integrated into the computer that decrypts the content and executes the instructions. It can also be integrated into a computer, called a "server", different from the one that executes the instructions, called the "client". To execute the instructions contained in the storage medium, the "client" computer can access the memory of the "server” computer by physical and / or aerial telecommunication means. The "server” computer can also decrypt the storage medium on which the computer program is stored and communicate the instructions in binary form to the "client” computer by any means of telecommunication.
  • the storage medium may be a removable medium or accessible remotely by a telecommunication means so as to facilitate its diffusion in all the places where a detection method according to the invention is likely to be used.
  • the invention also relates to a laminating defect detection device in a printed glass moving in a first direction at the output of the rolling rolls, said device comprising the following modules:
  • thermogram for calculating a spectrogram by the Fourier transform of each of the N lines of a thermogram of dimension MXN, said thermogram being composed of M temperature profiles of the surface of the printed glass, acquired at the output of the rolling rolls, in a second direction perpendicular to the first direction, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction, an acquisition frequency f e of each profile greater than the rolling roll rotation frequency ù) 0 , and a size pixel equal to or smaller than the size ⁇ 5 0 defects;
  • the modules of the detection device of the invention may advantageously comprise one or more calculation units.
  • Calculation units are included in Central Processing Units (CPUs).
  • CPUs are typically integrated with computers that also include a variety of other electronic components, such as I / O interfaces, volatile and / or persistent storage systems and BUSs, necessary for data transfer. between the central processing units and the communication with external systems, here the different modules.
  • the number and the calculation speed of the calculation units, and a fortiori of central processing units, necessary for carrying out the calculation steps of the detection method of the invention can be adjusted according to the number of temperature profiles. acquired.
  • the detection device further comprises an acquisition module, at the output of the rolling rolls, of M temperature profiles of the printed glass surface, in the second direction perpendicular to the first direction, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction so as to create a size MX N thermogram.
  • the acquisition module may comprise an infrared scanning scanner, adapted to the acquisition of temperature profiles on the surface of a glass printed at the output of the rolling rolls.
  • the detection device may further comprise a visual and / or audible signaling device when the set W is non-empty.
  • the signaling device may be, for example, a buzzer or a mobile device, such as a smartphone or a telephone, on which a warning message is sent by an air telecommunication means.
  • the detection device may further comprise a display device, readable by a human, of N Fourier transforms filtered in the form of an image of dimension MXN.
  • the computing, filtering and searching modules are virtual modules.
  • they may be modules instantiated in the form of objects by a computer program or computer software from classes in the random access memory, possibly assisted by a virtual memory, of a computer.
  • the computer may include a plurality of central processing units, storage media, and input-output interfaces. Where appropriate, it advantageously comprises telecommunication means with the acquisition module, the display device and the signaling device.
  • the calculation of the discrete Fourier transforms is generally performed using a fast Fourier transformation algorithm such as one of those mentioned above.
  • the calculation of Fourier transforms and successive inverse Fourier transforms may require significant resources in computing units and have some disadvantages when these resources are limited. It is also quite difficult to implement parallel computing units. It also does not allow the temperature signal to be filtered "on the fly", without a Fourier transform calculation step, which generally alleviates the computational load for limited resources. It may then be advantageous to use an alternative calculation method known as the kernel method, which is less precise but faster. In the context of the invention, this method must be considered equivalent to that, presented above, involving Fourier transforms.
  • the kernel method requires the computation of a single inverse Fourier transform corresponding to the kernel, k (t), of the transfer function, a bandpass filter.
  • the filtered temperature signal is obtained by convolving said core and the temperature signal in the time space.
  • the severity criterion ip Q When the kernel method is used, the severity criterion ip Q must be adapted to the temperature signal in the time domain. In the time domain, after filtering the temperature signal, if PC faults are present, the high frequency phenomenon, or low period, associated with these faults should appear more intense.
  • the severity criterion ip Q may be, for example, a threshold for the value of the amplitude of the filtered signal.
  • thermogram by calculating the convolution of the core of said filter with each of the N lines of the MXN size thermogram, said thermogram being composed of M temperature profiles of the printed glass surface, acquired at the output of the rolling rolls, in a second direction perpendicular to the first movement direction of the glass printed at the output of the rolling rolls, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction, a frequency of acquisition f e of each upper profile at the frequency 0 ù rotating rolling rollers, and an equal or lower pixel size to the size ⁇ 5 0 defects; c. the search, implemented by computer, of the set W of the lines of the N lines of the filtered thermogram which satisfy a criterion of severity ip 0 previously defined.
  • Figure 1 is a photograph of defects "no cats" on a printed glass sheet.
  • Fig. 2 is a diagrammatic representation of the detection method of the invention.
  • Fig. 3 is a diagrammatic representation of an embodiment of the detection method of the invention.
  • FIG. 4 is an example of a thermogram of a glass sheet printed at the outlet of the rolling rolls and having no "no cat" defects.
  • FIG. 5 is an example of a thermogram of a glass sheet printed at the outlet of the rolling rolls and having "no cat" defects.
  • FIG. 6 is the spectrogram corresponding to the thermogram of FIG. 5 after frequency filtering by a super-Gaussian power and quality factor filter.
  • FIG. 7 is the thermogram of FIG. 5 after filtering by a super Gaussian power filter 10.
  • FIG. 8 is an example of spectrum extracted from the spectrogram of FIG. 6.
  • FIG. 9 is the spectrogram of FIG. 6 representing the set W of the frequency values for which one or more filtered Fourier transforms satisfy a criterion of severity ip Q of threshold value of the intensity of their module.
  • Figure 10 is a schematic representation of a first embodiment of the detection device of the invention.
  • Figure 11 is a schematic representation of a second embodiment of the detection device of the invention.
  • Examples of "no cat" defects appearing on a printed glass sheet after its manufacture are illustrated by the photograph of FIG. 1.
  • the printed glass sheet has been suspended by gripping means to facilitate observation of defects using an optical observation device.
  • the defects When observed with the naked eye or with an optical observation device under inclined or grazing light, the defects appear as periodic optical defects in the form of dark, sometimes elongated spots.
  • PC faults are indicated by arrows.
  • the detection method of the invention is illustrated in FIG. 2 in the form of a diagram.
  • the method for detecting a rolling defect in a glass printed in rectilinear motion in a first direction DI at the output of the rolling rolls comprises the following steps:
  • thermogram D200 (t 7 n, n ) MN ⁇
  • thermogram being composed of M temperature profiles of the surface of the printed glass, acquired at the output of the rolling rolls, in a second direction D2 perpendicular to the first direction Dl , with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction D2, an acquisition frequency f e of each profile greater than the rotation frequency ù) 0 of rolling rolls, and a pixel size equal to or smaller than the dimension d 0 of the defects:
  • T h * (w) T h (w) H (w), Vn G ⁇ 0, ..., N ⁇
  • FIG. 3 illustrates, in the form of a diagram, a particular embodiment of the method of the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • thermogram D200 of size MXN the thermogram being composed of M temperature profiles of the printed glass surface, acquired at the output of the rollers rolling in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction D2, an acquisition frequency f e of each profile greater than the rotation frequency w 0 of rollers of rolling, and a pixel size equal to or smaller than the dimension d 0 of the defects:
  • the severity criterion ip Q is a threshold value of the intensity of the module set at f in logarithm base 10.
  • the set W is the set of frequencies for which log 10 > e:
  • FIG. 4 represents an example of a thermogram obtained by the acquisition at 20 Hz, at the output of the rolling rolls, of 1024 temperature profiles of the surface of the printed glass without PC defect, with a spatial digital resolution of 1000 pixels in the second direction D2 perpendicular to the first direction DI of the movement of the glass at the output of the rolling rolls.
  • the temperature profiles are represented in abscissa in the time domain.
  • the position, expressed in pixels, is represented on the ordinate for 890 of the 1000 pixels.
  • the gray scale represents the temperature scale.
  • the rotation of the rolling rolls causes periodic variations in the temperature, which are manifested in particular by the periodic appearance of regions of the glass surface where the temperature is higher.
  • FIG. 5 represents an example of a thermogram obtained by the acquisition at 20 Hz, at the output of the rolling rolls, of 1024 temperature profiles of the printed glass surface having PC defects, with a spatial digital resolution of 1000 pixels in the second direction D2 perpendicular to the first direction DI of the movement of the glass at the output of the rolling rolls.
  • the temperature profiles are represented in abscissa in the time domain.
  • the position, expressed in pixels, is represented on the ordinates for 890 of the 1000 pixels.
  • the gray scale represents the temperature scale.
  • the rotation of the rolling rolls causes periodic variations in the temperature, which are manifested in particular by the periodic appearance of regions of the glass surface where the temperature is higher. Between the pixels 150 and 200 on the ordinate, a line of PC faults in the form of a periodic phenomenon of high frequency is visible.
  • the analysis of the thermogram as such does not make it possible to detect and characterize this phenomenon with sufficient sensitivity for this detection to be precise.
  • FIG. 6 represents the spectrogram corresponding to the spectrogram of FIG. 5 after frequency filtering by a super-Gaussian power filter 10 and quality factor Q> 0.8 at 3dB.
  • the position, expressed in pixels, is represented as ordinates for 816 of the 1000 pixels.
  • the frequency is represented on the abscissa.
  • the grayscale scale represents the scale of Fourier transform module values in arbitrary units.
  • the two areas located on the ordinate between 150 and 200 pixels and between 0 and 50 pixels, which have the highest module values for the same frequency correspond to two fault lines PC.
  • the position of these zones in ordinates makes it possible to locate them precisely on the sheet of printed glass. It may be noticed that the invention makes it possible to detect a PC fault line which was a priori not visible on the thermogram of FIG. 5.
  • FIG. 7 is the thermogram of FIG. 5 after filtering by a super Gaussian power filter 10. It was obtained by calculating the inverse Fourier transforms of the 816 lines of the filtered spectrogram of FIG. 6. With respect to FIG. , the PC fault lines located on the ordinate, between 150 and 200 pixels and between 0 and 50 pixels, are clearly revealed.
  • FIG. 8 is an example of a spectrum in the positive frequency range of a line of the spectrogram of FIG. 6 crossing the high module area between 150 and 200 pixels.
  • the super-Gaussian power filter 10 advantageously isolates the characteristic frequency of the PC fault line. The width of the peak is related to the size of the PC faults.
  • FIG. 9 is the spectrogram of FIG. 6 representing the set W according to a criterion of severity ip Q of threshold value of the intensity of the module set at 2.7 in logarithm base 10.
  • the figure represents the spectrogram of FIG. 6 after binarisation at threshold value 2.7.
  • the points for which the value of the module is less than 2.7 appear in black and the points for which it is greater than 2.7 appear in clear.
  • a first embodiment of the detection device of the invention is shown diagrammatically in FIG. 10.
  • the device for detecting rolling defects in a glass printed in rectilinear motion in a first direction DI at the exit of the rolling rolls comprises the following modules:
  • thermogram a calculation module 1007a of a spectrogram by the Fourier transform of each of the N lines of a thermogram of dimension MXN, said thermogram being composed of M temperature profiles of the printed glass surface, acquired at the output of the rolling rolls in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1, with a spatial digital resolution of N pixels in said second direction D2, an acquisition frequency f e of each profile greater than the rotation frequency w 0 of rolling rolls, and equal to or smaller pixel size to the size ⁇ 5 0 defects;
  • a filter module 1007b by a bandpass filter of eigenfrequency ù) c Kü) 0 of each of the N Fourier transforms, where K is a definite positive real number greater than 1, and the value of the quality factor Q is equal to or greater than a defined value c 0 ;
  • the calculation modules 1007a, 1007b filter and 1007c search modules are virtual modules. They are modules instantiated in the form of objects by a computer program or computer software from classes in RAM 1007, possibly assisted by a virtual memory, of a computer 1006.
  • the computer may include a plurality of central processing units, storage media, and input-output interfaces. It also comprises telecommunications means 1005 and 1008 with the acquisition module 1004, the display device 1009 and the signaling device 1010.
  • the acquisition module 1004 may be an infrared scanning scanner.
  • the acquisition module 1004 by means of an infrared laser line 1004a, scans the surface 1001b of a printed glass sheet 1001a having defects 1003 at the output of the rollers 1002a and 1002b.
  • the signaling device 1010 may be a buzzer, for example a siren. It may be replaced or supplemented by a visual signaling device such as a warning light.
  • the display device 1009 may be a screen provided with a graphical interface on which are displayed information that can be deciphered by a human being.
  • Computer 1006 may also communicate with a physical or virtual input interface (not shown) to interact with the sensor device by communicating data to it.
  • the modules and elements other than the calculation modules 1007a, filtering 1007b and searching 1007c are optional.
  • they are shown for illustrative and indicative purposes. It should be noted that they can be adapted according to the needs of the skilled person who would like to implement the device on a printed glass manufacturing facility.
  • the signaling device 1101 is one or more mobile devices, for example, one or more smartphones, in aerial telecommunication with the computer 1006.
  • the computer can send on the mobile device 1101 an audible and / or visual message to warn an operator.
  • This message may also contain information such as an extract from a spectrogram filtered and binarized so as to allow an operator on the production line to locate the PC fault on the glass sheet and intervene directly.
  • the air telecommunication can a telecommunication type WiFi or Bluetooth, or by a cellular network.
  • thermogram of the surface of a printed glass having PC defects was acquired at the output of the rolling rolls using an infrared scanning scanner such as the infrared laser scanner LSP-HD 50 from the company LAND Metek.
  • the rotation frequency w 0 of the rollers is 0.07 Hz.
  • thermogram comprises 1024 temperature profiles acquired with a frequency / e of 20 Hz, with a spatial digital resolution of 1000 pixels in the second direction D2 perpendicular to the first direction DI of the movement of the glass printed at the output of the rolling rolls.
  • T min which represents the value of the temperature at the coordinates m, n of the thermogram, is represented in FIG. 5.
  • the temperature profiles are represented in abscissa in the time domain.
  • the position, expressed in pixels, is represented on the ordinates for 890 of the 1000 pixels.
  • the gray scale represents the temperature scale.
  • Each of the 890 lines comprises 1024 measuring points.
  • Figure 6 shows the filtered spectrogram.
  • the module of the matrix A *
  • FIG. 8 An exemplary spectrum is provided by FIG. 8 in the positive frequency range of a line of the spectrogram of FIG. 6 crossing the high modulus region between 150 and 200 pixels.
  • the super-Gaussian power filter 10 advantageously isolates the characteristic frequency of the PC fault line.
  • the width of the peak is related to the size of the PC faults.
  • FIG. 7 is the thermogram obtained by calculating the inverse discrete Fourier transforms of the 890 lines of the filtered spectrogram of FIG. 6.
  • the criterion of severity p used for the search of the set W is a threshold value of the intensity of the module fixed at 2.7 in logarithm base 10.
  • FIG. 9 is the spectrogram of FIG. 6 representing the set W. In the present case, it has been obtained by a binarization image processing at the threshold value 2.7 The points for which the value of the module is less than 2.7 appear in black and the points for which it is greater than 2.7 appear in clear.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé. Elle concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé. Le procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction comprend (a) une étape de calcul (E200) d'un spectrogramme par la transformation de Fourier d'un thermogramme composé de profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction; (b) une étape de filtrage (E201), par un filtre passe-bande; (c) une étape de recherche (E202) des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité Ψ 0.

Description

Procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé
La présente invention a pour objet un procédé de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé. Elle concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé.
Les verres imprimés, parfois aussi appelés verres texturés, sont fabriqués selon un procédé incluant une opération de laminage à chaud d’une feuille de verre entre deux rouleaux généralement métalliques. La surface des rouleaux peut comporter un relief permettant d’imprimer mécaniquement un motif ou une texture sur la surface de la feuille de verre. Les expressions « verre imprimé » et « verre texturé » sont souvent utilisées pour désigner un verre obtenu par un tel procédé, qu’il comporte ou non un motif ou une texture sur sa surface. Elles désignent donc également un verre, obtenu par laminage, dont la surface est lisse ou dépourvue de texture particulière. La température à laquelle est réalisée l’opération de laminage dépend de la composition du verre. Par exemple, pour un verre sodo-calcique usuel, la température du verre est généralement comprise entre 700 et 800°C. Des exemples de procédé de fabrication de verre imprimé sont décrits dans US1519314 A et DE102004034694 B3.
Lors de la fabrication des verres imprimés, des défauts de type et d’origine différents peuvent apparaître. Certains de ces défauts sont caractéristiques de l’opération de laminage à chaud et apparaissent à la sortie de cette opération.
Dans le domaine technique du verre imprimé, ces défauts ont plusieurs appellations. Ils sont appelés « Pas de Chat » (PC) en français, « Cat FootPrints » (CFP) en anglais, « BlasenStreifen » (BS) en allemand, en raison de leur forme et de leur périodicité. Leur origine est mal connue. Selon l’état actuel des connaissances, leur origine est considérée être en lien avec la création de bulles, au sein du verre, qui, sous l’effet des mouvements de convection engendrés par les rouleaux de laminage, forment périodiquement des marques ou empreintes à la surface du verre. Ces marques ou empreintes sont des zones de la surface du verre dont les propriétés optiques sont altérées. Elles sont généralement visibles comme défauts optiques périodiques à la surface du verre sous éclairage incliné ou rasant.
La formation des défauts PC peut être généralement arrêtée en incitant les bulles à se déplacer vers les bords de la feuille soit en relevant le rouleau de laminage supérieur soit à l’aide de crochet. Toutefois, ces défauts PC ne peuvent être généralement détectés que visuellement lorsque le verre a été refroidi à la fin du procédé de fabrication. Pendant le temps de latence entre le moment où le défaut est généré et le moment où il est détecté visuellement, la production du verre n’est pas arrêtée, et le verre produit pendant cette période ne peut être ni vendu au client ni utilisé en raison de la présence du défaut. Il s’agit donc d’une double perte matérielle et financière pour le fabriquant. Il est donc souhaitable de détecter la présence des défauts PC le plus tôt possible afin de pouvoir agir rapidement sur le procédé de fabrication de manière à en supprimer la source et ainsi diminuer les pertes de verre.
Or, l’état de la technique ne divulgue aucun moyen d’une telle détection. La présente invention remédie à ce problème. Elle a ainsi pour objet un procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction en sortie des rouleaux de laminage, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a. le calcul, mis en œuvre par ordinateur, d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune de N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù)0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ;
b. le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = kw0, de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
c. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ipQ préalablement défini.
Dans le présent texte, l’expression « verre imprimé » est utilisée pour désigner un verre obtenu par une opération de laminage à chaud tel que décrit précédemment, que le verre comporte ou non un motif ou une texture sur sa surface.
Lors de l’opération de laminage, la température de surface du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage oscille autour d’une valeur moyenne. La fréquence de ces oscillations est corrélée à la fréquence ù)0 de rotation des rouleaux. Dans le cadre de travaux de recherche sur le signal de température t(ί) de surface du verre imprimé en sortie de laminage, il a été observé, que, lorsque des défauts PC apparaissent, ledit signal de température t(ί) comprend un phénomène haute fréquence différent de celui pouvant être associé aux oscillations provoquées par les rouleaux de laminage. Il a été constaté empiriquement de manière surprenante que ce phénomène haute fréquence est lié à la fréquence d’apparition des défauts PC.
L’invention est fondée sur l’exploitation du signal haute fréquence contenu dans le signal de température pour détecter et localiser d’éventuels défauts PC directement en sortie de laminage alors même que la température du verre est encore trop élevée pour en permettre une inspection visuelle de sa surface. L’invention permet une détection rapide et précoce des défauts et ainsi d’agir rapidement sur les paramètres du procédé de fabrication pour les faire disparaître.
La mise en œuvre de la présente invention est dépendante des caractéristiques du procédé de laminage à chaud avec lequel le verre imprimé est fabriqué. Ces caractéristiques influent notamment sur les valeurs des paramètres fe, d0, K et c0. Les valeurs de ces paramètres ne peuvent être connues a priori. Elles peuvent dépendre notamment de la fréquence de rotation w0 des rouleaux de laminage, des variations de la température du verre imprimé et de la composition du verre. En conséquence, il est avantageux, pour chaque procédé, de procéder à une caractérisation préliminaire des défauts sur les verres imprimés en fin de fabrication à l’aide de moyens optiques appropriés. Cette caractérisation permet de déterminer la fréquence YR(: d’apparition des défauts PC ainsi que leur forme et leur dimension <50. De la valeur de ces paramètres dépendent celles des autres paramètres fe, K, c0, dont les définitions sont détaillées ci-après.
Dans l’étape (a) du procédé de l’invention, la fréquence d’acquisition fe avec laquelle les M profils de température ont été acquis est supérieure à la fréquence YR(: d’apparition des défauts PC. Dans le cas contraire, le phénomène haute fréquence contenu dans le signal t(ί) de température peut ne pas être détecté. En outre, il peut exister un risque de repliement de spectre lors de la transformation de Fourier de chacune des N lignes. Il est recommandé que la fréquence d’acquisition fe soit supérieure à deux fois la fréquence YRί d’apparition des défauts PC. Dans un mode de réalisation de l’invention, la fréquence d’acquisition fe est comprise entre 20 et 150Hz, de préférence entre 20 et 100Hz. Cette gamme de fréquence est avantageuse car elle peut couvrir la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé par laminage. L’acquisition successive des M profils de température est un échantillonnage temporel selon un intervalle de temps entre l’acquisition de deux profils consécutifs
1
correspondant à— . A fortiori la fréquence d’acquisition fe est supérieure à la fréquence ù)Q de
Figure imgf000005_0001
rotation des rouleaux. Il n’y a pas de limite haute de la valeur de la fréquence d’acquisition par rapport à celle de rotation des rouleaux.
La résolution numérique de N pixels et la taille des pixels sont dépendantes du moyen d’acquisition utilisé pour l’acquisition des profils de température sur toute la largeur de la feuille de verre dans la deuxième direction. Pour pouvoir distinguer les défauts, il est préférable que le pouvoir de résolution du moyen d’acquisition des profils de température soit égal, ou inférieur, à la taille ou la dimension <50 des défauts. Le pouvoir de résolution est généralement défini à l’aide du critère de Rayleigh :
Figure imgf000006_0001
où le paramètre l est la longueur d’onde du rayonnement monochromatique utilisé pour l’observation, le paramètre D est le diamètre d’ouverture du diaphragme et le paramètre / est la distance au plan focal.
Un défaut est visible par le moyen d’acquisition si 2 Ar < <50. De préférence, la taille des pixels est égale, ou inférieure, à Ar. La largeur maximale de la feuille de verre sur laquelle les profils de température dans la deuxième direction peuvent être acquis est fonction de la taille, e, des pixels et de leur nombre, N. Cette largeur £ peut être estimée selon la formule
Figure imgf000006_0002
Les défauts n’ont généralement pas une forme régulière dans les première et deuxième directions. La dimension <50 peut alors correspondre à une dimension physique moyenne des défauts, telle que la valeur moyenne des diamètres de Feret, mesurés dans le plan de surface du verre, de chaque défaut, ou encore à la taille moyenne dans ladite deuxième direction.
L’acquisition des M profils de température peut être réalisée sur une partie ou la totalité de la feuille de verre en sortie des rouleaux de laminage. De préférence, les profils de température sont acquis sur toute la largeur de la feuille de verre. La résolution numérique de N pixels est adaptée à la largeur de la zone ou de la totalité de la feuille de verre. Plus N sera élevé, plus élevée sera la résolution spatiale des profils de température dans la deuxième direction. A titre d’exemple non limitatif, la résolution numérique peut être de 1000 pixels, ce qui correspond à la plupart des moyens d’acquisition tels que les numériseurs à balayage à faisceau infrarouge disponibles sur le marché.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de détection comprend en outre, avant l’étape (a), une étape d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction de manière à créer un thermogramme de dimension M X N .
Dans un mode particulier de réalisation, l’étape d’acquisition est réalisée à l’aide d’un numériseur à balayage à faisceau infrarouge. Le rayonnement infrarouge est particulièrement adapté pour la mesure des profils de température sur des verres imprimés dont les températures peuvent varier entre 500°C et 1000°C en sortie des rouleaux de laminage.
A des fins de simplification de l’expression des formules mathématiques, la notation de Dirac pour les transformées de Fourier est utilisée dans la suite du texte. La transformée de Fourier T(w) du signal de température T(t) et sa transformée inverse sont respectivement notées :
Figure imgf000007_0001
L’ensemble des M profils de température avec une résolution numérique de N pixels peuvent être directement acquis à l’aide d‘un moyen d’acquisition numérique ou par échantillonnage d’un signal analogique provenant d’un moyen d’acquisition analogique. Dans ce dernier cas, le thermogramme de dimension M X N correspond à M et N échantillons du signal selon les première et deuxième directions respectivement.
Le thermogramme peut être représenté sous une forme matricielle : (X = G
Figure imgf000007_0002
MM W ( ), N, M G N, avec MM W ( ) l’espace des matrices de dimension M x N à valeurs dans M. Le coefficient Tm n représente la valeur de la température aux coordonnées m, n du thermogramme .
Le signal Tn(t) de température pour une ligne n de l’ensemble des N lignes de la matrice est une série Tn(t) = Tm Tl, t G {0, ... , M— 1}, des M termes de la ligne n, soit Tn(0) = ¾,n - L(l) = Tl n, - , Tn(M - 1) = Tm - n . La transformée de Fourier de la série est une transformée de Fourier discrète. Selon la notation adoptée, elle est la série des M termes définie par
Figure imgf000007_0003
Avec généralement :
est pair, ou
Figure imgf000007_0004
[o, 1. (M— 1) (M— 1)
0) G - .
2 1,-
2 , —lj si M est impair
L’ensemble des N transformées de Fourier discrètes obtenues pour chacune des N lignes peut être représenté sous forme matricielle :
A— ( Tgh,h ) G M , (Z), N, M E N.
0<m£M,N 0<m£M,N
La matrice A est appelée spectrogramme. Le spectrogramme peut être représenté graphiquement sous la forme d’une image à l’aide de la partie réelle des coefficients Tm n, de leur partie imaginaire, ou de leur module
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0002
( \ Tm,n \ ) ' 0<m£M,N
Les transformations de Fourier discrètes peuvent être calculées au moyen d’une ou plusieurs unités de calcul et d’un algorithme de transformation de Fourier rapide tel que l’algorithme de Cooley-Tukey, l’algorithme de Good-Thomas, l’algorithme de Rader ou encore l’algorithme de Bluestein. Ces algorithmes sont généralement adaptés pour le calcul de la transformée de Fourier d’une série dont le nombre de termes est une puissance de 2.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le nombre M de profils est une puissance de deux, 2P, avec p un entier compris entre 9 et 15, de préférence entre 10 et 14. Ce nombre M assure un échantillonnage temporel suffisant des profils de température pour la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé au moyen de rouleaux de laminage.
Le signal du phénomène haute fréquence correspondant aux défauts PC peut être avantageusement extrait du spectrogramme à l’aide d’un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kù)0, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1. La valeur du paramètre K dépend de la fréquence Yr£ d’apparition des défauts PC préalablement déterminée. Il correspond au rapport de la fréquence ù)0 à la fréquence Yr£ : K = p - y PC
Il a été constaté de manière empirique que la valeur du paramètre K est comprise entre 3 et 6, voire entre 4 et 5. Cette gamme de valeurs semble convenir à la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé au moyen de rouleaux de laminage.
Un filtre passe-bande peut être exprimé mathématiquement sous la forme d’une fonction de transfert //(w) dans le domaine fréquenfiel. La transformée de Fourier filtrée, T*(w) ou Th * (w), peut s’écrire :
T* (w) = T (w)H(w)
Th *(w) = Th(w)//(w) , Vn G {0, ... , N}
Le signal de température filtré T*(t) ou Tn *(t) s’obtient par la transformation de Fourier inverse de T*(w) ou Th * (w) respectivement, soit
Figure imgf000009_0001
Les filtres passe-bande sont généralement qualifiés à l’aide d’un paramètre appelé facteur de qualité, noté Q. Le facteur de qualité est défini comme le rapport de la fréquence
Figure imgf000009_0002
propre, 0)c, sur la largeur de la bande passante, Dw, soit Q =
Figure imgf000009_0003
La largeur de la bande passante Dw est la différence entre les deux fréquences de coupure pour lesquelles l’intensité maximale de réponse à la fréquence centrale est généralement réduite de 3 décibels (dB). Il est également possible de définir une autre valeur de réduction, différente de 3 dB, pour le calcul des fréquences de coupure.
A titre d’exemple non limitatif, pour un filtre passe-bande gaussien défini par la
~(w+w -(w-w
Figure imgf000009_0004
fonction de transfert, //(w) = -— - l· -— — , les fréquences de coupure sont les
Figure imgf000009_0005
fréquences pour lesquelles l’intensité de la réponse à la fréquence, )c, est réduite d’un facteur 1
f'
Selon la nature du filtre passe-bande pour la mise en œuvre de la présente invention, la valeur du facteur de qualité Q varie, notamment au travers de la valeur de la largeur de la bande passante, Dw. La valeur du facteur de qualité est alors définie égale ou supérieure à une certaine valeur c0 déterminée lors de la caractérisation préliminaire des défauts PC. Lors de cette caractérisation, un spectrogramme d’évaluation peut être calculé de manière à déterminer la largeur du pic de signal à la fréquence YR(:. La valeur c0 est généralement définie de manière à ce que la largeur de la bande passante du filtre soit égale ou supérieure à la largeur du pic de signal à la fréquence Yro Dans certains cas, notamment lorsque l’intensité du bruit dans le signal de température est élevée, la valeur c0 peut-être avantageusement définie de manière à ce que la largeur de la bande passante du filtre soit inférieure à la largeur du pic selon le niveau de réduction de bruit recherché.
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le filtre passe-bande est un filtre passe-bande super gaussien de puissance 10. Un exemple de fonction de transfert représentant un filtre super-gaussien est la fonction suivante :
Figure imgf000009_0006
Les paramètres C et O sont des paramètres fixes définissant l’intensité du filtre et la largeur de la fenêtre de fréquence dans laquelle s’applique le filtre. L’avantage est que les filtres passe-bande de ce type ont généralement un profil avec un sommet plat, dont la largeur est fonction de la valeur de <7, qui est adapté au filtrage des défauts PC.
Un défaut PC est considéré détecté lorsqu’au moins un pic dans les spectres correspondant aux N transformées de Fourier filtrées satisfait un critère de sévérité ip0 préalablement défini par l’opérateur en fonction des résultats de la caractérisation préliminaire des défauts PC. L’utilisation d’un critère de sévérité est avantageuse en ce qu’elle permet de fixer un seuil au-delà duquel un pic correspond significativement à un défaut PC et ainsi d’éviter les artefacts de détection. Le critère de sévérité peut être considéré comme un facteur de sensibilité. L’ensemble W contient les fréquences pour lesquelles leur pic satisfait le critère de sévérité défini.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le critère de sévérité ip0 est choisi pour un ou plusieurs pics parmi une valeur seuil de l’intensité, une valeur seuil de l’aire sous pic ou une valeur seuil d’excentricité d’une ligne de niveau.
Un thermogramme filtré peut être obtenu par représentation graphique de la matrice filtré des matrices de
Figure imgf000010_0001
dimension M X N à valeurs dans M. Le coefficient T*m n représente la valeur de la température filtrée aux coordonnées m, n de l’image.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de détection comprend, après l’étape (b), une étape d’affichage des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N. L’image est une représentation graphique du spectrogramme filtré. Elle peut être une représentation graphique de la partie réelle, (¾(T* m,„)) de o<m£M,w’ la partie imaginaire, OU du module des éléments
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
*m,n de la matrice A* = (T *m,n)M N e MM N(Z) , N, M G N, avec MM N (Î) l’espace des matrices de dimension M X N à valeurs dans TL.
Cette représentation est avantageuse car elle permet de mettre en évidence graphiquement la localisation des défauts sur la largeur de la feuille de verre dans la deuxième direction. Elle peut faire l’objet d’un traitement d’image préalable tel que la binarisation. Ce traitement permet souvent de supprimer tout bruit éventuellement gênant pour la mise en évidence des zones d’intérêt du spectrogramme, c’est-à-dire des zones dans lesquelles les défauts sont présents.
Un des aspects de l’effet technique pouvant être recherché par l’invention est l’automatisation de la détection des défauts au cours de la fabrication. Il peut, en effet, être recherché que le temps d’un opérateur humain ne soit pas monopolisé par la surveillance d’un écran sur lequel les spectrogrammes filtrés et images thermiques filtrées sont affichés pour avertir de l’apparition éventuelle de défauts. Au contraire, il peut être avantageux qu’un opérateur, occupé à d’autres tâches, ne soit averti que lorsqu’un défaut est détecté. A cet effet, dans un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend en outre, après l’étape (c), une étape de signalisation visuelle et/ ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.
Tous les modes de réalisation décrits peuvent être avantageusement combinés.
Le procédé de détection de l’invention est mis en œuvre par ordinateur. L’invention a également pour objet un programme informatique comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de l’invention dans tous les modes de réalisation possibles. Tout type de langage de programmation compilé vers une forme binaire ou directement interprété peut être utilisé pour implémenter les étapes du procédé par une suite d’instructions arithmétiques ou logiques exécutables par un ordinateur ou tout système de traitement de l’information programmable. Le programme informatique peut faire partie d’un logiciel, c’est- à-dire d’un ensemble d’instructions exécutables et/ ou d’un ou plusieurs jeux de données ou de bases de données.
En ce sens, l’invention a également pour objet un support de stockage déchiffrable par ordinateur sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de détection de l’invention. De préférence, ce support de stockage est une mémoire informatique non volatile ou rémanente, par exemple une mémoire de masse magnétique ou à semi-conducteur (solid State drive, flash memory). Elle peut être amovible ou intégrée à l’ordinateur qui en déchiffre le contenu et en exécute les instructions. Elle peut aussi être intégrée à un ordinateur, appelé « serveur », différent de celui qui exécute les instructions, appelé le « client ». Pour exécuter les instructions contenues dans le support de stockage, l’ordinateur « client » peut accéder à la mémoire de l’ordinateur « serveur » par un moyen de télécommunication physique et/ ou aérien. L’ordinateur « serveur » peut aussi déchiffrer le support de stockage sur lequel est stocké le programme d’ordinateur et communiquer les instructions sous forme binaire à l’ordinateur « client » par tout moyen de télécommunication.
Il peut être avantageux que le support de stockage soit un support amovible ou accessible à distance par un moyen de télécommunication de manière à faciliter sa diffusion dans tous les lieux où un procédé de détection selon l’invention est susceptible d’être utilisé. L’invention a également trait à un dispositif de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction en sortie des rouleaux de laminage, ledit dispositif comprenant les modules suivants :
un module de calcul d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù)0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ;
un module de filtrage par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kü)Q de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
un module de recherche de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ipQ préalablement défini.
Les modules du dispositif de détection de l’invention peuvent comprendre avantageusement une ou plusieurs unités de calcul. Des unités de calcul sont comprises dans les unités centrales de traitement (Central Processing Unit). Les unités centrales de traitement sont généralement intégrées à des ordinateurs qui comprennent également un ensemble d’autres composants électroniques, tels que des interfaces d’entrée-sortie, des systèmes de stockages volatiles et/ou rémanents et des BUS, nécessaires au transfert des données entre les unités centrales de traitement et à la communication avec des systèmes extérieurs, ici les différents modules.
Le nombre et la vitesse de calcul des unités de calcul, et a fortiori d’unités centrales de traitement, nécessaires à l’exécution des étapes de calcul du procédé de détection de l’invention peuvent être ajustés en fonction du nombre de profils de température acquis.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de détection comprend en outre un module d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction de manière à créer un thermogramme de dimension M X N.
En particulier, le module d’acquisition peut comprendre un numériseur à balayage à faisceau infrarouge, adapté à l’acquisition de profils de température sur la surface d’un verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage.
Il peut être avantageux qu’un opérateur, occupé à d’autres tâches, soit averti dès qu’un défaut est détecté. A cet effet, dans un autre mode de réalisation de l’invention, le dispositif de détection peut comprendre en outre un dispositif de signalisation visuelle et/ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide. Le dispositif de signalisation peut être, par exemple, un avertisseur sonore ou un appareil mobile, comme un smartphone ou un téléphone, sur lequel un message d’avertissement est envoyé par un moyen de télécommunication aérien.
Pour permettre la localisation, par un être humain, des défauts détectés par le dispositif de détection sur la largeur de la feuille de verre imprimé, le dispositif de détection peut comprendre en outre un dispositif d’affichage, déchiffrable par un être humain, des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N .
Dans un mode particulier de réalisation du dispositif de l’invention, les modules de calcul, de filtrage et de recherche sont des modules virtuels. A titre d’exemple, ils peuvent être des modules instanciés sous la forme d’objets par un programme informatique ou un logiciel informatique à partir de classes dans la mémoire vive, éventuellement assistée par une mémoire virtuelle, d’un ordinateur. L’ordinateur peut comprendre plusieurs unités centrales de traitement, supports de stockages et interfaces d’entrée-sorties. Le cas échéant, il comprend avantageusement des moyens de télécommunication avec le module d’acquisition, le dispositif d’affichage et le dispositif de signalisation.
Le calcul des transformées de Fourier discrètes est généralement réalisé à l’aide d’un algorithme de transformation de Fourier rapide tel que l’un de ceux mentionnés précédemment. Toutefois, le calcul des transformées de Fourier et des transformées de Fourier inverses successives peut nécessiter des ressources importantes en unités de calcul et présenter quelques inconvénients lorsque ces ressources sont limitées. Il est également assez difficile de l’implémenter par parallélisme des unités de calcul. Il ne permet pas en outre de filtrer le signal de température à la « volée », sans étape de calcul des transformées de Fourier, ce qui allège généralement la charge de calcul pour des ressources limitées. Il peut alors être avantageux d’utiliser une méthode de calcul alternative dite méthode du noyau, moins précise mais plus rapide. Dans le cadre de l’invention, cette méthode doit être considérée comme équivalente à celle, présentée précédemment, impliquant des transformées de Fourier. La méthode du noyau nécessite le calcul d’une seule transformée de Fourier inverse correspondant au noyau, k(t), de la fonction de transfert,
Figure imgf000014_0001
d’un filtre passe-bande. Le signal de température filtré est obtenu par la convolution dudit noyau et du signal de température dans l’espace temporel.
Figure imgf000014_0002
avec
Figure imgf000014_0003
A titre d’exemple non limitatif, pour un filtre passe-bande gaussien avec une fonction de transfert
Figure imgf000014_0004
le noyau / (t) est donné par :
Figure imgf000014_0005
En utilisant le théorème du retard, {ei
Figure imgf000014_0006
//(w) , il vient simplement :
Figure imgf000014_0007
Le signal de température filtré peut être ensuite obtenu à la volée, c’est-à-dire sans calcul des transformées de Fourier de chacune des N lignes du thermogramme, par convolution : t *(t) = (fc
Figure imgf000014_0008
Lorsque la méthode du noyau est utilisée, le critère de sévérité ipQ doit être adapté au signal de température dans le domaine temporel. Dans le domaine temporel, après filtrage du signal de température, si des défauts PC sont présents, le phénomène haute fréquence, ou de faible période, associé à ces défauts devrait apparaître plus intense. Le critère de sévérité ipQ peut être, par exemple, un seuil pour la valeur de l’amplitude du signal filtré.
Ainsi, dans un mode alternatif du procédé de détection de l’invention, les étapes (a) à (c) sont remplacées par les étapes suivantes :
a' le calcul, mis en œuvre par ordinateur, du noyau d’un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = kw0, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
b' le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, d’un thermogramme de dimension M X N par le calcul de la convolution du noyau dudit filtre avec chacune des N lignes du thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction de mouvement du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù 0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ; c'. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des lignes parmi les N lignes du thermogramme filtré qui satisfont à un critère de sévérité ip0 préalablement défini.
Les particularités et les avantages de l’invention sont illustrés par les figures et les exemples décrits ci-après.
La figure 1 est une photographie de défauts « pas de chats » sur une feuille de verre imprimé.
La figure 2 est une représentation sous forme de diagramme du procédé de détection de l’invention.
La figure 3 est une représentation sous forme de diagramme d’un mode de réalisation du procédé de détection de l’invention.
La figure 4 est un exemple de thermogramme d’une feuille de verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage et ne comportant pas de défauts « pas de chats ».
La figure 5 est un exemple de thermogramme d’une feuille de verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage et comportant des défauts « pas de chats ». La figure 6 est le spectrogramme correspondant au thermogramme de la figure 5 après filtrage en fréquence par un filtre super-gaussien de puissance 10 et de facteur de qualité
Q > 0,8.
La figure 7 est le thermogramme de la figure 5 après filtrage par un filtre super gaussien de puissance 10.
La figure 8 est un exemple de spectre extrait du spectrogramme de la figure 6.
La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs transformées de Fourier filtrées satisfont un critère de sévérité ipQ de valeur seuil de l’intensité de leur module.
La figure 10 est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention.
La figure 11 est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention.
Des exemples de défauts « pas de chat » PC apparaissant sur une feuille de verre imprimé après sa fabrication sont illustrés par la photographie de la figure 1. Sur la figure, la feuille de verre imprimé a été suspendue par des moyens de préhension afin de faciliter l’observation des défauts à l’aide d’un dispositif d’observation optique. Lorsqu’ils sont observés à l’œil nu ou à l’aide d’un dispositif d’observation optique sous un éclairage incliné ou rasant, les défauts apparaissent comme des défauts optiques périodiques sous la forme de taches sombres, parfois allongées. Sur la figure, les défauts PC sont indiqués par des flèches.
Le procédé de détection de l’invention est illustré par la figure 2 sous la forme d’un diagramme. Le procédé de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement rectiligne dans une première direction DI en sortie des rouleaux de laminage comprend les étapes suivantes :
a. le calcul E200, mis en œuvre par ordinateur, par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme D200, oc = (t7 n,n)M N ^
MM W ( ), N, M E N, de dimension M x N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù)0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension d0 des défauts :
Figure imgf000017_0001
b. le filtrage E201, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kù)0, de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 :
Th * (w) = T h(w)H(w) , Vn G {0, ... , N }
we = kw0
Q ³ Xo ; c. la recherche E202, mise en œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ipQ préalablement défini :
Figure imgf000017_0002
satisfait y0}.
La figure 3 illustre, sous forme de diagramme, un mode particulier de réalisation du procédé de l’invention. Le procédé comprend les étapes suivantes :
a. le calcul E200, mis en œuvre par ordinateur, par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme D200 de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence w0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension d0 des défauts :
Figure imgf000018_0001
b. la définition d’un filtre super-gaussien de puissance ayant pour fonction de transfert :
Figure imgf000018_0002
c. le filtrage E201, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kù)0, de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 :
Th *(w) = T h ώ)H ώ) , Vn G {0, ... , JV}
c oc = Kü)Q
Q ³ Xo ;
d. la représentation graphique E302 du spectrogramme filtré A* = (T * m,n)M N e MM N (X), N, M G N ;
e. la recherche E202, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont au critère de sévérité ipQ. Le critère de sévérité ipQ est une valeur seuil de l’intensité du module fixée à f en logarithme base 10. L’ensemble W est l’ensemble des fréquences pour lesquelles log10
Figure imgf000018_0003
> e :
Figure imgf000018_0004
f. la signalisation E303 visuelle ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.
La figure 4 représente un exemple de thermogramme obtenu par l’acquisition à 20 Hz, en sortie des rouleaux de laminage, de 1024 profils de température de la surface du verre imprimé dépourvu de défaut PC, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre en sortie des rouleaux de laminage. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle des niveaux de gris représente l’échelle des températures. La rotation des rouleaux de laminage provoque des variations périodiques de la température, qui se manifestent notamment par l’apparition périodique de régions de la surface du verre où la température est plus élevée.
La figure 5 représente un exemple de thermogramme obtenu par l’acquisition à 20 Hz, en sortie des rouleaux de laminage, de 1024 profils de température de la surface du verre imprimé présentant des défauts PC, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre en sortie des rouleaux de laminage. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des températures. La rotation des rouleaux de laminage provoque des variations périodiques de la température, qui se manifestent notamment par l’apparition périodique de régions de la surface du verre où la température est plus élevée. Entre les pixels 150 et 200 en ordonnée, une ligne de défauts PC sous la forme d’un phénomène périodique de haute fréquence est visible. L’analyse du thermogramme en tant que tel ne permet pas de détecter et de caractériser ce phénomène avec suffisamment de sensibilité pour que cette détection soit précise.
La figure 6 représente le spectrogramme correspondant au spectrogramme de la figure 5 après filtrage en fréquence par un filtre super-gaussien de puissance 10 et de facteur de qualité Q > 0,8 à 3dB. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 816 des 1000 pixels. La fréquence est représentée en abscisse. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des valeurs du module des transformées de Fourier en unité arbitraire. Sur le spectrogramme, les deux zones situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, qui présentent les valeurs de modules les plus élevées pour une même fréquence correspondent à deux lignes de défauts PC. La position de ces zones en ordonnées permet de les localiser précisément sur la feuille de verre imprimé. Il peut être remarqué que l’invention permet de détecter une ligne de défauts PC qui n’était a priori pas visible sur le thermogramme de la figure 5.
La figure 7 est le thermogramme de la figure 5 après filtrage par un filtre super gaussien de puissance 10. Il a été obtenu par le calcul des transformées de Fourier inverses des 816 lignes du spectrogramme filtré de la figure 6. Par rapport à la figure 5, les lignes de défauts PC situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, sont clairement révélées. La figure 8 est un exemple de spectre dans le domaine des fréquences positives d’une ligne du spectrogramme de la figure 6 traversant la zone de module élevée entre 150 et 200 pixels. Le filtre super-gaussien de puissance 10 permet d’isoler avantageusement la fréquence caractéristique de la ligne de défauts PC. La largeur du pic est liée à la dimension des défauts PC.
La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W selon un critère de sévérité ipQ de valeur seuil de l’intensité du module fixée à 2,7 en logarithme base 10. La figure représente le spectrogramme de la figure 6 après binarisation à la valeur seuil 2,7. Les points pour lesquels la valeur du module est inférieure à 2,7 apparaissent en noir et les points pour lesquels elle est supérieure à 2,7 apparaissent en clair.
Un premier mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention est représenté schématiquement sur la figure 10. Le dispositif de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement rectiligne dans une première direction DI en sortie des rouleaux de laminage, comprend les modules suivants :
un module de calcul 1007a d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence w0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ;
un module de filtrage 1007b par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kü)0 de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
un module de recherche 1007c de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ipQ préalablement défini.
Dans le présent mode de réalisation, les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont des modules virtuels. Ils sont des modules instanciés sous la forme d’objets par un programme informatique ou un logiciel informatique à partir de classes dans la mémoire vive 1007, éventuellement assistée par une mémoire virtuelle, d’un ordinateur 1006. L’ordinateur peut comprendre plusieurs unités centrales de traitement, supports de stockages et interfaces d’entrée-sorties. Il comprend également des moyens de télécommunication 1005 et 1008 avec le module d’acquisition 1004, le dispositif d’affichage 1009 et le dispositif de signalisation 1010.
A des fins purement illustratives et non limitatives, le module d’acquisition 1004 peut être un numériseur à balayage à faisceau infrarouge. Le module d’acquisition 1004, numérise, à l’aide d’une ligne laser infrarouge 1004a, la surface 1001b d’une feuille de verre imprimé 1001a comportant des défauts 1003 en sortie de rouleaux de laminage 1002a et 1002b. Le dispositif de signalisation 1010 peut être un avertisseur sonore, par exemple une sirène. Il peut être remplacé ou complété par un dispositif de signalisation visuelle tel qu’un voyant lumineux. Le dispositif d’affichage 1009 peut être un écran muni d’une interface graphique sur lequel sont affichées des informations déchiffrables par un être humain. Ces informations peuvent être les thermogrammes et/ ou spectrogrammes filtrés et non filtrés, ou des informations relatives à la détection des défauts PC. L’ordinateur 1006 peut également communiquer avec une interface physique ou virtuelle d’entrée (non représentée) de manière à interagir avec le dispositif de détection en lui communiquant des données.
Dans le présent mode de réalisation du dispositif de détection, les modules et éléments autres que les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont facultatifs. Sur la figure 10, ils sont représentés à titre illustratif et indicatif. Il est à remarquer qu’ils peuvent être adaptés selon les besoins de l’homme du métier qui souhaiterait mettre en œuvre le dispositif sur une installation de fabrication de verre imprimé.
Un second mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention est représenté sur la figure 11. Dans ce mode, le dispositif de signalisation 1101 est un ou plusieurs appareils mobiles, par exemple, un ou plusieurs smartphones, en télécommunication aérienne avec l’ordinateur 1006. Lorsqu’un défaut PC est détecté, l’ordinateur peut envoyer sur l’appareil mobile 1101 un message sonore et/ou visuel pour avertir un opérateur. Ce message peut aussi contenir des informations telles qu’un extrait d’un spectrogramme filtré et binarisé de manière à permettre à un opérateur présent sur la ligne de fabrication de localiser le défaut PC sur la feuille de verre et d’intervenir en direct. La télécommunication aérienne peut une télécommunication de type WiFi ou Bluetooth, ou encore par un réseau cellulaire.
Dans le second mode de réalisation du dispositif de détection, les modules et éléments autres que les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont représentés à titre illustratif et indicatif. Exemple
Les avantages de l’invention sont illustrés par l’exemple décrit ci-après. Un thermogramme de la surface d’un verre imprimé présentant des défauts PC a été acquis en sortie des rouleaux de laminage à l’aide d’un numériseur à balayage à faisceau infrarouge tel que le numériseur laser infrarouge LSP-HD 50 de la société LAND Metek. La fréquence de rotation w0 des rouleaux est de 0,07 Hz.
Le thermogramme comprend 1024 profils de température acquis avec une fréquence /e de 20Hz, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage. Le thermogramme avec
Figure imgf000022_0001
coefficient le Tm n qui représente la valeur de la température aux coordonnées m, n du thermogramme, est représenté sur la figure 5. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des températures.
Chacune des 890 lignes comprend 1024 points de mesure. Le calcul de la transformée de Fourier discrète de chacune des 890 lignes a été réalisé à l’aide d’un algorithme de calcul de transformée de Fourier rapide, selon la formule suivante, avec Tn(t) = Tm n, t G {0, ... ,1024 - 1} les 1024 termes de la ligne n :
Figure imgf000022_0002
Un filtre passe-bande super-gaussien de puissance 10 avec un facteur de qualité Q = 0,84 à 3 dB a été appliqué sur chacune des 890 transformées de Fourier discrètes selon la formule :
Th * (w) = T h ώ)H ώ), n G {0, ... , TV} avec H ώ) défini par
Figure imgf000023_0001
C = 1
we = kw0 = 0,308
k = 4,5
s = 10
La figure 6 représente le spectrogramme filtré. Sur cette figure est représenté, dans le domaine de fréquence positive, le module de la matrice A* =
Figure imgf000023_0002
(T* 7h,h)1024 890 ^ ^1024, 89o(¾- La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. La fréquence est représentée en abscisse. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des valeurs du module des transformées de Fourier discrètes en logarithme base 10 d’une unité arbitraire. Deux zones claires apparaissent sur le spectrogramme. Dans ces zones, les valeurs du module sont maximales. Elles sont situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, dans le domaine de fréquence filtré de 0,13 Hz à 0,49 Hz par le filtre passe-bande.
Un exemple de spectre est fourni par la figure 8 dans le domaine des fréquences positives d’une ligne du spectrogramme de la figure 6 traversant la zone de module élevée entre 150 et 200 pixels. Le filtre super-gaussien de puissance 10 permet d’isoler avantageusement la fréquence caractéristique de la ligne de défauts PC. La largeur du pic est liée à la dimension des défauts PC.
La figure 7 est le thermogramme obtenu par le calcul des transformées de Fourier discrètes inverses des 890 lignes du spectrogramme filtré de la figure 6.
Le critère de sévérité p utilisé pour la recherche de l’ensemble W est une valeur seuil de l’intensité du module fixée à 2,7 en logarithme base 10. Autrement dit, l’ensemble W est l’ensemble des fréquences pour lesquelles
Figure imgf000023_0003
2,7, soit W = (w | log10(|T* m n|) > 2,7}. La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W. Dans le cas présent, il a été obtenu par un traitement d’image de binarisation à la valeur seuil 2,7. Les points pour lesquels la valeur du module est inférieure à 2,7 apparaissent en noir et les points pour lesquels elle est supérieure à 2,7 apparaissent en clair.
Les deux zones situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, dans le domaine de fréquence filtré de 0,13 Hz à 0,49 Hz satisfont à ce critère. Cet exemple montre clairement que le procédé de détection de l’invention permet de détecter les défauts PC apparaissant sur un verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage selon un critère de sévérité défini.

Claims

Revendications
1. Procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction (Dl) en sortie des rouleaux de laminage, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a. le calcul, mis en œuvre par ordinateur, d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction (D2) perpendiculaire à la première direction (Dl), avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction (D2), une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù)0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension d0 des défauts ;
b. le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = kw0, de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
c. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité y0 préalablement défini.
2. Procédé de détection selon la revendication 1, tel qu’il comprend en outre, avant l’étape (a), une étape d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction (D2) perpendiculaire à la première direction (Dl), avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction de manière à créer un thermogramme de dimension M X N.
3. Procédé de détection selon la revendication 2, tel que l’étape d’acquisition est réalisée à l’aide d’un numériseur à balayage à faisceau infrarouge.
4. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications précédentes, tel que le filtre passe bande est un filtre super gaussien de puissance 10.
5. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, tel que la fréquence d’acquisition fe est comprise entre 20 et 150Hz, de préférence entre 20 et 100Hz.
6. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, tel que le nombre M de profils est une puissance de deux, 2P, avec p un entier compris entre 9 et 15, de préférence entre 10 et 14.
7. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, tel que la valeur du paramètre K est comprise entre 3 et 6, voire entre 4 et 5.
8. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, tel que le critère de sévérité ipQ est choisi pour un ou plusieurs pics parmi une valeur seuil de l’intensité, une valeur seuil de l’aire sous pic ou une valeur seuil d’excentricité d’une ligne de niveau.
9. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, tel qu’il comprend, après l’étape (b), une étape d’affichage des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N .
10. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, tel qu’il comprend en outre, après l’étape (c), une étape de signalisation visuelle et/ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.
11. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, tel que les étapes (a) à (c) sont remplacées par les étapes suivantes :
a' le calcul, mis en œuvre par ordinateur, du noyau d’un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = kw0, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
b' le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, d’un thermogramme de dimension M X N par le calcul de la convolution du noyau dudit filtre avec chacune des N lignes du thermogramme, ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction (D2) perpendiculaire à la première direction (Dl) de mouvement du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction (D2), une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence ù)0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ; c'. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des lignes parmi les N lignes du thermogramme filtré qui satisfont à un critère de sévérité ip0 préalablement défini.
12. Programme informatique exécutable par un ordinateur comprenant des instructions permettant l’exécution des étapes d’un procédé de détection selon l’une des revendications 1 à 11.
13. Support de stockage déchiffrable par un ordinateur comprenant un programme informatique selon la revendication 12.
14. Dispositif de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction (Dl) en sortie des rouleaux de laminage, ledit dispositif comprenant les modules suivants :
un module de calcul d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction (D2) perpendiculaire à la première direction (Dl), avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction (D2), une fréquence d’acquisition fe de chaque profil supérieure à la fréquence w0 de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <50 des défauts ;
un module de filtrage par un filtre passe-bande de fréquence propre ù)c = Kü)0 de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c0 ;
un module de recherche de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ipQ préalablement défini.
15. Dispositif de détection selon la revendication 14, tel qu’il comprend en outre un module d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction (D2) perpendiculaire à la première direction (Dl), avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction (D2) de manière à créer un thermogramme de dimension M x N.
16. Dispositif de détection selon la revendication 15, tel que le module d’acquisition comprend un numériseur à balayage à faisceau infrarouge.
17. Dispositif de détection selon l’une quelconque des revendications 14 à 16, tel qu’il comprend un outre un dispositif d’affichage, déchiffrable par un être humain, des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N.
18. Dispositif de détection selon l’une quelconque des revendications 14 à 17, tel qu’il comprend en outre un dispositif de signalisation visuelle et/ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.
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