Brevet FR2524349A1 — publié le 19831007

- Procédé et dispositif d'identification et/ou de localisation de pièces transportées par un convoyeur. La présente invention est relative à un procédé ainsi qu'à un dispositif d'identification, et si nécessaire de localisation de pièces transportées par un convoyeur notamment. Le problème de la reconnaissance et de la définition de la po- sition et de l'orientation de pièces disposées d'une manière aléatoire sur un convoyeur, et notamment sur un tapis roulanta déjà été abordé, et a fait l'objet de plusieurs tentatives de solutions. Toutefois, les solutions proposées à ce jour font principale- ment appel à un capteur d'image tel une caméra T V placé à l'aplomb des pièces et donc de la scène et nécessitent de ce fait un éclairage d'appoint plus ou moins complexe. En effet l'inconvénient de la plupart de ces dispositifs visuels réside dans le fait qu'ils nécessitent un bon contraste entre la piè- ce à observer et le support sur lequel elle repose; or un tel contras- te est souvent absent dans les ateliers o les pièces salissent le support de manière que l'ensemble présente généralement la même teinte. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un procédé ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre totalement insensible aussi bien aux conditions ambiantes d'éclairage qu'à l'absence de contraste entre la pièce et son support tout en étant d'installation simple le désignant plus particulière- ment à un usage en milieu industriel. Selon la présente invention, le procédé d'identification et/ou de localisation de pièces transportées par un convoyeur ou analogue à l'aide d'un équipement comprenant au moins un système optique délivrant un faisceau lumineux sensiblement plan associé jà un capteur de lumière et relié à des moyens d'analyse et de traitement,est caracté- risé en ce qu'il consiste à disposer le système optique transversale- ment au convoyeur de manière à éclairer la pièce de côté, à effectuer des mesures représentatives du profil de la pièce pendant qu'elle 2 - défile à travers le faisceau, à comparer le profil ainsi défini avec des profils préalablement mis en mémoire de manière à déterminer les paramètres d'identification, d'orientation et/ou de localisation de la pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à utiliser deux systèmes optiques faisant avec la direction d'avance du convoyeur des angles 1 et 2 respectivement, et asso- ciés chacun à un reflecteur situé du côté opposé du convoyeur, de manière à localiser les pièces transportées. Selon la présente invention le dispositif d'identification et/ ou de localisation de pièces transportées par un convoyeur, et du type comportant un équipement comprenant au moins un système optique délivrant un faisceau lumineux sensiblement plan associé à un capteur de lumièredt relié à des moyens d'analyse et de traitement est carac- térisé en ce que le système optique est disposé transversalement au convoyeur de manière à éclairer de côté la pièce dont le défilement à travers le faisceau déclenche le capteur qui permet d'obtenir des mesures représentatives du profil de cette dernière, profil qui est comparé à des profils préalablement mis en mémoire de manière à déter- miner les paramètres d'identification, d'orientation et/ou de locali- sation de la pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention les mesures re- présentatives du profil de la pièce sont obtenues en utilisant les informations délivrées par un codeur qui donne la position du convoyeur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la suite de la description qui va suivre du procédé et de deux modes d'exécution du dispositif en faisant application, don- nés uniquement à titre d'exemples et représentés aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente un schéma de principe mettant en oeuvre un rideau lumineux - la figure 2 représente, vue de dessus, une installation à deux ri- deaux lumineux. la figure 3 représente une variante de l'installation de la figure 2. -3la figure 4 représente l'organigramme du cycle d'acquisition des données. la figure 5 représente l'organigramme du cycle d'apprentissage. la figure 6 représente l'organigramme du cyle d'exécution de la reconnaissance. Les figures 1 èt 2 représentent le schéma de principe du dis- positif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention et qui com- prend un convoyeur comportant un tapis roulant 1 mû par des moyens d'entraînement non représentés dans une direction OX et dont la posi- tion dans cette direction est donnée par un codeur 3 monté par exem- ple sur le rouleau d'entraînement 5; transversalement au tapis est disposé un système optique de type connu 7 qui délivre un faisceau ou rideau lumineux sensiblement plan 9 qui éclaire de côté les pièces il disposées sur le tapis 1 et dont le passage à travers le faisceau occulte une portion du rideau lumineux représentant leur hauteur, la portion non occultée du rideau étant reçue par un capteur associé audit système après réflexion sur un catadioptre 13 par exemple dis- posé de l'autre côté du tapis l. Bien entendu, et selon une variante, le reflecteur 13 peut- être remplacé par le capteur qui ne fait ainsi plus partie intégrante du système optique. Au fur et à mesure de l'avance du convoyeur, et donc de la pièce 11, l'ensemble ( 7, 13) effectue un certain nombre de mesures h(t), environ 100 par seconde, représentant les variations de la hau- teur h de la section de la pièce en fonction du temps. Lorsqu'il s'agit d'identification et de localisation de pièces, le dispositif selon l'invention représenté vu de dessus à la figure 2, comprend deux systèmes optiques ( 7 ',7) dont les faisceaux qui se coupent en 0 ' font, avec la direction OX d'avance du convoyeur les angles et O respectivement, lesdits systèmes étant associés i 2 avec des réflecteurs ( 13, 13 ') situés du côté opposé du convoyeur. Selon une variante du dispositif représenté; vue de dessus, à la figure 3, il est possible d'examiner la même pièce par un même rideau lumineux successivement sous deux angles différents e 1 et & 2 et cela grâce à un rideau 9 faisant un angle avec la direction OX qui est associé à un premier miroir 15 situé de l'autre côté du tapis et qui renvoie le faisceau à un second miroir 17 convenablement disposé et du même côté du tapis que le miroir 15 et qui renvoie le faisceau qui fait un angle & avec la direction OX vers un reflec- teur 13 situé du même côté du tapis que le système 7 délivrant le rideau 9. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes les informations temporelles h 1 (t), h 2 (t), x(t) fournies par les systèmes 7, 7 ' et le codeur 3 respectivement sont transmises à un système informatique du type courant ou à tout autre système équiva- lent dont le rôle est de les transformer en informations h 1 (x) et h 2 (x) représentant le profil de la pièce à reconnaître et à locali- ser vue des deux directions différentes. selon une variante les valeurs h 1 (x) et h 2 (x) sont obtenues directe- ment en déclenchant les mesures du rideau au moyen du codeur, soit à intervalles réguliers,tous les cinq millimètres par exemple, soit pour certaines positions prédéterminées donnant une information pertinente sur le profil. on compare ensuite les profils ainsi enregistrés avec les profils préalablement mis en mémoire L'analyse du profil donne,après trai- tement numérique, la nature de la pièce, la face d'appui et son orientation Dans le cas de pièces présentant des plans de symétrie simples ou multiples, l'analyse de deux profils h 1 (x) et h 2 (x) est nécessaire pour lever des ambiguités Les angles a 1 et & 2 sont choisis en fonction des symétries que présentent les pièces à ana- lyser Une fois les paramètres d'orientation et d'identification de la face d'appui déterminés, la connaissance des deux instants de début d'occultation permet de calculer simplement la position de la pièce sur le tapis dans la direction y orthogonale à la direction x définie précédemment. Comme indiqué plus haut, si seule importe l'identification de la pièce, on peut utiliser un seul rideau lumineux. La procédure de reconnaissance de formes ainsi décrite néces- site un apprentissage préalable consistant à acquérir et à mémoriser -5- certains paramètres caractérisant les profils de pièces connues orien- tées de façon également connue Cet apprentissage peut se faire com- modément en utilisant le même appareil, en faisant défiler la pièce sur chacune des faces et en la faisant tourner d'un angle déterminé entre deux passages successifs. Dans ce qui suit, nous allons décrire les organigrammes relatifs au procédé et dispositif décrits plus haut étant entendu qu'ils font partie intégrante de la description du fait qu'ils sont de lecture évidente pour l'homme de l'art. La mise en oeuvre de la technique commence par un étalonnage du site qui implique: la mesure directe des angles O et O' i 2 direc le repéragéeans l'espace de la direction OX de défilement du con- voyeur ainsi que la mesure de la hauteur de ce dernier. le repérage direct dans l'espace du point de croisement des deux faisceaux lumineux. l'étalonnage des rideaux lumineux et du codeur par exemple en fai- sant défiler sur le convoyeur un cyclindre de dimensions connues et d'axe vertical, et en enregistrant son profil. La figure 4 représente l'organigramme du sous programme d'acqui- sition des données relatives à une face de la pièces et utilisable aussi bien au cours de l'apprentissage que de l'exploitation. Le cycle démarre avec l'indication du numéro de la mesure dé- signée par le paramètre i suivie de la lecture des compteurs h et x et de la comparaison de la valeur lue h et de la hauteur du convoyeur h permettant dans le cas o h > hc de conclure à la présence d'une pièce, et donc de mémoriser les valeurs x(i)= x et h(i) = h et de refaire les mesures en passant de i à i+I, dans le cas contraire et si i O O de conclure au passage de la pièce, et donc de terminer les mesures et de stocker les données x(i), h(i). La figure 5 représente l'organigramme relatif à l'apprentissage de la pièce pour une face donnée de celle-ci Le cycle opératoire démarre avec un angle i 1, représentant l'orientation de la pièce autour de la verticale, égal à zéro suivi de la création du fichier x(i), h(i) selon l'organigramme de la figure 4, et cela pour chacune des valeurs successives = >X +L A inférieures à 3600, le pas d'ac- croissement L i etant choisi en fonction de la forme de la pièce et de la précision souhaitée. Après un tour complet de la pièce on extrait du fichier ainsi obtenu les caractéristiques du profil, c'est-à-dire les points et les grandeurs mathématiques remarquables de la silhouette de la pièce pour chaque valeur de o L Bien entendu, on effectue lors de l'apprentis- sage autant de cycles que la pièce présente de faces. La figure 6 représente l'organigramme du cycle d'exécution de la reconnaissance selon lequel on commence, en ce qui concerne le pre- mier rideau, par la création du fichier x(i), h(i) tel que défini à la figure 4 et relatif à la pièce qui défile devant ledit rideau, on extrait ensuite de ce fichier les caractéristiques remarquables re- latives par exemple à la hauteur ou à la largeur de la pièce qu'on compare avec celles qui ont été stockées en mémoire au cours de la phase d'apprentissage, ce qui permet d'obtenir l'information relative à l'orientation o( de la pièce, ou à sa position x. Comme il a été indiqué plus haut, la position dans la direction du début y de la pièce peut-être déterminée grâce à l'étude/d'occultation des deux rideaux; à cet effet on note la valeur x( 0) relative à la pre- mière mesure effectuée par le premier rideau, de même et après avoir effectué la même procédure que celle définie plus haut pour le second rideau on détermine également la valeur x'(O) relative à la première mesure effectuée par le second rideau, la comparaison de x(OY et x'( 0) permet d'obtenir, par un calcul simple, la valeur y relative à la position de la pièce. REVENDICATIONS l/ Procédé d'identification et/ou de localisation de pièces trans- portées par un convoyeur ou analogue à l'aide d'un équipement comprenant au moins un système optique ( 7) délivrant un faisceau lumineux sensi- blement plan ( 9) associé à un capteur de lumière et relié à des moyens d'analyse et de traitement, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à disposer le système optique transversalement au convoyeur ( 1) de manière à éclairer la pièce ( 11) de côté, à effectuer des mesures représentatives du profil de la pièce pendant qu'elle défile à tra- vers le faisceau, à comparer le profil ainsi défini avec des profils préalablement mis en mémoire de manière à déterminer les paramètres d'identification, d'orientation et/ou de localisation de la pièce. 2/ Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser deux systèmes optiques faisant avec la direction d'avance du convoyeur des angles O-, et G 2 respectivement et associéschacun à-un réflecteur situé du côté opposé du convoyeur, de manière à loca- liser les pièces transportées. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un seul système optique dont le faisceau fait un angle & l avec la direction d'avance OX du convoyeur et associé à un système de miroirs situé de l'autre côté dudit convoyeur et qui renvoie le fais- ceau sous un angle G à un réflecteur situé du même côté du convo- yeur que le système optique. 4/ Dispositif d'identification et/ou de localisation de pièces trans- portées par un convoyeur et du type comportant un équipement comprenant au moinsun système optique délivrant un faisceau lumineux sensible- ment plan associé à un capteur de lumière et relié à des moyens d'ana- lyse et de traitement,caractérisé en ce que le système optique est disposé transversalement au convoyeur de manière à éclairer de côté la pièce dont le défilement à travers le faisceau déclenche le capteur qui permet d'obtenir des mesures représentatives du profil de cette -8- dernière, profil qui est comparé à des profils préalablement mis en mémoire de manière à déterminer les paramètres d'identification, d'o- rientation et/ou de localisation de la pièce. / Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les mesures représentatives du profil de la pièce sont obtenues en utili- sant les informations délivrées par un codeur qui donne la position du convoyeur. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux systèmes optiques dont les faisceaux font avec la direction d'a- vance du convoyeur les angles O 1 et P 2 respectivement et associés chacun à un réflecteur situé du côté opposé du convoyeur, de manière à localiser les pièces transportées. 7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il com- porte un seul système optique dont le faisceau lumineux fait un angle & 1 avec la direction d'avance du convoyeur et associé à un système de miroirs disposé du côté opposé du convoyeur et qui renvoie le fais- ceau sous un angle e 2 à un réflecteur situé du même côté que le système optique.