Brevet FR3162840A1 — publié le 20251205

Le procédé est conçu pour la vérification par caméra d’une pièce de révolution (PE), la pièce de révolution étant maintenue fixe pendant la vérification et le procédé comprenant des étapes d’acquisition de signaux vidéo, de comparaison des signaux vidéo acquis à des signaux de référence et de décision de la présence ou pas d’un défaut de surface sur la base de résultats de cette comparaison. Conformément à l’invention, l’étape d’acquisition des signaux vidéo comprend une acquisition des signaux vidéo d’une surface latérale de la pièce de révolution au moyen de deux caméras (CA1, CA2), les caméras étant orientées avec des axes différents de prise de vues de la surface latérale et effectuant chacune une rotation complète autour de la pièce de révolution, et les signaux vidéo acquis sont comparés en temps réel aux signaux de référence. Figure 2 PROCÉDÉ ET BANC DE VÉRIFICATION DE PIÈCES PAR CAMÉRA La présente invention concerne de manière générale le domaine du contrôle industriel par caméra de pièces sur une ligne de production. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de vérification par caméra de pièces de révolution transportées sur un convoyeur et à un banc de vérification de pièces pour la mise en œuvre du procédé. L’invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, dans la vérification des pignons d’engrenage. Le contrôle des pièces est une étape essentielle dans une ligne de production industrielle. Il permet de vérifier la conformité des pièces fabriquées par rapport à des spécifications et contribue ainsi à leur qualité, mais aussi plus généralement à la maîtrise des procédés et à l’amélioration continue de la production. Dans l’état de la technique, il est connu de faire appel à une caméra vidéo pour le contrôle des pièces dans une ligne de production. Ainsi, le document FR2637084A1 divulgue un dispositif d’analyse de l’état de surface d’une pièce de révolution, telle qu’une bonbonne de gaz, à l’aide d’une caméra vidéo. Dans ce dispositif, la caméra est montée fixe et les pièces défilent à travers un plan de visée de celle-ci. La caméra émet des signaux qui représentent une bande étroite mobile de la pièce. Ces signaux émis sont comparés à des signaux de référence et une classification de la pièce est décidée sur la base de résultats de comparaison. La pièce ne tourne pas sur elle-même et, comme la caméra est fixe, il est impossible avec ce dispositif d’obtenir une vérification complète de la surface circonférentielle d’une pièce de révolution. Un tel dispositif est conçu pour la vérification d’un état de surface d’une zone limitée, comme une zone de soudure dans une bonbonne de gaz. Par le document US4727419A, il est connu un procédé conçu pour détecter et lire optiquement des informations gravées sur un flanc latéral d’un pneumatique automobile. Le procédé fait appel à deux caméras vidéo mobiles. Les caméras sont installées dans des postes successifs d’une ligne de production. Une première caméra est utilisée pour détecter la position des informations gravées sur le flanc du pneumatique. Une deuxième caméra est guidée en déplacement à partir de signaux de position obtenus grâce à la première caméra, de façon à orienter l’objectif de la caméra sur les informations gravées et à procéder à une lecture optique de celles-ci. Ce procédé est conçu pour lire optiquement des informations sur la surface d’une pièce et n’est pas apte pour la détection d’un défaut de surface de celle-ci. Pour vérifier une pièce de révolution, tel qu’un pignon d’engrenage, qui est transportée par un convoyeur dans une ligne de production, il est connu d’extraire la pièce du convoyeur, de la mettre en place dans des moyens de vérification dédiée, de procéder à sa vérification par sa mise en rotation devant une caméra, et de, selon le résultat de la vérification, ramener la pièce sur le convoyeur avec un diagnostic de conformité ou dérouter celle-ci de la ligne de production avec un diagnostic de non-conformité. Cette technique antérieure requiert des moyens conséquents pour la prise et la dépose des pièces, comme un bras robotique par exemple, qui impactent sensiblement les coûts. De plus, ce processus de vérification n’est pas optimisé en termes de temps d’opération. La présente invention vise à apporter une solution aux inconvénients susmentionnés de la technique antérieure, en fournissant un procédé et un banc de vérification de pièces optimisés en termes de coût et de temps d’opération pour vérifier automatiquement des pièces de révolution, telles que des pignons d’engrenage, transportées sur un convoyeur. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de vérification par caméra d’une pièce de révolution, la pièce de révolution étant maintenue fixe pendant la vérification et le procédé comprenant des étapes d’acquisition de signaux vidéo, de comparaison des signaux vidéo acquis à des signaux de référence et de décision de la présence ou pas d’un défaut de surface sur la base de résultats de la comparaison. Conformément à l’invention, l’étape d’acquisition de signaux vidéo comprend une acquisition des signaux vidéo d’une surface latérale de la pièce de révolution au moyen de deux caméras, les caméras étant orientées avec des axes différents de prise de vues de la surface latérale et effectuant chacune une rotation complète autour de la pièce de révolution, et les signaux vidéo acquis sont comparés en temps réel aux signaux de référence. Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un banc de vérification par caméra de pièces de révolution, pour la mise en œuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus, comprenant une structure support agencée de façon à pouvoir être montée en surplomb d’un convoyeur de pièces de révolution, un bras rotatif suspendu à la structure support et ayant un axe de rotation couplé mécaniquement à un servomoteur, deux caméras supportées à des extrémités respectives du bras rotatif, au moins un capteur de détection de présence de pièce et une unité de commande et de traitement, cette unité, en coopération avec le capteur, assurant un positionnement de la pièce de révolution de façon à aligner l’axe de révolution de celle-ci avec l’axe de rotation, et, en coopération avec lesdits bras rotatif, servomoteur et caméras, assurant une acquisition de signaux vidéo d’une surface latérale de la pièce de révolution, avec deux axes de prise de vues différents, par une rotation complète des caméras autour de la pièce de révolution, et l’unité effectuant une comparaison en temps réel entre les signaux vidéo acquis et des signaux de référence pour décider de la présence ou pas d’un défaut de surface de la pièce de révolution sur la base de résultats de la comparaison. Selon une caractéristique particulière, le banc comprend quatre capteurs de détection de présence de pièce, deux capteurs assurant une fonction de détection d’arrivée dans le banc d’une pièce de révolution et deux autres capteurs assurant une fonction de positionnement dans le banc de la pièce de révolution. Selon une autre caractéristique particulière, le bras rotatif a une forme dite en « U inversé », avec une barre supportant l’axe de rotation et deux tiges se prolongeant parallèlement à l’axe de rotation depuis des extrémités distantes de la barre et supportant les caméras. Selon une forme de réalisation particulière pour la vérification de pignons d’engrenage, les caméras du banc de vérification sont orientées avec des axes de prise de vues autorisant la visualisation par les caméras de premiers et deuxièmes flancs de dent inclinés différemment d’une denture du pignon d’engrenage. L’invention concerne aussi un ensemble comprenant un convoyeur de pièces et un banc de vérification de pièces, dans lequel le banc est un banc de vérification par caméra de pièces de révolution comme décrit brièvement ci-dessus. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’une forme de réalisation particulière de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La FIG. 1 est une vue en perspective d’un convoyeur de ligne de production de pignons d’engrenage équipé d’un banc de vérification selon l’invention. La FIG. 2 est une vue en perspective du banc de la FIG. 1 . La FIG. 3 est une vue schématique illustrant l’acquisition de signaux vidéo par deux caméras du banc de vérification de la FIG. 1 pour la vérification d’un pignon d’engrenage. La FIG. 4 est un logigramme montrant des étapes mises en œuvre pour la vérification des pignons d’engrenage dans le banc de vérification de la FIG. 1 . Une forme de réalisation particulière BC d’un banc de vérification selon l’invention destinée à la vérification de pignons d’engrenage est représentée à la FIG. 1 et la FIG. 2 . Comme visible à la FIG. 1 et la FIG. 2 , le banc de vérification BC est installé sur un convoyeur CO d’une ligne de production de pignons d’engrenage. Le convoyeur CO comprend une pluralité de chariots mobiles CH qui sont tractés sur le convoyeur CO et qui porte chacun un pignon d’engrenage PE. Un seul pignon d’engrenage PE porté par un chariot CH du convoyeur CO est montré dans les figures pour simplifier la représentation et la lisibilité des dessins. Le banc de vérification BC est conçu pour pouvoir être monté directement sur un convoyeur existant, avec éventuellement des adaptations qui restent mineures et de faible coût. Le pignon d’engrenage PE n’a pas à quitter le convoyeur CO pour être vérifié et reste sur le chariot CH. Le banc de vérification BC, le convoyeur CO et le pignon d’engrenage PE porté par le chariot CH sont représentés dans un espace tridimensionnel ayant un repère orthogonal XYZ, comme visible dans les figures, avec des axes horizontaux X et Y, qui correspondent respectivement à des axes longitudinal et transversal du convoyeur CO, et un axe vertical Z. Le sens de déplacement du chariot CH dans le convoyeur CO est montré par la flèche F à la FIG. 1 et la FIG. 2 . Comme mieux visible à la FIG. 2 , le pignon d’engrenage PE est posé à plat sur le chariot CH (sur un plan « XY »). Plus précisément, il est posé et calé, par l’un de ses flancs latéraux, sur des éléments d’assise EA du chariot CH. Dans cet exemple, le pignon PE est un pignon d’engrenage droit à denture hélicoïdale, ayant un axe central de rotation AA. On notera que le pignon PE est compris dans un cylindre formant enveloppe de révolution et ayant l’axe AA en tant qu’axe de révolution. Le pignon d’engrenage PE étant couché sur un plan « XY » dans le chariot CH, son axe AA est aligné dans l’axe Z. La denture du pignon PE, repérée DE à la FIG. 2 , est contenue dans une enveloppe cylindrique circulaire (non représentée) dont l’axe central est coaxial avec l’axe AA du pignon PE. Le banc de vérification BC comprend essentiellement une structure support ST, un bras rotatif BR, un servomoteur MT, deux caméras CA1, CA2, des capteurs de détection de présence de pièce CP1, CP2, et une unité de commande CD. La description du banc de vérification BC se poursuit ci-dessous en référence aussi à la FIG. 3 . La structure support ST est agencée de façon à coiffer localement le convoyeur CO. La structure ST comprend notamment une plaque plane PQ et quatre pieds PL. A la FIG. 2 , deux pieds PL ont été retirés de la structure ST pour une meilleure lisibilité globale du dessin. La plaque PQ a ici une forme globalement rectangulaire et est portée par les quatre pieds PL, fixés aux quatre coins de celle-ci. Les quatre pieds PL sont disposés verticalement (alignés en Z), de part et d’autre du convoyeur CO, et supporte la plaque PQ dans un plan XY. La plaque PQ forme ainsi un plafond surplombant le convoyeur CO et le chariot CH lorsque ce dernier est présent dans le banc de vérification BC avec le pignon PE. Le bras rotatif BR est monté suspendu à la plaque PQ, par un axe de rotation AR (cf. FIG. 3 ) aligné dans l’axe Z. Le servomoteur MT est supporté par la plaque PQ et est couplé mécaniquement à l’axe AR du bras rotatif suspendu BR. Le bras rotatif suspendu BR est actionné en rotation par le servomoteur MT. Le bras rotatif BR a ici une forme sensiblement en « U » inversé. Le bras rotatif BR est formé d’une barre TH, alignée dans un plan XY et comprenant l’axe de rotation AR en son milieu, et de deux tiges TS se prolongeant parallèlement vers le bas (dans la direction -Z) depuis les extrémités distantes de la barre TH. Les tiges TS sont prévues pour le montage des caméras CA1, CA2, en leurs extrémités basses respectives. Les caméras CA1, CA2, montées sur les tiges TS, sont ainsi portées par le bras rotatif suspendu BR à des extrémités distantes de celui-ci, de part et d’autre de l’axe de rotation AR du bras. Les capteurs de détection de présence de pièce CP1, CP2, sont utilisés pour détecter l’arrivée d’un pignon d’engrenage PE dans le banc BC et assurer un positionnement correct de celui-ci en vue de sa vérification. Ainsi, les capteurs CP1, CP2, fournissent des signaux de détection d’arrivée et de positionnement du chariot CH, avec le pignon PE, dans le banc de vérification BC. Les signaux fournis par les capteurs CP1, CP2, sont traités par un processeur (non représenté) de l’unité de commande CD. L’ensemble du fonctionnement du banc de vérification BC est géré par l’unité de commande CD. L’unité de commande CD est interfacée avec l’électronique du convoyeur CO et commande le fonctionnement en marche/arrêt de celui-ci. En particulier, l’unité de commande CD commande un arrêt du chariot CH lorsque celui atteint un emplacement déterminé dans le banc de vérification BC. Les capteurs CP1 détectent l’entrée du chariot CH dans le banc de vérification BC. Les capteurs CP2 détectent l’arrivée du chariot CH à l’emplacement déterminé susmentionné, c’est-à-dire, lorsque le chariot CH est en position sous le bras rotatif suspendu BR avec l’axe de rotation AA du pignon PE en alignement avec l’axe de rotation AR du bras. Lorsque le chariot CH et le pignon PE sont sous le bras rotatif suspendu BR, à l’emplacement déterminé susmentionné, l’unité CD commande l’arrêt du chariot CH et lance une opération de vérification de la denture DE du pignon PE. Les caméras CA1, CA2, sont disposées et orientées de façon à ce que leurs objectifs respectifs visualisent des flancs de dent inclinés différemment de la denture DE. Comme représenté schématiquement à la FIG. 3 , la caméra CA1, agencée à une première extrémité du bras rotatif BR, est orientée avec un axe de prise de vues AV1 qui autorise la visualisation par l’objectif de la caméra de premiers flancs de dent FI1 de la denture DE. La caméra CA2, agencée à une deuxième extrémité du bras rotatif BR, est orientée avec un axe de prise de vues AV2 qui autorise la visualisation par l’objectif de la caméra de deuxièmes flancs de dent FI2 de la denture DE. Les flancs FI1, FI2, correspondent respectivement aux deux faces inclinées des dents formant la denture DE. Pour réaliser l’opération de vérification de la denture DE, l’unité CD commande le servomoteur MT de façon à ce que les caméras CA1, CA2, portées par le bras rotatif suspendu BR, réalisent un tour complet (360°) autour de la denture DE. La course circulaire des caméras CA1, CA2, est représentée par le cercle CE à la FIG. 3 . Des signaux vidéo de denture VI1, VI2, sont fournis respectivement par les caméras VI1, VI2, et sont traités typiquement en temps réel par le processeur de l’unité de commande CD pour détecter un éventuel défaut de surface, comme un état de surface défectueux, sur les flancs susmentionnés FI1, FI2, de la denture DE. La détection de défaut fait appel à un traitement de comparaison entre les signaux vidéo VI1, VI2, fournis par les caméras CA1, CA2, et des signaux de référence SR. Si aucun défaut n’est détecté sur la denture DE du pignon PE à l’issue du traitement susmentionné, l’unité de commande CD relance automatiquement la traction des chariots du convoyeur CO pour amener vers le banc de vérification BC un autre pignon d’engrenage PE à vérifier. Lorsqu’un défaut est détecté à l’issue du traitement susmentionné, l’unité de commande CD maintient le chariot CH à l’arrêt. L’unité de commande CD est équipée d’un écran EV pour la visualisation par un opérateur d’un défaut détecté sur la denture DE. Une interface homme-machine IHM, sous la forme par exemple d’un écran tactile, est également prévu pour des opérations de commande de l’opérateur. Après la détection d’un défaut par le traitement susmentionné, le chariot CH étant maintenu à l’arrêt avec le pignon PE, l’opérateur a alors la possibilité de vérifier visuellement la réalité du défaut. Lorsque le pignon PE est défectueux, il est retiré du chariot CH et mis au rebus par l’opérateur. L’opérateur relance ensuite la traction des chariots du convoyeur CO par une action adéquate sur l’interface IHM de l’unité de commande CD. Si la détection de défaut n’est pas validée par l’opérateur, ce dernier laisse le pignon PE sur son chariot CH et relance la traction des chariots du convoyeur CO. On notera que le bras suspendu BR et les caméras CA1, CA2, ont une position de repos, en d’autres termes une position d’immobilisation, comme montré à la FIG. 1 et la FIG. 2 , qui ne gêne pas le passage du chariot CH avec le pignon PE dans le banc de vérification BC. Lorsque les caméras CA1, CA2, sont reliés par câbles à l’unité de commande CD, des rotations de 360° successives de celles-ci seront commandées avec des sens de rotation inversés. Ainsi, si lors d’une vérification, la rotation intervient dans le sens S1 montré à la FIG. 3 . Pour la vérification suivante, la rotation interviendra dans le sens inverse S2. Le logigramme de la FIG. 4 montre des étapes S0 à S5 mises en œuvre dans la présente invention pour vérifier la denture DE des pignons d’engrenage PE. L’étape S0 correspond au convoyage des chariots CH avec les pignons PE vers le banc de vérification BC, convoyage autorisé ici par l’unité de commande CD. L’étape S1 correspond à l’arrêt de chariot CH dans le banc de vérification BC pour la vérification du pignon PE, le positionnement adéquat de celui-ci ayant été détecté grâce aux signaux émis par les capteurs CP2. L’étape S2 correspond à l’acquisition des signaux vidéo VI1, VI2, obtenus par la rotation des caméras CA1, CA2, sur 360°, et à la comparaison en temps réel de ces signaux VI1, VI2, aux signaux de référence SR. L’étape S2 produit un résultat de comparaison RC qui est délivré en temps réel pour décision à l’étape S3. L’étape S3 est une étape de décision lors de laquelle le processus de traitement décide de la présence ou pas d’un défaut de denture sur la base du résultat de comparaison RC. Si aucun défaut n’est détecté, une sortie « OK » est activée à l’étape S3 et commande l’exécution de l’étape S4. Dans le cas contraire, une sortie « NOK » est activée et commande l’exécution de l’étape S5. A l’étape S4, le processus autorise le chariot CH et le pignon vérifié PE à poursuivre leur chemin sur la ligne de production et commande un retour à l’étape S0 pour la vérification des pignons suivants PE. A l’étape S5, le processus bloque le chariot CH, avec le pignon PE détecté défectueux, dans le banc de vérification BC et émet une alerte AL. L’opérateur peut alors vérifier par lui-même la réalité du défaut, avant de décider de retirer le pignon défectueux PE de la ligne de production et de le mettre au rebus. Ensuite, l’opérateur par une action sur l’interface IHM relance le convoyeur CO et le processus revient à l’étape S0 pour poursuivre la vérification des pignons PE. L’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. De manière générale, l’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention. Procédé de vérification par caméra d’une pièce de révolution, ladite pièce de révolution (PE) étant maintenue fixe pendant ladite vérification et ledit procédé comprenant des étapes d’acquisition de signaux vidéo, de comparaison des signaux vidéo acquis à des signaux de référence et de décision de la présence ou pas d’un défaut de surface sur la base de résultats de ladite comparaison, caractérisé en ce que l’étape d’acquisition de signaux vidéo (S1) comprend une acquisition des signaux vidéo (VI1, VI2) d’une surface latérale de ladite pièce de révolution (PE) au moyen de deux caméras (CA1, CA2), lesdites caméras (CA1, CA2) étant orientées avec des axes différents (AV1, AV2) de prise de vues de ladite surface latérale et effectuant chacune une rotation complète autour de ladite pièce de révolution (PE), et en ce que lesdits signaux vidéo acquis (VI1, VI2) sont comparés en temps réel auxdits signaux de référence (SR). Banc de vérification par caméra de pièces de révolution, pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une structure support (ST) agencée de façon à pouvoir être montée en surplomb d’un convoyeur de pièces de révolution (CO), un bras rotatif (BR) suspendu à ladite structure support (ST) et ayant un axe de rotation (AR) couplé mécaniquement à un servomoteur (MT), deux caméras (CA1, CA2) supportées à des extrémités respectives dudit bras rotatif (BR), au moins un capteur de détection de présence de pièce (CP1, CP2) et une unité de commande et de traitement (CD), ladite unité (CD), en coopération avec ledit capteur (CP1, CP2), assurant un positionnement d’une dite pièce de révolution (PE) de façon à aligner l’axe de révolution (AA) de celle-ci avec ledit axe de rotation (AR), et, en coopération avec lesdits bras rotatif (BR), servomoteur (MT) et caméras (CA1, CA2), assurant une acquisition de signaux vidéo (VI1, VI2) d’une surface latérale de ladite pièce de révolution (PE), avec deux axes différents de prise de vues (AV1, AV2), par une rotation complète desdites caméras (CA1, CA2) autour de ladite pièce de révolution (PE), et ladite unité (CD) effectuant une comparaison en temps réel (S2) entre lesdits signaux vidéo acquis (VI1, VI2) et des signaux de référence (SR) pour décider de la présence ou pas d’un défaut de surface de ladite pièce de révolution (PE) sur la base de résultats (RC) de ladite comparaison. Banc selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend quatre capteurs de détection de présence de pièce (CP1, CP2), deux capteurs (CP1) assurant une fonction de détection d’arrivée dans le banc (BC) d’une dite pièce de révolution (PE) et deux autres capteurs (CP2) assurant une fonction de positionnement dans le banc (BC) de ladite pièce de révolution (PE). Banc selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit bras rotatif (BR) a une forme dite en « U inversé », avec une barre (TH) supportant ledit axe de rotation (AR) et deux tiges (TS) se prolongeant parallèlement audit axe de rotation (AR) depuis des extrémités distantes de ladite barre (TH) et supportant lesdites caméras (CA1, CA2). Banc selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel lesdites pièces de révolution sont des pignons d’engrenage (PE), caractérisé en ce que lesdites caméras (CA1, CA2) sont orientées avec des axes de prise de vues (AV1, AV2) autorisant la visualisation par lesdites caméras (CA1, CA2) de premiers et deuxièmes flancs de dent (FI1, FI2) inclinés différemment d’une denture (DE) dudit pignon d’engrenage (PE). Ensemble comprenant un convoyeur de pièces (CO) et un banc de vérification de pièces, caractérisé en ce que ledit banc est un banc de vérification par caméra de pièces de révolution (BC) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5.