FR2528570A1

FR2528570A1 - Optical evaluation of surface profiles - useful for automatic guiding of machine tools

Info

Publication number: FR2528570A1
Application number: FR8210376A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Fardeau
Original assignee: CERSA
Current assignee: CERSA
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1983-12-16
Also published as: FR2528570B1

Abstract

Process comprises (i) directing a light beam towards the surface of a workpiece; (ii) placing a plate in the beam such that a straight edge of the plate forms a light transition plane, the intersection of which with the workpiece surface defines a light/dark transition line, (iii) positioning an image detector such that its field of vision includes a given length of the plate and the transition line; (iv) identifying the plate edge of known position and length in order to calibrate the scale and position of the image observed by the detector w.r.t. a reference; (v) monitoring the geometrical position of each point on the transition line observed by the detector on the workpiece surface w.r.t. the straight edge, taken as reference; (vi) feeding the signals.

Description

On sait que pour travailler correctement sur des pièces mécaniques au moyen de machines-outils automatiques ou au moyen de robots, comme c'est le cas par exemple des robots utilisds pour le soudage, il est très utile de connattre avec précision, même de façon localisée, la géométrie de la pièce sur laquelle doit s'effectuer le travail. We know that to work correctly on mechanical parts by means of automatic machine tools or by means of robots, as is the case for example with robots used for welding, it is very useful to know precisely, even located, the geometry of the part on which the work is to be carried out.

Or, la présente invention se propose d'atteindre cet objectif et couvre un procédé permettant la reconnaissance et la restitution du profil d'une section quelconque localisée d'une pièce mécanique sur laquelle un travail doit être effectué automatiquement au moyen d'un équipement approprié. L'invention couvre également les moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi que leur application au pilotage automatique des outils destinés au travail à réaliser sur ladite section tels que, notamment, au pilotage automatique des torches ou des robots utilisés pour le soudage. However, the present invention proposes to achieve this objective and covers a process allowing the recognition and the restitution of the profile of any localized section of a mechanical part on which work must be carried out automatically by means of appropriate equipment. . The invention also covers the means for implementing this method as well as their application to the automatic piloting of the tools intended for the work to be carried out on said section such as, in particular, to the automatic piloting of torches or robots used for welding.

Le procédé conforme à l'invention est essentiel lement.caract8risé par le fait qu'il consiste - à disposer d'une source lumineuse dont le faisceau de
rayons est dirigé vers la surface de la pièce à observer - à interposer partiellement dans ledit faisceau, entre la
source et ladite surface à observer, une plaquette dont
un bord droit (parfaitement dressé) définit un plan de
transition de lumière, l'intersection de ce plan de
transition avec la surface à observer définissant à son
tour une ligne de transition clair-sombre représentant
le profil de la pièce - à disposer d'un capteur d'images dont le champ de vision
inclut, d'une part, une longueur donnée de ladite plaquette
et, d'autre part, ladite ligne de transition ;; - à identifier le bord droit de la plaquette, dont la
position et la longueur sont connues par rapport à un
référenciel extérieur au capteur d'images pour étalonner
en échelle et en position l'ensemble de l'image vue par
ledit capteur à à reconnattre la position géométrique de chaque point
de la ligne de transition clair-sombre vue par le capteur
sur la surface à observer par rapport au bord droit de la
plaquette pris comme référence à à utiliser un système de traitement et de mémorisation
des signaux reçus du capteur pour restituer les coordon
nées géométriques de chaque ligne observée dans ledit
référenciel de mesure ; et - en déplaçant le système de mesure (source, plaquette,
capteur d'images) le long de la surface à observer, à
effectuer une succession de mesures décalées du profil,
et à restituer en trois dimensions la géométrie de la
surface dans la zone observée.The process according to the invention is essential lement.caract8risé by the fact that it consists - of having a light source whose beam of
rays is directed towards the surface of the part to be observed - to be partially interposed in said beam, between the
source and said surface to be observed, a plate of which
a straight edge (perfectly erected) defines a plane of
light transition, the intersection of this plane of
transition with the surface to be observed defining at its
round a light-dark transition line representing
the profile of the room - to have an image sensor with a field of vision
includes, on the one hand, a given length of said insert
and, on the other hand, said transition line ;; - to identify the right edge of the plate, the
position and length are known with respect to a
benchmark outside the image sensor to calibrate
in scale and in position the whole image seen by
said sensor to recognize the geometric position of each point
of the light-dark transition line seen by the sensor
on the surface to be observed relative to the right edge of the
brochure taken as reference to use a processing and memorization system
signals received from the sensor to restore coordinates
geometrical born of each line observed in said
measurement reference system; and - by moving the measurement system (source, plate,
image sensor) along the surface to be observed,
perform a succession of offset measurements of the profile,
and to restore in three dimensions the geometry of the
surface in the observed area.

Suivant d'autres caractéristiques et pour une mise en oeuvre avantageuse de ce procédé - la source sera caractérisée par le fait qu'il soit possi
ble de trouver au moins un plan passant par cette source,
tel que, en dehors de la zone source, les rayons au
voisinage du plan soient quasi parallèles à ce plan ou
contenus dans celui-ci - la source lumineuse peut être de tout type approprié,
et en particulier une source linéaire du type diose laser - la plaquette est constituée par une pièce rectangulaire
dont la face dirigée vers la source lumineuse est en un
matériau réfléchissant diffusant dont le bord droit
définissant le plan de transition de lumière a une longueur
connue ou bien comporte une zone en un matériau réfléchis-
sant diffusant le long dudit bord droit, intercalée entre
deux zones en un matériau absorbant la lumière, la valeur
de l'intervalle entre ces deux zones étant connue - la source et la plaquette seront placées de telle sorte
que le bord droit de la plaquette soit compris dans un
des plans caractéristiques de la source, lequel corres
pondra donc au plan de transition - le référenciel de mesure est constitué par le support
mécanique de l'ensemble source lumineusé, plaquette,
capteur d'images - la source et la plaquette sont placées de telle façon
que le plan de transition soit incliné par rapport à la
surface à observer d'un angle quelconque mais avantageu
sement égal à 450 - pour une mesure précise, les positions de tous les points
photosensibles-détectables du capteur d'images devront
être connues avec une grande précision, si bien que le
capteur sera avantageusement une matrice de points du
type CCD l'axe de l'optique du capteur est placé de préférence
perpendiculairement au plan de transition défini par le
faisceau lumineux et le bord droit de la plaquette - le support mécanique de l'ensemble constituant le réfé
renciel de mesure est monté de façon à pouvoir se déplacer
parallèlement à la surface de la pièce à observer, l'axe
du capteur d'images restant perpendiculaire au plan de
transition de lumière un système électronique de traitement à microprocesseur de
type connu est associé au capteur d'images pour permettre
la reconstitution du profil observé et sa mémorisation
par plans géométriques successifs, ce système étant
lui-mame associé de façon connue en soi à un autre
système électronique pour permettre le pilotage et la
commande du support mécanique de référence ainsi que le
pilotage et la commande d'un outil de travail ou d'une
machine-outil.According to other characteristics and for an advantageous implementation of this process - the source will be characterized by the fact that it is possi
ble to find at least one plane passing through this source,
such that, outside the source area, the rays at
neighborhood of the plane are almost parallel to this plane or
contained therein - the light source may be of any suitable type,
and in particular a linear source of the laser diose type - the plate consists of a rectangular piece
with the side facing the light source in one
diffusing reflective material with a straight edge
defining the light transition plane has a length
known or has an area of reflective material
diffusing along said straight edge, interposed between
two areas of light absorbing material, the value
of the interval between these two zones being known - the source and the plate will be placed so
that the right edge of the plate is included in a
characteristic source plans, which correspond
will therefore respond to the transition plan - the measurement benchmark consists of the support
mechanics of the light source assembly, plate,
image sensor - the source and the plate are placed in such a way
that the transition plane be inclined with respect to the
surface to be observed from any angle but advantageous
equal to 450 - for a precise measurement, the positions of all points
photosensitive-detectable image sensor should
be known with great precision, so that the
sensor will advantageously be a matrix of points of the
CCD type the axis of the sensor optics is preferably placed
perpendicular to the transition plane defined by the
light beam and the right edge of the plate - the mechanical support of the assembly constituting the ref
measuring device is mounted so that it can be moved
parallel to the surface of the part to be observed, the axis
of the image sensor remaining perpendicular to the plane of
light transition an electronic microprocessor processing system
known type is associated with the image sensor to allow
the reconstruction of the observed profile and its memorization
by successive geometric planes, this system being
himself associated in a manner known per se with another
electronic system to allow control and
control of the mechanical reference support as well as the
piloting and ordering a work tool or
Machine tool.

D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective
illustrant le,procédé selon l'invention - la figure 2 est un schéma correspondant à la figure 1
tel que vu par le capteur d'images - la figure 3 est une vue explicative de l'invention la figure 4 est un schéma d'un mode réalisation d'un
dispositif mettant en oeuvre l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings, in which - Figure 1 is a schematic perspective view
illustrating the process according to the invention - Figure 2 is a diagram corresponding to Figure 1
as seen by the image sensor - Figure 3 is an explanatory view of the invention Figure 4 is a diagram of an embodiment of a
device implementing the invention.

En se référant à ces dessins, on a illustré en perspective sur la figure 1 une pièce dont la surface à observer 2 a un profil tel que celui représenté sur cette figure. Une source lumineuse 1 dirige sur cette surface un faisceau de rayons dont l'axe est désigné par la référence A. Sur le trajet de ce faisceau est interposée une plaquette 3 dont le bord droit 4 définit un plan de transition de lumière 5. L'intersection de ce plan de transition avec la surface à observer 2 définit à son tour une ligne de transition clair-sombre 6 qui représente la géométrie de la surface aux points considérés. Sur les figures 1 et 2, les parties ombrées représentent les zones éclairées. Referring to these drawings, there is illustrated in perspective in Figure 1 a part whose surface to be observed 2 has a profile such as that shown in this figure. A light source 1 directs a beam of rays on this surface, the axis of which is designated by the reference A. On the path of this beam is interposed a plate 3 whose right edge 4 defines a light transition plane 5. The intersection of this transition plane with the surface to be observed 2 in turn defines a light-dark transition line 6 which represents the geometry of the surface at the points considered. In Figures 1 and 2, the shaded parts represent the illuminated areas.

Par ailleurs, un capteur d'images de tout type approprié, à points photosensibles 7 avantageusement du type connu sous le nom de capteur CCD, est placé, par rapport à la plaquette 3 et à la surface à observer 2, de manière que son champ de vision inclut une partie au moins de la plaquette 3, d'une part, et la ligne de transition 6, d'autre part, et que, par ailleurs, l'axe de son optique (B) soit perpendiculaire au plan de transition 5. Furthermore, an image sensor of any suitable type, with photosensitive dots 7 advantageously of the type known as CCD sensor, is placed, relative to the wafer 3 and to the surface to be observed 2, so that its field of vision includes at least part of the plate 3, on the one hand, and the transition line 6, on the other hand, and that, moreover, the axis of its optics (B) is perpendicular to the transition plane 5.

L'ensemble source lumineuse 1, plaquette 3 et capteur d'images 7 est monté sur un support mécanique commun 8 (tel qu'illustré schématiquement sur la figure 4). The light source 1, plate 3 and image sensor 7 assembly is mounted on a common mechanical support 8 (as illustrated diagrammatically in FIG. 4).

La plaquette 3 est réalisée de manière que toute sa surface dirigée vers la source lumineuse soit en un matériau réfléchissant la lumière et la diffusant ou bien réalisée de manière à présenter, comme illustré sur les figures 1 et 2, une zone principale centrale 3a réfléchissante diffusante intercalée entre deux zones absorbantes 3b. Le facteur essentiel relatif à cette plaquette est que, dans le premier cas, on connaisse de façon précise la valeur de la longueur (L) du bord droit 4 et, dans le second, la valeur de cette longueur dans l'intervalle compris entre les deux zones absorbantes 3b. The plate 3 is made so that its entire surface directed towards the light source is made of a material reflecting light and diffusing it or else made so as to present, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a central main zone 3a reflecting diffusing interposed between two absorbent zones 3b. The essential factor relating to this plate is that, in the first case, we know precisely the value of the length (L) of the straight edge 4 and, in the second, the value of this length in the interval between the two absorbent zones 3b.

La connaissance de cette longueur constitue un des éléments principaux pour la mise en oeuvre de l'invention car l'identification de ce bord droit 4, dont la position et la longueur sont connues pour constituer un premier référenciel, sert à étalonner en échelle et en position l'ensemble de l'image observée par le capteur 7 (tel que visible sur la figure 2 sous l'angle d'observation ss ) par rapport au support mécanique 8 qui constitue alors un référenciel de mesure.Knowledge of this length constitutes one of the main elements for the implementation of the invention since the identification of this straight edge 4, the position and length of which are known to constitute a first frame of reference, serves to calibrate in scale and in position the entire image observed by the sensor 7 (as visible in FIG. 2 under the observation angle ss) relative to the mechanical support 8 which then constitutes a measurement reference system.

Un autre facteur essentiel pour l'obtention d'une mesure précise est celui relatif au capteur d'images. Another essential factor for obtaining an accurate measurement is that relating to the image sensor.

Il faut en effet que ce dernier, du type à points photosensibles, comme indiqué précédemment, soit tel que les positions géométriques de tous les points photosensibles, les uns par rapport aux autres, soient connues de façon précise.It is indeed necessary that the latter, of the type with photosensitive points, as indicated above, is such that the geometric positions of all the photosensitive points, with respect to each other, are known precisely.

Ainsi, ce seul capteur d'images, non dtalonné en position mécanique, constitue le référenciel dans lequel s'effectuent les mesures. L'équipement de traitement, en reconnaissant la position et la dimension de la plaquette dans le réf éren- ciel que constitue le capteur d'images, pourra établir la conversion des mesures fournies par ce réfdrenciel, en mesures dans le référenciel support mécanique, seul accessible simplement et connu de l'extérieur. Les mesures sont donc restituables dans le référenciel support, indépendamment des variations de position du capteur d'images et/ou de son optique.Thus, this single image sensor, not calibrated in mechanical position, constitutes the benchmark in which the measurements are made. The processing equipment, by recognizing the position and the size of the plate in the reference frame constituted by the image sensor, will be able to establish the conversion of the measurements provided by this reference frame, into measurements in the reference frame mechanical support, only simply accessible and known from the outside. The measurements can therefore be retrieved in the support frame of reference, regardless of the position variations of the image sensor and / or its optics.

Le support mécanique 8 est réalisé de manière à pouvoir se déplacer parallèlement à la surface 2 à observer. C'est ainsi par exemple que la figure 4 illustre le cas d'un montage~rdalisé à l'instar d'un chariot suspendu se déplaçant le long d'un rail-guide 9. The mechanical support 8 is made so as to be able to move parallel to the surface 2 to be observed. Thus, for example, FIG. 4 illustrates the case of an assembly ~ rdalised like a suspended carriage moving along a guide rail 9.

On notera aussi que, telles que les positions du capteur d'images et de la source lumineuse ont été définies (axe du capteur perpendiculaire au plan de transition), le plan de l'image (plan de transition) est à une distance constante du capteur d'images quelle que soit la hauteur du support mécanique par rapport à la surface à observer. L'optique du capteur peut donc être ajustée au mieux afin d'obtenir une excellente définition de l'image en tous points du champ d'observation. It will also be noted that, as the positions of the image sensor and of the light source have been defined (axis of the sensor perpendicular to the transition plane), the plane of the image (transition plane) is at a constant distance from the image sensor regardless of the height of the mechanical support relative to the surface to be observed. The optics of the sensor can therefore be adjusted as best as possible in order to obtain an excellent definition of the image at all points of the field of observation.

Quant à la source lumineuse, on fera observer que pour une bonne mise en oeuvre de l'invention les rayons lumineux du faisceau émis et dirigés vers la surface à observer doivent être contenus dans au moins un plan formé par l'axe de cette source et par le bord droit 4 de la plaquette 3 et dans tout plan voisin non sécant de ce dernier. C'est une raison pour laquelle on choisira de pré férence une source linéaire du type de celle engendrée, par exemple, par une diode laser et on placera la "ligne d'émission" de cette source parallèlement au bord droit 4 de la plaquette 3.Le plan ainsi formé pourra faire, avec la surface à observer, un angle (q) (dit Hangle d'incidence" ou angle d'inclinaison du plan de transition) compris entre quelques degrés et 900 t de préférence cet angle sera de 450. As for the light source, it will be observed that for a good implementation of the invention the light rays of the beam emitted and directed towards the surface to be observed must be contained in at least one plane formed by the axis of this source and by the right edge 4 of the wafer 3 and in any neighboring plane not intersecting the latter. This is one reason why a linear source of the type of that generated, for example, by a laser diode will preferably be chosen and the "emission line" of this source will be placed parallel to the straight edge 4 of the wafer 3. .The plane thus formed can make, with the surface to be observed, an angle (q) (called angle of incidence "or angle of inclination of the transition plane) between a few degrees and 900 t preferably this angle will be 450 .

Pour la mise en oeuvre de l'invention, il est également prévu un système de traitement et de mémorisation (non représenté sur les dessins) des signaux reçus du capteur. For the implementation of the invention, there is also provided a system for processing and storing (not shown in the drawings) the signals received from the sensor.

Le système de traitement restitue les coordonnées géométriques de chaque "ligne de transition clair-sombre" observée dans le réfkrenciel support mécanique. La mémorisation d ces valeurs permet la restitution des profils des sections droites de la même surface.The processing system restores the geometric coordinates of each "light-dark transition line" observed in the mechanical support reference. The memorization of these values allows the restitution of the profiles of the straight sections of the same surface.

Afin de mieux comprendre l'invention, on se référera à la figure 3 qui est un schéma explicatif. Pour un souci de simplification, le profil de la pièce à observer n'est pas celui des figures 1 et 2 mais plutôt celui correspondant à la demi-section droite représentée sur la partie
I de cette figure 3. Lorsque pour l'observation de la surface 2 de cette pièce, on applique l'invention, le faisceau de rayons lumineux F émis sous un angle d'incidence oLde de 450 (voir partie II de la figure 3) définit une ligne de transition HIB. La position en hauteur de chacun des points de cette ligne de transition par rapport à la plaquette 3 dont on connatt l'altitude de référence R- peut
o être facilement connue par les valeurs tB, tI, AH.En ce qui concerne les autres données de la géométrie du profil on remarquera en examinant la partie III de la figure 3 (qui est une vue perpendiculaire à la partie Il et qui correspond à ce qui est observé par le capteur 7) que la ligne CD est celle qui correspond à la demi-image du bord droit 4 de la plaquette 3, bord droit dont la longueur est connue avec précision. Cette connaissance sert de référence dimensionnelle. La ligne de transition observée est figurée par la ligne EFGJ. Du fait que la position géométrique de chacun des points photosensibles du capteur est parfaitement connue, il est possible de connaître les valeurs H' PI,
PB par rapport à la référence CD.La position et la distance de chacun des points de la ligne EFGJ par rapport à cette référence peuvent ainsi être parfaitement déterminées à partir du moment où l'on a identifié la ligne CD par sa position et sa longueur et que l'on a étalonné en échelle et en position l'ensemble de l'image observée par le capteur 7. Cet étalonnage se fait par rapport au référenciel de mesure que constitue le support mécanique 8, compte tenu que l'on connatt également l'angle d'incidence (w;) du front de transition de lumière.In order to better understand the invention, reference is made to FIG. 3 which is an explanatory diagram. For the sake of simplification, the profile of the part to be observed is not that of FIGS. 1 and 2 but rather that corresponding to the straight half-section represented on the part
I of this figure 3. When for the observation of the surface 2 of this part, the invention is applied, the beam of light rays F emitted at an angle of incidence oLde of 450 (see part II of figure 3) defines a HIB transition line. The position in height of each of the points of this transition line with respect to the plate 3, the reference altitude R of which is known
o be easily known by the values tB, tI, AH. With regard to the other data of the geometry of the profile, it will be noted by examining part III of FIG. 3 (which is a view perpendicular to part II and which corresponds to which is observed by the sensor 7) that the line CD is that which corresponds to the half-image of the right edge 4 of the wafer 3, a straight edge whose length is known with precision. This knowledge serves as a dimensional reference. The observed transition line is represented by the line EFGJ. Since the geometric position of each of the photosensitive points of the sensor is perfectly known, it is possible to know the values H ′ PI,
PB compared to the reference CD. The position and the distance of each point of the line EFGJ compared to this reference can thus be perfectly determined from the moment when the line CD was identified by its position and its length and that the entire image observed by the sensor 7 has been calibrated in scale and in position. This calibration is done with respect to the measurement reference system that constitutes the mechanical support 8, taking into account that we also know the angle of incidence (w;) of the light transition front.

Toutefois, on notera que l'image observée (ligne EFGJ) n'est pas une section droite. Pour reconstituer celle-ci, on effectuera une succession de mesures de plans décalés (par translation du support mécanique de l'ensemble) sur une longueur de déplacement correspondant au moins à e B
H
On comprendra aisément que tout système de calcul, de traitement et/ou de mémorisation de tout type approprié ne nécessitant pas être représenté et décrit ici, peut être u'tilisé selon l'invention. Un tel système devra bien entendu être adapté au fait que l'image de la surface à observer est déterminée en zones claires et zones sombres et que seules les positions des fronts de transitions devront être mémorisées et traitées.On comprendra aussi que l'on peut associer à de tels systèmes des systèmes de commande automatique d'une machine-outil ou d'un outil, par exemple une torche de soudage.However, it should be noted that the image observed (line EFGJ) is not a cross section. To reconstruct this, we will carry out a succession of measurements of offset planes (by translation of the mechanical support of the assembly) over a displacement length corresponding at least to e B
H
It will be readily understood that any calculation, processing and / or storage system of any suitable type which does not need to be shown and described here can be used according to the invention. Such a system will of course have to be adapted to the fact that the image of the surface to be observed is determined in light and dark zones and that only the positions of the transition fronts will have to be memorized and processed. associate with such systems automatic control systems of a machine tool or a tool, for example a welding torch.

On notera tout particulièrement qu'un ensemble réalisé selon l'invention permet de ne pas tenir compte des écarts de position et d'orientation du capteur d'images ou même des rapports de grossissement et des écarts de position de l'optique qui lui est associée. On peut donc remplacer tout ou partie de ces ensembles sans contraintes particulières de positionnement et de réglage des pièces concernées. Le positionnement mécanique précis de la source de lumière par rapport à la plaquette se réalise facilement avec une diode laser puisque par construction, la position gdomdtrique de la source par rapport à son boîtier est réalisée avec une excellente précision. It will be noted in particular that an assembly produced according to the invention makes it possible to disregard differences in position and orientation of the image sensor or even in magnification ratios and differences in position of the optics which it has. associated. It is therefore possible to replace all or part of these assemblies without particular constraints of positioning and adjustment of the parts concerned. The precise mechanical positioning of the light source relative to the wafer is easily achieved with a laser diode since by construction, the geometric position of the source relative to its housing is achieved with excellent precision.

Par ailleurs, la distance du plan de l'image à l'optique du capteur étant invariante quelle que soit la position du capteur par rapport à l'objet et en particulier son altitude, il est possible d'avoir constamment une parfaite définition de l'image sur le capteur. Furthermore, the distance from the plane of the image to the optics of the sensor being invariant whatever the position of the sensor relative to the object and in particular its altitude, it is possible to have a perfect definition of the l image on the sensor.

En outre, les composants pouvant être utilisés et les ensembles électroniques qui leur sont associés conduisent à prévoir un capteur de taille réduite, l'unité de traitement pouvant en être totalement indépendante et déportée. In addition, the components that can be used and the electronic assemblies associated with them lead to the provision of a reduced size sensor, the processing unit being able to be completely independent and remote.

Un autre avantage du capteur réside dans ce qu'aucun composant mécanique mobile n'est utilisé ; le système étant entièrement statique présente une excellente robustesse aux chocs. Another advantage of the sensor is that no mobile mechanical component is used; the system being entirely static has excellent impact resistance.

L'invention trouve de nombreuses applications telles que dans le soudage automatique, le suivi de profil pour tout traitement de surface, le contrôle de qualité des pièces, le contrôle de position des pièces dans un assemblage, l'usinage automatique et autres applications ndsessi- tant la connaissance préalable du profil d'une pièce en vue de la commande d'un outil approprié. The invention finds numerous applications such as in automatic welding, profile tracking for any surface treatment, quality control of parts, position control of parts in an assembly, automatic machining and other ndsessi applications. both prior knowledge of the profile of a part with a view to ordering an appropriate tool.

Il va du reste de soi que la présente invention n'a été décrite qu'd titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre. It goes without saying that the present invention has only been described in a purely explanatory and in no way limiting manner and that any useful modification may be made without departing from its scope.

Claims

1. A method for recognizing and restoring the profile of a localized section of various parts, characterized in that it consists of - having a light source whose beam of

rays is directed towards the surface of the part to be observed; - to interpose in said beam a plate between this

source and said surface to be observed, so as to define

with the right edge of this plate a transition plan

tion of light, the intersection of this transition plane

with the surface to be observed in turn defining a

light-dark transition line - to have an image sensor with a field of vision

includes, on the one hand, a given length of said plate

te, and, on the other hand, said transition line ;; - to identify the right edge of the plate whose posi

tion and length are known to calibrate in

scale and position the entire image observed by

the sensor with respect to a known measurement reference system; - to recognize the geometric position of each point of

the light-dark transition line seen by the sensor

on the surface to be observed relative to the right edge of

the brochure taken as a reference; - to use a system for processing and memorizing

signals received from the sensor to restore the coordinates

of each line observed in said reference

measuring tial; and - by moving the measurement system (source, plate,

image sensor) the bng of the surface to be observed,

to perform a succession of offset measurements of the profile

and to restore in three dimensions the geometry of the

surface in the observed area.

2. Method according to claim 1, characterized in that the source is itself characterized in that it is possible to find at least one plane passing through this source such that, outside the source zone, the rays in the vicinity of the plane are almost parallel to this plane or contained in it.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the source and the plate will be placed so that the straight edge of the plate is included in one of the characteristic planes of the source, which will therefore correspond to the transition plane .

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the light source and the plate are placed so that the light transition plane is inclined relative to the surface to be observed by angle between a few degrees and 900, advantageously 450.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the axis of the sensor optics is placed at an angle advantageously taken perpendicular to the light transition plane defined by the light beam and the right edge of the plate.

6. Means for implementing the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that they consist of a common support (8) on which are mounted said light source (1), said plate ( 3) and said image sensor (7), said support being provided with a device (9) allowing it to move parallel to the surface of the part to be observed (2), this assembly being in relation to an electronic processing system data received by the sensor, memorizing and controlling the movements of the support and / or the tool.

7. Means according to claim 6, characterized in that the plate is constituted by a rectangular piece whose face directed towards the light source is made of a diffusing reflecting material and whose dimension of the straight edge defining the light transition plane has a known value or else comprises an area made of a reflective material diffusing along said straight edge, interposed between two areas made of a light-absorbing material, the value of the interval between these two areas being known.

8. Means according to claim 6 oW 7, characterized in that the light source is of any suitable type but it is preferably chosen from linear sources of the laser diode type which constitutes a light emission line.

9. Means according to claim 8, characterized in that when this source defines a light emission line, this line is placed parallel to said straight edge of the wafer.

10. Means according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the image sensor (7) points. photosensitive is advantageously of the CCD type.

11. Application of the method and means according to claims 1 - 10 in automatic welding, profile monitoring for surface treatment, quality control of parts, position control of parts in an assembly, automatic machining and other applications requiring prior knowledge of the profile of a part in order to order an appropriate tool.