FR2817618A1 - METHOD AND DEVICE FOR DEPOSITING A CORD OF MATERIAL ON PARTS - Google Patents
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Abstract
Procédé et dispositif de dépôt d'un cordon de matière (5) sur une surface de pièces (3), selon une trajectoire grâce à une buse de dépôt, dans lequel une caméra (8) enregistre des images du cordon (5) au cours de l'opération de dépôt et des moyens de traitement d'images (10) permettent d'effectuer un relevé de mesures sur le cordon déposé. Au cours de ladite opération de dépôt, une phase d'apprentissage consiste à effectuer un relevé de mesures, le long de la trajectoire, de caractéristiques dimensionnelles et/ ou de positions géométriques du cordon déposé conformément à un programme prédéterminé de déplacement de la buse de dépôt (4) par rapport à cette pièce et de débits de la matière. Une phase d'analyse consiste à comparer les valeurs des mesures relevées avec des données de référence de façon à déterminer des valeurs de correction. Un programme de correction de la trajectoire à effectuer et/ ou des vitesses et/ ou variations de vitesses et/ ou des distances à parcourir le long de cette trajectoire à partir d'une position d'origine et des débits, tenant compte desdites valeurs de correction, est appliqué de façon à obtenir un programme de déplacement modifié pour effectuer une opération de dépôt de matière sur une seconde pièce conformément à ce programme de déplacement modifié.Method and device for depositing a bead of material (5) on a surface of parts (3), along a trajectory by means of a deposition nozzle, in which a camera (8) records images of the bead (5) during of the deposition operation and of the image processing means (10) make it possible to carry out a measurement reading on the deposited bead. During said deposition operation, a learning phase consists in taking a reading of measurements, along the trajectory, of dimensional characteristics and / or of geometric positions of the bead deposited in accordance with a predetermined program for moving the nozzle of deposit (4) with respect to this part and flow rates of the material. An analysis phase consists in comparing the values of the measurements taken with reference data so as to determine correction values. A program for correcting the trajectory to be performed and / or the speeds and / or variations in speeds and / or the distances to be traveled along this trajectory from an original position and the flow rates, taking account of said values of correction, is applied so as to obtain a modified movement program for carrying out a material deposition operation on a second part in accordance with this modified movement program.
Description
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PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR LE DÉPÔT D'UN CORDON DE MATIÈRE SUR DES PIECES
La présente invention concerne un procédé de dépôt de cordon de matière sur des pièces, en particulier pour le dépôt de cordon de colle sur des éléments de carrosserie de véhicules automobiles. METHOD AND DEVICE FOR DEPOSITING A CORD OF MATERIAL ON PARTS
The present invention relates to a method for depositing a bead of material on parts, in particular for depositing a bead of glue on bodywork elements of motor vehicles.
Les machines pour le dépôt de cordons de matière, en particulier une matière pâteuse ou pulvérulente, telle que de la colle, comprennent en général une buse d'extrusion et un support susceptible de porter les pièces à encoller, la buse et le support étant mobiles l'un par rapport à l'autre grâce à un robot adapté et programmé de façon à obtenir un cordon s'étendant selon une trajectoire en général tridimensionnelle. Machines for depositing beads of material, in particular a pasty or pulverulent material, such as glue, generally comprise an extrusion nozzle and a support capable of carrying the parts to be bonded, the nozzle and the support being movable one with respect to the other thanks to a suitable robot programmed to obtain a cord extending along a generally three-dimensional trajectory.
On connait déjà dans l'état de la technique des dispositifs qui permettent de contrôler le cordon de matière déposé. There are already known in the prior art devices which allow the bead of deposited material to be controlled.
Le brevet FR-A-2 703 784 décrit un dispositif capable d'indiquer si le cordon de matière contrôlé est continu. Patent FR-A-2 703 784 describes a device capable of indicating whether the bead of controlled material is continuous.
Le brevet FR-A-95 13 670 décrit un dispositif capable d'indiquer en continu les diamètres et les positions du cordon au cours de l'opération de dépôt du cordon de matière contrôlé. Ce dispositif met en oeuvre une caméra qui enregistre des images du cordon de matière au cours de l'opération de dépôt et comprend des moyens de traitement d'images de façon à délivrer sur un écran les largeurs et les positions du cordon. L'opérateur peut constater visuellement sur l'écran les défauts du cordon de matière déposé. En cas de défaut constaté visuellement, l'opérateur décide de valider ou d'invalider le cordon déposé. Dans le cas où le cordon déposé sur une pièce est invalidé, un programmeur modifie les paramètres du programme de pilotage du robot précité de façon à faire appliquer un programme modifié lors du dépôt d'un cordon de matière sur les pièces suivantes. The patent FR-A-95 13 670 describes a device capable of continuously indicating the diameters and the positions of the bead during the operation of depositing the bead of controlled material. This device implements a camera which records images of the bead of material during the deposition operation and includes image processing means so as to deliver the widths and positions of the bead on a screen. The operator can see visually on the screen the defects of the bead of material deposited. In the event of a visually noted defect, the operator decides to validate or invalidate the removed cord. In the case where the bead deposited on a part is invalidated, a programmer modifies the parameters of the piloting program of the aforementioned robot so as to apply a modified program when a bead of material is deposited on the following parts.
Cette manière de procéder, bien qu'étant assistée par un système vidéo, est empirique. Elle nécessite une attention particulière de This procedure, although assisted by a video system, is empirical. It requires special attention from
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l'opérateur lors du dépôt et engendre une perte de temps lors de la modification du programme du robot. the operator when depositing and generates a loss of time when modifying the robot program.
La présente invention a pour but de perfectionner les procédés et dispositifs actuellement mis en oeuvre. The present invention aims to improve the methods and devices currently used.
La présente a tout d'abord pour objet un procédé de dépôt d'un cordon de matière sur une surface de pièces, selon une trajectoire grâce à une buse de dépôt, dans lequel une caméra enregistre des images du cordon au cours de l'opération de dépôt et des moyens de traitement d'images permettent d'effectuer un relevé de mesures sur le cordon déposé.
Selon l'invention, ce procédé consiste : - à effectuer une opération de dépôt de matière sur une première pièce conformément à un programme prédéterminé de déplacement de la buse de dépôt par rapport à cette pièce et de débits de la matière à déposer, fixant une trajectoire à effectuer et les vitesses et/ou variations de vitesses de déplacement et/ou les distances à parcourir le long de cette trajectoire à partir d'une position d'origine ; - à effectuer, au cours de ladite opération de dépôt, une phase d'apprentissage consistant à effectuer un relevé de mesures, le long de la trajectoire, de caractéristiques dimensionnelles et/ou de positions géométriques du cordon déposé ; - à effectuer une phase d'analyse consistant à comparer les valeurs des mesures relevées lors de la phase d'apprentissage avec des données de référence correspondantes, de façon à déterminer des valeurs de correction ; - à appliquer, dans le programme prédéterminé de déplacement précité, un programme de correction de la trajectoire à effectuer et/ou des vitesses et/ou variations de vitesses et/ou des distances à parcourir le long de cette trajectoire à partir d'une position d'origine et des débits, tenant compte desdites valeurs de correction, de façon à obtenir un programme de déplacement modifié ; - et à effectuer une opération de dépôt de matière sur au moins une seconde pièce conformément à ce programme de déplacement modifié. According to the invention, this method consists: - in carrying out a material deposition operation on a first part in accordance with a predetermined program of displacement of the deposition nozzle relative to this part and of the flow rates of the material to be deposited, fixing a trajectory to be performed and the speeds and / or variations in displacement speeds and / or the distances to be traveled along this trajectory from an original position; - to carry out, during said deposition operation, a learning phase consisting in carrying out a measurement reading, along the trajectory, of dimensional characteristics and / or of geometric positions of the deposited bead; - to carry out an analysis phase consisting in comparing the values of the measurements taken during the learning phase with corresponding reference data, so as to determine correction values; to apply, in the aforementioned predetermined displacement program, a program for correcting the trajectory to be carried out and / or the speeds and / or variations in speeds and / or the distances to be traveled along this trajectory from a position origin and bit rates, taking into account said correction values, so as to obtain a modified displacement program; - And to carry out a material deposition operation on at least a second part in accordance with this modified movement program.
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Le procédé peut en outre consister à modifier le débit de la buse en fonction des valeurs de correction précitées. The method can also consist in modifying the flow rate of the nozzle as a function of the abovementioned correction values.
Le procédé peut également consister à effectuer des relevés de mesures via des fenêtres d'observation successives correspondant à des espaces prédéterminées incluant des portions du cordon à déposer, à comparer les valeurs des mesures relevées dans des zones des fenêtres avec des données de référence correspondantes et à appliquer un programme de correction dans chacune des fenêtres. The method can also consist in carrying out measurement readings via successive observation windows corresponding to predetermined spaces including portions of the bead to be deposited, comparing the values of the measurements taken in areas of the windows with corresponding reference data and apply a correction program in each of the windows.
La présente invention a également pour objet un dispositif pour déposer un cordon de matière sur des pièces selon une trajectoire.
Selon l'invention, ce dispositif comprend : - un support pour recevoir une pièce, - une buse de dépôt, - des moyens pour déplacer le support par rapport à la buse, - des moyens pour piloter ces moyens de déplacement conformément à un programme de déplacement selon une trajectoire déterminée et à des viteses et/ou variations de vitesses déterminées de déplacement et/ou des distances parcourues le long de cette trajectoire, - une caméra pour enregistrer des images du cordon au cours de l'opération de dépôt, - des moyens de traitement d'images permettant d'effectuer un relevé de mesures de caractéristiques dimensionnelles et/ou de positions géométriques du cordon déposé, - des moyens pour comparer les valeurs des mesures relevées lors de la phase d'apprentissage avec des données de référence correspondantes, de façon à déterminer des valeurs de correction, - des moyens pour corriger le programme de déplacement précité de la buse de dépôt tenant compte desdites valeurs de correction, de façon à élaborer un programme de déplacement modifié. According to the invention, this device comprises: - a support for receiving a part, - a deposit nozzle, - means for moving the support with respect to the nozzle, - means for controlling these means of movement in accordance with a program of displacement along a determined trajectory and at determined speeds and / or variations in displacement speeds and / or distances traveled along this trajectory, - a camera for recording images of the bead during the deposition operation, - image processing means making it possible to take measurements of dimensional characteristics and / or geometrical positions of the deposited bead, - means for comparing the values of the measurements taken during the learning phase with corresponding reference data , so as to determine correction values, - means for correcting the aforementioned movement program of the deposition nozzle taking account of said correction values, so as to develop a modified displacement program.
Selon l'invention le dispositif peut avantageusement comprendre des moyens pour modifier le débit et la position de la buse en fonction des valeurs de correction précitées. According to the invention, the device can advantageously include means for modifying the flow rate and the position of the nozzle as a function of the abovementioned correction values.
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La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif de dépôt d'un cordon de matière sur des pièces, décrit à titre d'exemple non limitatif et représenté sur le dessin dans lequel : - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de dépôt d'un cordon de matière selon l'invention ;
- la figure 2 représente un schéma d'un circuit électronique du dispositif ci-dessus ; - et la figure 3 représente une vue schématique d'une image d'un portion du cordon déposé. The present invention will be better understood from the study of a device for depositing a bead of material on parts, described by way of nonlimiting example and represented in the drawing in which: - Figure 1 represents a schematic view a device for depositing a bead of material according to the invention;
- Figure 2 shows a diagram of an electronic circuit of the above device; - And Figure 3 shows a schematic view of an image of a portion of the deposited bead.
En se reportant à la figure 1, on voit qu'on a représenté un dispositif de dépôt 1 qui comprend un support 2 constitué par un robot sur lequel peut être installée une pièce 3 telle qu'une tôle, ainsi qu'une buse fixe d'extrusion 4, éventuellement à débit variable ou réglable, susceptible de délivrer un cordon de matière 5, par exemple un cordon de colle à déposer sur une surface 6 de la tôle 3 lors du déplacement de cette dernière grâce à un actionnement du robot 2. Referring to Figure 1, we see that there is shown a deposition device 1 which comprises a support 2 constituted by a robot on which can be installed a part 3 such as a sheet, as well as a fixed nozzle d 'extrusion 4, possibly with variable or adjustable flow rate, capable of delivering a bead of material 5, for example a bead of glue to be deposited on a surface 6 of the sheet 3 during the movement of the latter by actuation of the robot 2.
Le dispositif de dépôt 1 comprend en outre, fixés au support 7 de la buse d'extrusion 4, une caméra 8 et un moyen d'éclairage 9 orientés vers le cordon 5 en cours de dépôt. The deposition device 1 further comprises, fixed to the support 7 of the extrusion nozzle 4, a camera 8 and a lighting means 9 oriented towards the bead 5 during deposition.
La caméra 8 est de préférence constituée par une caméra CCD noir et blanc et placée de façon à filmer, sur une zone de surface déterminée, le cordon 5 déposé sur la tôle 3 juste après l'extrusion par la buse 4. Le moyen d'éclairage 9 constitué de préférence par une lampe halogène, est adapté et orienté pour éclairer cette zone filmée. The camera 8 is preferably constituted by a black and white CCD camera and placed so as to film, on a determined surface area, the bead 5 deposited on the sheet 3 just after extrusion by the nozzle 4. The means of lighting 9 preferably consisting of a halogen lamp, is adapted and oriented to illuminate this filmed area.
Dans un autre exemple, la tôle 3 pourrait être installée de façon fixe et le support 7 portant la buse 4, la caméra 8 et le moyen d'éclairage 9 pourraient être montés sur un robot. In another example, the sheet 3 could be fixedly installed and the support 7 carrying the nozzle 4, the camera 8 and the lighting means 9 could be mounted on a robot.
Le dispositif de dépôt 1 comprend également un circuit électronique 10, construit par des moyens connus, adapté pour traiter les signaux délivrés par la caméra 8 et pour commander le robot 2. The deposition device 1 also comprises an electronic circuit 10, constructed by known means, suitable for processing the signals delivered by the camera 8 and for controlling the robot 2.
Le circuit électronique 10 peut également être adapté, accessoirement, pour délivrer sur un écran de visualisation 11 les images captées par la caméra 9. The electronic circuit 10 can also be adapted, incidentally, to deliver on a display screen 11 the images captured by the camera 9.
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Comme le montre la figure 2, le circuit électronique 10 comprend un étage 12 d'acquisition/numérisation d'images suivi d'un étage 13 d'analyse ou de traitement des images. Cet étage d'analyse 13 est suivi d'un étage 14 de comparaison des données traitées avec des données de référence contenues dans une mémoire 15. As shown in FIG. 2, the electronic circuit 10 comprises a stage 12 for acquiring / digitizing images followed by a stage 13 for analyzing or processing the images. This analysis stage 13 is followed by a stage 14 for comparing the data processed with reference data contained in a memory 15.
L'étage de comparaison 14 est suivi d'un étage 16 de correction de programme qui est relié à une unité de programme 17. The comparison stage 14 is followed by a program correction stage 16 which is connected to a program unit 17.
Cette unité de programme 17 est susceptible d'être programmée grâce à un organe d'introduction de programmes 18 de façon à contenir un programme de pilotage ou de commande du robot 2 et éventuellement du débit de la buse d'extrusion 4. This program unit 17 can be programmed by means of a program introduction member 18 so as to contain a program for piloting or controlling the robot 2 and possibly the flow rate of the extrusion nozzle 4.
Le dispositif de dépôt 1 et son circuit électronique 10 sont adaptés pour fonctionner de la manière suivante. The deposition device 1 and its electronic circuit 10 are adapted to operate in the following manner.
A l'aide de l'organe 18, un opérateur introduit un programme de déplacement de la tôle 3 par rapport à la buse d'extrusion 4, en introduisant des paramètres de commande du robot 2 dans l'unité de programme 17 et dans la mémoire 15, de façon que ce robot 2 déplace la tôle 3 par rapport à la buse d'extrusion 4, à partir d'une position d'origine, selon une trajectoire tri-dimensionnelle déterminée et à des vitesses et/ou variations de vitesse de déplacement prédéterminées définissant ainsi une distance à parcourir le long de la trajectoire prédéterminée à partir de la position d'origine prédéterminée. With the aid of the member 18, an operator introduces a program for moving the sheet metal 3 relative to the extrusion nozzle 4, by introducing control parameters of the robot 2 into the program unit 17 and into the memory 15, so that this robot 2 moves the sheet 3 relative to the extrusion nozzle 4, from an original position, according to a determined three-dimensional trajectory and at speeds and / or variations in speed of predetermined displacement thereby defining a distance to be traveled along the predetermined path from the predetermined home position.
Au cours de l'opération de dépôt du cordon de matière 5, le circuit électronique 11 effectue une phase d'apprentissage consistant à acquérir, régulièrement le long de la trajectoire programmée et selon des fenêtres d'observation, des images du cordon 5 grâce à la caméra 8 et à l'étage d'acquisition/numérisation 12, chaque image ayant une position repérée par rapport à la position d'origine précitée dans le programme déterminé contenu dans l'unité de programme 17. During the operation of depositing the bead of material 5, the electronic circuit 11 performs a learning phase consisting in acquiring, regularly along the programmed trajectory and according to observation windows, images of the bead 5 thanks to the camera 8 and the acquisition / digitization stage 12, each image having a position marked with respect to the abovementioned original position in the determined program contained in the program unit 17.
Comme le montre la figure 3, chaque image 19 de chaque fenêtre d'observation comporte un nombre déterminé de pixels répartis selon un repère orthogonal. As shown in FIG. 3, each image 19 of each observation window comprises a determined number of pixels distributed according to an orthogonal coordinate system.
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Chaque image 19 prise est analysée dans l'étage de traitement 13 de façon à effectuer un relevé de mesures de caractéristiques dimensionnelles et de positions géométriques du cordon de matière 5 déposé. Each image 19 taken is analyzed in the processing stage 13 so as to take a reading of measurements of dimensional characteristics and of geometric positions of the bead of material 5 deposited.
Pour celà, l'étage de traitement 13 recherche dans chaque image 19 les fronts de passage des pixels du noir au blanc ou du blanc au noir pour ainsi déterminer, grâce aux contrastes relevés, la position de la portion de cordon de matière 5 s'étendant dans chaque fenêtre ainsi que les largeurs de ce cordon le long de cette portion. For this, the processing stage 13 searches in each image 19 for the edges of the pixels from black to white or from white to black so as to determine, thanks to the contrasts noted, the position of the portion of bead of material 5 s' extending in each window as well as the widths of this cord along this portion.
L'étage de comparaison 14 procède alors à la comparaison des caractéristiques dimensionnelles et de positions géométriques relevées avec des données de référence correspondantes contenues dans la mémoire 15. The comparison stage 14 then proceeds to the comparison of the dimensional characteristics and of the geometric positions recorded with corresponding reference data contained in the memory 15.
Dans la mesure où il n'y a pas correspondance, l'unité de comparaison 14 délivre des valeurs de correction qui correspondent à des écarts de positions du cordon de matière 5 dans chaque fenêtre et à des écarts de largeurs de ce cordon 5. Insofar as there is no correspondence, the comparison unit 14 delivers correction values which correspond to differences in position of the bead of material 5 in each window and to differences in width of this bead 5.
La trajectoire programmée étant exécutée, l'étage de correction de programme 16 prend les valeurs de correction délivrées par l'étage de comparaison 14 et modifie le programme de déplacement en vigueur contenu dans l'unité de programme et de commande 17 de façon à obtenir un programme de déplacement modifié tenant compte des valeurs de correction fournies. The programmed trajectory being executed, the program correction stage 16 takes the correction values delivered by the comparison stage 14 and modifies the movement program in force contained in the program and control unit 17 so as to obtain a modified movement program taking into account the correction values provided.
Cette modification du programme de déplacement consiste principalement à modifier la trajectoire impliquée par le robot 2 dans les zones où des écarts ont été relevés et à modifier les vitesses et/ou les variations de vitesses de déplacement et en conséquence les distances à parcourir le long de la trajectoire à partir de la position d'origine. This modification of the movement program mainly consists in modifying the trajectory implied by the robot 2 in the zones where deviations have been noted and in modifying the speeds and / or the variations in movement speeds and consequently the distances to be traveled along the trajectory from the original position.
Le programme de déplacement modifié étant en place, une nouvelle tôle 3 peut être installée sur le robot 2 et un cordon de matière 5 peut être déposé. With the modified movement program in place, a new sheet 3 can be installed on the robot 2 and a bead of material 5 can be removed.
Le dispositif de dépôt 1 et son circuit électronique 10 peuvent alors être mis en action de façon à déposer un cordon de matière 5 sur une surface 6 de cette nouvelle tôle conformément au The deposition device 1 and its electronic circuit 10 can then be actuated so as to deposit a bead of material 5 on a surface 6 of this new sheet in accordance with
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programme de déplacement modifié contenu dans l'unité de programme et de commande 17. modified travel program contained in the program and control unit 17.
Dans le cas où la buse d'extrusion 4 est réglable, l'étage de correction de programme 16 peut être adapé pour modifier les paramètres du programme contenu dans l'unité de programme et de commande 17 de manière à adapter le débit de la buse d'extrusion 4 en fonction des écarts relevés et délivrés par l'étage de comparaison 14. In the case where the extrusion nozzle 4 is adjustable, the program correction stage 16 can be adapted to modify the parameters of the program contained in the program and control unit 17 so as to adapt the flow rate of the nozzle extrusion 4 as a function of the deviations noted and delivered by the comparison stage 14.
Ainsi, le dispositif de dépôt 1 et son circuit électronique 10 sont adaptés pour contrôler les qualités du dépôt du cordon de matière 5 mais également adaptés pour modifier, si besoin, le programme de déplacement impliqué par le robot 2 d'une tôle 3 à la suivante. Thus, the deposition device 1 and its electronic circuit 10 are adapted to control the qualities of the deposition of the bead of material 5 but also adapted to modify, if necessary, the movement program involved by the robot 2 from a sheet 3 to the next.
Bien entendu, l"étage de comparaison 14 ou l'étage de correction de programme 16 peuvent contenir des tolérances dimensionnelles concernant les positions géométriques du cordon de matière 5 et sa largeur de façon à n'appliquer le programme de correction du programme de déplacement contenu dans l'unité de programme et de commande 17 que si ces tolérances sont dépassées. Of course, the comparison stage 14 or the program correction stage 16 may contain dimensional tolerances concerning the geometrical positions of the bead of material 5 and its width so as not to apply the correction program of the contained movement program in the program and control unit 17 only if these tolerances are exceeded.
La présente invention ne se limite pas à l'exemple cidessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. The present invention is not limited to the example described above. Many alternative embodiments are possible without departing from the scope defined by the appended claims.
Claims (5)
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