Brevet FR2611287A1 — publié le 19880826

Cette invention concerne l'identification de pieces dans le cours de leur fabrication Il est souvent nécessaire d'identifier individuellement des composants qui passent par une série d'étapes de fabrication de façon que l'histoire de leur fabrication soit disponible pour référence. Pour la sûreté de l'identification, il est évidemment meilleur de marquer la pièce elle-même, mais il y a de nombreux processus de fabrication qui ont Inévitablement pour conséquence de faire disparaître ou d'oblitérer un marquage d'identification qui a été placé à la surface d'une pièce. i O Dans ces cas, la pièce doit être marquée à nouveau; mals, outre que cette nécessité présente l'lncommodité et le coût résultant de la prévision d'une autre étape de traitement durant la fabrication, elle entraîne aussi le risque d'une erreur d'identification à moins que les procédures ne soient commandées de façon soigneuse et que tout risque d'une erreur humaine soit exclu. La présente Invention concerne un procédé amélioré et un appareil pour placer des marquages d'identification sur des pièces durant leur fabrication. Selon un aspect de l'invention, pour identifier une pièce dans le cours de sa fabrication, cette pièce portant un marquage d'identification et étant fournie à un appareil dans laquelle elle est soumise à un traitement qui enlève ou cache le marquage, on prévoit un procédé selon lequel le marquage est lu par une machine après que la pièce a été placée dans l'appareil, mais avant le début du traitement, les données provenant de la lecture sont mises en mémoire, et, à la fin du traitement, le signe d'identification est marqué à nouveau sur la pièce en conformité aux 2 6 1 1 2 8 7 261128? données mises en mémoire tandis que la pièce est retenue dans une position déterminée dans l'appareil. Selon un autre aspect de l'lnvention, on prévoit des moyens pour Identifier une pièce dans le cours de sa fabrication comportant des moyens de lecture pour lire un marquage d'identification préexistant sur la pièce, des moyens de mémorisation de données pour mémoriser ladite lecture, des moyens de marquage pour applilquer des marquages d'identification, ces moyens de marquage étant connectés auxdits moyens de mémorisation pour fonctionner selon les données memorisées du marquage préexistant, des moyens de commande étant prévus pour mettre en fonction lesdits moyens de lecture avant qu'un processus ne soit effectué sur une pièce au cours duquel le marquage préexistant est enlevé ou rendu illisible et mettant en fonctionnement lesdits moyens de marquage à la fin dudit traitement pour appliquer à nouveau le marquage à partir desdites données mises en mémoire. Selon un autre aspect de l'invention, on prevoit une machine-outil i 5 ayant des moyens de commande numérique par calculateur pour effectuer un processus de fabrication sur une pièce, et comprenant en outre des moyens pour lire un marquage d'identification préexistant sur la pièce et des moyens pour appliquer des marquages d'identification, les moyens de commande étant agencés pour mettre en fonctionnement lesdits moyens de lecture avant le commencement dudit processus afin de lire le marquage préexistant et de mémoriser les données provenant de ladite lecture pendant le processus, et pour mettre en fonctionnement les moyens de marquage après l'achèvement dudit processus en conformité aux données mises en mémoire afin d'appliquer à nouveau le marquage sur la pièce avant la sortie de la pièce. De façon appropriée, on utilise des marquages d'identification a matrice de points, qui sont robustes et capables d'être mis au point pour minimallser la possibilité de lire des erreurs, de même que d'être capables d'être lus par des moyens de lecture ne venant pas au contact, en particulier des moyens de lecture optique, avec une tolérance considérable dans la position du marquage par rapport aux rmoyeris de lecture. Qui plus est, de tels marquages peuvent être appliqués aisément in situ dans la machine-outil par des dispositifs compacts et robustes. L'application d'un nouveau marquage peut, si cela est plus commode, se faire en différents lieux de la pièce. Il est également possible que la pièce porte un certain nombre de marquages en différents lieux à différentes étapes de sa fabrication, par exemple si l'accès à l'un ou l'autre de ces lieux est impossible lors d'un certain nombre d'étapes ultérieures dans le processus de fabrication. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour une pièce dans une machine-outil, telle qu'une machine universelle d'usinage, la machine-outil peut être munie d'une caméra vidéo pour lire le marquage et d'un marqueur à points pour placer a nouveau le marquage oblitéré à la même place ou à une place différente de la pièce, le marqueur a points étant de préférence monté sur une station de travail auxiliaire de la machine-outil, par exemple sur le porte-outil de la machine universelle d'usinage. L'invention peut être très bien adaptée pour une utilisation sur des machines-outil à commande numérique par calculateur. La lecture et le nouveau marquage du procédé d'identification des pièces peuvent alors être mis en fonctionnement, sans intervention humaine, par la commande de la machine-outil dans une séquence pré-programmée avec l'étape de processus appropriée sans perturbation du déroulement du travail et sans risque d'ldentification fallacieuse. Comme chaque pièce est identifiée individuellement dans le cours de son traitement par la machine-outil, le procédé est ainsi adapté à des systèmes de fabrication souples. Un exemple de l'invention est illustré sur les dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique de l'invention telle qu'elle est appliquée à une machine-outil à commande numérique par calculateur; la figure 2 représente une matrice à points pour un code d'identification de pièces; la figure 3 représente le modèle d'éléments de code à l'intérleur de la matrice de la figure 2; et, la figure 4 est une représentation schématique du dispositif prévu pour lire et pour mettre en mémoire le marquage de la matrice de points. Sur la figure 1, la machine universelle d'usinage 2 peut être d'une forme conventionnelle et comprendre un mandrin rotatif pour maintenir une pièce telle que le disque D représenté, et un chariot porte-outil 6 muni d'un porte-outil réglable 8 portant un ou plusieurs outils de découpe (non représenté(s)) pour usiner le disque. Un système de commande numérique par calculateur 10 est utilisé pour commander le fonctionnement de la machine-outil, incluant le chargerment et l'évacuation des pièces de même que les séquences d'usinage. A une étape initiale de la fabrication du disque, un marquage d'identification a été appliqué sur ses surfaces, du type pouvant être lu par un procédé de lecture sans contact. L'ldentification optique au moyen d'une matrice à points est un procédé particulièrement approprié (voir "Automated Visual Inspection", pages 517-521, par Batchelor, Hill & Hodgson, IFS, 1985). Bien qu'il soit possible dans beaucoup de cas d'employer des codes plus simples, en fonction de l'importance du système de fabrication auquel le procédé d'ldentification est appliqué, avec une matrice à 8 xl I points telle que représenté sur la figure 2, il est possible de construire un code de caractère a huit positions avec des éléments de vérification qui autorisent la détermination automatique du code en dépit d'une dégradation de l'image, due par exemple a des dommages mécaniques ou à la présence d'une matière étrangère. La figure 3 représente un modèle préféré d'élément de code dans la matrice de la figure 2. Chaque caractère de l'identification est représenté par un code de caractère qui est complété par son propre code de vérification de sorte qu'une erreur de lecture dans le code de caractère puisse être corrigée. Le modèle de code de vérification 4 points offre une possibilité de correction d'erreur simple pour chaque caractère. Pour prévenir une erreur double se représentant elle-même comme une absence d'erreur ou une erreur simple corrigeable, un contrôle redondant cyclique (C.R.C.) utilisant uniquement les bits de code de caractère est en mesure de confirmer l'intégrité de la lecture. Le contrôle redondant cyclique est lui-même composé d'un mot de 8 bits et d'un code de vérification de 4 bits qui permet la correction d'une erreur simple dans sa lecture. Pour finir, une paire de points de donnée référence est représentée à partir de laquelle l'orientation du code est 1 5 déterminable. La matrice de points M est imprimée sur une surface appropriée du disque, le cas échéant en un certain nombre de lieux de façon que le code soit lisible sur différentes machines-outil o l'accessibilité à ces surfaces peut varier. Grâce aux points de donnée de référence dans la matrice de points, la lecture peut être faite dans toute orientation angulaire de la matrice dans le plan de lecture. De façon additionnelle, une lampe 12 (figure 4) est prévue sur le tour pour éclairer la matrice de points préexistante sur le disque lorsqu'il est chargé sur le tour, ainsi qu'une caméra vidéo 14 pour lire le marquage éclairé. La lampe est réglée avec un faible angle d'incidence par rapport à la surface pour augmenter le contraste des points, et est munie d'une commande de l'intensité d'éclairage 16 sensible à l'entrée provenant d'un photodétecteur 18 pour stabiliser l'image de la caméra vidéo. L'image directe de la caméra 14 peut être saisie avant le traitement d'image de façon que l'usinage puisse commencer tandis que les données d'identification de la pièce sont en cours de traitement. Le dispositif décrit n'est pas seulement en mesure d'accepter des variations dans l'orientation angulaire du marquage par rapport a la caméra mals également de tolérer des variations translationnelles de position dépendant du champ de vision de la caméra. Comme on peut le voir sur la figure 4, l'entrée de la caméra est convertie sous forme numérique par le processeur d'entrée 32 et est ensuite mémorisée dans une mémoire séquentielle 34 o l'image est progressivement reconstruite sous la forme d'une trame (raster). L'image numérisé est aussi fournie au moniteur 48 par l'intermédlaire du processeur de sortie 46. Un microcalculateur 36, qui sera usuellement une unité additionnelle -mais qui peut, dans des applications limitées, faire partie de la machine-outil universelle à commande numérique par calculateur- commande le fonctionnement de la mémoire séquentielle 34 par l'lntermédlaire de registres de commande 38. Quand la surface destinée à recevoir le code de réplique a été usinée, le calculateur 36 fournit, sous la commande de la commande 10 numérique de la machine, les données de code d'idendité mémorisées a un marqueur à points 50 monté sur le porte-outil 8, au moyen d'une transmission de données (non représentée), par exemple une transmission à infrarouge. La puissance est fournie au marqueur à points soit par l'intermédiaire d'une autre entrée de rayonnement, soit par l'lntermédiaire d'une source de puissance interne telle qu'une batterie, les éléments de martèlement du marqueur étant réglés pour le code d'identification et le martèlement étant déclenché pour imprimer le marquage de code sur la surface usinée du disque. Le marquage par points appliqué à cette étape peut comporter une information additionnelle, par exemple indiquer une bande de tolérance sur la pièce résultant de l'usinage en vue d'aider à l'appareillage des pièces lors de l'assemblage. Un procédé de fabrication à la chaîne utilisant l'invention peut fonctionner dans lequel les pièces sont automatiquement transférées 2 6 1 1 2 8 7 entre les étapes de fabrication, la lecture ou le marquage declercrant l'opération requise au cours de chacune d'elles. Le programme de commande est agencé de façon que, si le marquage d'identification n'est pas lu lorsque la pièce est située sur la machine-outil, le processus ne peut se dérouler plus avant. Le procédé est donc garanti contre les pannes. Si cela est nécessaire, l'identification de composants maintenue dans la mémoire séquentielle peut également être utilisée pour un stockage automatique de l'histoire de la fabrication de la pièce et a des fins de commande de déroulement du travail dans le dispositif de fabrication. Des données additionnelles peuvent être mémorisées et rassemblées, par exemple pour fournir un enregistrement des tendances et des exploitations et plus généralement pour fournir des Informations de contrôle. REVENDICATIONS I. Procéde d'identification d'une pièce dans le cours de sa fabrication, cette pièce portant un marquage d'identification préexistarnt et étant fournie à un appareil dans laquelle elle est soumise a un processus qui enlève ou rend illisible le marquage, caractérise en ce que le marquage est lu par une machine après que la pièce a été placée dans l'appareil, mais avant le début du traitement, en ce que les données provenant de la lecture sont mises en mémoire, et en ce que, à la fin du traitement, le signe d'identification est marqué à nouveau sur la pièce en conformité aux données mises en mémoire tandis que la pièce est i O retenue dans une position prédéterminée dans l'appareil. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le marquage est prêt à être lu lors d'un processus de lecture optique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le marquage est lu optiquement, en ce qu'une image résultant de la lecture est mémorisée dans une mémoire séquentielle et est convertie en données numériques qui sont fournies à une mémoire de données numériques, tandis que ledit processus de fabrication de pièces continue. 4. Procéde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le marquage se fait sous la forme d'une matrice de point. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ou le processus de fabrication est réalisé sur une machine-outil a commande numérique par calculateur, caractérisé en ce que ladite lecture et l'application nouvelle du marquage sont commandées par la machine-outil en séquences avec le processus de fabrication. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'application d'une pluralité de marquages correspondants en différents lieux de la pièce. 2 6 1 1 2 8 7 7. Dispositif d'identification d'une pièce dans le cours de sa fabrication, caractérisé par la combinaison de moyens de lecture (14) pour lire un marquage d'identification préexistant sur la pièce (D), de moyens de mémorisation de données (34) pour mémoriser ladite lecture, de moyens de marquage (50) pour appliquer des marquages d'ldentification, ces moyens de marquage étant connectés auxdits moyens de mémorisation (34) pour fonctionner selon les données mémorisées du marquage préexistant, et de moyens de séquencement (36) prévus pour mettre en fonction lesdits moyens de lecture ( 14) avant qu'un processus ne soit effectué sur une pièce, processus au cours duquel le marquage préexistant est enlevé ou rendu illisible et mettant en fonctionnement lesdits moyens de marquage (50) apres la fin dudit processus pour appliquer à nouveau le marquage à partir desdites données mises en mémoire. 8. Dlspositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une caméra vidéo (14) pour lire optiquement le marquage préexistant. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une mémoire séquentielle (34) est agencée pour contenir l'image de la caméra et en ce que des moyens (32) sont prévus pour produire des signaux numériques traités de l'image dudit marquage prise par la caméra pour leur introduction dans la mémoire séquentielle (34). 10. Dispositif selon une des revendications 7 à 9, caractérisé par un dispositif de marquage par points (50) pour l'application répétée du marquage d'identification, après l'achèvement dudit processus. I 1. Dispositif selon une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens de marquage (50) ont une source de puissance interne pour leur fonctionnement et en ce qu'une liaison de communication par rayonnement est prévue pour commander le fonctionnement des moyens de marquage (50). 2 6 1 1 2 8 7 12. Machine-outil ayant des moyens de commande numérique par calculateur pour effectuer un processus de fabrication sur une pièce, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (14) pour lire un marquage d'ldentification préexistant sur la pièce et des moyens (50) pour appliquer des marquages d'ldentification, les moyens de commande (10) étant agencés pour mettre en fonctionnement lesdits moyens de lecture (14) avant le commencement dudit processus afin de lire le marquage préexistant et de mémoriser les données provenant de ladite lecture pendant le processus, et pour mettre en fonctionnement les moyens de marquage (50) après l'achèvement dudit processus en conformité aux données mémorisées afin d'appliquer a nouveau le marquage sur la pièce avant la sortie de la pièce.