Proposition d'une démarche de conception d'un MCD pour la conception

Intégrer le procédé de vision dans une gamme d'usinage, c'est repondre dans cet ordre aux deux questions suivantes : que contrôler? Avec quoi et comment?

Lorsque l'on conçoit les processus intégrant le contrôle, on repond intégralement à la première question, et en partie à la seconde. En partie seulement parceque il est inutile de détailler le "comment" à ce niveau; pourtant, il impératif de maîtriser la sémantique (" comment") du procédé impliquant le ^ft quoi"

pour être certain de la validité du choix effectué (c'est à dire: être certain que le contrôle est possible avec le matériel choisi). La notion de manufacturabilité [CHA 89] est la clef de la réalisation de la conception des processus. Le mot manufacturabilité signifie pour une entité de définition du produit qu'il existe un lien entre l'entité de définition du produit et les outils qui la réalisent. Si ce lien existe entre entité et outil, alors on peut dire que cette entité est manufacturable. Ce lien existe toujours pour le procédé d'usinage, puisque les entités utilisées actuellement dans les systèmes de "design feature fabrication" ont été créés pour le procédé d'usinage. Qu'en est-il des autres procédés? L'équivalent du mot manufacturabilité peut être, pour un système destiné à capter de l'information (capteur tout ou rien, capteur de pression, de proximité, palpeur, système de vision), le mot détectabilité. Pour le procédé de vision, la détectabilité signifie: l'entité peut-elle être "vue" ou "contrôlée par un système de vision? Il apparaît évident que les liens implicites liant "entité de définition" et "opération d'usinage" sont inopérants pour la vision, une opération de vision n'a rien en commun avec une opération d'usinage.

Le problème se pose de la manière suivante: sachant quelle est la forme de l'objet à "traiter par vision", sachant quel type de traitement on désire réaliser (identification, localisation, mesure dimensionnelle, test de présence, vérification d'état de surface ... ), sachant quelle est sa matière (aluminium, bois, acier, ... ), sachant à quelle précision on veut travailler, sachant combien de temps on dispose pour réaliser le traitement (temps masqué, temps réel), existe-t-il un système de vision connu (et existant dans l'atelier si possible) capable de réaliser cette opération de vision? Celui ci sera alors défini par: l'optique, l'éclairage, le capteur, la carte de vision, le prétraitement, le type de segmentation, et le traitement (Bayes, prédiction-vérification, plus proche voisin ... ). D s'agit donc

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d'établir une relation entre un ensemble de spécifications de la tâche de vision et un ensemble d'éléments de vision cohérent et apte à réaliser les spécifications.

La résolution de ce problème passe par deux points :

- la connaissance des systèmeS de vision : nous avons énuméré dans le chapitre II les infonnations qui composent un système de vision (individus MONTAGE OPTIQUE, MONTAGE TRAITEMENT, MONTAGE SOURCE, MONTAGE CAPTEUR); l'ensemble de ces infonnations prises ainsi constitue un "catalogue de vision"; pourtant il existe des relations sémantiques entre les individus du système de vision qui constituent le savoir-faire de visionique (exemple de relation: une extraction de surface se fait sur une image 20, un algorithme utilisant la méthode de Bayes fonctionne avec des primitives visuelles globales, les primitives visuelles globales peuvent être extraites à partir d'image 20 et 3D, etc ... ); ces relations caractérisent la sémantique du domaine vision.

L'objectif à atteindre est la formalisation de cette sémantique de façon à aller au delà de la création d'un simple catalogue d'éléments de vision; par la coopération entre les métiers de l'optique, de l'électronique des capteurs, de l'éclairage et du traitement d'image, il faut établir l'ensemble des relations et des contraintes pennettant de modéliser cette sémantique; la figure 4.2 en montre une partie à travers la représentation des traitements en vision et de leurs relations avec les autres éléments d'un système de vision; la connaissance de cette sémantique est indispensable au choix des moyens (sans quoi on pourrait choisir de monter une caméra linéaire avec une carte de numérisation matricielle et avec des traitement de télémétrie laser!);

- le lien avec les spécifications: nous sommes amenés à utiliser pour la vision la même technique que celle employée par les usineurs : créer des liens entre outils de vision cohérents et produit à observer.

Pour créer ces liens complexes existant entre des systèmes de vision et des spécifications de contrôle par vision, il faut modéliser une structure de données (individu SPECIF VISION) à l'image des méthodes couramment employées en vision pour le choix des systèmes.

WONTAGE TR,OjTEWENT

figure 4.2. Extrait du MeD de référence de vision vision

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sémantique du système de

SPECIFS VISION

figure 4.3. Extrait du MCD de vision : le choix des moyens

Cette structure de données permet de définir, connaissant la définition d'une application (forme, matière, type de contrôle, cadence, environnement, ... ), quels sont les types de système de vision (primitives visuelles correspondantes, traitements possibles, matériels ... ) (cf. figure 4.3.) aptes à réaliser les spécifications.

La création de ces liens revient à formaliser le savoir-faire de choix des moyens en vision.

Ainsi, pour chaque individu du système de vision, on doit savoir avec quoi il peut fonctionner, et pour quel type de spécification.

3.6.1. L'individu SPECIFS VISION

L'individu SPECIFS VISION matérialise le concept de spécifications du système de vision, il est défini par des relations avec ces différentes composantes (forme, matière, type de contrôle, précision, cadence, environnement) [MEZ 88][DUP 88].

3.6.2. Les individus FORME et MATIERE

Ces individus caractérisent entièrement l'objet sur lequel doit porter le traitement de vision. Cet objet, d'un point de vue vision, est un objet réel intégré dans un environnement, qu'il soit outil ou produit, cela n'a pas d'importance pour le traitement de vision qui est effectué. A ce niveau de conception, aucune information géométrique précise n'est consommée. Voici les notions que recouvre le concept de "forme" :

- dimensions de l'objet à regarder (hauteur, longueur, largeur), les dimensions de l'objet pemettent de définir la résolution de la caméra et du numériseur ainsi que l'optique

- distance possible entre objet et caméra (détermination de la distance focale et du zoom)

- dimensions de la scène (détermination du champ image de l'optique).

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L'information de MA TIERE vient compléter celle de FORME :

- matière et couleur de l'objet (détermination du nombre de niveaux de gris) - matière et couleur de la scène (détermination de l'éclairage).

3.6.3. Les individus CONTROLE, PRECISION, CADENCE

Ces trois individus décrivent l'application à réaliser dans le cahier des charges.

Contrôle:

- reconnaissance de forme:

- tri de pièces

- contrôle de présence/absence - reconnaissance de pièces - orientation de pièces - localisation de pièces - comptage de pièces

- reconnaissance de caractères - autres

- contrôle de qualité : - état de sutface - contrôle de cote - recherche de défauts - contrôle d'impression - autres

- guidage:

- suivi de trajectoires - guidage de robot - guidage de machine - autres.

Précision:

- tolérance de la mesure

- précision de la mesure (détennination des caractéristiques de l'élément photosensible ).

Cadence:

- vitesse de déplacement - distance entre deux objets - nombre d'objets à traiter

Q temps disponible entre deux lots - nombre de postes de travail.

3.6.4. L'individu ENVIRONNEMENT

Cet individu sert à caractériser l'environnement de travail dans lequel doit se dérouler le traitement. Le concept d'environnement recouvre les propriétés suivantes:

- propreté: poussière, vapeur, huile, graisse, hygrométrie (besoin d'isolation) - température

- humidité

- éclairage ambiant: naturel, éléctrique, éclairement constant indépendant du jour - parasitage

- volume d'implantation - environnement mécanique

- environnement humain (nuisances visuelles).