WO2024126913A1 - Installation et procédé de fabrication d'ébauches de pneumatique - Google Patents
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Classifications
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- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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Definitions
- a tire of a wheel of a motor vehicle generally comprises three distinct zones comprising a crown which includes a crown reinforcement and a tread intended to come into contact with the ground, beads intended to ensure the fixation of the tire on a rim of a wheel and sides intended to connect the top to the bead.
- the tire further comprises a metal or textile fiber structure forming a reinforcing carcass of the structure of the tire and making it possible to connect the crown to the beads.
- a tire blank elements taking the form of rods, strips or layers are successively assembled so as to form a carcass reinforcement of cylindrical shape.
- the cylindrical-shaped carcass reinforcement is then transformed into a toroidal-shaped carcass reinforcement, during a step known as “conformation”.
- the top of the cylindrical carcass reinforcement is stretched so as to increase the diameter and the beads are brought axially towards each other.
- the assembly and conformation steps are generally carried out on a drum for manufacturing tire blanks of cylindrical shape, movable in rotation around an axis of symmetry of revolution.
- Elements in the form of wires, strips or The layers are placed circumferentially on the drum or on the tire blank during manufacture.
- the installation steps are carried out manually or automatically.
- an operator located in front of the drum grasps the end part of an element, for example, a tablecloth wound on a reel, pulls it to the drum, positions it and secures it on the drum or tire blank being manufactured.
- the drum is then rotated so as to complete one revolution.
- the operator guides the web so that the winding of the web substantially forms a straight cylinder.
- the operator then cuts the tablecloth, and adjusts the junction between the two ends of the tablecloth.
- manually carrying out the installation step has numerous disadvantages. The operator is limited in speed and precision.
- the rigidity of the element can influence its transverse position of its unrolled end on a flat surface.
- the transverse position of the tip of the unrolled elastomeric element can be angularly offset relative to an axial axis perpendicular to the axis of rotation of the drum.
- the present invention relates to an installation for manufacturing tire blanks associated with a first orthogonal marker and comprising a drum for manufacturing tire blanks movable in rotation around an axis of rotation of the first marker, a platform arranged in upstream of the drum, extending along a transverse axis of the first mark and comprising a flat surface for receiving an end part of an elastomeric element or sheet, at least one robotic arm and an electronic control unit, acronym UCE, configured to control the robotic arm.
- the installation further comprises at least a first three-dimensional camera restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said first camera and having an axis of sight oriented towards the platform and configured to acquire an image of the part d end of the elastomeric element on the platform.
- the robotic arm comprises at least one gripper associated with a second orthogonal marker distinct from the first marker and configured to grip the end part of the elastomeric element from above.
- Said gripper comprises at least three rows of elements made of magnetic material or magnets parallel to each other and regularly spaced from one another along an axis of extension of the second mark.
- the UCE comprises at least: - a module for gripping the end part of the elastomeric element configured to determine a gripping point of the gripper as a function of the cloud of points rendered by the first camera, and - a module for anchoring said end portion on the external surface of the drum configured to determine an anchoring point of each rows of magnetic material elements on the external surface of the drum.
- the assembly installation is agile unlike the multi-station automatic assembly machines of the state of the art for which each station is dedicated to the installation of a particular pre-assembled element or assembly.
- the robotic arm is more precise than an operator, while being faster, which allows the improvement of the quality of the tire blanks manufactured, and the increase in the time used to operate the installation. manufacturing.
- useful time we mean the net time without taking into account the time linked to the manufacture of tire blanks that are unsatisfactory in terms of quality.
- net time we mean the time during which the machine produces tire blanks, without taking into account the time linked to speed differences and failures.
- the tip of the elastomeric element or sheet corresponds to the end of the end part, for example triangular, of the elastomeric element.
- the tip corresponds to the top or peak of said end part.
- said end portion extends along the axis of extension of the second marker offset angularly from the transverse axis of the first marker.
- the angular offset angle between the extension axis of the second reference mark and the transverse axis of the first reference mark is preferably non-zero.
- the gripping module comprises: - a module for acquiring the image of the end part of the elastomeric element on the platform by the first camera, - a module for cutting the image of the part d the end of the elastomeric element on the platform in three zones, and - a module for determining the position of the gripper and in particular the grip point comprising a first image processing processor configured to determine an initial grip point in the point cloud of the image from the acquisition module and for correct said initial gripping point by translating said initial gripping point by a distance corresponding to the radius of the magnets of the gripper along the axis of extension of the second mark and along a second longitudinal axis of the second mark perpendicular to said axis of extension and to determine the grip point transmitted to the robotic arm by a transmission module.
- the three zones of the end part visible on the platform comprise a first zone corresponding to the zone located between the tip or peak of the end part and a second zone, the second zone is located between the first zone and a third zone and the third zone is located between the second zone and the edge of the platform.
- the total length of the end part of the elastomeric element corresponds to the distance between the tip of said end part and the edge of the platform.
- the first and third zones each correspond to 30% of the total length.
- the length of the first zone could be different from the length of the third zone.
- the length of the first zone could be between 20% and 30% of the total length and the length of the third zone could be between 20% and 30% of the total length.
- the module for determining the position of the gripper is configured to determine a straight line passing through the lateral side of the second zone, the grip point being offset axially from the tip of the end part of a distance.
- the installation comprises a first fixed vertical laser indicating the center of the drum, a second fixed horizontal laser indicating the azimuth of installation of the elastomeric element and two variable vertical lateral lasers indicating the longitude of installation, said lasers being integral with a fixed structure or gantry the installation.
- the anchoring module comprises a module for projecting said lasers onto the external surface of the drum, and in particular onto a zone where the end of the elastomeric element is placed.
- the installation comprises a second three-dimensional camera restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said second camera and having an axis of sight oriented towards the drum and configured to acquire an image of a zone of placed on the external surface of the drum.
- the anchoring module comprises: - a module for acquiring an image of said installation zone taken by said second camera, and - an image processing module of said installation zone configured to detect the lasers and a intersection pixel at the intersection between the second horizontal laser and one of the lateral lasers, namely the right lateral laser if the end part of the elastomeric element is oriented to the right or the left lateral laser if the part end point is oriented to the left and a middle pixel at the intersection of the first horizontal vertical laser and the second horizontal laser to estimate an intersection point and a middle point corresponding to the three-dimensional points of the intersection pixels and from the middle of the drum.
- the anchor module comprises: - a module configured to determine the anchor point of each of the magnets relative to the point of intersection in a normal plane where there is an adjusted circle in the cloud of points of a lateral lasers and as a function of a distance between two rows of magnets as well as the radius of a magnet, - a module for transmitting said anchor points to a control module of the gripper, said control module being configured to separately order the rows of magnets of the gripper, and in particular the actuators of each magnet.
- the UCE includes a module for securing the elastomeric element around the drum, a module for cutting the elastomeric element to the desired length and a welding module of the cut part of the elastomeric element with the end part anchored on the external surface of the drum.
- the gripper of the robotic arm comprises actuators each connected to a magnet, said actuators being controlled separately to successively release the third row of magnet, the second row of magnet then the first row of magnet.
- the actuators are deactivated row by row to release the anchored areas of the elastomeric element.
- the anchoring module makes it possible to anchor a product of complex shape on a rounded shape, i.e. the drum, thanks to the determination of three anchoring points belonging to the same circle.
- the magnetic material elements of the gripper of the robotic arm are preferably mounted on a support configured to be connected to the end portion of the robotic arm(s) in the case where there are two robotic arms.
- the first, second and third rows of elements made of magnetic material each comprise at least one element of magnetic material.
- the first and second rows of elements made of magnetic material of the gripper of the robotic arm each comprise a single element of magnetic material.
- the third row comprises at least three elements of magnetic material or magnets, one of the elements of magnetic material of the third row being aligned along the axis of extension to the magnetic elements of the first and second rows.
- all of the magnetic elements are arranged to form a T.
- the shape of the gripper is symmetrical. Thanks to the symmetrical arrangement of the gripper, it is possible to use the same gripper to grip the end part of a right-facing elastomeric element or the end portion of a left-facing elastomeric element.
- the gripper could be provided with a different number of elements made of magnetic material, for example greater than or equal to six.
- the elements made of magnetic material can have a circular or rectangular section or any other section.
- the installation includes a second robotic arm.
- a second robotic arm For the gripping and anchoring steps, only one robot arm is needed.
- the second robotic arm is, moreover, used during the cutting step in order to hold the end part against the drum.
- the first 3D camera for example, an RGB-D sensor, is fixed, and directed upstream towards the platform and fixed on the fixed structure or gantry.
- the first 3D camera is advantageously used in the installation and gripping stages. The first 3D camera avoids the necessary registration when using a 2D camera.
- the first 3D camera will immediately match the distance of the object and its perceived size, which makes it possible to measure the dimensions of the object without having to indicate the depth at which it is located in relation to the camera.
- the second 3D camera for example an RGB-D sensor
- the second 3D camera is advantageously used for the anchoring, cutting and welding stages.
- the RGB-D type 3D camera is advantageously calibrated or calibrated only in relation to the robotic arm, and not with the environment since said camera detects the environment in three dimensions and can allow the measurement and determination of the positions and orientations of the elements being in its field of vision, this which allows the platform to be oriented in different orientations.
- the platform comprises at least one plate or strip of magnetic or magnetized material extending along a longitudinal axis parallel to the axis of rotation and arranged on the receiving surface of the platform.
- the magnetic strip makes it possible to attract the wires of the elastomeric element with magnetic properties and thus to press the end part of said element onto the platform.
- the platform does not include such a magnetic strip.
- the invention relates to a method for automatic and successive installation of elastomeric elements using a tire blank manufacturing installation associated with a first orthogonal mark and comprising a blank manufacturing drum movable tire in rotation around an axis, a platform arranged upstream of the drum, extending along a transverse axis of the first mark and comprising a flat surface for receiving one end of an elastomeric element, at least one arm robot equipped with, and at least one first three-dimensional camera restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said first camera and having an axis of sight oriented towards the platform and configured to acquire an image of the end part of the elastomeric element on the platform, in particular on the flat receiving surface.
- the robotic arm comprises at least one gripper associated with a second orthogonal marker distinct from the first marker and configured to grip the end part of the elastomeric element from above.
- Said gripper comprises at least three rows of elements made of magnetic material or magnets parallel to each other and regularly spaced from one another along an axis of extension of the second mark.
- the method comprises at least one installation step comprising a sequence comprising at least: - a step of gripping the end part of the elastomeric element, during which a gripping point of the gripper is determined based on the cloud of points rendered by the first camera; and - a step of anchoring said end on the external surface of the drum, during which an anchoring point of each of the rows of elements made of magnetic material is determined on the external surface of the drum.
- a contact pressure is applied and the parts of the end part anchored on the drum are gradually released.
- said end portion extends along an axis of extension of the second marker offset angularly from the transverse axis of the first marker.
- the step of gripping the end part of the elastomeric element comprises a step of acquiring the image of the end part of the elastomeric element on the platform by the first camera, a step of cutting the image of the end part of the elastomeric element on the platform into three zones, a step of determining the position of the gripper, in particular an initial grip point, in the cloud of points of the image acquired in the acquisition step using a processing processor, a step of correcting the initial grip point by translating the initial grip point by a distance corresponding to the radius of each of the magnets of the gripper according to the extension axis of the second mark and along a second longitudinal axis of the second mark perpendicular to said extension axis parallel to the axis of rotation and the transverse axis to obtain the grip point and a step of transmitting said point of taken by the robotic arm with a view to taking the end part of the elastomeric element by the gripper.
- the anchoring step comprises a laser projection step and a step of acquiring an image of a installation surface on the external surface of the drum taken by a second camera, for example an R-GBD sensor, restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said second camera and having an axis of sight oriented towards the drum, said steps of laser projection and acquisition of an image being carried out before the step of taking the end part of the elastomeric element by the gripper.
- the lasers include a first fixed vertical laser indicating the center of the drum, a second fixed horizontal laser indicating the azimuth of installation of the elastomeric elements and two variable vertical lateral lasers indicating the installation longitude, in order to anticipate the trajectory of the robotic arm and knowing where to anchor said end.
- the anchoring step further comprises: - a step of processing the image of the installation zone, during which the lasers and a cloud of points rendered by the second camera are detected, the pixels are isolated associated with the lasers in the image acquired during the acquisition step and the intersection pixel is detected at the intersection between the second horizontal laser and one of the lateral lasers, - a step determining the anchor point of each rows of magnets relative to the point of intersection in a normal plane where there is a fitted circle in the point cloud of one of the side lasers and as a function of a distance between two rows of magnets as well as the radius of a magnet of the gripper, and - a step of transmitting the anchoring points of each of the magnets to a control module of the gripper configured to separately control the rows of magnets of the gripper and in particular the actuators of each magnet.
- the method comprises an elastomeric element supply step during which the end part of the elastomeric element is placed on the surface of a platform of the installation.
- the sequence of the installation step further comprises a step of securing the elastomeric element around the drum, a step of cutting the elastomeric element to the desired length and a step of welding the cut part of the elastomeric element with the end part anchored on the external surface of the drum.
- FIG. 1 very schematically represents a overview of an installation for manufacturing tire blanks implementing a method for manufacturing tire blanks according to the invention
- FIG 2A], [Fig 2B], [Fig 2C] illustrate in detail the position of the end part of the elastomeric element on the platform of the installation of Figure 1
- FIG 3D represents a detail of Figure 3B
- FIG 4 partially illustrates the gripper of the installation of Figure 1
- FIG 5 illustrates the image processing steps by the image processor of the installation of Figure 1
- FIG 6 schematically illustrates a three-dimensional representation from the first RGB-D camera
- FIG 7] illustrates the translation of a gripping point of the end part of the end part of the invention
- a first reference or orthonormal base X, Y, Z associated with the installation 10 for manufacturing tire blanks in which we find: - a longitudinal axis X, horizontal and extending from back to front in Figure 1 and parallel to the axis of rotation X-X' of the drum 16; - a transverse axis Y, horizontal, perpendicular to the longitudinal axis X and extending from left to right in Figure 1; And - a vertical axis Z, orthogonal to the longitudinal axes X and transverse Y and extending from bottom to top in Figure 1.
- FIG. 1 illustrates an installation 10 for manufacturing tire blanks comprising a supply station 12 with elastomeric elements 13 and at least one installation station 14 of said elements.
- elastomeric element is meant an elastomeric product possibly reinforced, calendered or extruded according to a given profile so as to form a continuous strip or sheet and, by extension, a set of pre-assembled elastomeric elements.
- An elastomeric element 13 is here wound on a spool 15.
- the installation station 14 comprises a drum 16 for manufacturing tire blanks (partially shown), a robotic arm 18 provided with an effector 20 or tool adapted to the step for manufacturing the blank and a platform 21 for presenting the product.
- installation station we also mean the area in which the elastomers are installed.
- the supply station 12 of elastomeric elements 13 comprises a multi-axis industrial robot 34 capable of handling a container supporting an elastomeric element.
- power station is also meant the area in which the industrial robot 34 is located.
- the power station 12 is adjacent to the installation station 14 and includes a storage space 36 in which the containers are arranged.
- the containers are in the form of reels 15, reels 38 comprising a reel 15 or roller tables supporting an elastomeric element unsuitable for being stored on a reel.
- the manufacturing installation 10 comprises an electronic control unit 40, with the acronym UCE, configured to control the power supply station 12 and the installation station 14.
- the UCE 40 is capable, in particular, of controlling the automatic installation of the elastomeric elements 13 on the drum 16.
- the drum 16 has the shape of a cylinder, generally straight, with symmetry of revolution of central axis X-X'.
- the drum 16 is movable in rotation around the central axis of a multi-axis industrial robot.
- the radially external surface 16a of the drum 16 constitutes a laying surface with which the first element(s) 13 placed are in contact.
- the second placed element(s) are in contact with the radially external surface of the first placed element(s).
- the robotic arm 18 can be of the six-axis type, and comprises a series of six parts of variable lengths, articulated together by six joints or pivots.
- the robot comprises a base 18a mounted movable to pivot by a first articulation (not visible) on a fixed structure or gantry 28, a first segment or shoulder 18b movable to pivot by a second articulation 26 relative to the base 18a, a second segment or elbow 18c movable to pivot by a third articulation 26a relative to the first segment 18b and a wrist 18d movable to pivot along three distinct axes of rotation relative to the second segment 18c by three articulations (not visible).
- the base 18a and the wrist 18d can rotate on themselves. Each joint or pivot is actuated by an electric motor (not shown).
- the one or more grippers 20 are mounted integrally with the wrist 18d.
- the robotic arm 18 can take various shapes with more or fewer axes of mobility.
- the robotic arm 18 is configured to carry out the automatic and successive installation of an elastomeric element 13 on the drum 16.
- the end portion 13a of the elastomeric element has a triangular shape oriented in one direction or another.
- the installation could include a second robotic arm identical to and parallel to the first robotic arm. The presence of a second robotic arm makes it possible to grasp the end of the end part 13a of an elastomeric element 13 oriented in the second direction.
- the second robot arm can, moreover, be used during the cutting step in order to hold the end part against the drum.
- the installation could include one or two robotic arms 18.
- the tools 20 allowing the implementation of automatic installation are chosen from the group comprising at least one gripper 25 and scissors.
- the gripper 25 will be described in detail with reference to Figures 4 and 7.
- the tools 20 can also include rollers to apply pressure on the element once placed on the external surface 16a of the drum 16 and press it against said external surface 16a .
- the installation 10 comprises a robotic arm 18 placed overhanging the drum 16, preferably more or less 0.5m from the central axis XX' of the drum 16 in a horizontal direction.
- the platform 21 for presenting the product is arranged upstream of the drum 16 and upstream of a GM mechanical guide.
- the platform 21 comprises a flat surface 21a for receiving an end 13a of the elastomeric element 13, and in particular the end portion 13a of said element 13 after partial unwinding of the coil 15.
- the mechanical reinforcement of an elastomeric element 13 coupled with the fact that said element is wound around the coil 15 generate a surface of the end part 13a which is not completely flat once unrolled on the platform 21 with a view to being placed on the external surface 16a of the drum 16, as can be seen in Figure 2B.
- the platform 21 may comprise, for this purpose, a plate or strip made of an element of magnetic or magnetized material 21b extending along the longitudinal axis makes it possible to attract the wires of the elastomeric element 13 with magnetic properties and thus to press the end part 13a of said element 13 onto the platform 21.
- the platform 21 does not include such a magnet 21b .
- the rigidity of the elastomeric element 13 can influence its position of its unrolled end on the flat surface 21a of the platform 21.
- the longitudinal position of the end part 13a of the unrolled elastomeric element 13 can extend along an axis of extension Y1 which can be angularly offset relative to the transverse axis Y perpendicular to the axis X-X' of rotation of the drum 16.
- Figure 3A illustrates the case where the end part 13a of the unrolled elastomeric element 13 extends along an extension axis Y1 which is not angularly offset relative to the transverse axis Y perpendicular to the axis of rotation X-X' of the drum 16. This case is particularly rare.
- Figure 3B illustrates the case where the end part 13a of the unrolled elastomeric element 13 extends along an axis of extension Y1 which is angularly offset relative to the transverse axis Y inwards
- Figure 3C illustrates the case where the end part 13a of the unrolled elastomeric element 13 extends along an extension axis Y1 which is angularly offset relative to the transverse axis Y outwards.
- the gripper 25, visible in detail in Figures 4 and 7, comprises three rows of elements made of magnetic material or magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f parallel to each other and to the axis of rotation of the drum 16.
- the rows elements of magnetic material are regularly spaced from each other in the direction of extension Y1.
- the first and second rows of magnetic material elements each comprise one magnetic material element 25a, 25b and the third row comprises three magnetic material elements 25c, 25e, 25f.
- One of the magnetic material elements 25c of the third row being aligned along the axis of extension Y1' to the magnetic elements 25a, 25b of the first and second rows. All of the magnetic elements 25a, 25b, 25c, 25e, 25f are here arranged so as to form a T.
- the shape of the gripper is symmetrical.
- the T-shaped arrangement of the magnets or a symmetrical arrangement of the gripper it is possible to use the same gripper to grip the end portion of a right-facing elastomeric element or the end portion of a Elastomeric element oriented to the left.
- the third row could be provided with only one element made of magnetic material.
- the gripper 25 includes five magnetic elements.
- the gripper 25 could be provided with a different number of elements made of magnetic material, for example greater than or equal to six.
- the magnetic material elements 25a, 25b, 25c, 25e, 25f are mounted on a support 25d configured to be connected to the end part of one of the robotic arms 18.
- the gripper 25 of the robotic arm 18 is configured to grip the end portion 13a of the elastomeric element 13 from above.
- the gripper 25 being rigid, it is not possible to align it with the end part 13a of the elastomeric element 13 in the case where the latter extends along the offset axis of extension Y1 angularly relative to the transverse axis Y as visible in Figure 3B or Figure 3C.
- the installation 10 comprises a first three-dimensional camera (not shown), such as an RGB-D sensor, restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said first camera and having an axis of sight oriented towards the platform 21 and configured to acquire an image of the end part 13a of the elastomeric element 13 on the platform 21.
- This step corresponds to a step 151 of acquiring the image of the elastomeric element 13 on the platform 21
- the first 3D camera is fixed to the gantry 28 and directed upstream towards the platform 21.
- the first 3D camera makes it possible to avoid the necessary registration when using a 2D camera. Indeed, the first 3D camera will immediately match the distance of the object and its perceived size, which makes it possible to measure the dimensions of the object without having to indicate the depth at which it is located in relation to the camera.
- the electronic control unit UCE 40 comprises for this purpose a module 50 for gripping the end part 13a of the elastomeric element 13.
- the gripping module 50 comprises a module 51 for acquiring the image of the part end 13a of the elastomeric element 13 on the platform 21 by the first 3D camera.
- the gripping module 50 further comprises a module 52 for cutting the image of the end part 13a of the elastomeric element 13 on the platform 21 into three zones Z1, Z2, Z3, visible in Figure 3B.
- the first zone Z1 corresponds to the zone located between the tip P po of the end part 13a, visible in Figure 3D
- the second zone Z2 is located between the first and the third zones Z1, Z3 and the third zone Z3 is located between the second zone Z2 and the edge 21c of the platform 21.
- the total length L of the end part 13a of element 13 corresponds to the distance between the tip P po of said end portion 13a and the edge 21c of the platform 21.
- the first and third zones Z1, Z3 each correspond to 30% of the length total L.
- the length of the first zone Z1 could be different from the length of the third zone Z3.
- the length of the first zone Z1 could be between 20% and 30% of the total length L and the length of the third zone Z3 could be between 20% and 30% of the total length L.
- Module 50 gripping device further comprises a module 53 for determining the position of the gripper 25 and in particular a gripping point P p of the gripper 25.
- the module 53 for determining the position of the gripper 25 is configured to determine a straight line d1 passing through the lateral side of the second zone Z2.
- the gripping point P p is offset axially from the tip P po of the end part 13a by a distance d p .
- the module 53 for determining the position of the gripper 25 further comprises a first image processing processor configured to determine an initial position of the tip or initial grip point P pi in the point cloud of the image from the module acquisition 51.
- the image processing processor comprises the following successive steps, illustrated with reference to Figure 5, with a u, v mark dedicated to the image.
- the processor detects the region of platform 21 in the image, then binary thresholding is carried out in this region. Binary thresholding can be achieved using a method known as Otsu.
- the largest contour C is detected, from which the extreme pixels respectively to the left, to the right and at the bottom of the contour P max , g , P max , d and P max , b are extracted. These three pixels are then used to determine the orientation of the end part 13a of the elastomeric element 13.
- a first distance is compared between the extreme pixel on the left P ma x, g and the extreme pixel at the bottom P ma x , b , with a second distance between the extreme pixel on the right P ma x ,d and the extreme pixel on the bottom P ma x , b , If the first distance is greater than the second distance, that is to say if , then it is a left-oriented elastomeric element, otherwise it is a right-oriented elastomeric element.
- the pixels of the right side edge p d, i of the end part 13a and the pixels of the left side edge p g, i are detected by searching for the intersection between N vertical lines and the contour C of the second zone Z2 of the end part 13a of the elastomeric element 13.
- the first camera also makes it possible to obtain a depth map, called "depth frame” in Anglo-Saxon terms superimposed with a color image , to recover depths of points of interest resulting from the image processing carried out on the color image then calculate the three-dimensional coordinate of each of said points to obtain the three-dimensional image as illustrated in Figure 6.
- depth frame in Anglo-Saxon terms
- the first image processing processor is configured to estimate the 3D point of the tip P po coming from the pixel P max, b , as well as the left and right lateral 3D points P g, i and P d, i respectively coming from the pixels p g , i and p d , i .
- the first image processing processor is configured to estimate the lines d2, d3 passing through these points P g, i and P d, i, to calculate the angle ⁇ NS T formed between these two lines d2, d3 and to obtain the initial point P pi by projection of the point P po , itself projected in the area defined by the two straight lines d2, d3.
- the projection distance between these points corresponds to the distance d p previously mentioned.
- the first image processing processor is then configured to translate the initial tap point P pi by a distance Ra along the longitudinal axis X1 and the extension axis Y1 of the second marker 13 oriented to the right or towards the right and towards the rear in the case of an elastomeric element 13 oriented to the left.
- Figure 7 illustrates the translation of the initial grip point P pi of the distance Ra towards the left and backwards in the case of an elastomeric element 13 oriented to the right to obtain the grip point P pf transmitted to the robotic arm 18 by a transmission module 54.
- the distance Ra corresponds to the radius of the magnets 25a, 25b, 25c of the gripper 25.
- Such a translation of the distance Ra along the longitudinal axis X1 of the second mark X1, Y1, Z1 makes it possible to increase the magnetization surface of the gripper 25 with the end part 13a of the elastomeric element 13.
- the gripper 25 is initially aligned with the straight line d1, we shift the distance -Ra along the longitudinal axis X1 of the second mark when taking the end part 13a of the elastomeric element 13 and we shift the distance +Ra along the longitudinal axis X1 upon installation to cancel this shift.
- the electronic control unit UCE 40 further comprises a module 60 for anchoring said end 13a on the external surface 16a of the drum 16.
- the gripper 25 comprising three rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f
- the anchoring step is carried out in three successive poses R T1 , R T2 and R T 3 , that is to say one pose per row d magnet 25a, 25b, 25c, 25e, 25f.
- the anchoring module 60 comprises a laser projection module 61, namely a first fixed red vertical laser L1 indicating the center of the drum 16, a second fixed green horizontal laser L2 indicating the azimuth of installation of the elastomeric elements and two variable green vertical lateral lasers L3, L4, indicating the longitude of installation, on the external surface 16a of the drum 16.
- the lasers L3, L4 of wavelength corresponding to the green color are preferred because the green color is more differentiable from the rubber of the tire. Indeed, the eraser tends to reflect red, which reduces the contrast of the lasers.
- the lasers L3, L4 could be expected to have a wavelength corresponding to the color red or another color.
- the lasers L1 and L2 could have a wavelength corresponding to a color other than red, for example green or another color.
- the lasers are fixed on the gantry 28.
- the installation 10 further comprises a second three-dimensional camera (not shown) restoring a cloud of points of coordinates measured in a reference frame associated with said second camera and having an axis of sight oriented towards the drum 16 and configured to acquire an image of an installation zone on the external surface 16a of the drum 16.
- the second camera is, for example an RGB-D sensor.
- the second camera is configured to bring out the different lasers L1, L2, L3, L4.
- the second camera can be configured to increase the exposure to capture the light from the lasers, to increase the saturation to bring out the dominant colors and to modify the white balance to bring out the green color.
- the anchoring module 60 comprises a module 62 for acquiring an image of the external surface 16a of the drum 16, in particular of the installation zone, taken by the second camera fixed on the gantry 28 and directed towards the drum 16.
- the acquired image of the external surface 16a of the drum 16 is visible in Figure 8.
- the acquisition of the image of the installation zone on the external surface 16a of the drum 16 is carried out before taking the end part 13a of the elastomeric element 13 by the gripper 25 in order to anticipate the trajectory of the robotic arm 18 and to know where to anchor said end 13a. Carrying out this acquisition step upstream of taking the end part 13a of the elastomeric element 13 makes it possible to avoid creep of said end 13a.
- the anchor module 60 further comprises an image processing module 63 of the installation zone includes a second image processing processor configured to detect the lasers L1, L2, L3, L4 and a 3D point cloud .
- Said image processing module 63 is further configured to isolate the pixels associated with the lasers in the acquired image using a color segmentation in the image, converted into a saturated image, called a saturation hue value, of acronym TSV or Hue Saturation Value in Anglo-Saxon terms.
- Said module 63 is configured to detect an intersection pixel p i at the intersection between the second horizontal laser L2 and one of the lateral lasers L3, L4, namely the right lateral laser L3 if the end part 13a of the elastomeric element 13 is oriented to the right or the left side laser L4 if the end part 13a is oriented to the left.
- the axis X-X' of the drum 16 is defined by the vector between the intersection pixel p I and a pixel in the middle of the drum p m detected at the intersection between the first vertical laser L1 and the second horizontal laser L2.
- the anchor module 60 comprises a module 64 configured to determine the anchor point P 1 , P 2 , P 3 of each of the magnets 25a, 25b, 25c relative to the intersection point P I in a plane Pi ( ⁇ ) of normal ⁇ ⁇ ⁇ where there is a fitted circle C in the point cloud of one of the lateral lasers L3, L4 of Figure 8 and as a function of a distance d r between two rows d magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f as well as the radius R a of a magnet 25a, 25b, 25c, 25e, 25f.
- Figure 9 illustrates how the anchor points P 1 , P 2 , P 3 of each of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f are positioned relative to the intersection point P I in a plane Pi ( ⁇ ) of normal ⁇ ⁇ ⁇ .
- ⁇ ⁇ 3 ( ⁇ ⁇ + 2 ⁇ ⁇ )/ ⁇ )
- the fitted circle C with center P c and radius R is determined based on the drum axis, drum radius and circle center
- the axis of the drum is determined using the vector ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and the radius can be obtained in two ways: by measuring by rangefinder or diameter estimate.
- said module 64 is configured to carry out a circle adjustment in the 3D point cloud of one of the lateral lasers L3, L4.
- the equation we are looking for comes from that of a great circle C in R 3 , that is to say a circle drawn on a sphere having the same center as the sphere.
- Figure 10A shows the fitted circle C fitted into the laser point cloud.
- the projection of the point of intersection P I on the adjusted circle C, P I / C is rotated around the center of the circle to find the anchor points P 1 , P 2 , P 3 of each of the magnets 25a, 25b, 25c. This projection is necessary to ensure that all points are on the fitted circle C.
- the vector ⁇ ⁇ is defined as the product vector of these vectors, i.e.
- the second anchor point P 2, T CP of the second row of magnet 25b is determined by translating the second intersection point P 2 by a distance d r along the axis ⁇ 2 , such that illustrated in Figure 10B.
- the third anchor point P 3, TCP of the third row of magnet 25c, 25e, 25f is determined by translating the third intersection point P 2 by a distance 2d r along the axis ⁇ ⁇ 3 .
- the gripper 25 therefore follows the trajectory of the marks , R2, ⁇ ⁇ ⁇ , then R1, ⁇ ⁇ ⁇ in this order to anchor the end portion 13a of the elastomeric element 13 to the third point P 3 , then to the second point P 2 and finally to the first point P 1 .
- Figure 10B shows the offsets to obtain the marks R 2, ⁇ ⁇ ⁇ and R 3, ⁇ ⁇ ⁇ .
- the robotic arm 18 should ideally follow an involute path of a circle to roll the surface of the end portion 13a of the elastomeric element 13 onto the surface 16a of the drum 16 by applying contact pressure.
- the robotic arm 18 follows a linear trajectory between each anchor point and only the three calculated anchor points are transmitted to said arm 18.
- the module 64 for determining the anchor points is configured to take into account the offsets d p and R a previously determined when gripping the end part 13a of the elastomeric element 13.
- the three anchoring points P 1, TCP, P 2, TC P, P 3, T CP are thus offset by the radius -R a along the longitudinal axis offset relative to the tip of the end part 13a and finally obtain the anchoring points P 1 , P 2 , P 3 of each of the magnets 25a, 25b, 25c.
- the anchor points P 1 , P 2 , P 3 of each of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f are then transmitted to a module 65 for controlling the gripper 25.
- the module 65 for controlling the gripper is configured to separately control the magnets 25a, 25b, 25c of the gripper 25 and in particular the actuators (not shown) of each magnet. Indeed, when anchoring the end part 13a of the elastomeric element 13 on the drum 16, the actuators must be deactivated row by row to release the anchored zones of the elastomeric element 13.
- Figure 11 illustrates an example of a pneumatic diagram for controlling the actuators of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f of the gripper 25.
- the second and third actuators are each connected to a secondary pneumatic distributor 26a, 26b, for example of type 5/ 2, connected to a main pneumatic distributor 26c, for example 5/3 type.
- the first actuator of the first magnet 26a is connected directly to the main pneumatic distributor 26c.
- the anchoring module 60 makes it possible to anchor a product of complex shape on a rounded shape, i.e. the drum, thanks to the determination of three anchoring points belonging to the same circle.
- the UCE 40 further comprises a docking module 70 configured to wind the elastomeric element 13 in a 360° revolution around the drum 16 once the end portion 13a of said element 13 is anchored on the external surface 16a of the drum 16, as can be seen in Figures 12A and 12B.
- the UCE also includes a cutting module 80 configured to cut said elastomeric element 13 wound around the drum 16 to the desired length.
- the cutting of the elastomeric elements 13 reinforced with metal fibers must be carried out between and along two metal fibers.
- the cutting module 80 is configured to transmit instructions to one of the robotic arms 18 to insert the cutting tool between two metal wires at an incision point P in c , to cut up to an exit point P S , to return to the incision point P inc , then to cut the rest of the elastomeric element 13 up to an end point P F as visible in Figures 13A, 13B, 13C and 13D.
- the cutting of the remainder of the elastomeric element 13 to an end point P F is carried out by synchronizing the robotic arm 18 with the rotation of the drum 16.
- the cutting module 80 comprises a cutting preparation module 81 configured to determine from the incision point P in c .
- the determination of the incision point P in c is carried out upstream of the loading.
- the exit point P S of the cut is confused with an initial point of interest P I, i as shown in Figure 14A.
- This point of interest is located at the other end of the hypotenuse of the right triangle formed by the tip of the end part 13a of the elastomeric element 13.
- the elastomeric element 13 is in the position visible in Figure 14B.
- the cutting preparation module 81 is configured to bring the incision point into a manually defined ROI region of interest.
- Said region of interest ROI is chosen between the mechanical guidance GM downstream of the platform 21 and the top of the drum 16 so that the cutting tool has sufficient space to incise the elastomeric element 13.
- the ROI region of interest is located at the known azimuth A1, itself being at an angle ⁇ from the azimuth A2 of the horizontal laser L2 where the elastomeric element 13 was anchored during the step of anchoring.
- the targeted distance between the initial point of interest P I , i and the limit of the guidance is noted ⁇ g .
- To bring the initial interest P I, i into the region of interest ROI, it is therefore necessary to rotate the drum 16 by an angle ⁇ ⁇ / ⁇ ⁇ ⁇ .
- grazing lighting is used in order to make it possible to distinguish the elastomeric element 13 from the lower layer on the drum 16.
- the cutting preparation module 81 comprises an image processing processor 82 configured to determine the initial point of interest P I, i .
- the inputs to the algorithm are the 3D image from the second camera directed towards the drum 16, the depth map and a mask whose white pixels represent the region of interest ROI where the initial point of interest P I, i was brought.
- the image processing processor 82 uses a Sobel filter (not shown) configured to detect by convolution of horizontal then vertical intensity variations. By combining the results, a gradient at each point is obtained.
- the image processing processor 82 applies the Sobel fi lter both times with a 3 ⁇ 3 diagonal convolution matrix.
- this matrix is written as follows:
- the image processing processor 82 is then configured to perform a new contour search and search the convex hull of this contour to obtain a polygon with vertices represented by pixels. This step allows you to reduce the number of pixels of the contour to work only with the vertices of the convex hull. Thus, we determine a pixel p I as being the lowest vertex among the two leftmost vertices. During the cutting movement, the cutting tool must not strike either the mechanical guide or the drum 16. This is why it is necessary that the point of interest P I is at a distance ⁇ g ⁇ from the guide GM mechanics.
- the image processing processor 82 uses a pixel p di r which is the highest vertex among the two leftmost vertices.
- the line d NST is the line in the 2D image defined by two pixels p I and p g .
- the pixel p g corresponds to the intersection of a line d NST and a line d g in the manually defined image and representing the limit of mechanical guidance.
- the distance between the points P I, i and P g coming from the pixels p I and p g , is compared with the distance ⁇ g.
- the elastomeric element 13 After detecting the initial point of interest P I, i and checking the distance ⁇ g between this point and the mechanical guidance GM, the elastomeric element 13 is locked by the locking module 70 before executing the locking operation. cutting, that is to say winding the elastomeric element 13 around the drum 16. This operation is carried out by synchronizing the rotation of the drum 16 with the rotation of the coil 15.
- the cutting module 80 comprises a module 83 for determining the incision point P in c as a function of the initial point of interest P I, i and a constant distance h offset between and said incision point P inc and the exit point P S necessary for the cutting phases illustrated in Figures 13A, 13B, 13C.
- the constant distance h offset is predetermined during preliminary steps which will not be described.
- the length l offset between the exit point P S and initial point of interest P I, i is written as follows: As shown in Figure 15C, the angle of rotation ⁇ for securing the elastomeric element 13 is therefore not 2 ⁇ but is equal Thus, the exit point P S merges with the final point of interest P F, i once the elastomeric element 13 stuck on the drum 16.
- the cutting module 80 further comprises module 84 for heating the tools cutting (not shown).
- the cutting module 80 further comprises a module 85 for analyzing the axial forces F x and transverse forces F y of the robotic arm 18 generated during the cutting operation configured to acquire said force by a force sensor mounted on the arm robot 18, to determine the cutting exit point P S and to correct in real time the angle of the cutting tools during the cutting operation.
- the UCE 40 includes a welding module 90 configured to press the elastomeric element 13 as close as possible to the cut and to control a multi-profile pressure roller capable of rolling in all directions and to accompany the elastomeric element 13 as the cutting progresses.
- the welding module 90 is also configured to control a welding tool, called a zipper in English terms, configured to bring the cut ends of the elastomeric element 13 together in a first direction and in a second direction along the weld.
- the flowchart illustrated in Figure 16 illustrates certain manufacturing steps of a process 100 for manufacturing tire blanks.
- the method 100 comprises a step 140 of successively installing elastomeric elements 13 using the manufacturing installation 10.
- the method 100 comprises, prior to the installation step 140, a feeding step 110 of the installation station 14 in elastomeric element 13, using the supply station 12, the element to be installed taking the form of a strip or a continuous sheet.
- the feeding step 110 comprises a step 111 of gripping a container, such as a reel 15, a reel 38 comprising a reel 15 or a roller table, by a multi-axis industrial robot 34 or an autonomous trolley. Each container includes an elastomeric element to place.
- the feeding step 110 further comprises a step 112 of positioning the container so that the elastomeric element is in condition to be placed and of unwinding the elastomeric element 13 until its end 13a is placed on the surface 21a of a platform 21 of the installation 10.
- the installation step 140 is automatically controlled by the UCE 40.
- One of the robotic arms 18, provided with the gripper 25, automatically places the elastomeric element 13 on the drum 16 for manufacturing tire blanks according to the following sequence.
- the installation step 140 comprises a sequence comprising a step 150 of gripping the end part 13a of the elastomeric element 13, a step 160 of anchoring said end 13a on the external surface 16a of the drum, a step 170 for securing the elastomeric element 13 around the drum, a cutting step 180 of the elastomeric element 13 to the desired length and a step 190 of welding the cut-out part of the elastomeric element with the anchored end part 13a.
- the step 150 of gripping the end part 13a of the elastomeric element 13 comprises a step 151 of acquiring the image of the end part 13a of the elastomeric element 13 on the platform 21 by the first RGB-D camera.
- the gripping step 150 further comprises a step 152 of cutting the image of the end part 13a of the elastomeric element 13 on the platform 21 into three zones Z1, Z2, Z3 as described previously with reference to module 52 for cutting the image of the end part 13a.
- the gripping step 150 comprises a step 153 of determining the position of the gripper 25 and in particular a grip point P p using an image processing processor as described previously with reference to module 53 for determining the position of the gripper 25.
- the gripping step 150 comprises a step 154 of correcting the initial grip point P pi by translating said initial grip point P pi by a distance Ra along the longitudinal axis X1 and l extension axis Y1 of the reference of the gripper 25 to obtain the grip point P pf using the image processing processor as described previously with reference to the module 53 for determining the position of the gripper 25.
- the point socket P pf is then transmitted, during a transmission step 155, to the robotic arm 18 .
- a contact pressure is applied and the anchored parts of the end part 13a are gradually released.
- the anchoring step 160 comprises a laser projection step 161 and a step 162 of acquiring an image of the external surface 16a of the drum 16 taken by a second RGB-D camera directed towards the drum 16. Steps 161 and 162 are carried out before step 155 of taking the end portion 13a of the elastomeric element 13 by the gripper 25 in order to anticipate the trajectory of the robotic arm 18 and to know where to anchor said end 13a.
- the lasers include a first vertical laser L1, for example red, fixed indicating the center of the drum 16, a second horizontal laser L2, for example green, fixed indicating the azimuth of installation of the elastomeric elements and two variable vertical lateral lasers L3, L4 , for example green, indicating the installation longitude.
- the anchoring step 160 further comprises a step 163 of processing the image of the installation zone during which the lasers L1, L2, L3, L4 and a cloud of 3D points are detected, the associated pixels are isolated to the lasers in the acquired image and the intersection pixel p i is detected at the intersection between the second horizontal laser L2 and one of the lateral lasers L3, L4, namely the right lateral laser L3 if the end part 13a of the elastomeric element 13 is oriented to the right or the left side laser L4 if the end part 13a is oriented to the left.
- Image processing step 163 is carried out using the image processing module 63 previously described.
- the anchoring step 160 further comprises a step 164 determining the anchoring point P 1 , P 2 , P 3 of each of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f relative to the intersection point P i in a plane Pi ( ⁇ ) of normal ⁇ ⁇ ⁇ where there is a fitted circle C in the point cloud of one of the lateral lasers L3, L4 and as a function of a distance d r between two rows of magnets 25a, 25b, 25c as well as the radius R a of a magnet 25a, 25b, 25c.
- the anchor point P 1 , P 2 , P 3 of each of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f is determined with reference to the module 64 for determining the anchor points as described previously.
- the anchoring step 160 further comprises a step 165 of transmitting the anchoring points P 1 , P 2 , P 3 of each of the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f to a control module 65 of the gripper 25 configured to separately control the rows of magnets 25a, 25b, 25c, 25e, 25f of the gripper 25 and in particular the actuators of each row of magnets.
- the step 180 of cutting the elastomeric element 13 to the desired length comprises a step 181 of preparation for cutting during which an incision point P in c corresponding to the point of insertion of the cutting tool between two metal wires, using the cutting preparation module 81 as described previously. Step 181 of preparation for cutting is carried out upstream of step 170 of loading.
- a region of interest ROI and an initial point of interest P I, i are determined as previously described with reference to the cutting preparation module 81 and the processing processor. image 82.
- the cutting step 180 further comprises a step 183 of determining the incision point P in c as a function of the initial point of interest P I, i and a constant distance h offset between and said incision point P inc and the exit point P S necessary for the cutting phases illustrated in Figures 13A, 13B, 13C, as described previously with reference to the module 83 for determining the incision point P in c .
- the cutting step 180 further comprises a step 184 of heating the cutting tools during the cutting operation 186 and a step 185 of analyzing the axial forces F x and transverse forces F y of the robotic arm 18 generated during of the cutting operation 186 configured to acquire said force by a force sensor mounted on the robotic arm 18, to determine the cutting exit point P S and to correct in real time the angle of the cutting tools during the cutting operation 1586.
- a step 190 of welding the cut part of the elastomeric element with the anchored end part 13a we plate the elastomeric element 13 as close as possible to the cut and a multi-profile pressure roller capable of rolling in all directions and accompanying the elastomeric element 13 as the cutting 186 progresses.
- a welding tool called zipper in English terms configured to bring the cut ends of the elastomeric element 13 together in a first direction and in a second direction along the weld.
- the installation system and method according to the invention is designed to adapt to both existing manual installations and new installations.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Tyre Moulding (AREA)
Abstract
Installation et procédé de fabrication d'ébauches de pneumatique Installation de fabrication (10) d'ébauches de pneumatique comprenant un tambour (16) de fabrication d'ébauches de pneumatique mobile en rotation, une plateforme (21) disposée en amont du tambour (16) et comprenant une surface (21a) plane de réception d'une extrémité d'un élément élastomérique, au moins un bras robotisé (18) configuré pour saisir la partie d'extrémité de l'élément élastomérique par le dessus et comprenant au moins trois rangées d'éléments en matériau magnétique et une UCE (40) configurée pour piloter le bras robotisé (18), et au moins une première caméra 3D configurée pour acquérir une image de la partie d'extrémité de l'élément élastomérique sur la plateforme (21).
Description
DESCRIPTION TITRE : Installation et procédé de fabrication d’ébauches de pneumatique La présente invention concerne le domaine de la fabrication d’un pneumatique et concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’ébauches de pneumatiques et une installation permettant la mise en œuvre d’un tel procédé. Un pneumatique d’une roue d’un véhicule automobile comprend généralement trois zones distinctes comprenant un sommet qui comporte une armature de sommet et une bande de roulement destinée à entrer en contact avec le sol, des bourrelets destinés à assurer la fixation du pneumatique sur une jante d’une roue et des flancs destinés à relier le sommet au bourrelet. Le pneumatique comprend en outre une structure métallique ou en fibres textiles formant une carcasse de renfort de la structure du pneumatique et permettant de relier le sommet aux bourrelets. Pour fabriquer une ébauche de pneumatique, on assemble successivement des éléments prenant la forme de tringles, de bandes ou de nappes de manière à former une armature de carcasse de forme cylindrique. On transforme ensuite l’armature de carcasse de forme cylindrique en une armature de carcasse de forme toroïdale, lors d’une étape connue sous le nom de « conformation ». Lors de cette étape, on étire le sommet de l’armature de carcasse cylindrique de manière à augmenter le diamètre et on rapproche axialement les bourrelets l’un vers l’autre. Enfin, on assemble successivement, sur le sommet de l’armature de carcasse, des éléments prenant la forme de bandes ou de nappes de manière à venir former en sus une armature de sommet et une bande de roulement. Les étapes d’assemblages et de conformation sont généralement réalisées sur un tambour de fabrication d’ébauches de pneumatique de forme cylindrique, mobile en rotation autour d’un axe de symétrie de révolution. Les éléments prenant la forme de fils, de bandes ou de
nappes sont posés circonférentiellement sur le tambour ou sur l’ébauche de pneumatique en cours de fabrication. Les étapes de pose sont réalisées manuellement ou automatiquement. Lorsque les étapes de pose sont réalisées manuellement, un opérateur situé face au tambour saisit la partie d’extrémité d’un élément, par exemple, une nappe enroulée sur une bobine, la t ire jusqu’au tambour, la positionne et la solidarise sur le tambour ou l’ébauche de pneumatique en cours de fabrication. Le tambour est ensuite mis en rotation de manière à réaliser une révolution complète. Durant la rotation du tambour, l’opérateur guide la nappe de manière que l’enroulement de la nappe forme sensiblement un cylindre droit . L’opérateur découpe ensuite la nappe, et ajuste la jonction entre les deux extrémités de la nappe. Toutefois, une réalisation manuelle de l’étape de pose a de nombreux inconvénients. L’opérateur est limité en rapidité et en précision. L’approche ou le dépassement de ces limites entraine, par ailleurs une augmentation de la pénibilité du travail de l’opérateur et de sa charge cognitive, ce qui peut conduire à la diminution de la qualité des ébauches de pneumatiques fabriquées, voire de la sécurité de l’opérateur. En outre, l’automatisation des étapes de poses telles que réalisées manuellement présente des difficultés techniques, notamment la conception d’une machine de fabrication apte à mettre en œuvre lesdites étapes de pose et, surtout, la programmation de ladite machine afin qu’elle soit en mesure d’exécuter lesdites étapes de poses. On connait les machines de fabrication d’ébauches de pneumatique dans laquelle un tambour est mobile au moyen d’un chariot ou d’un bras robotisé entre plusieurs postes de pose. Chaque poste de pose est adapté pour poser un élément particulier tel qu’une tringle ou une bandelette. La cadence de chaque poste n’étant pas identique, les postes de poses les plus rapides ne sont pas pleinement employés, ce qui pénalise leur efficacité. De plus, la conception, la fabrication et l’exploitation d’une telle machine d’assemblage sont très complexes et couteuses.
On connait également les machines de fabrication d’ébauches de pneumatique ne comportant que deux postes de pose, chaque poste étant adapté à poser un ensemble d’éléments préassemblés. Ainsi, deux révolutions complètes du tambour sont suffisantes pour poser un premier ensemble visant à constituer une armature de carcasse et un deuxième ensemble visant à constituer une armature de sommet et une bande de roulement. Toutefois, une telle machine de fabrication requiert que l’architecture et la composition de l’ébauche de pneumatique soient elles-mêmes adaptées, ce qui contraint considérablement le processus de conception et d’industrialisation du pneumatique. On connait en outre le document FR – B1- 3 116 227 qui propose la pose automatique d’un élément élastomérique sur un tambour de fabrication d’ébauches comprenant une séquence déterminée de pas de saisie et de tirage vers le tambour de l’élément élastomérique à l’aide d’un bras robotisé comprenant un effecteur. Néanmoins, ce document propose un bras robotisé collaboratif, c’est-à-dire en collaboration avec un opérateur qui réalise manuellement une étape d’un pas de la séquence après une étape d’interruption. Par ailleurs, ce document ne décrit pas comment est réalisée l’étape de pose. En effet, le renforcement mécanique d’un élément élastomérique couplé au fait que ledit élément est enroulé autour d’une bobine génèrent une surface d’extrémité qui n’est pas complément plane une fois déroulée en vue d’être posée sur la surface extérieure du tambour. De plus, la rigidité de l’élément peut influencer sa la position transversale de son extrémité déroulée sur une surface plane. En d’autres termes, la position transversale de la pointe de l’élément élastomérique déroulé peut être décalé angulairement par rapport à un axe axial perpendiculaire à l’axe de rotation du tambour. Ainsi, il existe un besoin de remédier aux inconvénients précités et d’automatiser les machines de fabrication d’ébauches de pneumatique tout en améliorant la pose de l’élément élastomérique et en conservant une fiabilité et une productivité satisfaisante.
L’invention a pour objectif d’améliorer la pose de l’élément élastomérique, et notamment la préhension de l’élèvement élastomérique en amont du tambour et l’ancrage dudit élément élastomérique sur ledit tambour. L’invention a également pour objectif d’améliorer la découpe de l’élément élastomérique. La présente invention a pour objet une installation de fabrication d’ébauches de pneumatique associée à un premier repère orthogonal et comprenant un tambour de fabrication d’ébauches de pneumatique mobile en rotation autour d’un axe de rotation du premier repère, une plateforme disposée en amont du tambour, s’étendant selon un axe transversal du premier repère et comprenant une surface plane de réception d’une partie d’extrémité d’un élément élastomérique ou nappe, au moins un bras robotisé et une unité électronique de commande, d’acronyme UCE, configurée pour piloter le bras robotise. L’installation comprend en outre au moins une première caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite première caméra et ayant un axe de visée orienté vers la plateforme et configurée pour acquérir une image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme. Le bras robotisé comprend au moins un préhenseur associé à un deuxième repère orthogonal distinct du premier repère et configuré pour saisir la partie d’extrémité de l’élément élastomérique par le dessus. Ledit préhenseur comprend au moins trois rangées d’éléments en matériau magnétique ou aimants parallèles entre elles et régulièrement espacées l’une de l’autre selon un axe d’extension du deuxième repère. L’UCE comprend au moins : - un module de préhension de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique configuré pour déterminer un point de prise du préhenseur en fonction du nuage de points restitué par la première caméra, et - un module d’ancrage de ladite partie d’extrémité sur la surface externe du tambour configuré pour déterminer un point d’ancrage de chacune
des rangées d’éléments en matériau magnétique sur la surface externe du tambour. Par conséquent, l’installation d’assemblage est agile contrairement aux machines d’assemblage automatiques multipostes de l’état de la technique pour lesquelles chaque poste est dédié à la pose d’un élément ou d’un ensemble préassemblé particulier. De plus, le bras robotisé est plus précis qu’un opérateur, tout en étant plus rapide, ce qui permet l’amélioration de la qualité des ébauches de pneumatiques fabriquées, et l’augmentation du temps utilise d’exploitation de l’installation de fabrication. Par temps utile, on entend le temps net sans prendre en compte le temps lié à la fabrication des ébauches de pneumatiques non satisfaisantes en termes de qualité. Par temps net, on entend le temps pendant lequel la machine fabrique des ébauches de pneumatiques, sans prendre en compte le temps lié aux écarts de cadence et aux défaillances. La pointe de l’élément élastomérique ou nappe correspond à l’extrémité de la partie d’extrémité, par exemple triangulaire, de l’élément élastomérique. En d’autres termes, la pointe correspond au sommet ou pic de ladite partie d’extrémité. Par exemple, ladite partie d’extrémité s’étend selon l’axe d’extension du deuxième repère décalé angulairement de l’axe transversal du premier repère. L'angle de décalage angulaire entre l’axe d’extension du deuxième repère et l’axe transversal du premier repère est, de préférence non nul. Avantageusement, le module de préhension comprend : - un module d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme par la première caméra, - un module de découpage de l’image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme en trois zones, et - un module de détermination de la position du préhenseur et notamment du point de prise comprenant un premier processeur de traitement d’images configuré pour déterminer un point de prise initial dans le nuage de points de l’image issue du module d’acquisition et pour
corriger ledit point de prise initial par translation dudit point de prise initial d’une distance correspondant au rayon des aimants du préhenseur selon l’axe d’extension du deuxième repère et selon un deuxième axe longitudinal du deuxième repère perpendiculaire audit axe d’extension et pour déterminer le point de prise transmis au bras robotisé par un module de transmission. Une telle translation permet d’augmenter la surface d’aimantation du préhenseur avec la partie d’extrémité de l’élément élastomérique. Les trois zones de la partie d’extrémité visible sur la plateforme comprennent une première zone correspondant à la zone située entre la pointe ou pic de la partie d’extrémité et une deuxième zone, la deuxième zone est située entre la première zone et une troisième zone et la troisième zone est située entre la deuxième zone et le bord de la plateforme. La longueur totale de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique correspond à la distance entre la pointe de ladite partie d‘extrémité et le bord de la plateforme. De préférence, les premières et troisièmes zones correspondent chacune à 30% de la longueur totale. En variante, la longueur de la première zone pourrait être différente de la longueur de la troisième zone. Par exemple, la longueur de la première zone pourrait être comprise entre 20% et 30% de la longueur totale et la longueur de la troisième zone pourrait être comprise entre 20% et 30% de la longueur totale. Selon un mode de réalisation, le module de détermination de la position du préhenseur est configuré pour déterminer une droite passant par le côté latéral de la deuxième zone, le point de prise étant décalé axialement de la pointe de la partie d’extrémité d’une distance. Selon un mode de réalisation, l’installation comprend un premier laser vertical, fixe indiquant le centre du tambour, un deuxième laser horizontal fixe indiquant l’azimut de pose de l‘élément élastomérique et deux lasers latéraux verticaux variables indiquant la longitude de pose, lesdits lasers étant solidaires d’une structure fixe ou portique de
l’installation. Le module d’ancrage comprend un module de projection desdits lasers sur la surface externe du tambour, et notamment sur une zone de pose de l’extrémité de l’élément élastomérique. Par exemple, l’installation comprend une deuxième caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite deuxième caméra et ayant un axe de visée orienté vers le tambour et configurée pour acquérir une image d’une zone de pose sur la surface externe du tambour. Le module d’ancrage comprend : - un module d’acquisition d’une image de ladite zone de pose prise par ladite deuxième caméra, et - un module de traitement de l’image de ladite zone de pose configuré pour détecter les lasers et un pixel d’intersection à l’intersection entre le deuxième laser horizontal et d’un des lasers latéraux, à savoir le laser latéral droit si la partie d’extrémité de l’élément élastomérique est orientée à droite ou le laser latéral gauche si la partie d’extrémité est orientée à gauche et un pixel de milieu à l’intersection du premier laser vertical horizontal et du deuxième laser horizontal pour estimer un point d’intersection et un point du milieu correspondant aux points en trois dimensions des pixels d’intersection et du milieu du tambour. Avantageusement, le module d’ancrage comprend : - un module configuré pour déterminer le point d’ancrage de chacun des aimants par rapport au point d’intersection dans un plan de normale où se trouve un cercle ajusté dans le nuage de points d’un des lasers latéraux et en fonction d’une distance entre deux rangées d’aimants ainsi que du rayon d’un aimant, - un module de transmission desdits points d’ancrage à un module de commande du préhenseur, ledit module de commande étant configuré pour commander séparément les rangées d’aimants du préhenseur, et notamment les actionneurs de chaque aimant. Par exemple, l’UCE comprend un module d’embarrage de l’élément élastomérique autour du tambour, un module de découpe de l’élément élastomérique à la longueur souhaitée et un module de soudure
de la partie découpée de l’élément élastomérique avec la partie d’extrémité ancrée sur la surface externe du tambour. Selon un mode de réalisation, le préhenseur du bras robotisé comprend des actionneurs reliés chacun à un aimant, lesdits actionneurs étant commandés séparément pour relâcher successivement la troisième rangée d’aimant, la deuxième rangée d’aimant puis la première rangée d’aimant. Lors de l’ancrage de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur le tambour, il est préférable que les actionneurs soient désactivés rangée par rangée pour relâcher les zones ancrées de l’élément élastomérique. Le module d’ancrage permet d’ancrer un produit de forme complexe sur une forme arrondie, i .e le tambour, grâce à la détermination de trois points d’ancrage appartenant à un même cercle. Les éléments en matériau magnétique du préhenseur du bras robotisé sont, de préférence, montés sur un support configuré pour être relié à la partie d’extrémité du ou des bras robotisés dans le cas où il y a deux bras robotisés. Selon un mode de réalisation, la première, la deuxième et la troisième rangées d’élément en matériau magnétique comprennent chacune au moins un élément en matériau magnétique. Selon un autre mode de réalisation, la première et la deuxième rangées d’élément en matériau magnétique du préhenseur du bras robotisé comprennent chacune un seul élément en matériau magnétique. Par exemple, la troisième rangée comprend au moins trois éléments en matériau magnétique ou aimants, un des éléments en matériau magnétique de la troisième rangée étant aligné selon l’axe d’extension aux éléments magnétiques de la première et deuxième rangées. Par exemple, l’ensemble des éléments magnétiques est disposé de manière à former un T. De manière générale, la forme du préhenseur est symétrique. Grâce à l’agencement symétrique du préhenseur, il est possible d’util iser le même préhenseur pour saisir la partie d’extrémité d’un
élément élastomérique orienté à droite ou la partie d’extrémité d’un élément élastomérique orienté à gauche. En variante, on pourrait prévoir que le préhenseur comprenne un nombre différent d’éléments en matériau magnétique, par exemple supérieur ou égal à six. Les éléments en matériau magnétique peuvent avoir une section circulaire ou rectangulaire ou tout autre section. Selon un mode de réalisation, l’installation comprend un deuxième bras robotisé. Pour les étapes de préhension et d’ancrage, un seul bras de robot est nécessaire. Toutefois, la présence d’un deuxième bras robotisé permet de saisir l’extrémité la partie d’extrémité d’un élément élastomérique orienté dans le deuxième sens. Le deuxième bras robotisé est, par ailleurs, utilisé lors de l’étape de découpage afin de maintenir la partie d’extrémité contre le tambour. Par exemple, la première caméra 3D, par exemple, un capteur RGB-D, est fixe, et dirigée en amont vers la plateforme et fixée sur la structure fixe ou portique. La première caméra 3D est avantageusement utilisée des étapes de pose et de préhension. La première caméra 3D permet d’éviter le recalage nécessaire lors de l’utilisation d’une caméra 2D. En effet, première caméra 3D va mettre immédiatement en coïncidence la distance de l’objet et sa taille perçue, ce qui permet de mesurer les dimensions de l’objet sans avoir à indiquer la profondeur à laquelle il se trouve par rapport à la caméra. Par exemple, la deuxième caméra 3D, par exemple un capteur RGB-D, est fixe et dirigée vers le tambour, notamment fixée sur la structure fixe ou portique. La deuxième caméra 3D est avantageusement utilisée des étapes d’ancrage, de découpe et de soudure. La caméra 3D de type RGB-D est avantageusement calibrée ou étalonnée uniquement par rapport au bras robotisé, et non avec l’environnement puisque ladite caméra détecte l’environnement en trois dimensions et peut permettre la mesure et la détermination des positions et orientations des éléments se trouvant dans son champ de vision, ce
qui permet à la plateforme d’être orientée selon des orientations différentes. En d’autres termes, c’est la caméra 3D qui va s’adapter à l’orientation de la plateforme. Dans le cas où il y a deux bras robotisés, les deux caméras 3D de type RGB-D sont avantageusement calibrées ou étalonnées uniquement par rapport aux deux bras robotisés. Selon un mode de réalisation, la plateforme comprend au moins une plaque ou bande en matériau magnétique ou aimantée s’étendant selon un axe longitudinal parallèle à l’axe de rotation et disposé sur la surface de réception de la plateforme. La bande aimantée permet d’attirer les fils de l’élément élastomérique aux propriétés magnétiques et ainsi de plaquer la partie d’extrémité dudit élément sur la plateforme. En variante, on pourrait prévoir que la plateforme ne comprenne pas une telle bande aimantée. Selon un second aspect, l’invention concerne un procédé de pose automatique et successive d’éléments élastomériques à l’aide d’une installation de fabrication d’ébauches de pneumatique associée à un premier repère orthogonal et comprenant un tambour de fabrication d’ébauches de pneumatique mobile en rotation autour d’un axe, une plateforme disposée en amont du tambour, s’étendant selon un axe transversal du premier repère et comprenant une surface plane de réception d’une extrémité d’un élément élastomérique, au moins un bras robotisé muni, et au moins une première caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite première caméra et ayant un axe de visée orienté vers la plateforme et configurée pour acquérir une image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme, notamment sur la surface plane de réception. Le bras robotisé comprend au moins un préhenseur associé à un deuxième repère orthogonal distinct du premier repère et configuré pour saisir la partie d’extrémité de l’élément élastomérique par le dessus. Ledit préhenseur comprend au moins trois rangées d’éléments en matériau magnétique ou aimants parallèles entre elles et régulièrement espacées l’une de l’autre selon un axe d’extension du deuxième repère.
Le procédé comprend au moins une étape de pose comprenant une séquence comportant au moins : - une étape de préhension de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique, lors de laquelle on détermine un point de prise du préhenseur en fonction du nuage de points restitué par la première caméra; et - une étape d’ancrage de ladite extrémité sur la surface externe du tambour, lors que laquelle on détermine un point d’ancrage de chacune des rangées d’éléments en matériau magnétique sur la surface externe du tambour. Ainsi, lors de l’étape d’ancrage, on applique une pression de contact et on relâche au fur et à mesure les parties de la partie d’extrémité ancrées sur le tambour. Par exemple, ladite partie d’extrémité s’étend selon un axe d’extension du deuxième repère décalé angulairement de l’axe transversal du premier repère. Avantageusement, l’étape de préhension de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique comprend une étape d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme par la première caméra, une étape de découpage de l’image de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme en trois zones, une étape de détermination de la position du préhenseur, notamment d’un point de prise initial , dans le nuage de points de l’image acquise à l’étape d’acquisition à l’aide d’un processeur de traitement, une étape de correction du point de prise initial par translation du point de prise initial d’une distance correspondant au rayon de chacun des aimants du préhenseur selon l’axe d’extension du deuxième repère et selon un deuxième axe longitudinal du deuxième repère perpendiculaire audit axe d’extension parallèle à l’axe de rotation et l’axe transversal pour obtenir le point de prise et une étape de transmission dudit point de prise au bras robotisé en vue de la prise de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique par le préhenseur. Avantageusement, l’étape d’ancrage comprend une étape de projection de lasers et une étape d’acquisition d’une image d’une
surface de pose sur la surface externe du tambour prise par une deuxième caméra, par exemple un capteur R-GBD, restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite deuxième caméra et ayant un axe de visée orienté vers le tambour, lesdites étapes de projection de lasers et d’acquisition d’une image étant réalisées avant l’étape de prise de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique par le préhenseur. Les lasers comprennent un premier laser vertical, fixe indiquant le centre du tambour, un deuxième laser horizontal fixe indiquant l’azimut de pose des éléments élastomériques et deux lasers latéraux verticaux variables indiquant la longitude de pose, afin d’anticiper la trajectoire du bras robotisé et de savoir où ancrer ladite extrémité. Par exemple, l’étape d’ancrage comprend en outre : - une étape de traitement de l’image de la zone de pose, lors de laquelle on détecte les lasers et un nuage de points restitué par la deuxième caméra, on isole les pixels associés aux lasers dans l’image acquise lors de l’étape d’acquisition et on détecte le pixel d’intersection à l’intersection entre le deuxième laser horizontal et un des lasers latéraux, - une étape détermination du point d’ancrage de chacune des rangées d’aimants par rapport au point d’intersection dans un plan de normale où se trouve un cercle ajusté dans le nuage de points d’un des lasers latéraux et en fonction d’une distance entre deux rangées d’aimants ainsi que le rayon d’un aimant du préhenseur, et - une étape de transmission des points d’ancrage de chacun des aimants à un module de commande du préhenseur configuré pour commander séparément les rangées d’aimants du préhenseur et notamment les actionneurs de chaque aimant. Avantageusement, préalablement à l’étape de pose, le procédé comprend une étape d’alimentation en élément élastomérique lors de laquelle la partie d’extrémité de l’élément élastomérique est posée sur la surface d’une plateforme de l’installation. Selon un mode de réalisation, la séquence de l’étape de pose comprend en outre une étape d’embarrage de l’élément élastomérique
autour du tambour, une étape de découpe de l’élément élastomérique à la longueur souhaitée et une étape de soudure de la partie découpée de l’élément élastomérique avec la partie d’extrémité ancrée sur la surface externe du tambour. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à ti tre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : [Fig 1] représente très schématiquement une vue d’ensemble d’une installation de fabrication d’ébauches de pneumatique mettant en œuvre un procédé de fabrication d’ébauches de pneumatique selon l’invention ; [Fig 2A], [Fig 2B], [Fig 2C] illustrent en détails la position de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur la plateforme de l’installation de la figure 1 ; [Fig 3A], [Fig 3B], [Fig 3C] il lustrent différentes positions angulaires de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique par rapport à l’axe transversal ; [Fig 3D] représente un détail de la figure 3B ; [Fig 4] illustre partiellement le préhenseur de l’installation de la figure 1 ; [Fig 5] illustre les étapes de traitement d’images par le processeur d’images de l’installation de la figure 1 ; [Fig 6] illustre schématiquement une représentation en trois dimensions issue de la première caméra RGB-D ; [Fig 7] illustre la translation d’un point de prise de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique du rayon d’un aimant d’un préhenseur ; [Fig 8] i llustre schématiquement l’image acquise de la surface externe du tambour de l’installation de la figure 1 par la deuxième caméra ; [Fig 9] illustre la position des points d’ancrage P1, P2, P3 de chacun des aimants du préhenseur par rapport au point d’intersection PI dans un plan Pi (π) de normale ^�^^^ ^^^^ ;
[Fig 10A] illustre le cercle ajusté dans le nuage de points du laser ; [Fig 10B] illustre les points d’ancrage des aimants du préhenseur ; [Fig 11] illustre un exemple de schéma pneumatique de commande des actionneurs des aimants du préhenseur ; [Fig 12A], [Fig 12B] illustre l’élément élastomérique enroulé autour du tambour sur une révolution à 360° ; [Fig 13A], [Fig 13B], [Fig 13C], [Fig 13D] représentent les étapes successives de découpe de l’élément élastomérique ; [Fig 14A] illustre le point de sortie PS de la découpe lorsque l’élément élastomérique est découpé et sa surface roulée sur celle du tambour ; [Fig 14B] représente la position de l’élément élastomérique à la fin de l’ancrage de la partie d’extrémité de l’élément élastomérique sur le tambour ; [Fig 14C] illustre une région d’intérêt ROI dans laquelle est amené le point d’incision lors de la découpe ; [Fig 15A], montre schématiquement le point d’intérêt initial PI , i , et le point d’intérêt final PF , i ; [Fig 15B] est un détail de la figure 15A ; [Fig 15C] montre l’angle de rotation φ pour effectuer l’embarrage de l’élément élastomérique ; [Fig 16] est un organigramme illustrant les certaines étapes du procédé de fabrication d’ébauches de pneumatique selon l’invention. Dans la suite de la description, on considère un premier repère ou base orthonormée X, Y, Z, associée à l’installation 10 de fabrication d’ébauches de pneumatique dans laquelle on retrouve : - un axe longitudinal X, horizontal et s’étendant d’arrière en avant sur la figure 1 et parallèle à l’axe de rotation X-X’ du tambour 16 ; - un axe transversal Y, horizontal, perpendiculaire à l’axe longitudinal X et s’étendant de gauche à droite sur la figure 1 ; et
- un axe vertical Z, orthogonal aux axes longitudinal X et transversal Y et s’étendant de bas en haut sur la figure 1. On considère également un deuxième repère ou base orthonormée X, Y, Z, associée à l’outil, notamment au préhenseur 25 util isé, dans laquelle on retrouve : - un axe longitudinal X1, horizontal et s’étendant de gauche à droite sur la figure 7 ; - un axe d’extension Y1, horizontal, perpendiculaire à l’axe longitudinal X1 du repère préhenseur et s’étendant de bas en haut sur la figure 7 ; et - un axe vertical Z1, orthogonal aux axes longitudinal X et d’extension Y1 et s’étendant d’arrière en avant sur la figure 7, ledit axe vertical Z1 étant confondu avec l’axe vertical Z du repère associé à l’installation. La figure 1 il lustre une installation 10 de fabrication d’ébauches de pneumatique comprenant un poste d’alimentation 12 en éléments élastomériques 13 et au moins un poste de pose 14 desdits éléments. Par « élément élastomérique », on entend un produit élastomérique éventuellement renforcé, calandré ou extrudé selon un profil donné de manière à former une bande ou une nappe continue et, par extension, un ensemble d’éléments élastomériques préassemblés. Un élément élastomérique 13 est ici enroulé sur une bobine 15. Le poste de pose 14 comprend un tambour de fabrication 16 d’ébauches de pneumatique (partiellement représenté), un bras robotisé 18 muni d’un effecteur 20 ou outil adapté à l’étape de fabrication de l’ébauche et une plateforme 21 de présentation du produit . Par « poste de pose », on entend également la zone dans laquelle les élastomériques sont posés. Tel qu’illustré, et de manière nullement limitative, le poste d’alimentation 12 en éléments élastomériques 13 comprend un robot industriel multiaxes 34 apte à manipuler un contenant supportant un élément élastomérique. Par « poste d’alimentation », on entend également la zone dans laquelle le robot industriel 34 est situé. Le poste d’alimentation 12 est
adjacent au poste de pose 14 et comprend un espace de stockage 36 dans lequel les contenants sont disposés. Par exemple, les contenants se présentent sous la forme de bobines 15, de dévidoirs 38 comportant une bobine 15 ou de tables à rouleaux supportant un élément élastomérique inadapté pour être stocké sur une bobine. L’installation de fabrication 10 comprend une unité de commande électronique 40, d’acronyme UCE, configurée pour piloter le poste d’alimentation 12 et le poste de pose 14. L’UCE 40 est apte, notamment, à piloter la pose automatique des éléments élastomériques 13 sur le tambour 16. Le tambour 16 présente la forme d’un cylindre, généralement droit , à symétrie de révolution d’axe central X-X’. Le tambour 16 est mobile en rotation autour de l’axe central X-X’ par rapport à un support 24 fixe ou mobile dans le plan horizontal au moyen, par exemple, d’un chariot 23, ou mobile selon plusieurs directions au moyen, par exemple d’un robot industriel multiaxes. La surface radialement externe 16a du tambour 16 constitue une surface de pose avec laquelle le ou les premiers éléments 13 posés sont en contact. Le ou les seconds éléments posés sont en contact avec la surface radialement externe du ou des premiers éléments posés. De manière nullement limitative, le bras robotisé 18 peut être du type à six axes, et comporte une série de six parties de longueurs variables, articulées entre elles par six articulations ou pivots. A titre d’exemple, le robot comprend une base 18a montée mobile à pivotement par une première articulation (non visible) sur une structure fixe ou portique 28, un premier segment ou épaule 18b mobile à pivotement par une deuxième articulation 26 par rapport à la base 18a, un deuxième segment ou coude 18c mobile à pivotement par une troisième articulation 26a par rapport au premier segment 18b et un poignet 18d mobile à pivotement selon trois axes de rotation distincts par rapport au deuxième segment 18c par trois articulations (non visibles). La base 18a et le poignet 18d peuvent tourner sur eux-mêmes. Chaque articulation ou pivot est actionnée par un moteur électrique (non représenté). Le ou les
préhenseurs 20 est monté solidaire du poignet 18d.En fonction des outils util isés et de l’agencement du poste de pose 14, le bras robotisé 18 peut prendre des formes variées avec plus ou moins d’axes de mobilité. Le bras robotisé 18 est configuré pour réaliser la pose automatique et successive d’un élément élastomérique 13 sur le tambour 16. Pour les étapes de préhension et d’ancrage, un seul bras de robot est nécessaire. Comme expliqué par la suite, la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique a une forme triangulaire orientée selon un sens ou un autre. Ainsi, l’installation pourrait comprendre un deuxième bras robotisé identique et parallèle au premier bras robotisé. La présence d’un deuxième bras robotisé permet de saisir l’extrémité la partie d’extrémité 13a d’un élément élastomérique 13 orienté dans le deuxième sens. Le deuxième bras de robot peut, par ailleurs, être utilisé lors de l’étape de découpage afin de maintenir la partie d’extrémité contre le tambour. De manière générale, l’installation pourrait comprendre un ou deux bras robotisés 18. Les outils 20 permettant la mise en œuvre de la pose automatique sont choisis parmi le groupe comprenant au moins un préhenseur 25 et des ciseaux. Le préhenseur 25 sera décrit en détails en référence aux figures 4 et 7. Les outils 20 peuvent également comprendre des galets pour appliquer une pression sur l’élément une fois posé sur la surface externe 16a du tambour 16 et le plaquer contre ladite surface externe 16a. Tel qu’illustré, l’installation 10 comprend un bras robotisé 18 disposé en surplomb par rapport au tambour 16, de préférence à plus ou moins 0,5m de l’axe central X-X’ du tambour 16 selon une direction horizontale. Telle qu’illustrée en détails sur la figure 2A, la plateforme 21 de présentation du produit est disposée en amont du tambour 16 et en amont d’un guidage mécanique GM.
La plateforme 21 comprend une surface 21a plane de réception d’une extrémité 13a de l’élément élastomérique 13, et notamment de la partie d’extrémité 13a dudit élément 13 après déroulement partiel de la bobine 15. Le renforcement mécanique d’un élément élastomérique 13 couplé au fait que ledit élément est enroulé autour de la bobine 15 génèrent une surface de la partie d’extrémité 13a qui n’est pas complément plane une fois déroulée sur la plateforme 21 en vue d’être posée sur la surface externe 16a du tambour 16, comme on peut le voir sur la figure 2B. La plateforme 21 peut comprendre, à cet effet, une plaque ou bande en élément en matériau magnétique ou aimantée 21b s’étendant selon l’axe longitudinal X et disposé sur la surface 21a de réception de l’élément élastomérique 13. L’aimant 21b permet d’attirer les fils de l’élément élastomérique 13 aux propriétés magnétiques et ainsi de plaquer la partie d’extrémité 13a dudit élément 13 sur la plateforme 21. En variante, on pourrait prévoir que la plateforme 21 ne comprenne pas un tel aimant 21b. La rigidité de l’élément élastomérique 13 peut influencer sa position de son extrémité déroulée sur la surface plane 21a de la plateforme 21. En d’autres termes, la position longitudinale de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 déroulé peut s’étendre selon un axe d’extension Y1 qui peut être décalé angulairement par rapport à l’axe transversal Y perpendiculaire à l’axe X-X’ de rotation du tambour 16. La figure 3A illustre le cas où la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 déroulé s’étend selon un axe d’extension Y1 qui n’est pas décalé angulairement par rapport à l’axe transversal Y perpendiculaire à l’axe de rotation X-X’ du tambour 16. Ce cas est particulièrement rare. La figure 3B illustre le cas où la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 déroulé s’étend selon un axe d’extension Y1 qui est décalé angulairement par rapport à l’axe transversal Y vers l’intérieur et la figure 3C illustre le cas où la partie d’extrémité 13a de
l’élément élastomérique 13 déroulé s’étend selon un axe d’extension Y1 qui est décalé angulairement par rapport à l’axe transversal Y vers l’extérieur. Le préhenseur 25, visible en détails sur les figures 4 et 7, comprend trois rangées d’éléments en matériau magnétique ou aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f parallèles entre elles et à l’axe de rotation du tambour 16. Les rangées d’éléments en matériau magnétique sont régulièrement espacées l’une de l’autre dans la direction d’extension Y1. Tel qu’illustré, la première et la deuxième rangées d’élément en matériau magnétique comprennent chacune un élément en matériau magnétique 25a, 25b et la troisième rangée comprend trois éléments en matériau magnétique 25c, 25e, 25f. Un des éléments en matériau magnétique 25c de la troisième rangée étant aligné selon l’axe d’extension Y1’ aux éléments magnétiques 25a, 25b de la première et deuxième rangées. L’ensemble des éléments magnétiques 25a, 25b, 25c, 25e, 25f est ici disposé de manière à former un T. De manière générale, la forme du préhenseur est symétrique. Grâce à l’agencement en T des aimants ou à un agencement symétrique du préhenseur, i l est possible d’utiliser le même préhenseur pour saisir la partie d’extrémité d’un élément élastomérique orienté à droite ou la partie d’extrémité d’un élément élastomérique orienté à gauche. En variante, on pourrait prévoir que la troisième rangée ne comprenne qu’un élément en matériau magnétique. Tel qu'illustré, le préhenseur 25 comprend cinq éléments magnétiques. En variante, on pourrait prévoir que le préhenseur 25 comprenne un nombre différent d’éléments en matériau magnétique, par exemple supérieur ou égal à six. Les éléments en matériau magnétique 25a, 25b, 25c, 25e, 25f sont montés sur un support 25d configuré pour être relié à la partie d’extrémité d’un des bras robotisés 18.
Le préhenseur 25 du bras robotisé 18 est configuré pour saisir la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 par le dessus. Toutefois, le préhenseur 25 étant rigide, il n’est pas possible de l’aligner avec la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 dans le cas où celle-ci s’étend selon l’axe d’extension Y1 décalé angulairement par rapport à l’axe transversal Y tel que visible sur la figure 3B ou la figure 3C. L’installation 10 comprend une première caméra en trois dimensions (non représentée), tel qu’un capteur RGB-D, restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite première caméra et ayant un axe de visée orienté vers la plateforme 21 et configurée pour acquérir une image de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21. Cette étape correspond à une étape 151 d’acquisition de l’image de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21. La première caméra 3D est fixée au portique 28 et dirigée en amont vers la plateforme 21. La première caméra 3D permet d’éviter le recalage nécessaire lors de l’utilisation d’une caméra 2D. En effet, la première caméra 3D va mettre immédiatement en coïncidence la distance de l’objet et sa taille perçue, ce qui permet de mesurer les dimensions de l’objet sans avoir à indiquer la profondeur à laquelle il se trouve par rapport à la caméra. L’unité de commande électronique UCE 40 comprend à cet effet un module 50 de préhension de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13. Le module 50 de préhension comprend un module 51 d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21 par la première caméra3D. Le module 50 de préhension comprend en outre un module 52 de découpage de l’image de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21 en trois zones Z1, Z2, Z3, visibles sur la figure 3B. La première zone Z1 correspond à la zone située entre la pointe Pp o de la partie d’extrémité 13a, visible sur la figure 3D, et la deuxième
zone Z2, la deuxième zone Z2 est située entre la première et la troisième zones Z1, Z3 et la troisième zone Z3 est située entre la deuxième zone Z2 et le bord 21c de la plateforme 21. La longueur totale L de la partie d’extrémité 13a de l’élément 13 correspond à la distance entre la pointe Pp o de ladite partie d’extrémité 13a et le bord 21c de la plateforme 21. De préférence, les premières et troisièmes zones Z1, Z3 correspondent chacune à 30% de la longueur totale L. En variante, la longueur de la première zone Z1 pourrait être différente de la longueur de la troisième zone Z3. Par exemple, la longueur de la première zone Z1 pourrait être comprise entre 20% et 30% de la longueur totale L et la longueur de la troisième zone Z3 pourrait être comprise entre 20% et 30% de la longueur totale L. Le module 50 de préhension comprend en outre un module 53 de détermination de la position du préhenseur 25 et notamment d’un point de prise Pp du préhenseur 25. Le module 53 de détermination de la position du préhenseur 25 est configuré pour déterminer une droite d1 passant par le côté latéral de la deuxième zone Z2. Le point de prise Pp est décalé axialement de la pointe Ppo de la partie d’extrémité 13a d’une distance dp. Le module 53 de détermination de la position du préhenseur 25 comprend en outre un premier processeur de traitement d’images configuré pour déterminer une position initiale de la pointe ou point de prise initial Pp i dans le nuage de points de l’image issue du module d’acquisition 51. Le processeur de traitement d’image comprend les étapes successives suivantes, illustrées en référence à la figure 5, avec un repère u,v dédié à l’image. Le processeur détecte dans l’image, la région de la plateforme 21, puis un seuillage binaire est effectué dans cette région. Le seuillage binaire peut être réalisé en utilisant une méthode connue sous le nom d’Otsu. Dans l’image binaire obtenue, on détecte le plus grand contour C, duquel sont extraits des pixels extrêmes respectivement à gauche, à droite et en bas du contour Pmax , g , Pmax , d et Pma x ,b .
Ces trois pixels sont ensuite utilisés pour déterminer l’orientation de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13. On compare une première distance entre le pixel extrême à gauche Pma x , g et le pixel extrême en bas Pma x , b , avec une deuxième distance entre le pixel extrême à droite Pma x ,d et le pixel extrême en bas Pma x , b , Si la première distance est supérieure à la deuxième distance, c’est-à-dire si
, alors i l s’agit d’un élément élastomérique orienté à gauche, sinon il s’agit d’un élément élastomérique orienté à droite. Enfin, les pixels du bord latéral droit pd , i de la partie d’extrémité 13a et les pixels du bord latéral gauche pg , i sont détectés en cherchant l’intersection entre N lignes verticales et le contour C de la deuxième zone Z2 de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13. La première caméra, de type RGB-D, permet en outre d’obtenir une carte de profondeur, dite « depth frame » en termes anglo-saxons superposée avec une image couleur, pour récupérer des profondeurs de points d’intérêt issues du traitement d’image réalisé sur l’image couleur puis calculer la coordonnée en trois dimensions de chacun desdits points pour obtenir l’image en trois dimensions tel qu’illustrée sur la figure 6. Ainsi, pour chaque pixel de l’image acquise, il est possible de récupérer sa profondeur puis sa coordonnée dans l’espace. Le premier processeur de traitement d’images est configuré pour estimer le point 3D de la pointe Ppo issu du pixel Pma x ,b , ainsi que les points 3D latéraux gauche et droit Pg , i et Pd , i issus respectivement des pixels pg , i et pd , i . Le premier processeur de traitement d’images est configuré pour estimer les droites d2, d3 passant par ces points Pg , i et Pd , i , pour calculer l’angle θNS T formé entre ces deux droites d2, d3 et pour obtenir le point de prise initial Pp i par projection du point Ppo, lui-même projeté dans le pan défini par les deux droites d2, d3. La distance de projection entre ces points correspond à la distance dp précédemment évoquée. Le premier processeur de traitement d’images est ensuite configuré pour translater le point de prise initial Pp i d’une distance Ra
selon l’axe longitudinal X1 et l’axe d’extension Y1 du deuxième repère X1, Y1, Z1 associé au préhenseur 25, c’est-à-dire vers la gauche et vers l’arrière dans le cas d’un élément élastomérique 13 orienté à droite ou vers la droite et vers l’arrière dans le cas d’un élément élastomérique 13 orienté à gauche. La figure 7 illustre la translation du point de prise initial Pp i de la distance Ra vers la gauche et vers l’arrière dans le cas d’un élément élastomérique 13 orienté à droite pour obtenir le point de prise Pp f transmis au bras robotisé 18 par un module 54 de transmission. La distance Ra correspond au rayon des aimants 25a, 25b, 25c du préhenseur 25. Une telle translation de la distance Ra selon l’axe longitudinal X1 du deuxième repère X1, Y1, Z1 permet d’augmenter la surface d’aimantation du préhenseur 25 avec la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13. En effet, le préhenseur 25 est initialement aligné avec la droite d1, on décale de la distance -Ra selon l’axe longitudinal X1 du deuxième repère lors de la prise de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 et on décale de la distance +Ra selon l’axe longitudinal X1 à la pose pour annuler ce décalage. On procède de manière similaire selon l’axe d’extension Y1 du deuxième repère X1, Y1, Z1. L’unité de commande électronique UCE 40 comprend en outre un module 60 d’ancrage de ladite extrémité 13a sur la surface externe 16a du tambour 16. Une fois la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 saisie par le préhenseur 25, il est nécessaire de le déplacer jusqu’au tambour 16 et de l’ancrer sur la surface externe 16a dudit tambour 16. Pour cela, on fait rouler la surface de la partie d’extrémité 13a sur la surface externe 16a du tambour 16 en appliquant une pression de contact et en relâchant au fur et à mesure les parties ancrées de la partie d’extrémité 13a. Le préhenseur 25 étant rigide, la partie d’extrémité 13a ne peut pas être ancrée sur le tambour 16 en une seule pose. Le préhenseur 25
comprenant trois rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f, l’étape d’ancrage est réalisée en trois poses successives RT1, RT2 et RT 3, c’est- à-dire une pose par rangée d’aimant 25a, 25b, 25c, 25e, 25f. Pour déterminer ces instructions de pose RT1, RT 2 et RT 3, le module 60 d’ancrage comprend un module 61 de projection de lasers, à savoir un premier laser L1 vertical rouge fixe indiquant le centre du tambour 16, un deuxième laser L2 horizontal vert fixe indiquant l’azimut de pose des éléments élastomériques et deux lasers L3, L4 latéraux verticaux verts variables, indiquant la longitude de pose, sur la surface externe 16a du tambour 16. Les lasers L3, L4 de longueur d’onde correspondant à la couleur verte sont préférés car la couleur verte est plus différentiable de la gomme du pneumatique. En effet, la gomme a tendance à réfléchir le rouge, ce qui atténue le contraste des lasers. En variante, on pourrait prévoir que les lasers L3, L4 aient une longueur d’onde correspondant à la couleur rouge ou une autre couleur. De manière analogue, les lasers L1 et L2 pourraient avoir une longueur d’onde correspondant à une autre couleur que le rouge, par exemple verte ou une autre couleur. Les lasers sont fixés sur le portique 28. L’installation 10 comprend en outre une deuxième caméra en trois dimensions (non représentée) restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite deuxième caméra et ayant un axe de visée orienté vers le tambour 16 et configurée pour acquérir une image d’une zone de pose sur la surface externe 16a du tambour 16. La deuxième caméra est, par exemple un capteur RGB-D. La deuxième caméra est paramétrée pour faire ressortir les différents lasers L1, L2, L3, L4. A titre d’exemple non limitatif, la deuxième caméra peut être paramétrée pour augmenter l’exposition pour capter la lumière des lasers, pour augmenter la saturation pour faire ressortir les couleurs dominantes et pour modifier la balance des blancs pour faire ressortir la couleur verte.
Le module 60 d’ancrage comprend un module 62 d’acquisition d’une image de la surface externe 16a du tambour 16, notamment de la zone de pose, prise par la deuxième caméra fixée sur le portique 28 et dirigée vers le tambour 16. L’image acquise de la surface externe 16a du tambour 16 est visible sur la figure 8. L’acquisition de l’image de la zone de pose sur la surface externe 16a du tambour 16 est réalisée avant la prise de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 par le préhenseur 25 afin d’anticiper la trajectoire du bras robotisé 18 et de savoir où ancrer ladite extrémité 13a. La réalisation de cette étape d’acquisition en amont de la prise de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 permet d’éviter le fluage de ladite extrémité 13a. Le module 60 d’ancrage comprend en outre un module 63 de traitement de l’image de la zone de pose comprend un deuxième processeur de traitement d’images configuré pour détecter les lasers L1, L2, L3, L4 et un nuage de points 3D. Ledit module 63 de traitement de l’image est en outre configuré pour isoler les pixels associés aux lasers dans l’image acquise en util isant une segmentation de couleur dans l’image, convertie en image saturée, dite à teinte saturation valeur, d’acronyme TSV ou Hue Saturation Value en termes anglo-saxons. Ledit module 63 est configuré pour détecter un pixel d’intersection pi à l’intersection entre le deuxième laser L2 horizontal et un des lasers L3, L4 latéraux, à savoir le laser latéral droit L3 si la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 est orientée à droite ou le laser latéral gauche L4 si la partie d’extrémité 13a est orientée à gauche. L’axe X-X’ du tambour 16 est défini par le vecteur entre le pixel d’intersection pI et un pixel du milieu du tambour pm détecté à l’intersection entre le premier laser L1 vertical et le deuxième laser L2 horizontal. En utilisant l’information de profondeur de la caméra, il est possible d’estimer un point d’intersection PI et un point du milieu Pm
correspondant aux points en trois dimensions des pixels d’intersection pI et du milieu du tambour pm. Le module 60 d’ancrage comprend un module 64 configuré pour déterminer le point d’ancrage P1, P2, P3 de chacun des aimants 25a, 25b, 25c par rapport au point d’intersection PI dans un plan Pi (π) de normale ^�^^^ ^^^^ où se trouve un cercle ajusté C dans le nuage de points d’un des lasers latéraux L3, L4 de la figure 8 et en fonction d’une distance dr entre deux rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f ainsi que le rayon Ra d’un aimant 25a, 25b, 25c, 25e, 25f. La figure 9 illustre comment les points d’ancrage P1, P2, P3 de chacun des rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f sont positionnés par rapport au point d’intersection PI dans un plan Pi (π) de normale ^�^^^ ^^^^. Pour déterminer la position du premier point d’ancrage de la première rangée d’aimant 25a sur le cercle ajusté C, le point d’intersection PI est pivoté autour de l’axe du cercle d’un angle θ I 1 selon l’équation suivante : [Eq. 1] ^^^^ ^^^^1 = ^^^^ ^^^^/ ^^^^ Avec R, le rayon mesuré du tambour 16. Respectivement, la position des deuxième et troisième points d’ancrage P2, P3 des deuxième et troisième rangées d’aimants 25b, 25c sur le cercle ajusté C sont définis comme suit en pivotant le point d’intersection PI est pivoté autour de l’axe du cercle respectivement d’un angle θ I 2 et θ I3 selon les équations suivantes : [Eq. 2] ^^^^ ^^^^2 = ( ^^^^ ^^^^ + ^^^^ ^^^^)/ ^^^^ [Eq. 3] ^^^^ ^^^^3 = ( ^^^^ ^^^^ + 2 ^^^^ ^^^^)/ ^^^^), Le cercle ajusté C de centre Pc et de rayon R est déterminé en fonction de l’axe du tambour, du rayon du tambour et du centre du cercle
L’axe du tambour est déterminé grâce au vecteur � ^^ � ^ � ^ ^ � ^^ � ^ ^ � ^ � ^ � ^^ � ^^^ et le rayon peut être obtenu de deux manière : par une mesure par un télémètre ou une estimation du diamètre. Pour déterminer le cercle de centre Pc, ledit module 64 est configuré pour procéder à un ajustement de cercle dans le nuage de points 3D d’un des lasers latéraux L3, L4. L’équation que nous recherchons est issu de celle d’un grand cercle C dans ℝ3, c’est-à-dire un cercle tracé sur une sphère ayant le même centre que la sphère. En d’autres termes, il s’agit de l’intersection entre une sphère de même rayon que le tambour 16 et un plan passant par le centre de cette sphère qui a pour normale l’axe du tambour. Soit Pi tout point de la sphère, on obtient la première relation : [Eq.4]
Soit le plan π de normale ^�^^^ ^^^^ dans lequel se trouve le grand cercle, nous avons pour tout point Pi la relation suivante : [Eq.5]
En développant, on obtient l’équation suivante : [Eq.6]
En fixant le rayon R et la normale ^�^^^ ^^^^,, on cherche finalement le point Pc tel que, pour tout point d’intersection PI, l’équation suivante est résolue numériquement : [Eq.7]
Une fois le cercle C défini, il faut travailler dans un espace bidimensionnel pour effectuer les différentes rotations autour dudit cercle. La Figure 10A montre le cercle ajusté C ajusté dans le nuage de points du laser. La projection du point d’intersection PI sur le cercle ajusté C, PI / C, est tournée autour du centre du cercle pour trouver les points d’ancrage P1, P2, P3 de chacun des aimants 25a, 25b, 25c. Cette projection est nécessaire pour garantir que tous les points soient sur le cercle ajusté C. Les vecteurs ^^^^ ^^^^ , ^^^^ ^^^^ et
des points d’ancrage P1, P2, P3 sont déterminés en util isant les relations suivantes : ^^^^ ^^^^ = ^�^^^ ^^^^ ; et ^^^^ ^^^^ = � ^^ � ^ � ^^^ � ^^ � ^ � ^ � ^ ^^^^^ Ainsi, le vecteur ^^^^ ^^^^ est défini comme le produit vectoriel de ces vecteurs, soit ^^^^ ^^^^ = ^^^^ ^^^^ ∧ ^^^^ ^^^^. Le deuxième point d’ancrage P2 , T CP de la deuxième rangée d’aimant 25b est déterminé en translatant le deuxième point d’intersection P2 d’une distance dr selon l’axe ^^^^2, tel qu’illustré sur la figure 10B. De manière analogue, le troisième point d’ancrage P3 , T C P de la troisième rangée d’aimant 25c, 25e, 25f est déterminé en translatant le troisième point d’intersection P2 d’une distance 2dr selon l’axe ^^^^3. Le préhenseur 25 suit donc la trajectoire des repères
, ℛ2, ^^^^ ^^^^ ^^^^, puis ℛ1, ^^^^ ^^^^ ^^^^ dans cet ordre pour ancrer la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 au troisième point P3, puis au deuxième point P2 et enfin au premier point P1. La Figure 10B montre les décalages pour obtenir les repères ℛ2, ^^^^ ^^^^ ^^^^ et ℛ3, ^^^^ ^^^^ ^^^^. Pour passer des repères ℛ3, ^^^^ ^^^^ ^^^^ à ℛ2, ^^^^ ^^^^ ^^^^ puis de ℛ2, ^^^^ ^^^^ ^^^^ à ℛ1, ^^^^ ^^^^ ^^^^, le bras robotisé 18 devrait idéalement suivre une trajectoire en développante de cercle pour rouler la surface la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la surface 16a du tambour 16 en appliquant une pression de contact. Cependant, compte tenu de la souplesse de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 et les courtes distances entre les différents points d’ancrage, nous faisons
l’hypothèse qu’une approximation de ces développantes est suffisante. En somme, le bras robotisé 18 suit une trajectoire linéaire entre chaque point d’ancrage et seulement les trois points d’ancrage calculés lui sont transmises audit bras 18. Le module 64 de détermination des points d’ancrage est configuré pour prendre en compte les décalages dp et Ra précédemment déterminés lors de la préhension de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13. Les trois points d’ancrage P1 , T C P , P2 , TC P , P3 , T CP sont ainsi décalés du rayon -Ra selon l’axe longitudinal X pour compenser la translation de l’ensemble du préhenseur 25 et le premier point d’ancrage P1 , T C P est décalé de la distance dp selon l’axe longitudinal X pour compenser le décalage par rapport à la pointe de la partie d’extrémité 13a et enfin obtenir les points d’ancrage P1, P2, P3 de chacun des aimants 25a, 25b, 25c. Les points d’ancrage P1, P2, P3 de chacune des rangés d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f sont ensuite transmis à un module 65 de commande du préhenseur 25. Le module 65 de commande du préhenseur est configuré pour commander séparément les aimants 25a, 25b, 25c du préhenseur 25 et notamment les actionneurs (non représentés) de chaque aimant. En effet, lors de l’ancrage de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur le tambour 16, les actionneurs doivent être désactivés rangée par rangée pour relâcher les zones ancrées de l’élément élastomérique 13. La figure 11 illustre un exemple de schéma pneumatique de commande des actionneurs des rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f du préhenseur 25. Les deuxième et troisième actionneurs sont reliés chacun à un distributeur pneumatique secondaire 26a, 26b, par exemple de type 5/2, relié à un distributeur pneumatique principal 26c, par exemple de type 5/3. Le premier actionneur du premier aimant 26a est relié directement au distributeur pneumatique principal 26c.
Le module d’ancrage 60 permet d’ancrer un produit de forme complexe sur une forme arrondie, i .e le tambour, grâce à la détermination de trois points d’ancrage appartenant à un même cercle. L’UCE 40 comprend en outre un module 70 d’embarrage configuré pour enrouler sur une révolution à 360° l’élément élastomérique 13 autour du tambour 16 une fois la partie d’extrémité 13a dudit élément 13 ancrée sur la surface externe 16a du tambour 16, comme on peut le voir sur les figures 12A et 12B. L’UCE comprend également un module 80 de découpe configuré pour découper à la longueur souhaitée ledit élément élastomérique 13 enroulé autour du tambour 16. La découpe des éléments élastomériques 13 renforcés de fibres métalliques doit être réalisée entre et le long de deux fibres métalliques. Le module 80 de découpe est configuré pour transmettre des instructions à un des bras robotisés 18 d’insérer l’outil de découpe entre deux fils métalliques à un point d’incision Pin c , de découper jusqu’à un point de sortie PS, de revenir au point d’incision Pi n c, puis de découper le reste de l’élément élastomérique 13 jusqu’à un point final PF comme visible sur les figures 13A, 13B, 13C et 13D. Le découpage du reste de l’élément élastomérique 13 jusqu’à un point final PF est réalisé en synchronisant le bras robotisé 18 avec la rotation du tambour 16. Le module 80 de découpe comprend un module 81 de préparation à la découpe configuré pour déterminer du point d’incision Pin c . La détermination du point d’incision Pin c est réalisée en amont de l’embarrage. Lorsque l’élément élastomérique 13 est découpé et sa surface roulée sur celle du tambour 16, le point de sortie PS de la découpe est confondue avec un point d’intérêt initial PI , i comme le montre la Figure 14A. Ce point d’intérêt se trouve à l’autre extrémité de l’hypoténuse du triangle rectangle formé par la pointe de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13.
A la fin de l’ancrage de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur le tambour 16, l’élément élastomérique 13 se trouve dans la position visible sur la figure 14B. Le module 81 de préparation à la découpe est configuré pour amener le point d’incision dans une région d’intérêt ROI définie manuellement. Ladite région d’intérêt ROI est choisie entre le guidage mécanique GM en aval de la plateforme 21 et le haut du tambour 16 pour que l’outil de découpe ait un espace suffisant pour inciser l’élément élastomérique 13. Sur la figure 14C, la région d’intérêt ROI se situe au niveau de l’azimut connu A1, lui-même se trouvant à un angle β de l’azimut A2 du laser horizontal L2 où l’élément élastomérique 13 a été ancré lors de l’étape d’ancrage. La distance visée entre le point d’intérêt initial PI , i et la limite du guidage est notée ∆g . Soit lN S T la largeur de l’élément élastomérique 13, L la longueur du côté adjacent à l’angle θN S T et R le rayon du tambour 16, pour amener le point d’intérêt initial PI , i à l’azimut A2 du laser L2, il faut tourner le tambour d’un angle ^^^^ ^^^^ = ^^^^⁄ ^^^^ . Pour amener d’intérêt initial PI , i dans la région d’intérêt ROI, il faut donc tourner le tambour 16 d’un angle ^^^^ = ^^^^/ ^^^^ − ^^^^. Pour détecter le point d’intérêt initial PI , i dans la zone de localisation, un éclairage rasant est util isé afin de permettre de distinguer l’élément élastomérique 13 de la couche inférieure sur le tambour 16. Cela crée alors une ombre le long du bord de l’élément élastomérique 13 qui définit un contour dans l’image. Le module 81 de préparation à la découpe comprend un processeur de traitement d’image 82 configuré pour déterminer le point d’intérêt initial PI , i . Les entrées de l’algorithme sont l’image 3D issue de la deuxième caméra dirigée vers le tambour 16, la carte de profondeur et un masque dont les pixels blancs représentent la région d’intérêt ROI où le point d’intérêt initial PI , i a été amené. Pour détecter les contours, le processeur de traitement d’image 82 utilise un filtre de Sobel (non représenté) configuré pour détecter par
convolution des variations d’intensité horizontale puis verticale. En combinant les résultats, un gradient en chaque point est obtenu. Dans notre cas, nous recherchons uniquement les contours diagonaux, donc le processeur de traitement d’image 82 applique les deux fois le fi ltre de Sobel avec une matrice de convolution diagonale 3×3. Pour un élément élastomérique 13 orienté à gauche, cette matrice s’écrit comme suit :
Pour un élément élastomérique 13 orienté à droite, cette matrice s’écrit comme suit :
Le fait d’util iser une matrice diagonale est optimal pour les éléments élastomériques dont la partie d’extrémité 13a forme un angle de 45° avec l’axe transversal Y. On pourrait prévoir un autre angle de la partie d’extrémité 13a. Ensuite, le processeur de traitement d’image 82 est configuré pour util iser une méthode de seuillage binaire pour obtenir une image en noir et blanc des résultats et configuré pour focaliser dans la région d’intérêt ROI pour détecter le plus grand contour de l’image afin de l’isoler dans une image en noir et blanc. Pour chaque ligne de l’image qui contient au moins un pixel blanc, seul le pixel le plus à droite (pour un élément élastomérique 13 orienté à gauche) est conservé afin d’affiner le contour au plus proche de l’élément élastomérique 13. Puis, le contour est dilaté vers la droite uniquement en utilisant une fonction de dilatation avec un vecteur de convolution ^^^^ = [1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0]. Le processeur de traitement d’image 82 est ensuite configuré pour effectuer une nouvelle recherche de contour et rechercher
l’enveloppe convexe de ce contour pour obtenir un polygone avec des sommets représentés par des pixels. Cette étape permet réduire le nombre de pixel du contour pour travailler seulement avec les sommets de l’enveloppe convexe. Ainsi, on détermine un pixel pI comme étant le sommet le plus bas parmi les deux sommets les plus à gauche. Lors du mouvement de découpe, l’outil de découpe ne doit percuter ni le guidage mécanique ni le tambour 16. C’est pourquoi, il est nécessaire que le point d’intérêt PI se trouve à une distance ∆g ±^ du guidage mécanique GM. Pour mesurer cette distance ∆g ± ^ , le processeur de traitement d’image 82 utilise un pixel pdi r qui est le plus haut sommet parmi les deux sommets les plus à gauche. La droite dN S T est la droite dans l’image 2D définie par deux pixels pI et pg. Le pixel pg correspond à l’intersection de droite dN S T et d’une droite dg dans l’image définie manuellement et représentant la limite du guidage mécanique. La distance entre les points PI , i et Pg, issus des pixels pI et pg, est comparée avec la distance ∆g. Si le point d’intérêt initial PI , i est trop près du guidage mécanique GM, alors l’effecteur 20 risque d’être bloqué par celui-ci, et si le point d’intérêt initial PI , i est trop éloigné, l’effecteur 20 risque d’être bloqué par le tambour 16. Le processeur de traitement d’image 82 effectue un décalage de l’élément élastomérique 13 pour que le point d’intérêt initial PI , i issu du pixel pI soit à une distance ∆g, idéale pour le mouvement d’incision. Ce décalage s’effectue par une rotation du tambour 16 dont le sens de rotation dépend du signe du décalage à effectuer. A titre d’exemple, ∆g=0.055m et ^=0.01. Après avoir détecté le point d’intérêt initial PI , i et vérifié la distance ∆g entre ce point et le guidage mécanique GM, l’élément élastomérique 13 est embarré par le module 70 d’embarrage avant d’exécuter l’opération de découpe, c’est-à-dire enrouler l’élément élastomérique 13 autour du tambour 16. Cette opération est réalisée en synchronisant la rotation du tambour 16 avec la rotation de la bobine 15.
Une fois l’élément élastomérique 13 embarré, on distingue sur la figure 15A, le point d’intérêt initial PI , i , déterminé avant l’embarrage et le point d’intérêt final PF , i qui est le point d’intérêt physique appartenant à l’élément élastomérique 13 et qui a donc tourné autour du tambour 16 avec lui. Le module de découpe 80 comprend un module 83 de détermination du point d’incision Pin c en fonction du point d’intérêt initial PI , i et d’une distance constante ho f f s e t entre et ledit point d’incision Pi n c et le point de sortie PS nécessaire aux phases de découpe il lustrées sur les figures 13A, 13B, 13C. La distance constante ho f f s e t est prédéterminée lors d’étapes préalables qui ne seront pas décrites. Le point d’incision Pi n c se trouve à un décalage axial ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ = sin ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ⋅ ℎ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ du point d’intérêt initial PI , i selon l’axe X-X’ du tambour 16, comme sur la Figure 15B. La longueur lo f f s e t entre le point de sortie PS et point d’intérêt initial PI , i s’écrit comme suit :
Comme le montre la Figure 15C, l’angle de rotation φ pour effectuer l’embarrage de l’élément élastomérique 13 n’est donc pas de 2π mais est égal
Ainsi, le point de sortie PS se confond avec le point d’intérêt final PF , i une fois l’élément élastomérique 13 collé sur le tambour 16. Le module 80 de découpe comprend en outre module 84 de chauffage de l’outils de découpe (non représenté). Le module 80 de découpe comprend en outre un module 85 d’analyse des efforts axiaux Fx et transversaux Fy du bras robotisé 18 générés au cours de l’opération de découpe configuré pour acquérir ladite force par un capteur de force monté sur le bras robotisé 18, pour déterminer le point de sortie PS de découpe et pour corriger en temps réel l’angle de l’outils de coupe pendant l’opération de découpe. Enfin, l’UCE 40 comprend un module 90 de soudure configuré pour plaquer l’élément élastomérique 13 au plus près de la coupe et pour commander un rouleau presseur multi profil capable de rouler dans
toutes les directions et d’accompagner l’élément élastomérique 13 au fur et à mesure de la découpe. Le module 90 de soudure est également configuré pour commander un outil de soudure, nommé zipper en termes anglo-saxons configuré pour rapprocher les extrémités coupées de l’élément élastomérique 13 dans un premier sens et dans un deuxième sens le long de la soudure. L’organigramme illustré à la figure 16 il lustre certaines étapes de fabrication d’un procédé 100 de fabrication d’ébauches de pneumatique. Le procédé 100 comprend une étape 140 de pose successive d’éléments élastomériques 13 à l’aide de l’installation de fabrication 10. A cette fin, le procédé 100 comprend, préalablement à l’étape de pose 140, une étape d’alimentation 110 du poste de pose 14 en élément élastomérique 13, à l’aide du poste d’alimentation 12, l’élément à poser prenant la forme d’une bande ou d’une nappe continue. L’étape d’alimentation 110 comprend une étape 111 de saisie d’un contenant, telle une bobine 15, un dévidoir 38 comportant une bobine 15 ou une table à rouleaux, par un robot industriel multiaxes 34 ou un chariot autonome. Chaque contenant comprend un élément élastomérique à poser. L’étape d’alimentation 110 comprend en outre une étape 112 de positionnement du contenant de manière que l’élément élastomérique soit en condition pour être posé et de déroulage de l’élément élastomérique 13 jusqu’à ce que son extrémité 13a soit posée sur la surface 21a d’une plateforme 21 de l’installation 10. L’étape de pose 140 est pilotée de manière automatique par l’UCE 40. Un des bras robotisés 18, muni du préhenseur 25, pose automatiquement l’élément élastomérique 13 sur le tambour 16 de fabrication d’ébauches de pneumatique selon la séquence suivante. L’étape de pose 140 comprend une séquence comportant une étape 150 de préhension de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13, une étape 160 d’ancrage de ladite extrémité 13a sur la surface externe 16a du tambour, une étape 170 d’embarrage de l’élément élastomérique 13 autour du tambour, une étape 180 de découpe
de l’élément élastomérique 13 à la longueur souhaitée et une étape 190 de soudure de la partie découpée de l’élément élastomérique avec la partie d’extrémité 13a ancrée. L’étape 150 de préhension de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 comprend une étape 151 d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21 par la première caméra RGB-D. L’étape 150 de préhension comprend en outre une étape 152 de découpage de l’image de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 sur la plateforme 21 en trois zones Z1, Z2, Z3 tel que décrit précédemment en référence au module 52 de découpage de l’image de la partie d’extrémité 13a. L’étape 150 de préhension comprend une étape 153 de détermination de la position du préhenseur 25 et notamment d’un point de prise Pp à l’aide d’un processeur de traitement d’image tel que décrit précédemment en référence au module 53 de détermination de la position du préhenseur 25. L’étape 150 de préhension comprend une étape 154 de correction du point de prise initial Pp i par translation dudit point de prise initial Ppi d’une distance Ra selon l’axe longitudinal X1 et l’axe d’extension Y1 du repère du préhenseur 25 pour obtenir le point de prise Pp f à l’aide du processeur de traitement d’images tel que décrit précédemment en référence au module 53 de détermination de la position du préhenseur 25. Le point de prise Pp f est ensuite transmis, lors d’une étape 155 de transmission, au bras robotisé 18. Lors de l’étape 160 d’ancrage de ladite extrémité 13a sur la surface externe 16a du tambour 16, on applique une pression de contact et on relâche au fur et à mesure les parties ancrées de la partie d’extrémité 13a. L’étape 160 d’ancrage comprend une étape 161 de projection de lasers et une étape 162 d’acquisition d’une image de la surface externe 16a du tambour 16 prise par une deuxième caméra RGB-D dirigée vers le tambour 16.
Les étapes 161 et 162 sont réalisées avant l’étape 155 de prise de la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 par le préhenseur 25 afin d’anticiper la trajectoire du bras robotisé 18 et de savoir où ancrer ladite extrémité 13a. Les lasers comprennent un premier laser L1 vertical, par exemple rouge, fixe indiquant le centre du tambour 16, un deuxième laser L2 horizontal, par exemple vert, fixe indiquant l’azimut de pose des éléments élastomériques et deux lasers L3, L4 latéraux verticaux variables, par exemple verts, indiquant la longitude de pose. L’étape 160 d’ancrage comprend en outre une étape 163 de traitement de l’image de la zone de pose lors de laquelle on détecte les lasers L1, L2, L3, L4 et un nuage de points 3D, on isole les pixels associés aux lasers dans l’image acquise et on détecte le pixel d’intersection pi à l’intersection entre le deuxième laser L2 horizontal et un des lasers L3, L4 latéraux, à savoir le laser latéral droit L3 si la partie d’extrémité 13a de l’élément élastomérique 13 est orientée à droite ou le laser latéral gauche L4 si la partie d’extrémité 13a est orientée à gauche. L’étape 163 de traitement de l’image est réalisée à l’aide du module 63 de traitement de l’image précédemment décrit . L’étape 160 d’ancrage comprend en outre une étape 164 détermination du point d’ancrage P1, P2, P3 de chacune des rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f par rapport au point d’intersection Pi dans un plan Pi (π) de normale ^�^^^ ^^^^ où se trouve un cercle ajusté C dans le nuage de points d’un des lasers latéraux L3, L4 et en fonction d’une distance dr entre deux rangées d’aimants 25a, 25b, 25c ainsi que le rayon Ra d’un aimant 25a, 25b, 25c. Le point d’ancrage P1, P2, P3 de chacune des rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f est déterminé en référence au module 64 de détermination des points d’ancrage tel que décrit précédemment. L’étape 160 d’ancrage comprend en outre une étape 165 de transmission des points d’ancrage P1, P2, P3 de chacune des rangées d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f à un module 65 de commande du préhenseur 25 configuré pour commander séparément les rangées
d’aimants 25a, 25b, 25c, 25e, 25f du préhenseur 25 et notamment les actionneurs de chaque rangée d’aimants. Lors de l’étape 170 d’embarrage de l’élément élastomérique 13 autour du tambour, on enroule sur une révolution à 360° l’élément élastomérique 13 autour du tambour 16 une fois la partie d’extrémité 13a dudit élément 13 ancrée sur la surface externe 16a du tambour 16. L’étape 180 de découpe de l’élément élastomérique 13 à la longueur souhaitée comprend une étape 181 de préparation à la découpe lors de laquelle on détermine un point d’incision Pin c correspondant au point d’insertion de l’outil de découpe entre deux fils métalliques, à l’aide du module 81 de préparation à la découpe tel que décrit précédemment. L’étape 181 de préparation à la découpe est réalisée en amont de l’étape 170 d’embarrage. Lors de l’étape 181 de préparation à la découpe, on détermine une région d’intérêt ROI et un point d’intérêt initial PI , i tel que décrit précédemment en référence au module 81 de préparation à la découpe et du processeur de traitement d’image 82. L’étape 180 de découpe comprend en outre une étape 183 de détermination du point d’incision Pin c en fonction du point d’intérêt initial PI , i et d’une distance constante ho f f s e t entre et ledit point d’incision Pi n c et le point de sortie PS nécessaire aux phases de découpe il lustrées sur les figures 13A, 13B, 13C, tel que décrit précédemment en référence au module 83 de détermination du point d’incision Pin c . L’étape 180 de découpe comprend en outre une étape 184 de chauffage de l’outils de découpe pendant l’opération de découpe 186 et une étape 185 d’analyse des efforts axiaux Fx et transversaux Fy du bras robotisé 18 générés au cours de l’opération de découpe 186 configuré pour acquérir ladite force par un capteur de force monté sur le bras robotisé 18, pour déterminer le point de sortie PS de découpe et pour corriger en temps réel l’angle de l’outils de coupe pendant l’opération de découpe 1586. Lors de l’étape 190 de soudure de la partie découpée de l’élément élastomérique avec la partie d’extrémité 13a ancrée, on plaque
l’élément élastomérique 13 au plus près de la coupe et on commande un rouleau presseur multi profil capable de rouler dans toutes les directions et d’accompagner l’élément élastomérique 13 au fur et à mesure de la découpe 186. Lors de l’étape 190 de soudure, on commande un outil de soudure, nommé zipper en termes anglo-saxons configuré pour rapprocher les extrémités coupées de l’élément élastomérique 13 dans un premier sens et dans un deuxième sens le long de la soudure. Le système et le procédé de pose selon l’invention est conçue pour s’adapter tant à des installations manuelles existantes qu’à de nouvelles installations.
Claims
REVENDICATIONS 1. Installation de fabrication (10) d’ébauches de pneumatique associée à un premier repère (X, Y, Z) orthogonal et comprenant un tambour (16) de fabrication d’ébauches de pneumatique mobile en rotation autour d’un axe de rotation (X-X’) du premier repère, une plateforme (21) disposée en amont du tambour (16), s’étendant selon un axe transversal (Y) du premier repère et comprenant une surface (21a) plane de réception d’une extrémité (13a) d’un élément élastomérique (13), au moins un bras robotisé (18), une unité électronique de commande (40) configurée pour piloter le bras robotisé (18), et au moins une première caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite première caméra et ayant un axe de visée orienté vers la plateforme (21) et configurée pour acquérir une image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21), caractérisé en ce que le bras robotisé (18) comprend au moins un préhenseur (25) associé à un deuxième repère (X1, Y1, Z1) orthogonal distinct du premier repère (X, Y, Z) et configuré pour saisir la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) par le dessus et comprenant au moins trois rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) parallèles entre elles et régulièrement espacées l’une de l’autre selon un axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1), et en ce que l’unité électronique de commande (40) comprend au moins: - un module (50) de préhension de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) configuré pour déterminer un point de prise (Pp) du préhenseur (25) en fonction du nuage de points restitué par la première caméra, et - un module (60) d’ancrage de ladite extrémité (13a) sur la surface externe (16a) du tambour (16) configuré pour déterminer un point d’ancrage (P1, P2, P3) de chacune des rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) sur la surface externe (16a) du tambour (16).
2. Installation (10) selon la revendication 1, dans laquelle la partie d’extrémité (13a) s’étend selon l’axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1) décalé angulairement de l’axe transversal (Y) du premier repère (X, Y, Z). 3. Installation (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le module (50) de préhension comprend : - un module (51) d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21) par la première caméra, - un module (52) de découpage de l’image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21) en trois zones (Z1, Z2, Z3), et - un module (53) de détermination du point de prise (Pp) comprend un premier processeur de traitement d’images configuré pour déterminer un point de prise initial (Pp i) dans le nuage de points de l’image issue du module d’acquisition (51) et pour corriger ledit point de prise initial (Pp i) par translation dudit point de prise initial (Pp i) d’une distance (Ra) correspondant au rayon des éléments magnétiques (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) du préhenseur (25) selon l’axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1) et selon un axe deuxième longitudinal (X1) du deuxième repère perpendiculaire audit axe d’extension (Y1) et pour déterminer le point de prise (Pp f) transmis au bras robotisé (18) par un module (54) de transmission. 4. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un premier laser (L1) vertical, fixe indiquant le centre du tambour (16), un deuxième laser (L2) horizontal fixe indiquant l’azimut de pose de l’élément élastomérique et deux lasers (L3, L4) latéraux verticaux variables indiquant la longitude de pose, lesdits lasers étant solidaires d’une structure fixe (28) de l’installation, et dans laquelle le module (60) d’ancrage comprend un module (61) de projection desdits lasers (L1, L2, L3, L4) sur la surface externe (16a) du tambour (16). 5. Installation (10) selon la revendication 4, comprenant une deuxième caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de
coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite deuxième caméra et ayant un axe de visée orienté vers le tambour (16) et configurée pour acquérir une image d’une zone de pose sur la surface externe (16a) du tambour (16), et dans laquelle le module (60) d’ancrage comprend : - un module (62) d’acquisition d’une image de ladite zone de pose, et - un module (63) de traitement de l’image de ladite zone de pose comprenant un deuxième processeur de traitement d’images configuré pour détecter les lasers (L1, L2, L3, L4) et un pixel d’intersection (pI) à l’intersection entre le deuxième laser (L2) horizontal et d’un des lasers (L3, L4) latéraux et pour estimer un point d’intersection (PI) et un point du milieu (Pm) correspondant aux points en trois dimensions des pixels d’intersection (pI) et du milieu du tambour (pm). 6. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité électronique de commande (40) comprend en outre un module (170) d’embarrage de l’élément élastomérique (13) autour du tambour (16), un module (180) de découpe de l’élément élastomérique (13) à la longueur souhaitée et un module (190) de soudure de la partie découpée de l’élément élastomérique (13) avec la partie d’extrémité ancrée (13a) sur la surface externe (16a) du tambour (16). 7. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le préhenseur (25) du bras robotisé (18) comprend des actionneurs reliés chacun à un élément en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f), lesdits actionneurs étant commandés séparément pour relâcher successivement la troisième rangée d’éléments en matériau magnétique (25c, 25e, 25f), la deuxième rangée d’élément en matériau magnétique (25b) puis la première rangée d’élément en matériau magnétique (25a). 8. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) du préhenseur (25) du bras robotisé (18) sont montés sur un support (25d) configuré pour être relié à la partie d’extrémité du bras robotisé (18).
9. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première, la deuxième et la troisième rangées d’élément en matériau magnétique du préhenseur du bras robotisé comprennent chacune au moins un élément en matériau magnétique. 10. Installation (10) selon la revendication 8, dans laquelle la première et la deuxième rangées d’élément en matériau magnétique du préhenseur du bras robotisé comprennent chacune un seul élément en matériau magnétique et dans la troisième rangée comprend au moins trois éléments en matériau magnétique (25c, 25e, 25f), un des éléments en matériau magnétique (25c) de la troisième rangée étant aligné selon l’axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1) avec les éléments magnétiques (25a, 25b) de la première et deuxième rangées. 11. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un deuxième bras de robot. 12. Installation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la plateforme (21) comprend au moins une bande aimantée (21b) s’étendant selon un axe longitudinal (X) parallèle à l’axe de rotation (X-X’) du tambour (16) et disposée sur la surface (21a) de réception de la plateforme (21). 13. Procédé de pose automatique et successive d’éléments élastomériques (13) à l’aide d’une installation (10) de fabrication d’ébauches de pneumatique associé à un premier repère (X, Y, Z) et comprenant un tambour de fabrication (16) d’ébauches de pneumatique mobile en rotation autour d’un axe de rotation (X-X’), une plateforme (21) disposée en amont du tambour (16), s’étendant selon un axe transversal (Y) du premier repère (X, Y, Z) orthogonal et comprenant une surface (21a) plane de réception d’une extrémité (13a) d’un élément élastomérique (13), au moins un bras robotisé (18), et au moins une première caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite première caméra et ayant un axe de visée orienté vers la plateforme (21) et configurée pour acquérir une image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21), le bras robotisé (18)
comprenant au moins un préhenseur (25) associé à un deuxième repère (X1, Y1, Z1) orthogonal distinct du premier repère (X, Y, Z) et configuré pour saisir la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) par le dessus, et comprenant au moins trois rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) parallèles entre elles et régulièrement espacées l’une de l’autre selon un axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1), caractérisé en ce qu’il comprend au moins : - une étape de pose (140) comprenant une séquence comportant au moins une étape (150) de préhension de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13), lors de laquelle on détermine un point de prise (Pp) du préhenseur (25) en fonction du nuage de points restitué par la première caméra ; et - une étape (160) d’ancrage de ladite extrémité (13a) sur la surface externe (16a) du tambour, lors que laquelle on détermine un point d’ancrage (P1, P2, P3) de chacune des rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c) sur la surface externe (16a) du tambour (16). 14. Procédé (100) selon la revendication 13, dans lequel ladite partie d’extrémité (13a) s’étend selon un axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1, Y1, Z1) décalé angulairement de l’axe transversal (Y) du premier repère (X, Y, Z) et dans lequel l’étape (150) de préhension de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) comprend une étape (151) d’acquisition de l’image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21) par la première caméra, une étape (152) de découpage de l’image de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) sur la plateforme (21) en trois zones (Z1, Z2, Z3), une étape (153) de détermination de la position d’un point de prise initial (Ppi) du préhenseur (25) dans le nuage de points de l’image acquise à l’étape (151) d’acquisition à l’aide d’un processeur de traitement, une étape (154) de correction du point de prise initial (Ppi) par translation du point de prise initial (Pp i) d’une distance (Ra) correspondant au rayon de chacun des élément en matériau magnétique (25a, 25b, 25c) du préhenseur (25) selon l’axe d’extension (Y1) du deuxième repère (X1,
Y1, Z1) et selon un deuxième axe longitudinal (X1) du deuxième repère perpendiculaire audit axe d’extension (Y1) pour obtenir le point de prise (Pp f) et une étape (155) de transmission dudit point de prise (Pp f) au bras robotisé (18) en vue de la prise de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) par le préhenseur (25). 15. Procédé (100) selon la revendication 14, dans lequel l’étape (160) d’ancrage comprend une étape (161) de projection de lasers (L1, L2, L3, L4) et une étape (162) d’acquisition d’une image d’une zone de pose sur la surface externe (16a) du tambour (16) prise par une deuxième caméra en trois dimensions restituant un nuage de points de coordonnées mesurées dans un repère associé à ladite deuxième caméra et ayant un axe de visée orienté vers le tambour (16), lesdites étapes de projection de lasers et d’acquisition d’une image (161, 162) sont réalisées avant l’étape (155) de prise de la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) par le préhenseur (25), les lasers (L1, L2, L3, L4) comprenant un premier laser (L1) vertical, fixe indiquant le centre du tambour (16), un deuxième laser (L2) horizontal fixe indiquant l’azimut de pose des éléments élastomériques et deux lasers (L3, L4) latéraux verticaux variables indiquant la longitude de pose. 16. Procédé (100) selon la revendication 15, dans lequel l’étape (160) d’ancrage comprend en outre : - une étape (163) de traitement de l’image de la zone de pose, lors de laquelle on détecte les lasers (L1, L2, L3, L4) et le nuage de points restitué par la deuxième caméra, on isole les pixels associés aux lasers (L1, L2, L3, L4) dans l’image acquise lors de l 'étape (162) d’acquisition et on détecte le pixel d’intersection (pI) à l’intersection entre le deuxième laser (L2) horizontal et un des lasers (L3, L4) latéraux, - une étape (164) détermination du point d’ancrage (P1, P2, P3) de chacune des rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) par rapport au point d’intersection (PI) dans un plan (Pi (π)) de normale ( ^�^^^ ^^^^) où se trouve un cercle ajusté (C) dans le nuage de points d’un des lasers latéraux (L3, L4) et en fonction d’une distance (dr) entre deux rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c) ainsi
que le rayon (Ra) d’un élément en matériau magnétique (25a, 25b, 25c) du préhenseur (25), et - une étape (165) de transmission des points d’ancrage (P1, P2, P3) de chacune des rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) à un module (65) de commande du préhenseur (25) configuré pour commander séparément les rangées d’éléments en matériau magnétique (25a, 25b, 25c, 25e, 25f) du préhenseur (25). 17. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 13 à 16, comprenant, préalablement à l’étape de pose (140), une étape d’alimentation (110) en élément élastomérique lors de laquelle la partie d’extrémité (13a) de l’élément élastomérique (13) est posée sur la surface (21a) d’une plateforme (21) de l’installation (10). 18. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 13 à 17, dans lequel la séquence de l’étape (140) de pose comprend en outre une étape (170) d’embarrage de l’élément élastomérique (13) autour du tambour, une étape (180) de découpe de l’élément élastomérique (13) à la longueur souhaitée et une étape (190) de soudure de la partie découpée de l’élément élastomérique (13) avec la partie d’extrémité (13a) ancrée sur la surface externe (16a) du tambour (16).
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