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

La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

Système de vision 3D pour une ceinture sécurisée - Tri de pièces en plastique

septembre 2015

Lutz GmbH contrôle à l'aide d'un système de vision industrielle 3D des pièces pour le système de retenue des ceintures de sécurité automobiles. STEMMER IMAGING a livré à l'entreprise les composants de vision nécessaires et l'a aidée à concevoir son premier système 3D.

Impossible de détecter au premier regard la fonctionnalité de ces insignifiants morceaux de plastique blanc contrôlés et triés dans les locaux de l'entreprise Lutz GmbH, située à Alfdorf, dans le sud de l’Allemagne. Et pourtant, leur importance peut être vitale, car ils font partie du système de retenue intégré aux ceintures de sécurité automobiles. « Pour qu'ils fonctionnent correctement, le plastique de ces éléments de la ceinture de sécurité doit présenter des surfaces parfaitement planes », explique Günther Lutz, directeur général de l’entreprise, à propos des contraintes de contrôle. « De plus, nous devons être parfaitement certains que les pièces ne présentent ni fissures ni ébarbures », complète Michael Müller, l'expert technique responsable de l'installation du système de contrôle.

Il est difficile de contrôler les pièces en plastique à la main. À une cadence de 40 pièces par minute, il fut très vite clair que seul un système de vision industrielle pouvait effectuer cette tâche. Les conditions annexes de conception du système de contrôle étaient tout sauf simples : non seulement le contrôle de la planéité fait partie des tests de traitement d'images les plus exigeants, mais la blancheur du plastique implique une forte dispersion de la lumière, ce qui complique l'analyse des images.

« Nous avions déjà regardé et testé quelques systèmes de traitement d'images en 2D ainsi que des systèmes 3D compacts et intelligents, mais aucun ne permettait d'effectuer cette tâche », se rappelle Müller. *« Nous n'avons trouvé une solution que lorsque nous avons osé le traitement d'images en 3D sur base de triangulation pour contrôler les pièces. Ni moi ni mes collègues au sein de l'entreprise n'avions encore d'expérience dans ce domaine, mais avec le soutien des experts de STEMMER IMAGING, nous sommes finalement parvenus à développer rapidement un système adéquat. » *

Succès garanti grâce au traitement d'images en 3D

Le système de vision que Lutz a mis en place pour contrôler les pièces en plastique se compose des éléments suivants : un laser linéaire conçu par Z-Laser éclaire les pièces qui passent à travers la machine de contrôle sur une bande transporteuse. Une caméra 3D d'Automation Technology est montée au-dessus de la bande avec un décalage angulaire par rapport à la ligne laser et enregistre les profils laser selon le principe de la triangulation. Common Vision Blox, la bibliothèque de traitement d'images de STEMMER IMAGING, participe à l'acquisition d'image et met à disposition le pilote de prélèvement des images 3D.

Ces dernières sont calibrées métriquement grâce à 3D Express, le logiciel de traitement d'images 3D d'Aqsense, puis transformées en nuages de points 3D. S'ensuit dans 3D Express une mise à plat et la rétroprojection de l'image 3D sous forme d'une image demi-teintes en 2D. Cette image 2D comprend toujours les coordonnées calibrées métriquement de l'objet testé mais peut être exploitée par des outils 2D conventionnels à l'étape suivante. Une nuance de gris correspond à une hauteur de quelques µm.

L'analyse des images ainsi converties est réalisée par le logiciel de traitement d'images Sherlock, de Teledyne DALSA, à propos duquel Müller se montre particulièrement élogieux : « Quand une entreprise comme la nôtre met en œuvre des projets de construction de machine, la combinaison de 3D Express et de Sherlock est la plateforme idéale. Ces deux outils fonctionnent conjointement et offrent une énorme flexibilité ainsi que la possibilité de convertir diverses structures de données ou de réaliser un simple calibrage. » La procédure de contrôle pour l'inspection des éléments de ceinture de sécurité avec Sherlock a été développée par Müller lui-même et depuis, il se passionne pour cette technologie : « Le traitement d'images 3D m'intéresse beaucoup et j'aimerais bien l'intégrer à l'avenir sur d'autres machines si c'est techniquement intéressant. »

Dans le système décrit, les pièces traversent d'abord la machine sur le convoyeur et sont soufflées à la fin de la voie. En fonction de l'évaluation faite par le système de traitement d’images, elles atterrissent soit dans le bac pour pièces correctes soit dans celui pour pièces défectueuses ; la capacité maximale des bacs peut être saisie dans le système. Dès que l'un des bacs est rempli, la machine s'arrête et prévient l'utilisateur qu'il faut le remplacer.

« Jusqu'à présent, nous n'avons aucune réclamation, c'est-à-dire que toutes les pièces que nous avons reconnues comme bonnes l'étaient effectivement. » Un résultat dont Günther Lutz se réjouit. Et avec près de 6 millions de pièces déjà contrôlées, il a toutes les raisons d'être fier et satisfait des performances de la machine.

Conception rapide du système

Lutz et Müller se montrent très satisfaits de leur collaboration avec STEMMER IMAGING. « J'ai particulièrement apprécié le fait que la partie traitement d'images du système ait été si rapidement conçue. Après un premier contact avec STEMMER IMAGING pour trouver les composants adéquats pour notre application, nous avons effectué une étude de faisabilité dans leur laboratoire à Puchheim, et avons fini par établir la configuration finale », explique Müller pour décrire la phase de conception. D'après lui, le soutien en matière de traitement d'images en 3D, terra incognita pour Müller, à l'époque, a été précieux. « Seuls trois mois se sont écoulés entre la commande et la mise en série du système – cela a dépassé mes espérances », affirme Müller. Ensemble, 3D Express et Sherlock offrent une combinaison parfaitement adaptée de deux solutions logicielles avec interface utilisateur graphique qui a aussi permis une conception plus rapide. L'interface permet de configurer facilement la prise de vue en 3D, le calibrage métrique et l'analyse de l'image, sans besoin particulier de connaissances en programmation. Cela garantit un accès simple et rapide à des solutions qui seraient impossibles sans traitement d'images en 3D.

Le chef de service a investi le temps ainsi gagné pour optimiser lesystème et permettre de contrôler d'autres objets. « En tant qu'entreprise de tri de pièces, Lutz GmbH se trouve confrontée à un véritable défi : il faut rapidement pouvoir adapter les machines au contrôle de nouveaux types de pièces ou de types de pièces déjà contrôlés auparavant », explique Müller. Un objectif important est la reproductibilité : « Les résultats doivent rester valables, même quand la machine a été modifiée entre-temps pour effectuer un autre type de contrôle. »

Müller a déjà des idées pour continuer à développer cette machine, et en développer d'autres : « Nous voulons augmenter encore les capacités du système et intégrer, par exemple, plusieurs sorties pour diverses bonnes pièces. Nous pourrions ainsi trier encore plus précisément des produits semblables. » Grâce à diverses optimisations, Müller veut en outre faire passer la vitesse du système à 60 pièces par minute et permettre de changer plus rapidement d'objets à tester.

De plus, au cours de sa collaboration avec STEMMER IMAGING, Müller a découvert un nouveau système qu'il souhaiterait intégrer aux futures machines si cela se révèle techniquement intéressant : « J'ai observé Trevista de plus près durant une formation à Puchheim et le système m'a convaincu. J'y vois un grand potentiel pour nos machines. »

Aqsense

Girona, Spain

La société espagnole Aqsense développe des logiciels pour l'acquisition d'images 3D et des technologies de traitement d'images pour une inspection ultra-rapide et fiable à 100%.

Automation Technology

Bad Oldesloe, Germany

Fondée en 1998, la société AT - Automation Technology GmbH dont le siège se situe à Bad Oldesloe est spécialisée dans la fabrication de caméras 3D de mesure tridimensionnelle par triangulation laser à grande vitesse pour la vision industrielle.

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.

Z-Laser

Freiburg, Germany

Z-Laser propose un grand choix de systèmes et de modules laser performants, testés industriellement et utilisés entre autres dans l'industrie du cuir et du textile, la transformation des métaux, de la pierre et du bois, la construction de moules, de véhicules et d'avions ainsi que dans des applications médicales.

Teledyne DALSA Sherlock - Logiciel de vision industrielle
  • Une manipulation simple pour des solutions rapides
  • Grandes vitesses de contrôle pour une grande flexibilité
  • Pour des tâches d'inspection, de mesure, d'identification et de contrôle complet sur la ligne de production