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Development of a flexible protective system for press-brakes using vision

Tran, Nguyen Duy Phuong (2009). Development of a flexible protective system for press-brakes using vision. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les presse-plieuses sont utilisees dans la plupart des ateliers de fabrication pour le phage, le formage, le redressage, le poin9onnage et le decoupage. Malheureusement, ces machines polyvalentes ont cause de nombreux accidents sur les travailleurs qui devront tenir la piece ou de mettre les mains dans les zones dangereuses afin de maintenir le rythme de production.

II est connu que le mouvement du belier hydraulique dans les presse-plieuses peut etre arrete a tout moment pendant le fonctionnement ce qui est impossible dans le cas des presseplieuses mecaniques. Pour cette raison, seul le developpement d'un systeme de protection pour presse-plieuse hydraulique est recommande. II a egalement ete observe que la plupart des systemes existants avaient une zone d'interdiction fixe, qui arrete la presse-plieuse hydraulique au moment oil les mains du travailleur y entrent. Ces systemes de protection sont incapables de distinguer le mouvement des mains des travailleurs, qui sont diriges vers la zone de I'outil de coupe ou vers I'exterieur de cette zone dangereuse. II est done trop restreint de repondre aux besoins de production. Afin d'ameliorer la flexibilite du systeme de protection, il est necessaire de developper un nouveau systeme. Cette these presente le developpement d'un systeme flexible de protection en tenant compte du mouvement de la main du travailleur.

La solution innovante consiste a generer une zone d'interdiction flexible dont les dimensions et la forme dependent de la vitesse instantanee du point inspecte, du temps d'arret de la machine et du temps de calcul du processus. Le mouvement instantane d'un point inspecte sur la main du travailleur est depiste par des cameras distribuant des differentes vues. La machine sera arretee immediatement chaque fois que le point inspecte est entre dans la zone flexible d'interdiction. L'interference entre le point inspecte et la zone flexible d'interdiction est determinee par le vecteur traversable dans l'espace.

Deux approches concernant le nombre de points inspectes sont presentees. Le point inspecte sur la main du travailleur est un point unique et virtuel dans la premiere approche, tandis qu'au moins trois points virtuels sont dans la deuxieme approche. L'objectif de la première approche a pour but de reduire le temps de processus tandis que celui de la deuxieme approche a pour but d'augmenter la precision de posifionnement des points.

Le travail presente dans cette these prouve que le principe d'etablissement de la zone flexible a I'aide de la technologie de vision pour la protection des mains de I'operateur de presses plieuses est realisable.

Titre traduit

Développement d'un système flexible de protection pour les presse-plieuses par la vision

Résumé traduit

Press-brakes are used in most manufacturing workshops for bending, forming, straightening, punching and trimming. Unfortunately, these versatile machines cause many accidents to workers, who in many cases, must hold the work piece too close to the dies, or must put their hands within the dangerous zones in order to keep up with the rate of production.

It is known that the movement of the ram in hydraulic press-brakes can be stopped instantaneously at any time during the process. For this reason, only a protective system for hydraulic press-brakes is recommended. It has also been observed that most existing systems have a fixed interdiction volume, provoking stoppage of the press-brake whenever the hands of the worker enter this area. These protective systems cannot distinguish motions which are directed towards entering the cutting zone from motions aiming at the exterior of this dangerous zone. They are therefore too restrictive to meet production needs. In order to improve the flexibility of the protective system, it is necessary to develop a new one. This thesis presents the development of a flexible protective system, taking the motion of the worker's hands into account.

The proposed innovative solution consists of generating a flexible interdiction zone, whose dimensions and shape depend on the instantaneous velocity of the inspected point, the machine stopping time, and the calculation time of the processing loop. The instantaneous motion of an inspected point on the worker's hand is tracked using camera sets distributing on the different views. The machine is stopped whenever the inspected point interferes with the flexible interdiction zone. The interference between the inspected point and the flexible interdiction zone is verified using the spatial traversability vector.

Two approaches relating to the number of inspected points are presented. The inspected point on the worker's hand is a single virtual point in the first principle, whereas several virtual points are in the second principle. The first approach deals with the processing time, while the second is aimed at improving the precision.

The work presented in this thesis proves that the principle of the flexible protective zone using vision technology is realizable to protect the worker's hands.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy". Bibliogr. : f. [83]-85.
Mots-clés libres: Vision par ordinateur. flexible, interdiction, multipoints, plieuse, point, presse, presse-plieuse, protection, systeme, unique, vision, zone
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ngô, Anh-Dung
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Lamarche, Louis
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 17 août 2010 12:50
Dernière modification: 17 janv. 2017 22:55
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/86

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