Brevet FR2257107A1 — publié le 19750801

La présente invention se rapporte à un dispositif permettant de rendre optimal le placement d'une pluralité de pièces dans une matière en feuille. Elle concerne principalement des industries telles que celles du vêtement, de l'oxycoupage. des cartonnages, etc... dans lesquelles on est amené à découper des pièces (panneaux de vêtements, ebauches de cartons, etc...) dans des feuilles, dans des bandes ou dans des matelas de feuilles superposées. Afin de minimiser les chutes de matières telles que tissus, tales, cartons, etc... dans lesquelles on découpe une pluralité de pièces et ainsi économiser de la matière, on sait qu'actuellement on essaie de placer au mieux manuellement des modèles représentant lesdites pièces sur un modèle de la feuille ou de la bande de ladite matière. Un tel placement manuel présente l'inconvénient d'être long et d'être fortement dépendant, dans sa durée et son résultat, de la personne qui l'execute. La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif permettant d'optimiser automatiquement et rapidement, selon certains critères préétablis, le placement d'une pluralité de pièces dans une matière en feuille, notamment dans une matière en feuille présentant une largeur constante. Selon l'invention, le dispositif d'optimisation pour le placement d'une pluralité de pièces dans une matière en feuille, est remarquable en ce qu'il comporte des premiers moyens permettant de capter la forme de chacune desdites pièces, une calculatrice électronique qui, à partir d'informations concernant ladite matière en feuille et la forme desdites# pièces, est susceptible de déterminer un placement optimal de celles-ci dans ladite matière, et des seconds moyens commandés par ladite calculatrice et susceptibles de matérialiser le placement ainsi obtenu. Bien entendu, il est nécessaire que lesdits premiers moyens fournissent leurs informations sous forme digitale à la calculatrice. A cet effet, ils peuvent comporter une table à digitaliser de type connu dans laquelle un pointeau électronique suivant le contour d'une pièce permet de fournir les coordonnées en des points de celui-ci. Toutefois, le fonctionnement d'une telle table à digitaliser est relativement lent, surtout dans le cas de formes compor#tant des concavités. En effet, la précision de la forme dépend du nombre de points du contour dont l'on mesure les coordonnées. Ce nombre de points doit être apprécié par la personne qui manipule cette table. De plus, si le contour des pièces est tourmenté, son codage devient vite laborieux. Lesdits premiers moyens peuvent également comporter une caméra de télévision avec tube mémoire, du type utilisé en reprographie de documents. Avec un tel système, la lecture du contour d'une pièce se fait grace à un balayage télévision qui est mis en mémoire sur un tube spécial. Toutefois, un tel système présente le grave inconvénient d'être coûteux. Aussi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lesdits premiers moyens comportent, d'une part, une caméra de télévision industrielle de type connu et, d'autre part, un dispositif d'interface disposé entre ladite caméra et la calculatrice et comprenant un compteur, une horloge pour faire avancer ce compteur, un premier et un second registres et des moyens de transfert des informations, ledit dispositif d'interface étant tel que, à chaque fois qu'au cours d'une ligne de balayage le faisceau d'exploration de la caméra franchit le contour d'une pièce explorée, l'impulsion émise qui en résulte mémorise, sous l'action desdits moyens de transfert, l'état dudit compteur à ce moment là dans le premier registre, les différents états du compteur emmagasinés pendant une ligne dans ledit premier registre étant transférés, sous l'action des moyens de transfert, dans ledit second registre pendant le retour de ligne suivant, tandis que les informations de ce second registre sont envoyées par les moyens de transfert à la calculatrice pendant la ligne suivante, alors que de nouveaux états du compteur sont enregistrés dans le premier registre. Ainsi, la calculatrice stocke les états du compteur avec un retard d'une ligne. Toutes les informations sont transmises en une seule image. On remarquera que les états du compteur qui sont ainsi transmis à la calculatrice donnent, à condition que la pièce soit orientée parallèlement à un axe des ordonnées, les abscisses du e contour. Les ordonnées de ce contour peuvent alors être obtenues à partir des espaces entre lignes. Dans le cas où, au cours d'une ligne, le faisceau de la caméra franchit plusieurs fois le contour de-la#pièce (pièce comportant des concavités), il est possible de consacrer un bit pour indiquer que les différentes adresses qui en résultent appartiennent à la même ligne. Les seconds moyens commandés par la calculatrice et susceptibles de matérialiser le placement obtenu peuvent être formés par une télétype qui, par ailleurs, sert à introduire des informations dans ladite calculatrice. Toutefois, il est préférable que de tels moyens soient constitués par une table à dessiner automatique susceptible de représenter graphiquement ce placement et/ou par un dispositif de découpe, par exemple une table de découpe, susceptible de découper les pièces dans la matière en feuille, directement sans la commande de la calculatrice. Pour permettre à la caméra d'analyser correctement la forme des pièces, celles-ci ou leurs modèles doivent fortement trancher sur leur environnement, A cet effet, elles peuvent être foncées et être projetées sur un écran clair, leur image projetée étant analysée par la caméra. Toutefois, de préférence, le dispositif selon l'invention comporte une table de matière translucide sur laquelle peuvent être disposées à plat lesdites pièces ou leurs modèles, ladite table étant éclairée du coté opposé auxdites pièces. De préférence, la caméra est fixe et elle embrasse le champ complet de la table. Cette table peut être horizontale, la caméra la surplombant. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre schématiquement un dispositif selon l'invention. La figure 2 illustre le fonctionnement de l'analyseur de forme du dispositif selon l'invention. La figure 3 donne le schéma synoptique du dispositif d'interface compris entre la caméra de télévision et la calculatrice électronique du dispositif selon l'invention. La figure 4 donne le schéma synoptique plus détaillé d'un mode de réalisation du dispositif d'interface de la figure 3. La figure 5 montre un placement obtenu avec le dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention et montré par la figure 1, permettant de rendre optimal le placement d'une pluralité de pièces à découper dans une bande ou une feuille et, par suite, de minimiser les pertes de matière est, par exemple, destiné à l'industrie des vêtements, de l'oxycoupage, aux cartonneries, etc... Il comporte une caméra de télévision industrielle 1, une calculatrice électronique 2, un dispositif d'interface 3 entre la caméra 1 et la calculatrice 2, une mémoire de masse 4 (par exemple un disque) pour ladite calculatrice, un organe périphérique 5 (par exemple une télétype) et des organes de sortie 6 et 7 reliés à ladite calculatrice. Ces organes de sorties 6 et 7 peuvent être une table à dessiner, une table de découpe, etc... l'un étant par exemple destiné à donner un dessin illustrant en grandeur nature ou à échelle réduite le placement desdites pièces, l'autre à découper directement ces pièces, conformément au placement trouvé, dans la matière en couche dans laquelle elles doivent être découpées. Les pièces 8 à placer au mieux dans une bande ou feuille 9 (voir la figure 5l en vue de réduire les chutes au minimum au cours de l'opération de découpe desdites pièces, sont disposées une à une à plat sur-une plaque translucide horizontale 10, éclairée par dessous par l'intermédiaire d'un dispositif d'éclairage 11. Ainsi, chaque pièce 8 (représentée sous la forme d'un devant de robe sur la figure 1) forme un tache sombre sur la plaque lumineuse 10, de sorte que les contours de ladite pièce peuvent être captés par analyse des contours de la tache sombre. Les pièces a placées sur la plaque 10 peuvent être des modèles en carton, en bois, etc... des pièces à obtenir. Lorsque la caméra de télévision 1, qui surplombe la plaque 10, explore ligne par ligne la pièce A placée sur la plaque 10, elle détecte les brusques changements d'intensité lumineuse qui se produisent au ~moment où elle passe de la plaque 10 à la pièce 8 et inversement. Sur la figure 2, on a illustre en A, B et C, les variations dtin- tensité lumineuse que reçoit la caméra 1 lorsqu'elle explore respectivement les lignes a-a' .-b-b' et c-c' de la pièce 8 particulière montrée par la figure 1. Le dispositif de la figure 1 fonctionne de la façon suivante. On pose sur la plaque lumineuse 10, suivant un axe de repérage (par exemple droit fil pour les pièces de tissus, direction de laminage pour les pièces laminées, direction des ondulations pour les pièces en carton ondulé, etc...), une pièce 8. Par l'intermédiaire de la télétype, on fait parvenir à la calcu latrice différentes informations nécessaires, dont un numéro associé à ladite pièce 8. Puis on met en route le balayage de la caméra de télévision, à partir d'une position de référence initiale. Les informations de contour captées par la caméra 1 sont tr-ansmises, par l'intermédiaire du dispositif d'interface 3, à la calculatrice 2 qui stocke les informations sous forme digitale dans la mémoire 4. Dès que l'échange entre la caméra 1 et la calculatrice 2 est terminé, celle-ci peut donner, sur la télétype 5, le périmètre, la surface, la hauteur et la largeur de la pièce 8 analysée. On recommence ces opérations autant de fois qu'il reste de pièces 8 à placer, chaque fois avec une pièce différente. Quand toutes les informations relatives à toutes ces pièces 8, ainsi que celles concernant la matière en feuille 9, sont entrées dans la calculatrice, on fait parvenir à celle-ci, par l'intermédiaire de la télétype 5, l'ordre de commencer l'exécution du programme de placement desdites pièces. Durant le déroulement de ce programme, la calculatrice fournit au fur et à mesure les différentes solutions trouvées. A cet effet, elle peut commander la télétype 5 pour qu'elle écrive les ordres de placement des pièces par des numéros de pièces. Lorsque la calculatrice a trouvé la meilleure solution qui dépend évidemment des critères que l'on a déterminés, elle donne l'ordre de mise en marche de la table à dessiner 6. Celle-ci dessine alors la représentation graphique de cette meilleure solution. Lorsque, à la place de la table à dessiner, ou en combinaison avec elle, le dispositif selon l'invention comporte une table de découpe 7, celle-ci peut, à ce moment, être mise en marche pour découper les pièces, directement dans la matière en feuille, selon le placement optimal déterminé par la calculatrice 2. La figure 3 donne le schéma synoptique du dis#positif d'interface 3 de la figure 1. Ce dispositif d'interface 3 comporte un compteur t2 piloté par une horloge 13, deux registres 14 et 15 et des moyens 16 de transfert d'informations. Pendant une ligne de balayage d'une pièce a, le faisceau d'exploration de la caméra 1 franchit le contour de la pièce et les brusques variations d'intensité lumineuse engendrent des impulsions électriques. A chacune de ces impulsions, les moyens de transfert 16 mémorisent dans le premier registre 14 l'état du compteur 12 à l'instant d'apparition d'une telle impulsion, ce qui fournit les "adresses" de points du contour de la pièce explorée. Pendant le retour de ligne suivant, les différents états du compteur 12, enregistrés comme il vient d'être dit dans le registre 14, sont transférés sous l'action des moyens de transfert 16, dans le second registre 15.Pendant la ligne suivante, des informations sont emmagasinées dans le registre i4 de la façon décrite ci-dessus, tandis que les informations provenant de la ligne précédente sont envoyées par les moyens de transfert 16 à la calculatrice 2. Un tel dispositif d'interface permet d'obtenir un système rapide (chaque pièce peut être balayée en 510 de seconde), 50 peu coûteux, de précision constante et facile à manipuler. De plus, ce système ne comporte pas de tube mémoire. La figure 4 montre un mode de réalisation plus détaillé du dispositif d'interface de la figure 3. Ce mode de réalisation comporte un amplificateur video 16 pour amplifier le signal provenant de la caméra 1, un dispositif de séparation 17 permettant d'extraire du signal video amplifié le signal video SV proprement dit des signaux de synchronisation SS de ligne et d'image, un comparateur 16 pour comparer le niveau analogique du signal video amplifié à un signal de seuil, de façon à fournir un 0 logique pour le blanc et un 1 logique pour le noir, une horloge à quartz 19 et des diviseurs de fréquence 20, remis à zéro par les signaux de synchronisation SS détectés.L'horloge 19 et les diviseurs de fréquence 20 servent à la synchronisation du compteur 21 (qui est remis à zéro à chaque top de synchronisation de ligne) et de la caméra 1. Un basculeur monostable 22, commandé par les diviseurs de fréquence 20 sert à fournir une impulsion de largeur calibrée correspondant à la partie utile du signal video, c'est-à-dire le signal analogique de ce dernier qui est fonction de la luminosité. Un dispositif de mémorisation provisoire 23 est disposé en aval du compteur 21, afin de pouvoir mémoriser l'état de celui cl, pendant un état stable, grâce à une impulsion video, mise en phase avec une impulsion d'horloge et provenant d'un dispositif de synchronisation video 24 qui permet de synchroniser le signal video après passage dans le dispositif de calibrage et de blocage 25. Une transition de O à 1 ou de 1 à 0 donne à la sortie du dispositif 24 une impulsion d'horloge. Le dispositif de calibrage et de blocage 25 a pour objet de ne transmettre le signal vi#deo, qui a été mis en forme par le comparateur, que pendant la partie utile du signal video et lorsqu'vil existe un signal de trame. Un tel dispositif évite que des signaux intempestifs ne provoquent la mémorisation du compteur 21 en dehors de la partie utile du signal video d'une ligne. Un dispositif 26 de mise en route et d'arrêt d'un cycle comporte une entrée sur laquelle arrive l'ordre de mise en route de l'interface 3 et une autre sur laquelle arrive, à travers un monostable 27, l'ordre de mise en route de la calculatrice 2. L'ordre de mise en route délivré par le dispositif 26 n'intervient que lorsque celui de l'interface 3 a su lieu, suivi de celui de la calculatrice 2. Lorsqu'on a compté une trame, c'es-à-dire une image (10 sl, on envoie une impulsion qui arrête le cycle avoir ci-après le dispositif 29). Le dispositif 26 commande un dispositif 28 de synchronisation du signal de trame. Ainsi, le début et la fin du cycle peuvent respectivement coincider avec le début et la fin de l'image. En effet, si la calculatrice envoyait l'ordre de mise en route alors que la caméra est en train de balayer une portion quelconque de l'image, les informations obtenues seraient complètement erronées. Le dispositif 28 commande à son tour le dispositif de comptage de trame 29 qui compte une trame et arrête le cycle aussitôt en agissant sur le dispositif 26. Le basculeur monostable 30 délivre une impulsion calibrée sur le front de descente du signal de trame. Cette impulsion calibrée indique à la calculatrice que l'échange est terminé et permet de mettre à 1 tous les bits du mot envoyé à la calculatrice. En aval du #compteur 21 et de la mémoire provisoire 23 se trouve un premier registre 31 à n bits, commandés par l'intermédiaire d'une porte ET 32 et à travers une porte OU 32a. La porte ET 32 reçoit ses signaux d'entrée des dispositifs 24 et 28 et sa sortie est reliée à l'une des entrées de la porte OU 32a. A chaque fois qu'apparaît un top video, on mémorise l'état du compteur 21 dans la mémoire provisoire 23 et tout de suite après, on rentre ces informations dans le registre 31. Comme ce registre comporte n bits, on peut détecter n transitions de blanc à noir ou de noir à blanc, c'est-à-dire n traversées du contour balayé par ligne, et donc n impulsions video. Après chaque ligne, on fait passer les informations du registre 31 dans un second registre 33, également à n bits. Ce transfert intervient durant le top de synchronisation de ligne. Le second registre 33 contient les informations relatives à la ligne précédant celle qui est en train d'être balayée. Pendant que la caméra 1 explore une ligne, on décale les ragistres de 2 bits toutes les 10 us si n = 8 (en effet, la durée d'une ligne est de 64 Vs à laquelle on doit ôter 10 ps correspondant au top de synchronisation et 4 ps correspondant aux palier avant et palier arrière du signal video . il reste donc 50 us desquelles on consacre 40 us pour le transfert qui s'effectue en quatre fois puisque n = 61. Les premiers bits (correspondant à des transitions blanc-noir) sont envoyés dans une mémoire provisoire 34, tandis que les seconds bits (correspondant à des transitions noir-blanc) sont envoyés dans une mémoire provisoire 35, ces premiers et seconds bits étant tout de suite transférés par le dispositif 36 à l'entrée de la calculatrice 2. Un dispositif 37 détecte le mot zéro (c'est-à-dire le mot dont tous les bits sont des 0) de façon à éviter de transmettre des informations inutiles. Un train de n impulsions est émis par le dispositif 38 synchronisé de fanon que ce train d'impulsions apparaisse à choque top de synchronisation de ligne, la fréquence de ces impulsions étant à la fréquence de l'horloge. La sortie du dispositif 38 est reliée à l'autre entrée de la porte OU 32a et à l'une des entrées d'une porte OU 40 commandant le registre 33. La liaison entre les registres 31 et 33 est établie par le dispositif 41 pendant le train d'impulsions apparaissant pendant le top de synchronisation de lignes. L'autre entrée de la porte OU 40 reçoit d'un générateur 42; piloté par l'horloge 19, des trains de deux impulsions au rythme d'un générateur de cadence 43. Ces trains de deux impulsions sont transmis également à des basculeurs monostables 44 et 45, commandant respectivement les mémoires 34 et 35 et émettant des impulsions donnant l'ordre de mémorisation dans celles-ci. Par ailleurs, le générateur 42 commande un dispositif 46 qui émet une impulsion de validation pour la calculatrice, après chaque train de deux impulsions. Cette impulsion de validation n'est envoyée à la calculatrice 2 que si un dispositif 47 constate que le mot à transmettre n'est pas le mot zéro. L'impulsion de validation est par ailleurs utilisée, après passage dans un basculeur monostable 48, à la commande d'une bascule 49 ajoutant un bit au mot transmis à la calculatrice; Ce bit supplémentaire, ou bit de signe, permet d'indiquer qu'un mot appartient ou non à la même ligne que le mot précédent, c'està-dire qu'il y a plusieurs transitions blanc-noir et noir-blanc au cours d'une ligne de balayage, donc si la pièce 8 comporte des concavités. La bascule 49 bascule sur le front de descente de l'impulsion de validation et se met à 1 , elle est remise à zéro à chaque ligne il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre-de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'optimisation pour le placement d'une pluralité de pièces dans une matière en feuille, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens permettant de capter la forme de chacune desdites pièces, une calculatrice électronique qui, à partir d'informations concernant ladite matière en feuille et la forme desdites pièces, est susceptible de déterminer un placement optimal de celles-ci dans ladite matière, et des seconds moyens commandés par ladite calculatrice et susceptibles de matérialiser le placement ainsi obtenu. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens comportent, d'une part, une caméra de télévision industrielle de type connu et, d'autre part, un dispositif d'interface disposé entre ladite caméra et la calculatrice et comprenant un compteur, une horloge pourxfaire avancer ce compteur, un premier et un second registres et des moyens de transfert des informations, ledit dispositif d'interface étant tel que, à chaque fois qu'au cours d'une ligne de balayage le faisceau d'exploration de caméra franchit le contour d'une pièce explorée, l'impulsion émise qui en résulte mémorise, sous l'action desdits moyens de transfert, l'état dudit compteur à ce moment-là dans ledit premier registre, les différents états du compteur emmagasinés pendant une ligne dans ledit premier registre étant transférés, sous l'action des moyens de transfert, dans ledit second registre pendant le retour de ligne suivant, tandis que les informations de ce second registre sont envoyées per les moyens de transfert à la calculatrice pendant la ligne suivante, alors que de nouveaux états du compteur sont enregistrés dans le premier registre. 3.- Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que les seconds moyens commandés par la calculatrice et susceptibles de matérialiser le placement obtenu sont formés par une télétype qui, par ailleurs, sert à introduire de informations dans ladite calculatrice. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens comportent une table à dessiner automatique susceptible de représenter graphiquement le placement optimal obtenu. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une table de matière translucide sur laquelle peuvent être disposées à plat lesdites pièces ou leurs modèles, ladite table étant éclairée du coté opposé auxdites pièces. 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que îa caméra est fixe et en ce qu'elle embrasse la totalité du champ de la table. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour signaler à la calculatrice qu'une pièce explorée comporte des concavités. 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de repère pour la mise en place# d'un axe privilégié pour lesdites pièces. 9.- Dispositif pour la découpe d'une pluralité de pièces dans une matière en feuille, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de placement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10.- Dispositif sein la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens du dispositif de placement comportent un dispositif de découpe susceptible de découper les pièces dans la matière en feuille, directement sous la commande de la calculatrice.