FR2667180A1 - Systeme de manutention a resolution elevee permettant de determiner l'orientation d'un article par inspection geometrique et de reorienter ou rejeter l'article a l'aide du signal d'un microprocesseur. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de manutention d'articles à résolution élevée qui fait fonction de moyen permettant de distinguer ou d'identifier un article par création d'une silhouette de celui-ci. Les articles (12, 14, 16) se présentent isolément sur un transporteur (10) et sont balayés par un réseau linéaire (22, 24) d'unités CCD (2 048 éléments d'image par pouce, soit environ 810 par centimètre) avec une vitesse de balayage de 10 MHz. Les transitions des éléments d'image correspondant à des points de contour d'article sont convertis en une unique valeur de comptage fournie par un compteur qui est synchronisé avec le dispositif de balayage. Un microprocesseur, doté d'un tampon du type "premier entré, premier sorti", n'a besoin que de la capacité nécessaire pour manipuler cette valeur de comptage, et non pas les données de tous les éléments d'image. En fonction du signal produit par détermination de la différence des valeurs de comptage entre une valeur de référence et une valeur relative a un article de production pour des fenêtres de tranche de balayage situées en des positions également séparées suivant la longueur de l'article, dans le cas ou ces différences ont été prédéterminées pour être maximales, l'orientation de l'article est corrigée.

Description

La présente invention concerne les systèmes de manuten-

tion permettant de déterminer l'orientation d'articles et, plus particulièrement, un système de manutention d'articles à résolution élevée dans lequel le mouvement des articles sur un transporteur

peut être d'une ou plusieurs dizaines de centimètres par seconde.

o Dans le brevet des Etats Unis d'Amérique N 4 784 493 de Turcheck et al, sont décrits un appareil et un procédé permettant

de reconnaître un article sur un transporteur et son orientation.

Pour déterminer l'orientation d'un article en cours de production, dit article de production, on enregistre dans une mémoire un certain nombre d'orientations possibles On compare les données emmagasinées dans la mémoire pour chaque orientation avec des données de balayage d'un article de production On détermine l'orientation de l'article de production en mettant en concordance

les données comparées.

Pour améliorer la résolution, il faut augmenter le nombre des points de données, ce qui, traditionnellement, a toujours signifié un traitement plus coûteux à la fois en taille de mémoire et en temps de traitement Le temps nécessaire pour effectuer cette détermination de l'orientation des articles limite le nombre

d'articles qui peuvent être traités par unité de temps.

Un but principal de l'invention est de réduire le temps de traitement nécessaire à la détermination de l'orientation des articles, grâce à l'utilisation d'une partie seulement des données

de résolution élevée relatives à l'objet A chaque balayage verti-

cal d'un article en déplacement horizontal, on peut illustrer par une image la détermination du point de contour apparaissant sur le profil, grâce à un réseau linéaire d'unités CCD (dispositif à couplage de charge) qui possède au moins plusieurs centaines d'éléments d'image, ou pixels, par "pouce" (c'est-à-dire deux fois et demie plus de pixels par centimètre, soit, éventuellement, plus d'un milliers de pixels par centimètre) Pour chaque point de contour situé sur le profil de l'article d'une tranche de balayage verticale, on ramène l'information associée à ces pixels à une valeur de comptage C'est cette valeur de comptage qu'on traite, plutôt que l'ensemble de l'information obtenue à partir des divers pixels. Une autre particularité de l'invention réside en ce qu'on utilise des tranches de balayage sélectionnées, situées en des emplacements cruciaux de la longueur de l'article, pour déterminer l'orientation de l'article En effectuant des comparaisons des valeurs de comptage pour seulement 2 % environ des tranches de balayage possibles, on réalise une importante réduction de la quantité de mémoire nécessaire et du temps de traitement des

données.

Selon une autre particularité, on s'appuie sur la géomé-

trie de l'article pour ne retenir, de façon automatique, dans chaque tranche de balayage verticale, qu'un certain nombre de points, et non pas tous Les points des données de résolution

éLevée La sélection automatique s'effectue sur La base de L'exis-

tence de diffférences maximales entre différentes orientations et

est menée pendant une procédure de réglage IL s'ensuit une diminu-

tion notable de La tai L Le de La mémoire du microprocesseur et du

temps nécessaire pour Le traitement des données sélectionnées.

Se Lon un premier aspect, L'invention propose un système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer L'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter L'artic Le à L'aide du signa L de sortie d'un microprocesseur, qui comprend: a) un moyen servant à transporter des artic Les de production iso Lés de taille et de forme identiques, se trouvant dans plusieurs orientations possibles, le long d'un trajet adjacent à un détecteur d'articles répondant à La géométrie de L'article; b) Ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éléments d'image, ou pixels, placés suivant un réseau Linéaire, qui sont orientés de manière à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen servant à comprimer les données de pixe Ls afin de produire une valeur de comptage pour chaque point de contour de L'artic Le se trouvant dans une tranche de balayage et de produire en temps rée L, dans un microprocesseur, un signal de position de point de contour à l'aide d'une mémoire et d'un temps de traitement réduits; d) un moyen qui répond à la position de l'article, pendant que celui-ci avance le long dudit trajet du transporteur, en produisant une impulsion

de repositionnement pilote qui fait commencer un balayage produi-

sant une tranche, de manière à produire un espacement sensiblement constant entre tranches de balayage adjacentes même si la vitesse de transport varie; et e) un moyen servant à faire dévier des articles en réponse audit signal de sortie du microprocesseur sur la base des signaux de point de contour venant de plusieurs tranches de balayage Le moyen de transport peut comprendre une bande transporteuse, un dispositif d'alimentation du type à bol

vibrant, une glissière du type plan incliné.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou de rejeter l'article à l'aide du signal de sortie

d'un microprocesseur, qui comprend: a) un moyen servant à trans-

porter des articles de production iso Lés de taille et de forme identiques, se trouvant en suivant plusieurs orientations possibles, sur un trajet adjacent à un détecteur d'articles qui répond à la géométrie de l'artic Le; b) ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éLéments d'image, ou pixels, disposés suivant un réseau linéaire, qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen servant à comprimer les données de pixels afin de produire une valeur de comptage pour chaque point de contour de l'article se trouvant dans une tranche de balayage; d) un moyen servant à déterminer la différence entre lesdites valeurs de comptage à partir d'un profil d'article mémorisé et d'un profil d'article de production seulement en des tranches de balayage prédéterminées, de façon à produire une marque chiffrée permettant d'obtenir un signal de sortie en temps réel avec une mémoire et un temps de traitement réduits; et e) un moyen servant à faire

dévier des articles en réponse audit signal de sortie.

Selon un troisième aspect, l'invention propose un système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter l'article à l'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, qui comprend: a) un moyen servant à transporter des articles de production isolés de taille et de forme identiques, se trouvant suivant plusieurs orientations possibles, le long d'un trajet adjacent à un détecteur d'articles qui répond à la géométrie de l'article; b) ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éléments d'image, ou pixels, disposés suivant un réseau linéaire, et qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen de balayage servant à produire un signal analogique à partir desdits pixels pendant chaque période de balayage; d) un moyen qui répond à la position de l'article, tandis que celui-ci se déplace de long dudit trajet de transport des articles, en produisant une impulsion de repositionnement pilote qui est utilisée pour faire commencer chaque balayage avec des espacements équidistants même si la vitesse du transporteur varie; e) un moyen de conversion analogique-numérique servant à produire des transitions de données numériques sur des points de contour du profil de l'article pendant chaque balayage; f) un moyen servant à détecter lesdites transitions de données afin de créer des données d'apprentissage d'information sur la géométrie de l'article, au titre du processus de réglage; g) une mémoire servant à emmagasiner lesdites données

d'apprentissage sur l'article; h) un moyen comportant un micro-

processeur servant à comparer, en temps réel, des données d'appren-

tissage d'information sur la géométrie de l'article, venant de ladite mémoire, avec des données d'information sur la géométrie de l'article de production correspondant; et i) un moyen servant à faire dévier des articles en réponse au signal de sortie du moyen de comparaison Le moyen de balayage est synchronisé avec un circuit de comptage, tandis qu'une valeur de comptage du circuit de comptage, qui correspond à l'instant d'apparition d'une première desdites transitions numériques, est délivrée audit microprocesseur par l'intermédiaire d'une mémoire tampon du type "premier entré, premier sorti" Les données des signaux analogiques de sortie des pixels balayés sont comprimées en une unique valeur de comptage correspondant à un point de contour du profil de l'article, ce qui permet de réduire les exigences en temps de traitement et en mémoire pour Le microprocesseur Le microprocesseur comporte un système de création automatique de fenêtre qui autorise une vitesse de traitement accrue en comparant un nombre de balayages qui est inférieur au nombre total des balayages suivant la longueur de l'article, et qui comprend: a) un moyen servant à produire un signal associé au profil d'un article de référence se trouvant dans au moins une première et une deuxième orientation différentes, au titre du processus de réglage; b) un moyen servant à comparer lesdits signaux qui correspondent à des orientations différentes afin de produire un signal de position de tranche balayée en une tranche balayée o les points de contour de l'article pour des tranches balayées correspondantes présentent une différence majeure qui distingue la première orientation de la deuxième orientation, au titre du processus de réglage; c) un moyen servant à identifier et emmagasiner ladite position de tranche balayée o existe ladite différence majeure, au titre du processus de réglage; et d) un moyen servant à déterminer en temps réel, au titre du processus opératoire, l'orientation d'un article de production se trouvant sur ledit transporteur, lequel moyen comporte ledit moyen servant à produire un signal associé à un profil d'article de production, un moyen servant à examiner le signal de profil de l'article de production sur ladite partie de tranche de balayage identifiée, et un moyen qui répond à la comparaison dudit signal examiné avec un signal précédemment emmagasiné pour ladite position de tranche de balayage identifiée en produisant un signal de sortie qui est utilisé pour commander ledit moyen de déviation d'articles Le moyen de déviation d'articles comprend un balai, ou une porte, qui

est actionné par un cylindre pneumatique ou un solénoide élec-

trique; il est disposé en aval du détecteur d'articles, fait recirculer des pièces vers le moyen d'alimentation, et retire du système des articles possédant une géométrie qui ne peut pas être reconnue Le moyen d'alimentation en articles de production comprend une bande transporteuse, et les articles de production se trouvant dans une orientation connue sont retirés pour être envoyés à un système externe par un mécanisme à aiguil Le ou

bascu Le.

Se Lon un quatrième aspect, l'invention propose un système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter L'artic Le à L'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, qui comprend: a) un moyen servant à transporter des artic Les de production iso Lés de taille et de forme identiques, se trouvant suivant plusieurs orientations possibles, sur un trajet adjacent à un détecteur d'articles qui répond à La géométrie de L'artic Le; b) Ledit détecteur d'articles possédant plusieurs dispositifs de détection de rayonnement disposés en un réseau Linéaire, qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis

en fonction de La géométrie de l'article et qui sont séquentiel Le-

ment activés de manière à produire un grand nombre de tranches de ba Layage espacées se trouvant en des positions prédéterminées Le long de l'article tandis que l'article se déplace le long dudit trajet; c) un moyen qui autorise une vitesse accrue de traitement de l'information et qui comporte: i) un moyen servant à produire un signal associé au profil d'un article de référence se trouvant suivant au moins une première et une deuxième orientation différentes, au titre du processus de réglage, (ii) un moyen comportant Ledit microprocesseur et servant à comparer lesdits signaux correspondant à des orientations différentes afin de produire un signal de position de tranche balayée en une tranche balayée o les points de contour de L'article pour des tranches balayées correspondantes présentent une différence majeure qui distingue La première orientation de la deuxième orientation, au titre du processus de rég Lage, et Ciii) un moyen servant à identifier et à mémoriser Ladite position de tranche balayée o existe Ladite différence majeure, au titre du processus de réglage; d) un moyen servant à déterminer en temps réel, au titre du processus opératoire, l'orientation d'un article de production se trouvant sur Ledit transporteur, Lequel moyen comporte Ledit moyen servant à produire un signal associé à un profi L de l'article de production, un moyen servant à examiner Ledit signal du profil de l'article de production sur ladite partie de tranche de balayage identifiée, et un moyen qui répond à la comparaison dudit signal examiné et du signal précédemment emmagasiné pour ladite position de tranche de balayage identifiée en produisant un signal de sortie; et e) un moyen servant à faire dévier lesdits articles de production, qui est placé en aval du détecteur d'articles et qui agit en réponse audit signal de sortie Le détecteur comporte une pluralité d'éléments de détection de rayonnement qui sont alignés suivant un réseau linéaire et sont disposés en regard d'une source de rayonnement de façon que certain desdits éléments de détection de rayonnement soient éclairés tandis que d'autres, différents, soient obscurcis, si bien que seuls des points de contour situés sur un profil de l'article sont détectés Ainsi, le détecteur peut

comprendre un réseau linéaire d'éléments à fibre optique verticale-

ment empilés qui sont chacun connectés à un photo-transistor respectif, et les signaux de sortie des transistors relatifs à ladite tranche de balayage prédéterminée sont utilisés pour faire une comparaison d'orientation de l'article avec une orientation connue de l'article, sans qu'il soit besoin de comparer les données

de toutes les tranches de balayage pour chaque article de produc-

tion; ou bien le détecteur peut comprendre un réseau linéaire

d'unités du type dispositif à couplage de charge, ou CDD, vertica-

lement empilées, et les signaux de sortie des unités CCD relatifs à ladite tranche de balayage prédéterminée sont utilisés pour produire des signaux de commande de sortie sur la base de la

comparaison géométrique entre l'orientation de l'article de produc-

tion et une orientation connue de l'article, sans qu'il soit besoin de comparer les données de toutes les tranches de balayage pour chaque article de production Dans ce dernier cas, le système peut posséder en outre un moyen permettant d'effectuer le balayage d'au moins 1 000 unités CCD pour chaque balayage séquentiel afin de produire un signal de sortie de données d'information d'image

analogiques et un moyen servant à comprimer les données d'informa-

tion d'image analogiques appliquées audit microprocesseur, de manière à réduire les exigences en temps de traitement et en taille

de mémoire pour Le microprocesseur A Lors, Les données d'informa-

tion relatives à chacune desdites tranches ba Layées font partie du signa L de sortie d'un dispositif de balayage qui est synchronisé avec un circuit de comptage, et La va Leur de comptage du circuit de OS comptage correspondant à L'instant d'apparition d'un point situé sur Le profi L de L'artic Le dans Lesdites données d'information est fournie audit microprocesseur par L'intermédiaire d'une mémoire

tampon du type "premier entré, premier sorti".

La description suivante, conçue à titre d'i L Lustration de

L'invention, vise à donner une mei L Leur compréhension de ses carac-

téristiques et avantages; e L Le s'appuie sur Les dessins annexés, parmi Lesque Ls: La figure 1 est une vue simplifiée d'un premier système transporteur permettant de séparer et d'orienter des pièces, ainsi que d'un moyen nouveau formé d'une caméra de contrôLe et d'un processeur de traitement d'information; La figure 2 est un schéma de principe montrant un capteur à caméra et Le circuit fonctionnel qui Lui est associé, servant à acquérir et emmagasiner L'information sur La silhouette de L'objet; La figure 3 est une vue en élévation d'une surface mobi Le de transporteur portant une cartouche; La figure 4 est un groupe de formes d'onde prises en une position de ba Layage 120, comme indiqué par La Ligne 4-4 de La figure 3; La figure 5 est un groupe de formes d'onde prises à La position de ba Layage 800, comme indiqué par La Ligne 5-5 de La figure 3; et

La figure 6 est un schéma simplifié du circuit appro-

prié d'un dispositif qui permet de comprimer Les données d'informa-

tion d'image de L'objet.

La figure 7 est une vue simplifiée d'un deuxième système transporteur comportant un dispositif de déviation

d'articles, ainsi qu'une caméra de contrôLe, un processeur d'infor-

mation et un système permettant de déterminer des fenêtres de tranches de ba Layage; la figure 8 est un organigramme montrant le processus qui permet de ne produire, de façon automatique, des fenêtres de tranches de balayage qu'en quelques emplacements situés sur la longueur de l'objet ou de l'article, qui sont suffisants pour permettre une identification de l'orientation; la figure 9 est une vue en élévation montrant quatre

orientations possibles entre lesquelles il faut identifier l'orien-

tation de l'objet;

la figure 10 est une vue simplifiée d'un système trans-

porteur du type bol vibrant conçu pour être utilisé avec le système de manutention d'articles à résolution éLevée; et la figure 11 est une vue simplifiée d'un système de

manutention d'articles du type transporteur à plan incliné.

L'invention est destinée à être utilisée avec des trans-

porteurs qui déplacent une série d'objets identiques de façon

répétitive en vue de permettre un contrôLe ou un assemblage automa-

tisés L'invention vise à remplacer le contrôLe humain de l'orien-

tation des objets à la surface du transporteur et est destinée à produire une représentation de données se rapportant à la taille des pièces, qui peut avoir une résolution éLevée atteignant /10 000 pouce, soit 12,7 pm. Dans le transporteur 10 représenté sur la figure 1, des objets 12, 14, 16 reposent sur une surface 18 qui se déplace dans le sens anti-horaire, tandis qu'un disque central incliné tourne avec une vitesse inférieure de façon à charger des objets en des positions mutuellement séparées sur la surface 18 du transporteur, selon des moyens bien connus Les objets 12, 14 et 16 passent, un à un, entre un capteur à caméra 22 et une source de lumière 24,

puis ils arrivent jusqu'à un détecteur classique 26 et un dispo-

sitif de déviation 28 qui permet de réorienter et, ou bien, de rejeter des articles mal orientés ou d'une mauvaise dimension Le dispositif de déviation peut être du type général comprenant celui décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n 4 619 356 de Dean et al. Selon une particularité de l'invention, le capteur à caméra 22 n'est pas du type à balayage de télévision, mais, au contraire, est constitué par un arrangement linéaire d'unités CCD (dispositif à couplage de charge) Les unités CCD sont alignées perpenticulairement à la direction de déplacement des objets Dans le cas d'un transporteur horizontal, l'arrangement linéaire d'unités CCD peut donc être sensiblement vertical Les unités CCD

sont alignées en une seule colonne, qui possède une largeur corres-

pondant à un élément d'image, ou pixel, et une hauteur d'au moins 1 000 pixels environ La hauteur de la colonne d'unités CCD doit être suffisante pour s'étendre sur la particularité intéressante de l'objet 12, 14 ou 16 se trouvant sur le transporteur 18 Pour de nombreux petits objets tels que des boulons, des manches de tournevis, des cartouches de petit calibre, etc, l'étendue variable maximale de la particularité intéressante peut être comprise dans une étendue correspondant à 1 pouce, soit environ

2,5 cm.

La donnée d'image de la silhouette que l'on obtient pour certaines applications doit avoir une résolution de vingt-cinq dix millièmes de pouce, soit 63,5 pm Le nombre d'unités CCD contenues dans une colonne de longueur 1 pouce, soit 2,5 cm, peut commodément être d'environ 2 000, soit environ 800 par centimètre, et, il peut avantageusement être de 2 048, soit environ 810 par centimètre On peut obtenir une résolution encore plus élevée d'environ cinq dix millièmes de pouces, soit 12,7 pm, en utilisant, dans une colonne de longueur 1 pouce, soit 2, 5 cm, environ 3 000 ou 4 000 pixels, ce qui correspond à 1 200 ou 1 600 par centimètre Le dispositif à unités CCD alignées peut être obtenu sur le marché auprès de la société Texas Instruments, sous l'appellation "TC-103-1 " Le circuit d'excitation nécessaire pour faire fonctionner correctement les unités CCD et les diagrammes de synchronisation permettant d'obtenir un balayage séquentiel du signal de tension analogique peuvent être trouvés sur le marché commercial La vitesse de balayage, ou fréquence d'image, doit permettre un temps suffisant pour le transfert complet de la charge de chaque pixel et ne pas

autoriser l'accumulation de charge dans un pixel entre le reposi-

tionnement, c'est-à-dire la remise à l'état initial, et le balayage suivant, o une tension transitoire est appliquée à chacune des unités de détection CCD Pour un dispositif à 2 048 unités CCD, la demanderesse a découvert qu'un balayage pouvait être effectué en 330 jjs environ et que Les périodes entre balayages successifs pouvaient être variables et aller jusqu'à environ 7 pouces par seconde, soit 17,8 cm/s, tout en maintenant une résolution de

/10 000 pouce, soit 63,5 lim.

Dans le système selon l'invention, la source lumineuse 24 est placée transversalement à la surface 18 du transporteur de façon à être en face des unités CCD Lorsqu'un objet 12, 14 ou 16 passe entre la source lumineuse 24 et le capteur à caméra 22, une ombre se forme sur certaines des aires des pixels, tandis que les pixels dégagés sont entièrement éclairés par la lumière Si l'on utilise une source de lumière colimatée agissant à travers une lentille dont la forme et la taille correspondent à celles du réseau linéaire d'unités CCD formant le capteur à caméra, on peut déterminer optiquement avec une grande précision un point précis de la surface formant le contour supérieur de l'objet Les variations des conditions lumineuses ambiantes sont moins susceptibles d'interférer avec le fonctionnement du capteur à caméra lorsqu'on

utilise une source lumineuse colimatée.

Si l'objet possède un point de sa surface de contour inférieure qui est placé au-dessus de la surface du transporteur, un faisceau lumineux sera détecté sur des pixels placés de façon appropriée dans le même réseau linéaire en un point de la surface inférieure qui est en regard du point détecté de la surface supérieure de l'objet De même, une ouverture ménagée dans l'objet et se trouvant sur une ligne qui relie la source lumière colimatée 24 et le capteur à caméra 22 produira des transitions dans les pixels adjacents de façon à rendre compte des points des bords latéraux de l'ouverture en des positions successivements prises au

fur et à mesure que l'objet passe devant le capteur à caméra.

Tandis que chaque objet 12, 14 ou 16 se déplace suivant le trajet 18 du transporteur, les vues successives prises par le

capteur à caméra 22 donnent 5 signaux d'entrée de données succes-

sifs qui peuvent être séquentiellement traités et collectivement utilisés pour fournir, en affichage, une silhouette de l'objet avant que celui-ci n'atteigne le poste de déviation 28 La vitesse de l'objet sur le transporteur peut être contrôlée et les signaux produits en correspondance avec le déplacement de l'objet ou de l'article le long du trajet du transporteur permettent de mettre en oeuvre des procédures d'"apprentissage" de forme de l'article, pour une vitesse qui est différente de la vitesse opératoire Des balayages successifs peuvent être effectués à des intervalles aussi courts que 300 ps à l'aide d'un réseau linéaire de 2 048

pixels excité par une horloge de 10 M Hz Des vitesses du transpor-

teur allant jusqu'à 7 pouces par seconde, soit 17,8 cm/s, restent acceptables sans pour autant sortir des limites de précision spécifiées et elles peuvent être contrôlées par un résolveur de position angulaire qui produit un signal d'entrée numérique pouvant être utilisé par le microprocesseur, comme indiqué par un détecteur

de déplacement d'objet 29, qui est représenté sur la figure 2.

Le montage présenté sur la figure 1 peut également comporter une commande système 30 et un boîtier de commande 32 qui sont ordinairement placés à proximité du transporteur et peuvent

être disposés dans un unique logement.

On se reporte maintenant à la figure 2, qui représente un schéma de principe du capteur à caméra 22 La colonne verticale d'unités CCD 34, qui consiste en un réseau linéaire de 2 048 pixels dans le mode de réalisation illustré, est connectée de façon à recevoir des signaux d'horloge, ou de synchronisation, de la part d'un circuit d'horloge et de synchronisation 35 Le circuit d'horloge 35 comporte un oscillateur fonctionnant à une fréquence d'au moins environ 1 M Hz, et, dans l'exemple illustré, de 10 M Hz, de manière à pouvoir assurer un balayage des pixels en 200 ps

environ, avec 100 ps, ou plus, pour l'opération de reposi-

tionnement Les unités CCD que l'on peut trouver dans le commerce sont en mesure de fonctionner à des fréquences d'horloge pouvant atteindre 40 M Hz Ainsi, on fait appel à un balayage des pixels pendant 300 us de balayage d'échantillonnage après conditionnement, pour produire un signal d'information analogique contenant une transition qui est liée à la position précise d'un point de contour

de l'objet ou de la pièce en train d'être transporté Afin d'auto-

riser des variations dans les vitesses de transport, le début réel de chaque balayage de tranche verticale suit la réception d'une impulsion de repositionnement pilote (figures 4 et 5) venant d'une unité microprocesseur 54 via une ligne 55, comme représenté sur la

figure 2.

La colonne d'unités CCD 34, lesquelles font chacune fonction d'éLément d'image, ou pixel, fournit sur une ligne 36 un signal de sortie qui se présente sous la forme d'une tension de signal analogique (voir figures 4 et 5) contenant les tensions séquentiellement obtenues à une premièreamplitude pour les pixels obscurcis et à une deuxième amplitude faible pour les pixels qui

reçoivent la lumière de la part de la source lumineuse 24 L'infor-

mation analogique est constituée par un courant de bits en série de longueur uniforme, qui est transféré en série, à la fréquence d'horloge, à un lecteur de tension servant de circuit d'isolation 38 et un circuit d'échantillonnage et de maintien de signaux d'obscurité 40, lequel produit un signal de référence de niveau de

tension pour les pixels qui sont empêchés de recevoir la lumière.

Ceci produit un signal de référence qui maintient le signal analogique à un niveau continu ajusté et qui peut être utilisé comme signal d'entrée pour le circuit associé à un circuit de

conversion analogique-numérique 42.

Le signal de sortie est appliqué, via une ligne 44, à une borne 80 du circuit 48 de détection de transition et de compression de données, lequel sera décrit en relation avec la figure 6 Via la ligne 46, un signal d'horloge venant du circuit d'horloge et de

synchronisation 35 est appliqué de façon à maintenir la synchroni-

sation entre le circuit de compression de données 48 et le moyen de

balayage faisant partie du réseau CCD 34.

Les signaux de sortie du dispositif 48 de compression de données apparaissent sur plusieurs lignes, sous la forme d'un unique nombre binaire pour chaque transition venant du circuit de conversion analogique-numérique, et sont appliqués à une mémoire 52 faisant fonction de tampon et servant à recueillir toutes les données se rapportant à un objet particulier 12, 14 ou 16 présents sur La surface du transporteur, se Lon Le mode FIFO, c'est-à-dire "premier entré, premier sorti' Le microprocesseur 54, qui peut être de n'importe que L type commercialement disponible, peut commencer à traiter Les signaux de sortie dès que La mémoire 52

commence à recevoir des données va Lab Les.

Le capteur à caméra 22 est donc synchronisé avec un compteur contenu dans Le circuit de compression de données 48 par L'intermédiaire du circuit d'hor Loge et de synchronisation 35, de manière à produire une information de tranche de ba Layage La mémoire 52 servant à mettre Les données en tampon peut avoir une capacité de 64 K, ou moins, pour Les objets du type ci-dessus mentionné Comme indiqué ci-dessus, des composants disponibles sur Le marché à faib Le coût offrent La possibilité de fonctionner jusqu'à un débit de données de 10 M Hz d'une manière fiable, si bien

qu'i L est obtenu un produit de coût faible.

Sur La figure 3, est représentée une cartouche, qui possède une douille, ou étui, cylindrique 56 soutenue par La surface 18 du transporteur et un projectile 58 La figure 4 contient un groupe de formes d'onde prises suivant La Ligne 4-4 de La figure 3, tandis que La figure 5 contient un groupe de formes d'onde analogues, prises suivant la Ligne 5-5 de La figure 3 Les formes d'onde de La figure 4 sont prises en une position qui correspond à La fenêtre de tranche de balayage 120, tandis que Les formes d'onde de La figure 5 sont prises au niveau de La fenêtre de

tranche de ba Layage 800.

Sur La figure 4, La forme d'onde du signa L analogique amp Lifié commence à L'instant O dans l'état d'obscurité du fait du transporteur 18 Au pixe L 30, qui correspond à La va Leur de comptage 30 d'un compteur, de La Lumière est détectée, ce qui fait commencer une impulsion numérique négativement orientée et une impulsion de détecteur de contour positivement orientée 60 Au pixe L 100, Le point de contour inférieur de La silhouette du projectile 58 agit pour arrêter La Lumière et créer une nouve L Le impu Lsion de détecteur de contour 62 Au pixe L 500, La Lumière est de nouveau détectée, ce qui entraîne La production d'un troisième signa L de détecteur de contour 64 Enfin, au pixe L supérieur 2048 du réseau linéaire, le dispositif de balayage ne produit plus de signal et une impulsion de détecteur de transition de fin de

balayage 66 est produite.

Un compteur binaire classique, qui est en mesure de compter, à la fréquence d'horloge, jusqu'à au moins 2048, est synchronisé avec le balayage des 2048 pixels contenus dans le capteur à caméra, comme indiqué avec la forme d'onde inférieure de la figure 4 L'horloge est repositionnée, de manière à démarrer à zéro lorsque le balayage démarre, si bien que les valeurs de comptage 30, 100, 500 et 2048 sont emmagasinées dans la mémoire 52 de la figure 2, comme déterminé par les instants d'apparition des

impulsions de détecteur de contour 60, 62, 64 et 66.

La figure 5 montre les formes d'onde correspondantes se produisant pour le balayage 800 Puisque le point le plus bas de l'étui cylindrique 56 repose sur la surface 18 du transporteur, les 1499 pixels situés le plus bas dans le réseau linéaire sont sombres et la première transition se produit avec le pixel 1500, qui est aligné avec le point de contour supérieur de l'étui de

cartouche 56 pour la position de tranche de balayage 800.

L'impulsion de détecteur de contour 68 est produite en réponse à la transition survenant au pixel 1500 et fait que la valeur de comptage 1500 passe en séquence dans la mémoire 52 pour aboutir à ses bornes de sortie Une semblable impulsion de

détecteur de contour 70 se produit à la valeur de comptage 2048.

Après cela, une impulsion de repositionnement pilote est produite, ou bien périodiquement dans le cas o une vitesse de transporteur constante est imposée, ou bien de la part d'un dispositif de contrôle de déplacement d'objet, de sorte que le même nombre de tranches de balayage soit produit pour chaque article de production identique Les compteurs sont repositionnés à une valeur de comptage zéro par un signal de repositionnement de compteur qui est

synchronisé avec le début du balayage suivant des pixels.

La figure 6 montre un mode de réalisation préféré pour la conversion des signaux numériques des figures 4 et 5 en valeurs de comptage qui sont fournies au microprocesseur (MPU) 54 Le signal numérique de la figure 4, sous forme de bits série entrants, est appliqué à la borne 80 d'un réseau de détection de flancs négatifs et positifs qui détecte des variations de l'état binaire et délivre sur une ligne 82 une impulsion de 50 ns pour chaque flanc positif ou négatif A la fréquence d'horloge de 10 M Hz, les données d'information balayées et les valeurs de comptage d'horloge sont séparées de 100 ns L'impulsion de 50 ns sert à déclencher en fonctionnement la mémoire 52 (figure 2), qui comporte les registres FIFO 84 représentés sur la figure 6 Les trois registres compteurs binaires 86 qui fonctionnent à l'aide de signaux d'horloge arrivant

sur la ligne 46 sont repositionnés par un signal de repositionne-

ment de compteur arrivant sur la ligne 88 La valeur de comptage empruntant les lignes 50 est constamment présentée aux registres FIFO 84 Toutefois, les valeurs de comptage ne sont autorisées à

traverser en séquence les registres FIFO 84 que lorsqu'une impul-

sion de détecteur de contour empruntant la ligne 82 est présente.

Dans cet exemple, les valeurs de comptage 30, 100, 150 et 2048

sont emmagasinées.

Lorsqu'une valeur de comptage traverse en séquence les registres FIFO 84, les registres FIFO fournissent au MPU 54, via la ligne 92, un signal "prêt à délivrer en sortie" Lorsque le MPU voit un signal "prêt à délivrer", il fournit, via la ligne 94, un signal de décalage de sortie aux registres FIFO 84, qui libèrent immédiatement la valeur de comptage à destination du MPU 90 A cet

instant, la donnée est alors une information d'image d'objet codée.

Cet échange se poursuit pendant toute la durée du cycle de balayage

et, séquentiellement, pendant tous les balayages d'un objet.

Comme cela résulte clairement de ce qui précède, pour le balayage 120, seules quatre valeurs de comptage sont traitées et

emmagasinées, au lieu des 2048 bits de l'information de balayage.

D'autres balayages, comme le balayage 800, peuvent ne comporter que deux valeurs de comptage à traiter Le nombre de balayages d'un objet, ou article, d'environ 7,5 cm peut être d'environ 1 000 Ce nombre peut diminuer lorsqu'une moindre résolution suivant la direction horizontale est acceptable, ce qui permet de diminuer encore le temps de traitement Cette compression des données augmente la vitesse de traitement et réduit la taille nécessaire de La mémoire sans pour autant sacrifier La résolution de L'image de

La silhouette.

Sur La figure 7, est représenté un système transporteur du type à bande horizontale, qui est ana Logue, du point de vue mécanique, au système de reconnaissance et d'orientation d'articles ou d'objets qui est décrit dans Le brevet des Etats Unis d'Amérique

n O 4 784 493 de Turcheck et a L, mais qui a été modifié pour incor-

porer Le système de formation d'image à résolution éLevée décrit en re Lation avec Le mode de réalisation des figures 1 à 6 L'aspect généra L du système de réorientation est présenté schématiquement sur La figure 7 Le système de réorientation peut comprendre, de façon généra Le, une bande continue 112 portée par un bâti et entraînée autour d'un cy Lindre moteur 114 et d'un cy Lindre Libre 116 Les pièces de production te L Les que 118, 120 et 122 sont des pièces identiques offrant trois orientations différentes Sur cette figure, est présentée La forme La p Lus simp Le du système de

réorientation, qui est un moteur pas-à-pas entraîné par un dispo-

sitif d'orientation uniaxe (axe Y) comportant une chambre inférieure 126 pouvant tourner de 180 D'autres dispositifs d'orientation comportant des moyens de réorientation à positions

mu Ltip Les sont connus dans La technique et peuvent être avantageu-

sement emp Loyés avec L'invention.

Une barrière 128 est adjacente à La bande continue 112 d'un côté de ce L Le-ci, La barrière s'étendant sur La Longueur de La bande, mais comportant plusieurs interruptions Sur Le côté entrant, ou amont, par rapport au moyen de réorientation 124, se trouve une première interruption dans La barrière, Laque L Le est destinée à Loger un capteur de reconnaissance 130 qui peut être un réseau " 1000 x 1 " d'unités CCD verticalement empi Lées, connecté comme décrit en re Lation avec La figure 2 à un dispositif d'entrée, ou port d'entrée, 132 d'un dispositif de commande de vision ou d'un microprocesseur Le réseau Linéaire de capteurs peut comprendre une co Lonne d'unités CCD donnant une densité de pixe Ls comprise entre environ 1 000 et 4 000 pixe Ls par pouce, soit environ 400 et 1 600 pixe Ls par centimètre, et, de préférence, environ 2 000 pixe Ls par pouce, soit environ 800 pixe Ls par centimètre, de manière qu'il soit formé un capteur à résolution élevée Les unités CCD sont balayées à une fréquence comprise entre environ 1 M Hz et M Hz, de préférence environ 10 M Hz, de façon à produire un signal analogique qui est numérisé et converti en une valeur de comptage comme décrit en relation avec Les figures 2 à 6 L'opération

matérielle de compression des données qui sont appliquées au micro-

processeur permet d'obtenir une résolution améliorée pour L'image tout en réduisant le temps de traitement et la taille nécessaire de

la mémoire.

La deuxième interruption formée dans la barrière 128 est

prévue pour loger un premier commutateur optique à faisceau infra-

rouge, composé d'un récepteur 136 et d'une source lumineuse 138.

Immédiatement avant L'orifice d'entrée du moyen d'orien-

tation 124, peut se trouver, facultativement, une troisième inter-

ruption de la barrière 128, destinée à un deuxième moyen de commutation optique à faisceau infrarouge, comportant un récepteur

et une source lumineuse 142.

Le capteur de reconnaissance communique via une ligne 148 avec un dispositif de commande de vision 144, qui est lui-même en

communication avec un dispositif de commande d'orientation 146.

Le dispositif de commande de vision 144 est câblé avec le capteur de reconnaissance d'articles de production 130, tandis que le dispositif de commande d'orientation 146 est câblé avec Les capteurs 136 et 140 et le dispositif de réorientation 124 Un signal relié au déplacement de La bande transporteuse est fourni par une ligne 158 au dispositif de commande d'orientation 146 La commande et le contrôle de la vitesse de la bande peuvent être effectués par un codeur de vitesse angulaire 162, lequel est connecté par une ligne 160 au dispositif de commande de vision 144, puisque le contrôle de la vitesse de la bande est important pour autoriser des variations de la vitesse de fonctionnement n'imposant pas un réapprentissage du profil des articles, simplement du fait

des variations de la vitesse du transporteur.

Les pièces de production identiques 118, 120 et 124

choisies dans un but d'explication de La description sont pré-

sentées sur les figure 7 et 9 et elles comprennent un article en matière plastique d'une Longueur d'environ 7,5 cm ayant une surface

terminale non pointue qui peut se trouver à L'extrémité posté-

rieure, comme représenté en 118 sur La figure 7, pour donner l'orientation A ou bien à L'extrémité antérieure, comme dans Le cas de L'article 120, pour donner L'orientation B L'artic Le 122 est représenté suivant une troisième orientation C Au moyen du programme ci- dessous décrit, i L est possible de déterminer jusqu'à

7 orientations.

En fonctionnement, Le contrôLe des artic Les de production

118, 120 et 122 se déplaçant sur La trajectoire de La bande trans-

porteuse 112 a pour objet La conformité avec une pièce de produc-

tion vou Lue et acceptable En relation avec ce contrôLe, i L est nécessaire de reconnaître L'orientation de L'artic Le et de faire tous Les changements de position qui sont nécessaires pour que tous Les artic Les de production quittent Le côté sortie du dispositif de

réorientation 124 avec La même orientation.

On "apprend" à une mémoire disposée en permanence dans Le

dispositif de commande de vision programmable 144 jusqu'à 7 orien-

tations possibles pour un artic Le de production au cours d'un processus de rég Lage précédant L'opération d'exploitation Une particularité de L'invention vise tout spécialement à réduire Le temps nécessaire pour faire La détermination de L'orientation rée L Le de pièces de production ou pour identifier des artic Les,

selon Le cas.

Comme exp Liqué dans Le brevet cité N 4 784 493, La capacité de mémorisation de données du dispositif de commande de vision 144 est suffisante pour emmagasiner L'information concernant Les points de contour d'un article pendant que ce Lui-ci passe

devant Le dispositif de balayage 130 Le dispositif de reconnais-

sance fonctionne dans un mode silhouette, si bien que seu Les sont nécessaires des données d'information sur le profi L Chaque ba Layage représente une tranche de l'artic Le et produit au moins un point de contour situé sur Le profi L Le nombre de tranches par artic Le peut être par exemp Le de 1 000, en fonction de La vitesse du transporteur, de La Longueur de L'article et de La programmation

du microprocesseur.

En ce qui concerne Le fonctionnement selon L'invention, un article possédant des dimensions acceptables est amené par le transporteur devant Le réseau capteur 130 suivant une première orientation A Cette information est mémorisée dans un mode "apprentissage" Typiquement, on répète cette opération au moins une fois et, éventuel Lement, jusqu'à 10 fois environ pour obtenir une enveloppe de valeurs, ou une valeur moyenne, pour la première orientation. Ensuite, on apprend au système à reconnaître une deuxième

orientation B du même article, en suivant le même processus.

Des orientations supplémentaires C, D du même article, allant jusqu'à un total de 7 orientations différentes, peuvent être traitées par le système du brevet cité N 4 784 493 Lorsque toutes les orientations nécessaires ont été "enseignées", c'est-à-dire mémorisées dans la mémoire 144 du dispositif de commande de vision, le système passe du mode "apprentissage" à un mode "création de fenêtres", avant d'être amené à un mode "fonctionnement" autorisant la fourniture répétée d'articles de production Puisque la vitesse de la bande transporteuse a été ajustée avec soin, dès que le bord antérieur de l'article a été détecté, des données d'information relatives à des points correspondants qui ont été acquises par balayage de tranches successives peuvent être identifiées par des numéros de tranches compris entre 1 et 1 000 dans l'exemple illustré Les données des points de contour sont soumises à une

comparaison afin qu'on puisse déterminer quelles données d'orienta-

tion sont adaptées aux données de l'article de production.

Puisque le temps nécessaire au traitement des données de points de contour a constitué un facteur limitatif de la vitesse à laquelle le transporteur 12 peut fonctionner, divers efforts ont été tentés dans le passé pour réduire le temps de traitement afin

de permettre un classement plus rapide des objets par ordinateur.

Une approche antérieure consistait à faire positionner manuellement par un opérateur des zones intéressantes à l'aide d'un clavier, d'une souris, etc Grâce à cette particularité de l'invention,

l'ordinateur localise automatiquement les zones à différence maxi-

male entre les données d'information d'objet emmagasinées et les données d'information d'article collectives, sans intervention d'un opérateur. On se reporte tout d'abord à La figure 8, qui représente un organigramme associé à La production des fenêtres correspondant au balayage de tranches numérotées d'un article particulier dont

L'orientation doit être déterminée.

Le processus illustré sur la figure 8 sera décrit en relation avec un article qui peut posséder quatre orientations pouvant être déterminées avec certitude séparément Le programme est en mesure de déterminer jusqu'à sept orientations, comme ci-dessus indiqué Les quatre orientations A, B, C et D sont montrées sur la figure 9 Avant de faire partir Le programme, on mémorise les orientations comme cela a été décrit dans le brevet

cité N O 4 784 493.

A L'aide du programme de la figure 8, on identifie les tranches de balayage 2 à 999 o il existe un écart maximal entre Les bords extrêmes qui ont été présentés suivant Les diverses orientations L'article possède une Longueur arbitraire de 1 000 tranches de balayage qui sont orientées suivant L'axe X La hauteur de L'article est arbitrairement imaginée comme valant 400 suivant L'axe Y L'épaisseur des parties de l'artic Le est supposée être de 1 000 unités, mesurées suivant l'axe Y. Comme on peut le voir sur la figure 8, Le processus est initialisé par positionnement à zéro d'un premier compteur de boucles A, à L'étape 202 A L'étape 204, le compteur est incrémenté et connecté au registre dans lequel les données de L'orientation A sont mémorisées Aux étapes 206 et 208, les tranches de balayage du bord antérieur et du bord postérieur correspondant aux positions 1

et 1000 de L'axe X, comme indiqué sur La figure 9, sont mémorisées.

Ceci correspond aux tranches de ba Layage 1 et 1000 si L'on suppose qu'un article de 7,5 cm est séquentiellement balayé un millier de fois Lorsqu'il passe devant Le capteur 130 de la figure 7 Dans ce mode de réalisation, les tranches de balayage 1 et 1000 sont toujours mémorisées A l'étape 210 de la figure 8, L'information

mémorisée relative à L'orientation A est extraite.

A L'étape 212, un deuxième compteur de bouc Les B est positionné à zéro et est incrémenté à L'étape 214 jusqu'à une position d'itération re Lative aux données de L'orientation A recuei L Lies à L'étape 210 L'itération compare Les données apprises de L'orientation A avec Les données apprises de L'orientation A en commençant à La tranche de ba Layage 2 des données de L'orientation A et de L'orientation A Le nombre de différences pour ces données de pixe Ls de La tranche de ba Layage 2 suivant L'orientation A est déterminé et est appe Lé une marque chiffrée On suit Le même processus pour Les tranches de ba Layage 3 à 999 Au tota L,

998 marques ont été déterminées à L'étape 216.

A L'étape 218, La marque maxima Le déterminée doit être zéro Toutefois, certaines va Leurs inférieures à 10 peuvent être identifiées au titre de marque maxima Le et Le numéro correspondant

de La tranche de ba Layage est emmagasiné au titre de fenêtre.

A Lors que, théoriquement, La Lecture d'une seule fenêtre suffit pour déterminer que L'orientation d'une pièce ne correspond pas à une orientation connue mémorisée, on pourra, en pratique, mémoriser plusieurs numéros de tranches, par exemp Le jusqu'à environ 20, o

Les marques ont La p Lus grande va Leur, afin de réduire La probabi-

Lité d'ambiguïtés dans Les résultats Cette détermination est

effectuée à L'étape 226.

Les données de L'orientation A sont ensuite comparées, de La même manière, avec Les données de L'orientation B, et une nouvel Le différence maxima Le correspondant à La position de ba Layage d'une nouve L Le tranche est produite Ce numéro de ba Layage de tranche est mémorisé au titre d'une deuxième fenêtre Un autre signa L app Liqué via La Liaison 224 incrémente Le compteur de bouc Les B à L'étape 214, en vue de La réception des données d'orientation C, après quoi Le numéro de ba Layage de La tranche à

différence maxima Le, associé à une troisième fenêtre, est produit.

A L'étape 214, Le compteur de bouc Les B pousuit son incrémentation

jusqu'à ce que B soit éga L au nombre des orientations mémorisées.

A L'étape 226, i L est déterminé si un nombre suffisant de fenêtres a été produit Si ce n'est pas Le cas, La même opération est répétée Si c'est le cas, l'organigramme passe à L'étape 230, afin qu'il soit déterminé si Le compteur A est égal au nombre total

d'orientations qui ont été "apprises" Dans cet exemple, L'infor-

mation mémorisée qui correspond aux orientations B, C et D sera comparée avec toutes Les données d'orientation apprises avant que ce programme ne soit achevé A ce moment, les orientations A, B, C et D auront chacune été comparées avec Les données d'orientation mémorisées pour ces mêmes orientations A, B, C et D. A la fin du processus de réglage, au moins 12 numéros de tranches de balayage auront été identifiés au titre de fenêtres, puisque chacune des quatre orientations de l'article possédera

trois différences maximales qui produiront chacune trois fenêtres.

Certaines des fenêtres apparaîtront à la même tranche de balayage.

On passe maintenant à la figure 9, o l'on voit que des fenêtres ont été établies par le programme de la figure 8 aux valeurs de comptage 99, 199, 799 et 899, sans intervention de l'opérateur Ce sont les fenêtres jouant un rôle important dans la

détermination de l'orientation de l'article pour l'exemple parti-

culier qui a été présentement décrit.

Une fois que les fenêtres ont été identifiées, comme cela s'est révélé utile, on dilate chaque fenêtre de manière qu'elle possède une largeur de trois à cinq tranches de balayage centrées sur la tranche de balayage Ainsi, le fait d'élargir une fenêtre compense les défauts possibles d'alignement des données pouvant survenir du fait de retards du circuit et, dans certains systèmes, par suite de l'usure mécanique ou d'autres variations intervenant

pendant un fonctionnement continu de plusieurs semaines.

Une fois les fenêtres produites au titre de l'opération de réglage, on fait passer des articles de production devant le dispositif de balayage 130 afin d'obtenir l'identification de

points de contour situés sur le profil de l'article La compa-

raison s'effectue en temps réel, de manière à déterminer l'orienta-

tion de L'article en un intervalle de temps correspondant à L'intervalle qui sépare des articles de production se suivant sur

Le transporteur.

Lorsque, devant le capteur 130 de la figure 7, passe un article de production qui possède une orientation A telle que représentée sur la figure 9, la comparaison des données de profil de l'article avec chacune des orientations apprises A, B, C et D est effectuée pour les fenêtres précédemment sélectionnées par le programme de la figure 8 La comparaison des données du profil d'orientation A de l'article de production avec les données d'orientation A mémorisées donne une marque totale de zéro La même comparaison des données de ce même article avec les données d'orientation B mémorisées donne une marque de 300 pour chacune des quatre fenêtres 99, 199, 799 et 899, si bien qu'il est produit au total une marque de 1200 Cette comparaison avec les données d'orientation C mémorisées donne une marque totale de 400 et, avec

les données d'orientation D, une marque totale de 1000.

On peut voir sur la figure 9 que, indépendamment de l'orientation prise par l'article, une seule orientation mémorisée va avec une marque nulle ou presque nulle, et l'orientation de l'article est ainsi reconnue Si chaque fenêtre possède une largeur de 3 ou 4 tranches de balayage, la marque relative aux défauts de concordance d'orientation augmente tout en restant sensiblement nulle pour l'orientation réelle On peut obtenir des résultats à l'aide d'une comparaison portant sur quatre fenêtres seulement, ou bien, en tout cas, environ une vingtaine, sur la longueur d'un article de 7,5 cm, avec moins de mémoire et en moins de temps que si l'on traitait l'information de toutes les tranches de balayage

et, en même temps, les performances sont parfaitement fiables.

L'invention peut être utilisée avec n'importe quel type approprié de système d'alimentation en objet ou article Pour permettre l'identification de l'orientation et l'obtention de dimensions des pièces, il faut que les articles apparaissent devant le dispositif de balayage en file indienne, puisque les pièces se chevauchant seront renvoyées à l'alimentation La figure 10 est un

schéma simplifié d'un bol vibrant 301, qui est un type de dispo-

sitif d'alimentation connu, et que l'on peut utiliser dans un système de manutention de pièces ou d'article à résolution éLevée constituant un mode de réalisation de l'invention Le dispositif d'alimentation à bol vibrant 301 est représenté comme possédant une source Lumineuse 302 et un capteur à caméra de résolution élevée

303 Un commutateur de position 305 et un dispositif de réorienta-

tion ou de déviation 304 sont placés en aval du capteur à caméra 303 Un dispositif de commande de système de vision 306 et un

* dispositif de commande générale de système 307 sont prévus.

Les articles à examiner sont placés au centre du bol 301 et Le mouvement vibrant du dispositif d'alimentation amène les articles à se déplacer le long d'une trajectoire faisant suite au rail d'amenée du bol l'un derrière l'autre, afin de passer entre la source lumineuse 302 et le capteur 303 d'une manière connue Une image électronique de l'article est formée dans le dispositif de commande de vision 306, o des décisions sont prises en ce qui concerne l'état de l'article ou son orientation Un signal de commande approprié est envoyé au dispositif 304 de réorientation/

déviation à un instant déterminé par le commutateur 305. La figure 11 illustre un autre transporteur d'articles qui peut être

utilisé avec le système de manutention d'articles à résolution élevée selon l'invention Dans ce mode de réalisation, une glissière 310 possédant une entrée d'articles 309 et une sortie d'articles 335 est utilisée Les articles entrent en 309 à raison d'un seul à la fois La pente de la glissière est choisie de façon que les articles descendent le plan incliné sous l'effet de leur poids de façon à passer entre la source lumineuse 311 et le capteur à caméra 315 Une image électronique est créée par le fait que la trajectoire de la lumière est coupée entre la source et le

capteur suivant une certaine relation temporelle avec le déplace-

ment de l'article qui descend le plan incliné 310 L'orientation de l'article est détectée, l'information est traitée à l'intérieur du dispositif de commande 340, et un signal est produit qui amène une réponse appropriée de la part du dispositif de réorientation/ déviation 325 Un article qui ne convient pas peut être rejeté en

330 ou être mis dans une orientation connue en 335.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,

à partir du système de manutention dont la description vient d'être

donnée à titre simplement i L Lustratif et nu L Lement Limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de L'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 Système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter l'article à l'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un moyen ( 10) servant à transporter des articles de production iso Lés ( 12, 14, 16) de taille et de forme identiques, se trouvant dans plusieurs orientations possibles, le long d'un trajet

adjacent à un détecteur d'articles ( 22, 24) répondant à la géomé-

trie de l'article; b) ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éléments d'image, ou pixels, placés suivant un réseau linéaire ( 34), qui sont orientés de manière à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen ( 48) servant à comprimer les données de pixels afin de produire une valeur de comptage pour chaque point de contour de l'article se trouvant dans une tranche de balayage et de

produire en temps réel, dans un microprocesseur, un signal de posi-

tion de point de contour à l'aide d'une mémoire et d'un temps de traitement réduits; d) un moyen ( 54) qui répond à la position de l'article, pendant que celui-ci avance le long dudit trajet du transporteur, en produisant une impulsion de repositionnement pilote qui fait commencer un balayage produisant une tranche, de manière à produire un espacement sensiblement constant entre tranches de balayage adjacentes même si la vitesse de transport varie; et e) un moyen ( 28) servant à faire dévier des articles en réponse audit signal de sortie du microprocesseur sur la base des signaux de point de contour venant de plusieurs tranches de balayage. 2 Système de manutention selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de transport ( 10) comprend une bande

transporteuse ( 110).

3 Système de manutention selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le moyen de transport ( 10) comprend un dispo-

-sitif ( 301) d'alimentation en articles du type à bol vibrant.

4 Système de manutention selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le moyen de transport ( 10) comprend une glis-

sière du type plan incliné ( 310).

Système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou de rejeter l'article à l'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un moyen ( 10) servant à transporter des articles de production iso Lés de taille et de forme identiques, se trouvant en suivant plusieurs orientations possibles, sur un trajet adjacent à un détecteur ( 22, 24) d'articles qui répond à la géométrie de l'article; b) ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éLéments d'image, ou pixels, disposés suivant un réseau linéaire ( 34), qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen ( 48) servant à comprimer les données de pixels afin de produire une valeur de comptage pour chaque point de contour de l'article se trouvant dans une tranche de balayage; d) un moyen ( 54) servant à déterminer la différence entre lesdites valeurs de comptage à partir d'un profil d'article mémorisé et d'un profil d'article de production seulement en des tranches de balayage prédéterminées, de façon à produire une marque chiffrée permettant d'obtenir un signal de sortie en temps réel avec une mémoire et un temps de traitement réduits; et e) un moyen ( 28) servant à faire dévier des articles en

réponse audit signal de sortie.

6 Système de manutention à résolution éLevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter l'article à l'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un moyen ( 10) servant à transporter des articles de production iso Lés de taille et de forme identiques, se trouvant

suivant plusieurs orientations possibles, le long d'un trajet adja-

cent à un détecteur d'articles ( 22, 24) qui répond à la géométrie de l'article; b) ledit détecteur d'articles possédant au moins 1 000 éLéments d'image, ou pixels, disposés suivant un réseau linéaire ( 34), et qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article; c) un moyen de balayage ( 40) servant à produire un signal analogique à partir desdits pixels pendant chaque période de balayage; d) un moyen ( 54) qui répond à la position de l'article, tandis que celui-ci se déplace de long dudit trajet de transport des articles, en produisant une impulsion de repositionnement pilote qui est utilisée pour faire commencer chaque balayage avec des espacements équidistants même si la vitesse du transporteur varie;

e) un moyen de conversion analogique-numérique ( 42) ser-

vant à produire des transitions de données numériques sur des points de contour du profil de l'article pendant chaque balayage; f) un moyen ( 48) servant à détecter lesdites transitions de données afin de créer des données d'apprentissage d'information sur la géométrie de l'article, au titre du processus de réglage; g) une mémoire servant à emmagasiner lesdites données d'apprentissage sur l'article; h) un moyen comportant un microprocesseur ( 54) servant à comparer, en temps réel, des données d'apprentissage d'information sur la géométrie de l'article, venant de ladite mémoire, avec des données d'information sur la géométrie de l'article de production correspondant; et i) un moyen ( 28) servant à faire dévier des articles en

réponse au signal de sortie du moyen de comparaison.

7 Système de manutention selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de balayage est synchronisé avec un circuit de comptage, tandis qu'une valeur de comptage du circuit de comptage, qui correspond à l'instant d'apparition d'une première desdites transitions numériques, est délivrée audit microprocesseur par l'intermédiaire d'une mémoire tampon du type "premier entré,

premier sorti" ( 52).

8 Système de manutention se Lon la revendication 6, caractérisé en ce que Les données des signaux analogiques de sortie des pixels ba Layés sont comprimées en une unique valeur de comptage correspondant à un point de contour du profil de L'article, ce qui permet de réduire Les exigences en temps de traitement et en

mémoire pour Le microprocesseur.

9 Système de manutention se Lon La revendication 6, caractérisé en ce que Le microprocesseur comporte un système de

création automatique de fenêtre qui autorise une vitesse de traite-

ment accrue en comparant un nombre de balayages qui est inférieur au nombre tota L des balayages suivant la Longueur de l'artic Le, et qui comprend: a) un moyen servant à produire un signa L associé au

profil d'un artic Le de référence se trouvant dans au moins une pre-

mière et une deuxième orientation différentes, au titre du pro-

cessus de rég Lage;

b) un moyen servant à comparer Lesdits signaux qui cor-

respondent à des orientations différentes afin de produire un signa L de position de tranche balayée en une tranche balayée o les

points de contour de L'article pour des tranches balayées corres-

pondantes présentent une différence majeure qui distingue La pre-

mière orientation de la deuxième orientation, au titre du processus de réglage; c) un moyen servant à identifier et emmagasiner Ladite position de tranche ba Layée o existe Ladite différence majeure, au titre du processus de rég Lage; et d) un moyen servant à déterminer en temps réel, au titre du processus opératoire, L'orientation d'un article de production se trouvant sur ledit transporteur, Lequel moyen comporte Ledit moyen servant à produire un signa L associé à un profil d'artic Le de production, un moyen servant à examiner Le signa L de profil de L'artic Le de production sur ladite partie de tranche de ba Layage identifiée, et un moyen qui répond à La comparaison dudit signa L examiné avec un signa L précédemment emmagasiné pour Ladite position de tranche de balayage identifiée en produisant un signal de sortie

qui est utilisé pour commander ledit moyen de déviation d'articles.

Système de manutention selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de déviation d'articles comprend un balai, ou une porte, qui est actionné par un cylindre pneumatique

ou un solénoide électrique.

11 Système de manutention selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen de déviation d'articles est disposé

en aval du détecteur d'articles.

12 Système de manutention selon la revendication 11,

caractérisé en ce que le moyen de déviation d'articles fait recir-

culer des pièces vers le moyen d'alimentation.

13 Système de manutention selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de déviation d'articles retire du système des articles possédant une géométrie qui ne peut pas être reconnue. 14 Système de manutention selon la revendication 6,

caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en articles de pro-

duction comprend une bande transporteuse, et les articles de pro-

duction se trouvant dans une orientation connue sont retirés pour être envoyés à un système externe par un mécanisme à aiguille ou bascule. Système de manutention à résolution élevée permettant de déterminer l'orientation d'un article par inspection géométrique et de réorienter ou rejeter l'article à l'aide du signal de sortie d'un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un moyen ( 10) servant à transporter des articles de production isolés de taille et de forme identiques, se trouvant suivant plusieurs orientations possibles, sur un trajet adjacent à un détecteur d'articles ( 22, 24) qui répond à la géométrie de l'article;

b) ledit détecteur d'articles possédant plusieurs dispo-

sitifs de détection de rayonnement disposés en un réseau linéaire ( 34), qui sont orientés de façon à être éclairés ou obscurcis en fonction de la géométrie de l'article et qui sont séquentiellement activés de manière à produire un grand nombre de tranches de balayage espacées se trouvant en des positions prédéterminées Le Long de L'artic Le tandis que L'article se déplace le Long dudit trajet;

c) un moyen ( 54) qui autorise une vitesse accrue de trai-

tement de L'information et qui comporte: i) un moyen servant à produire un signal associé au

profil d'un article de référence se trouvant sui-

vant au moins une première et une deuxième orienta-

tion différentes, au titre du processus de réglage;

ii) un moyen comportant ledit microprocesseur et ser-

vant à comparer lesdits signaux correspondant à des orientations différentes afin de produire un signal de position de tranche balayée en une tranche ba Layée o les points de contour de

l'article pour des tranches balayées correspon-

dantes présentent une différence majeure qui distingue la première orientation de la deuxième orientation, au titre du processus de rég Lage; et iii) un moyen servant à identifier et à mémoriser ladite

position de tranche balayée o existe Ladite diffé-

rence majeure, au titre du processus de réglage; d) un moyen servant à déterminer en temps réel, au titre du processus opératoire, l'orientation d'un article de production se trouvant sur ledit transporteur, lequel moyen comporte ledit moyen servant à produire un signal associé à un profil de l'article de production, un moyen servant à examiner ledit signal du profil de l'article de production sur ladite partie de tranche de balayage identifiée, et un moyen qui répond à la comparaison dudit signal examiné et du signa L précédemment emmagasiné pour ladite position de tranche de balayage identifiée en produisant un signal de sortie; et e) un moyen servant à faire dévier lesdits articles de production, qui est placé en aval du détecteur d'articles et qui

agit en réponse audit signal de sortie.

16 Système de manutention selon la revendication 15,

caractérisé en ce que Le détecteur comporte une pluralité d'éLé-

ments de détection de rayonnement qui sont alignés suivant un

réseau linéaire et sont disposés en regard d'une source de rayonne-

ment de façon que certain desdits éLéments de détection de rayonne-

ment soient éclairés tandis que d'autres, différents, soient obscurcis, si bien que seuls des points de contour situés sur un

profil de l'article sont détectés.

17 Système de manutention selon la revendication 16, caractérisé en ce que le détecteur comprend un réseau linéaire d'éléments à fibre optique verticalement empi Lés qui sont chacun connectés à un photo-transistor respectif, et en ce que les signaux de sortie des transistors relatifs à ladite tranche de balayage

prédéterminée sont utilisés pour faire une comparaison d'orienta-

tion de l'article avec une orientation connue de l'article, sans qu'il soit besoin de comparer les données de toutes les tranches de

balayage pour chaque article de production.

18 Système de manutention selon la revendication 16, caractérisé en ce que le détecteur comprend un réseau linéaire

d'unités du type dispositif à couplage de charge, ou CDD, vertica-

lement empi Lées, et en ce que les signaux de sortie des unités CCD relatifs à ladite tranche de balayage prédéterminée sont utilisés pour produire des signaux de commande de sortie sur la base de la

comparaison géométrique entre l'orientation de l'article de produc-

tion et une orientation connue de l'article, sans qu'il soit besoin de comparer les données de toutes les tranches de balayage pour

chaque article de production.

19 Système de manutention selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il possède en outre un moyen permettant d'effectuer le balayage d'au moins 1 000 unités CCD pour chaque balayage séquentiel afin de produire un signal de sortie de données d'information d'image analogiques et un moyen servant à comprimer les données d'information d'image analogiques appliquées audit microprocesseur, de manière à réduire les exigences en temps de

traitement et en taille de mémoire pour le microprocesseur.

Système de manutention se Lon La revendication 19, caractérisé en ce que Les données d'information relatives à chacune desdites tranches ba Layées font partie du signa L de sortie d'un dispositif de ba Layage qui est synchronisé avec un circuit de

comptage, et La va Leur de comptage du circuit de comptage corres-

pondant à L'instant d'apparition d'un point situé sur Le profi L de L'artic Le dans Lesdites données d'information est fournie audit microprocesseur par L'intermédiaire d'une mémoire tampon du type

"premier entré, premier sorti".