Brevet FR2666883A1 — publié le 19920320

i La présente invention concerne un système pour la vérification de pièces et, plus particulièrement, un système vidéo ayant une haute résolution pour une véri- fication détaillée et/ou une orientation de pièces. Les systèmes vidéo sont largement utilisés pour visualiser une pièce qui est déplacée devant un poste de vérification et pour comparer la pièce à une pièce standard afin de déterminer si la pièce vérifiée est conforme aux tolérances acceptables Les systèmes vidéo sont également utilisés pour vérifier une pièce et pour déterminer si la pièce doit être tournée autour d'un axe afin de placer la pièce suivant l'orientation appropriée pour sa connexion à une autre pièce Actuellement, les systèmes de vérification et/ou d'orientation disponibles sont relativement couteux et beaucoup sont conçus pour servir dans une application spécifique. La présente invention est un système vidéo à haute résolution relativement économique qui sert dans une variété d'applications Une caméra d'exploration ayant une résolution visuelle de 0,0635 mm à la fois suivant l'axe X et suivant l'axe Y est utilisée pour explorer une pièce standard Les informations de dimensions, de forme et d'orientation voulue de la pièce standard sont placées dans un dispositif de mémoire et ces valeurs sont comparées aux valeurs de dimensions, de forme et d'orientation d'une partie vérifiée Un signal de sortie indique que la pièce contrôlée est conforme aux tolé- rances acceptables ou qu'elle n'est pas conforme à ces tolérances On peut aussi utiliser les signaux de sortie pour faire tourner ou autrement orienter la pièce con- trôlée pour sa connexion à d'autres pièces Un contrô- leur à microprocesseur fonctionne à une fréquence d'échantillonnage qui est plusieurs fois égale à la fréquence d'échantillonnage de vérification d'une pièce, un nombre multiple -de bords d'image de la partie contrôlée pouvant ainsi être vérifiés. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention seront mis en évidence dans la descrip- tion suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente un chargeur de pièces avec lequel la présente invention peut être utilisée; la Figure 2 est un schéma fonctionnel d'un système vidéo de la présente invention; la Figure 3 est un schéma fonctionnel détaillé d'une partie du système vidéo de la Figure 2; la Figure 4 représente certains des signaux élec- troniques mis en oeuvre sur la Figure 3; et les Figures 5 A, 5 B constituent un dessin de circuit du système vidéo représenté sur la Figure 2. Un système vidéo de la présente invention est uti- lisé pour vérifier et/ou orienter des pièces qui peu- vent être déplacées devant un poste de vérification par un chargeur de pièces 10 (Figure 1) Le chargeur 10 isole une pluralité de pièces 11 qui sont déplacées devant une source lumineuse 12 et un analyseur de pièces géométriques 16 L'analyseur de pièces 16 analyse la géométrie de chaque pièce et fournit des signaux à un contrôleur et-interface vidéo 17 Un détecteur de posi- tion 18 détecte la position de chaque pièce 11 quand elle s'approche d'un dispositif de déviation de pièce 22 Le dispositif de déviation 22 peut être utilisé pour ré- orienter des pièces ou pour déplacer des pièces jusque dans une gorge de sortie 23. L'interface 17 (Figures 2,3,5 A,5 B) comprend un contrôleur à-unité centrale de traitement CPU 24 com- portant un microprocesseur 28 et une pluralité de mo- dules d'entrée/sortie 29,30 Un contrôleur à unité CPU qui peut être utilisé est le Modèle 68000 fabriqué par Motorola Corporation, Phoenix, Arizona L'analyseur de pièces 16 comprend un dispositif à couplage de charge CCD 34 (Figure 3) comportant un réseau pour enregistrer une image d'une pièce analysée Le dispositif CCD 34 com- prend un réseau linéaire de 2048 éléments d'image d'une longueur de 2,54 mm pour l'enregistrement d'une image d'une pièce analysée Un circuit d'horloge et de syn- chronisation 35 fournit un signal d'horloge à une fré- quence de 10 M Hz à l'analyseur CCD 34 et transfère en série les informations d'image jusqu'à un circuit iso- lant et amplificateur 36 La forme d'onde a de la Fi- gure 4 représente les signaux qui sont envoyés au cir- cuit 36 par le dispositif CCD 34 Un signal pulsé du noir (forme d'onde b, Figure 4) provenant du contrôleur 24 valide un circuit d'échantillonnage et de maintien du noir 36 a pour le contrôle du niveau des signaux ana- logiques provenant du dispositif CCD 34. Les signaux analogiques provenant du circuit 36 sont convertis en signaux numériques par un convertis- seur analogique-numérique (A/N) 40 Un circuit détec- teur de transition et de tassement de données 41 tasse les données numériques en enregistrant les changements de niveaux des données numériques reçues en série par le circuit 41 Comme le nombre de changements de niveau de signal peut n'être qu'une fraction du nombre ( 2048) de bits provenant de chaque analyse du réseau du dispo- sitif CCD 34, on peut beaucoup réduire la quantité de données mémorisées dans un tampon de données 42 au- dessous du nombre 2048 Le détecteur de transition 41 comprend un compteur (non représenté) qui est remis à zéro par une impulsion de forme d'onde c (Figure 4) pour synchroniser le compteur à l'arrivée d'une première information d'élément d'image à partir d'une analyse du dispositif CCD 34 Quand le tampon de données 42 con- tient des informations provenant d'une analyse complète du dispositif CCD 34, le tampon 42 envoie un signal d'état prêt de sortie (OR) au contrôleur 24 Quand le contrôleur 24 est prêt à recevoir les données mémorisées, le contrôleur 24 envoie un signal de décalage de sortie (SQ) au tampon 42 et les données sont transférées par une ligne de données jusqu'au contrôleur 24 Le contrô- leur 24 synchronise les opérations de l'analyseur 16 par la mise en oeuvre d'un signal de remise à l'état initial générale (MR) de forme d'onde d (Figure 4) pour commander par horloge le circuit 35 quand un temps suf- fisant a permis aux données d'être décalées en série à partir du dispositif CCD 34 Le contrôleur 24 envoie également des signaux de commande à un contrôleur de système 47 qui fournit une tension d'alimentation pour faire fonctionner l'analyseur 16 et le contrôleur 24. Quand la Figure 5 A est placée à gauche de la Fi- gure 5 B, les lignes du côté droit de la Figure 5 A sont connectées aux lignes du côté gauche de la Figure 5 B pour former un circuit détaillé du système vidéo indiqué sur la Figure 3. Quand des pièces doivent être vérifiées dans le chargeur 10 (Figure 1), une pièce standard est déplacée devant l'analyseur de pièces 16 et les données provenant de l'analyseur 16 (Figure 3) sont mémorisées dans le contrôleur à unité CPU 24 Les pièces à contrôler sont ensuite déplacées devant l'analyseur 16 (Figure 1) et les données de chaque pièce sont comparées aux données de la pièce standard pour déterminer si la pièce con- trôlée est acceptable Il n'est pas nécessaire de déve- lopper les données tassées provenant soit de la pièce standard, soit de la pièce contrôlée Quand la pièce standard et la pièce contrôlée sont identiques, les données tassées provenant de la pièce standard et les données tassées provenant de la pièce contrôlée seront identiques Quand la pièce contrôlée n'est que légère- ment différente de la pièce standard, les données tassées provenant des deux pièces ne seront que légèrement dif- férentes mais conformes aux tolérances acceptables. Les informations de sortie du contrôleur de CPU 24 (Figures 2,3,5) sont envoyées à une unité de visualisa- tion 48 (Figure 2) par l'intermédiaire d'un tableau de connecteurs 52 ou à d'autres dispositifs de sortie,tels que des imprimantes, par des portes d'accès 53-55 Les instructions peuvent être introduites dans le contrôleur 24 par un clavier 59 (Figure 2). La présente invention fournit un système vidéo à haute résolution mais économique pour vérifier et/ou orienter des pièces Un dispositif à couplage de charge comprend 2048 éléments d'image fournissant des informa- tions concernant une pluralité de bords de pièce pour identifier chaque pièce passant devant un analyseur. Bien qu'on ait représenté et décrit le meilleur mode proposé pour mettre en oeuvre la présente invention, il est évident que des modifications et des variantes peuvent être réalisées sans sortir du cadre de la pré- sente invention telle que définie dans les revendica- tions qui suivent. REVENDICATIONS 1 Système vidéo à haute résolution pour une véri- fication détaillée de pièces, caractérisé en ce qu'il comprend: une caméra d'analyse ( 16) pour observer en série une pluralité de pièces individuelles; un moyen de mémorisation ( 24) pour enregistrer des informations de dimensions et de forme d'une pièce standard à laquelle des pièces similaires peuvent être comparées; et un moyen de comparaison ( 24) pour comparer indivi- duellement les informations de dimensions et de forme de chacune d'une pluralité de pièces similaires à celles de ladite pièce standard. 2 Système vidéo selon la revendication 1, carac- térisé-en ce qu'il comprend un moyen ( 16; 34) pour four- nir une résolution visuelle de 0,0635 mm d'une pièce à la fois suivant un axe X et suivant un axe Y. 3 Système vidéo selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite caméra d'analyse ( 16) comprend un dispositif à couplage de charge (CCD 34), un circuit d'horloge et de synchronisation ( 35) couplé audit dis- positif à couplage de charge, un convertisseur analo- gique-numérique ( 40) pour convertir un signal de sortie dudit dispositif à couplage de charge en signaux numé- riques et un circuit de tassement ( 41) pour tasser les- dits signaux numériques. 4 Système vidéo selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend un contrôleur à micropro- cesseur ( 24), ledit contrôleur fonctionnant à une fré- quence d'échantillonnage qui est un multiple d'une fré- quence de vérification de pièce pour permettre la véri- fication de plusieurs bords d'image de chaque pièce chaque fois que la pièce est vérifiée.