Applications de vision - Exemples d'application dans de nombreuses industries

La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

La vision industrielle met de l'ordre dans le nouveau magasin à grande hauteur

septembre 2017

Membre du Groupe allemand Brückner, la société Kiefel GmbH stocke jusqu'à 14 000 pièces dans son nouveau magasin à grande hauteur construit sur le site de Freilassing, avec une aire de stockage de quelque 1400 m² et une superficie de 120 m². Les composants de vision industrielle de STEMMER IMAGING et le savoir-faire de l'intégrateur phil-vision assurent en permanence une bonne vue d'ensemble du magasin.

« Nous voulions plus de surface de stockage qu'auparavant tout en réduisant la superficie, de manière à rendre notre entrepôt plus confortable ». C'est en ces termes que Robert Hammer, responsable logistique de Kiefel GmbH à Freilassing, décrit les objectifs majeurs du passage au nouveau magasin à grande hauteur mis en service au printemps 2017. Depuis, les douze tours de stockage Kardex présentent suffisamment de place pour accueillir jusqu'à 14 000 pièces au sein de l'usine mère de l'entreprise.

Un des grands défis lors de la conception de l'installation était selon Robert Hammer que les pièces magasinées sont de nature et de dimensions très variables, et la variété des produits à stocker est pratiquement sans limite : « Cela peut aller du simple autocollant, du petit interrupteur et autres petites pièces de rechange, jusqu'aux outils, aux moteurs et autres matériaux en vrac », explique le responsable logistique.

Lors de la mise en stock, il n'y a pas que les dimensions qui jouent un rôle, le poids des pièces à magasiner est tout aussi important car la charge maximale admissible de chaque tablette de stockage - jusqu'à 48 par tour - est de 850 kg. « Par conséquent, il ne faut pas simplement trouver une tablette avec suffisamment de place pour stocker des nouvelles pièces. Il faut également connaître le poids des pièces déjà stockées sur la tablette afin de pouvoir déterminer si un emplacement de stockage donné convient ou non pour l'ajout de nouvelles pièces. Si et seulement si la surface est suffisante et la charge totale par tablette ne dépasse pas le maximum de 850 kg, l'employé peut procéder au stockage des nouvelles pièces. »

Les dimensions et le poids doivent être corrects

Le système de magasin à grande hauteur du fabricant Kardex calcule le poids effectif de chaque tablette par le bais de la puissance absorbée des moteurs qui déposent ou prélèvent les tablettes. La différence entre la charge maximale et la charge effective donne le poids maximal qu'une nouvelle pièce peut afficher sur une balance pour l'magasinage. Pour simplifier la manœuvre, le poids effectif des pièces déjà magasinées est affiché par des feux tricolores, dont les plages sont définies par l'opérateur lui-même. Il estime le poids d'une nouvelle pièce à magasiner et décide ensuite de la tablette sur laquelle il souhaite la déposer.

« Il n'y a pas de système standard sur le marché qui permette aussi de détecter les surfaces libres », explique Robert Hammer. « C'est ainsi que nous avons développé avec Gregor Philipiak et sa société phil-vision un système de vision qui permet d'identifier les surfaces libres sur les tablettes. »

Images toujours actualisées

Ce nouveau système se dénomme VIS.tray et repose sur les composants du système de vision standard de STEMMER IMAGING. Gregor Philipiak a étroitement collaboré avec Kardex pour ce développement afin d'intégrer de manière optimale les systèmes optiques aux tours de stockage.

Lors du processus d'magasinage d'une tablette, le système VIS.tray prend des images de l'état de charge effectif de ladite tablette et détermine le poids de chargement par le biais de la commande du magasin à grande hauteur. Ces images ainsi que les informations sur la charge effective sont sauvegardées dans la base de données de sorte que le magasinier puisse décider en toute simplicité de la tablette disposant de suffisamment de place pour le stockage de nouvelles pièces, cela en faisant défiler les images.

Si la somme du poids déjà magasiné et du poids des nouvelles pièces reste en-deçà de la charge maximale admissible, l'employé achemine la tablette sélectionnée jusqu'à la station d'entrée et de sortie par un clic sur le panneau tactile raccordé, puis magasine les nouvelles pièces. Peu avant que la tablette avec les nouvelles pièces ne réintègre les rayonnages, une nouvelle image est prise et enregistrée dans la base de données, remplaçant ainsi l'image précédente. De cette manière, toutes les images sont toujours mises à jour.

Composants standard pour l'acquisition d'images

Choisir des composants de système de vision adéquats pour l'intégration aux stations de sortie des tours Kardex n'était pas une sinécure car il fallait d'une part saisir toute la largeur des tablettes de 300 x 80 cm ; d'autre part, la place disponible pour l'aménagement des caméras était limitée et la distance par rapport aux objets relativement faible. « Nous avions tout d'abord envisagé de fixer une caméra sur un axe mobile pour chaque tour, mais cela aurait été trop coûteux sur le plan mécanique et l'acquisition des images aurait duré nettement plus longtemps », se souvient le fondateur de phil-vision Gregor Philipiak.

L'alternative résidait donc dans un système composé de deux caméras couleurs dotées d'objectifs fisheye. Les images acquises par ce système sont déformées en raison de la nature-même des objectifs. Gregor Philipiak développa à cet égard un algorithme qui permet tout d'abord de corriger les deux images puis de les assembler. « Ces images assemblées montrent toute la surface de stockage des différentes tablettes, sans aucune déformation et en couleurs, elles sont sauvegardées dans le système », ajoute Gregor Philipiak au sujet de la suite du processus.

Pour la sélection des composants du système de vision, l'ancien employé de STEMMER IMAGING misa sur les produits de son ancien employeur qui lui prêta même quelques produits pour les premiers essais. « STEMMER IMAGING propose ce service à quelques-uns de ses clients », précise l'ingénieur commercial Christian Berg. « Ce service est très fréquemment utilisé et a pour nos clients l'immense avantage qu'ils peuvent étudier de fond en comble les systèmes de vision avant leur montage dans des machines ou installations ; ils garantissent par ce biais que les composants choisis sont entièrement compatibles avec la tâche prévue. »

Les systèmes installés en fin de compte chez Kiefel comprennent pour chaque tour deux caméras GigE Vision de type Genie Nano de Teledyne DALSA, chacune équipée d'un objectif fisheye de Goyo et raccordée via GigE Vision au PC Embarqué Multitouch de Vecow pour chaque tour de stockage. Cette application ne nécessitait aucun éclairage spécifique : la lumière des lampes LED intégrées à chaque tour Kardex suffit largement pour prendre des images dans la qualité requise.

 
Cette caméra offre la résolution requise de 1280 x 1024 pixels et toute la vitesse nécessaire pour prendre des images dans les 50 millisecondes depuis le signal d'entrée d'une tablette jusqu'au processus mécanique lui-même. En outre, sa construction compacte permet une installation au-dessus des stations d'entrée et de sortie de tablettes et son prix est très attrayant.
Gregor Philipiak opta pour le modèle Genie Nano pour plusieurs raisons

Les objectifs à faible distance focale furent sélectionnés en raison de leur petite distance de travail ; avec leur puissance et leurs interfaces disponibles, les PC Embarqués satisfaisaient à toutes les exigences de cette application. Pour le volet logiciel assurant la correction et la combinaison des deux images partielles, Gregor Philipiak misa sur la bibliothèque de traitement d'images Common Vision Blox de STEMMER IMAGING.

Interface utilisateur à la carte

Lors de l'installation, la commande entre les rayonnages et le système d'acquisition des images s'avéra complexe. Cette commande nécessita une étroite coopération entre phil-vision et Kardex afin que le système puisse répondre à toutes les demandes de Kiefel.

Gregor Philipiak s'occupa de la touche finale pour la commande de l'installation en créant une interface utilisateur spécifique que le responsable logistique de Kiefel, Robert Hammer, avait élaborée : « La visualisation claire de la place et du poids disponibles sur les tablettes contribue largement à la recherche rapide des emplacements libres pour les nouvelles pièces à magasiner. C'est un véritable gain de temps pour mes collègues et le nouveau système de stockage a ainsi été rapidement accepté par tous les intervenants. »

Pour Robert Hammer, un autre point fort du système réside dans le fait qu'en cas de fausse manœuvre, le système de vision propose toujours très rapidement une solution au problème. Lorsqu'une pièce est malencontreusement magasinée sans avoir été préalablement scannée, il est toujours possible de retrouver rapidement et efficacement cette pièce : au lieu de faire acheminer toutes les tablettes une à une jusqu'à la station de sortie, il suffit maintenant de parcourir sur l'écran les images actualisées des 48 tablettes de chaque tour pour retrouver la pièce manquante.

Mise en œuvre dans toute l'Europe

En plus des douze tours de stockage de Freilassing, Gregor Philipiak a entre-temps mis en service deux autres systèmes pour des filiales de Kiefel en République tchèque et en Slovaquie. Partant de ces applications couronnées de succès, d'autres systèmes sont prévus en Autriche, en Suisse et aux Pays-Bas.

Die Kiefel GmbH entwickelt und produziert hochwertige Maschinen für die Verarbeitung von Kunsstofffolien. Zu seinen Kunden zählen namhafte Hersteller aus der Automobil-, Medizintechnik-, Kühlschrank- und Verpackungsindustrie. Die Kiefel GmbH ist mit rund 500 Mitarbeitern am Stammsitz Freilassing ein Mitglied der Brückner-Gruppe, Siegsdorf, einem weltweit tätigen Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus für die Kunststoff- und Verpackungsindustrie mit rund 2.300 Mitarbeitern.

Die phil-vision GmbH hat sich auf die Planung und Integration anspruchsvoller Bildverarbeitungslösungen in einer Vielzahl von Industriezweigen spezialisiert.

STEMMER IMAGING

Puchheim, Germany

STEMMER IMAGING est une société active dans le domaine de la vision industrielle depuis 1987. Offrant une très large palette de produits et de services, l'entreprise est aujourd'hui le plus grand fournisseur de technologie de vision en Europe. En 1997, STEMMER IMAGING a présenté Common Vision Blox (CVB), une bibliothèque de programmation puissante pour le développement et la mise en œuvre de solutions de vision rapides et fiables, utilisée avec succès dans plus de 40.000 applications de part le monde.

Teledyne DALSA

Waterloo, Canada

La société canadienne Teledyne DALSA Inc., une filiale du groupe Teledyne Technologies Inc., offre dans le domaine du traitement d'images numériques un très large éventail de produits de vision industrielle. Outre les caméras linéaires, l'entreprise propose des particularités technologiques : des caméras linéaires TDI (Time Delay Integration), des caméras Multitap, haute vitesse, matricielles et à haute résolution, des cartes d’acquisition d’images PCI pour chaque type de caméra, des systèmes de traitement embarqués, des outils logiciels et des systèmes de traitement d’images intelligents IPD pour des tâches très diverses de contrôle qualité, de contrôle d’intégralité et d’erreurs.

CVB Image Manager
  • Plateforme pour le développement d'applications de traitement d'images
  • Environnement de programmation ouvert
  • Utilisation facile, flexibilité et haute performance
Teledyne DALSA Genie Nano - Flexibilité et puissance dans un petit boîtier
  • Caméra petite et robuste aux capteurs CMOS
  • Nombreuses fonctions pour plus de puissance
  • Excellent design simplifiant l’installation