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

La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

Un emballage parfait pour les produits laitiers, grâce à la vision industrielle

juillet 2017

La technologie de vision a un rôle crucial à jouer dans l’industrie agro-alimentaire, offrant aux industriels un avantage concurrentiel important. C’est notamment le cas dans le secteur de l'emballage où la qualité du conditionnement ainsi que l’inspection des inscriptions sont essentielles. TriVision, basée à Odense, au Danemark, a développé deux systèmes de vision avec des composants fournis par STEMMER IMAGING. Ils garantissent une inspection complète des emballages, aussi bien lors de leur fabrication que lors du contrôle de fin de ligne. Ces emballages sont utilisés par des entreprises leaders de l'industrie laitière, telles que RPC Superfos et Arla Foods.

Les récipients en plastique et leur couvercle servant au conditionnement des produits laitiers (beurre, fromage et autres pâtes à tartiner) sont généralement produits à l'aide du procédé d’étiquetage lors de leur moulage (in-mould labeling / IML). Il s’agit d’un procédé qui fusionne l'étiquette et l'emballage durant le processus de moulage par injection, soufflage ou de thermoformage. L'étiquette déjà imprimée est placée dans le moule juste avant l'injection, ce qui permet de l'incorporer dans le matériau d'emballage afin d’obtenir un récipient final avec des illustrations. Tous les récipients aux défauts de structure découlant du processus de fabrication (bavures, surfaces hétérogènes, tailles différentes) doivent être rejetés. Lors du processus de production IML, l’exactitude et le placement des illustrations intégrées et des codes-barres sont contrôlés.

Lorsque les emballages acceptés atteignent l’entreprise laitière pour y être remplis et scellés pour expédition, ils sont à nouveau soumis à des contrôles importants. Cela garantit non seulement la confiance de l'utilisateur final, mais permet aussi d'éviter le rappel du produit en raison d'un étiquetage incorrect. Une mesure qui se révèle chère, non seulement au niveau des coûts, mais également pour la réputation d'une marque.

Développer une solution de vision

La capacité des systèmes de vision industrielle à effectuer une grande variété de mesures, répétitives à haute vitesse, rend cette technologie essentielle dans la fabrication.

TriVision A/S a été créée en 1999 pour se concentrer sur les solutions technologiques de vision destinées aux industries de l'emballage et de la production alimentaire, et aider ainsi les clients à améliorer l’efficacité et la qualité de la production. L’ «Inspecteur d’emballage» (Packaging Inspector) a été introduit pour l'inspection des emballages à l'étape de leur fabrication, tandis que l’ «Inspecteur de produit» (Product Inspector) est utilisé sur le produit final emballé. Lancé en 2007, l’ «Inspecteur d'emballage» a été développé en collaboration avec RPC Superfos, un concepteur, développeur et fabricant leader de solutions innovantes d'emballage en plastique.

L'exigence pour le système était une inspection à 100% de tous les produits afin de rejeter les emballages défectueux. Le travail en étroite collaboration avec RPC Superfos a permis aux experts de vision de TriVision de bien comprendre les différents défauts qui pourraient se produire pendant la production des emballages et de développer les solutions de vision appropriées. TriVision travaille également depuis 2005 avec STEMMER IMAGING. STEMMER IMAGING est le plus grand fournisseur indépendant de technologie et de services de vision en Europe, destinés aux OEM industriels et scientifiques, aux intégrateurs de systèmes et aux marchés des revendeurs. STEMMER IMAGING fournit toutes les caméras utilisées dans les systèmes Packaging Inspector et Product Inspector, ainsi que les câbles et certains objectifs utilisés dans ces systèmes. La société fournit également TriVision en caméras linéaires et cartes d’acquisition, pour d’autres applications du domaine de l'inspection des aliments. Les deux entreprises ont également collaboré sur un projet de vision hyperspectrale.

Pour le système Packaging Inspector, il était important d'utiliser des caméras à bonne sensibilité spectrale et ayant la possibilité de détecter de très petites erreurs de moulage. STEMMER IMAGING a été en mesure de fournir des conseils sur différentes caméras, en particulier en termes de qualité d'image produite et de capacités de traitement embarquées.

Les caméras d'Allied Vision ont été sélectionnées et, dans les premières versions des produits d'inspection, l'interface IEEE 1394b (Firewire) a été utilisée. Les versions ultérieures ont pu profiter des taux de transfert de données plus élevés et des longueurs de câble plus longues de l'interface GigE grâce aux caméras Manta et Mako d'Allied Vision. En outre, l'utilisation de caméras GigE Vision a permis d’effectuer des économies de coûts, puisqu’il n’était plus nécessaire d’utiliser de cartes d’acquisition.

Ole K. Neckelmann, directeur commercial de TriVision, a commenté: « Notre relation avec STEMMER IMAGING a été inestimable pour nous tenir informés des dernières innovations caméra et déterminer si ces nouveaux modèles allaient nous apporter quelques avantages supplémentaires pour l’inspection des produits. »

TriVision a pris la responsabilité de développer l'ensemble des logiciels pour les produits en interne, en utilisant l'API d'Allied Vision. Un certain nombre de méthodologies sont utilisées, y compris la reconnaissance de motifs pour vérifier la présence d'étiquettes et d’impressions.

Le processus d'inspection

Afin d’effectuer une inspection à 100% avec plusieurs types de mesures, un certain nombre de caméras installées dans différentes positions sont utilisées. Le Packaging Inspector sert à inspecter les emballages fabriqués pour les éléments suivants :

  • Erreurs de surmoulage
  • Erreurs de dosage
  • Trous et plis dans les étiquettes
  • Erreurs d'illustrations
  • Positionnement des étiquettes et des illustrations
  • Mesure dimensionnelle des emballages
  • Analyse du code-barres

L'inspection principale concerne les erreurs de surmoulage. Celles-ci se produisent lorsque le processus de moulage par injection échoue en raison de petites quantités de plastique liquide coulant sur le mauvais côté de l'étiquette. Lorsque cela se produit, le récipient en plastique a une fuite.

Les erreurs de dosage se produisent lorsqu'il y a trop peu ou trop de matière dans l’emballage. On le note en inspectant les bords de l’emballage. Pas de produit vers les bords de l’emballage : on est en sous-dosage. Le produit déborde : on est en surdosage.

Pour les récipients rectangulaires, deux caméras sont placées sous une bande transporteuse pour inspecter la boîte au fur et à mesure qu'elle défile. Simultanément, l'illustration imprimée est inspectée par-dessus afin de vérifier la position correcte de l'étiquette, du code-barres, etc. Les couvercles utilisés pour sceller les boîtes sont inspectés sur des lignes séparées. La surface intérieure des récipients cylindriques est inspectée par le haut, tandis qu'une caméra montée latéralement vérifie la présence de l'étiquette sur la surface extérieure.

Les caméras Manta et Mako d’Allied Vision sont utilisées ici et bénéficient d'une large gamme de fonctionnalités embarquées pour optimiser l’image. Elles offrent un contrôle flexible de la caméra. Les caméras aux résolutions allant de 0,4 mégapixels à 5 mégapixels sont utilisées en fonction de la tâche d'inspection spécifique et des tolérances requises. Par exemple, des erreurs de moulage extrêmement petites doivent être détectées à une vitesse relativement élevée. Les tolérances de mesure sont spécifiées par l'utilisateur, à la fois pour le type particulier de mesure et le produit individuel, mais les dimensions sont généralement évaluées pour une variation de 0,1 mm.

Le logiciel offre une grande flexibilité. Dans la plupart des installations, il existe des changements fréquents de produits manufacturés et le système peut rapidement apprendre les paramètres requis pour un nouveau produit. En outre, les données de chaque mesure sont utilisées pour analyser l'état de la procédure de production, de sorte qu'une intervention précoce peut être effectuée si l’on constate une répétition de défauts sur une ligne de produit particulière.

L’Inspecteur d'emballage en action chez RPC Superfos

Le Packaging Inspector de TriVision est un système modulaire qui peut être adapté à différents produits et tâches. RPC Superfos A/S utilise l’Inspecteur dans la fabrication IML pour détecter les erreurs de surmoulage dans l’étiquetage et les coins des emballages, contrôler les codes-barres et détecter les erreurs d'illustration. Dans ce cas, il peut s’agir d’étiquettes erronées ou manquantes, de variations de texte et / ou de couleurs, d’un positionnement incorrect, de trous ou de plis sur les étiquettes etc.

L’utilisateur peut lui-même définir les limites tolérées pour le rejet des produits, tels que la taille et le contraste du surmoulage, la quantité d’étiquettes mal placées, les quantités de sous-dosage et surdosage, la longueur et la largeur des produits ou l'évaluation des codes-barres. Le système apprend facilement et très rapidement les paramètres pour les nouveaux produits : il peut le faire en moins de 5 secondes.

Le système compte également le nombre d'éléments éjectés afin d’éviter que le conteneur recevant les produits défectueux ne déborde. En outre, tout conteneur de produits défectueux partiellement rempli doit être remplacé et son remplacement confirmé par l'utilisateur lors du changement de produit fabriqué, afin d'éviter de mélanger les produits défectueux

Le Packaging Inspector est équipé d'une fonction statistique graphique en temps réel, où chaque erreur reconnue à différents stades d’inspection est enregistrée. Cela permet à l'opérateur de vérifier l'état de chaque outil et d'identifier rapidement le type d'erreur détecté. Chaque système prend en charge une connexion VPN et comporte un support en ligne, rapide et direct, pour les mises à jour à distance. Ainsi, TriVision peut se connecter directement à la ligne de production et gérer à distance un problème qui ne peut être résolu localement. Les méthodes de production IML évoluent constamment : l’Inspecteur d'emballage offre la flexibilité nécessaire aux développements futurs de ces méthodes.

L’Inspecteur de produit en action chez Arla Foods

Les marques Lurpak & Arla Kærgården d'Arla Food sont connues dans le monde entier pour leurs produits haute-gamme, aux exigences élevées en matière de qualité, goût, emballage et design. Afin de livrer des produits parfaits à ses clients, Arla utilise l'Inspecteur de produit TriVision. Celui-ci s’assure que les emballages comportent le code-barres correct, que les couvercles soient correctement numérotés, que la partie imprimée soit sans erreur et bien placée et que le papier protecteur soit également à sa place. Tous les emballages qui ne sont pas parfaits à 100% sont retirés de la ligne de production.

Le Product Inspector est doté d'un module « Intelligence de production », basé sur le cloud, qui garantit que l'équipement de production est toujours dans un état optimal. Cela réduit le nombre d'arrêts de production et augmente l'efficacité globale. Si un dysfonctionnement majeur ou mineur se produit dans l'équipement de production, l'opérateur peut identifier rapidement le problème à partir du module et obtenir de l'aide pour réparer le défaut.

Le système permet de comparer la qualité de différents produits et différentes lignes de production et garantit une production par heure de produits parfaits plus élevée que sur une ligne similaire sans système d'inspection. Le nombre de réclamations-clients a également considérablement diminué.

Un développement en continu

TriVision continue de développer sa gamme de produits et, avec l'aide de STEMMER IMAGING, surveille la disponibilité de la caméra afin d’assurer la performance du système et le bénéfice pour le client.

Ole K. Neckelmann conclut : « Nos systèmes sont hautement appréciés par nos clients, qui renouvellent leur commandes. Ils apprécient la capacité de nos systèmes à gérer les variations naturelles, leur interface conviviale, leur facilité d'apprentissage de nouveaux produits et les capacités analytiques basées sur les données saisies lors du processus de production ».

Vidéos

Des vidéos montrant les deux Inspecteurs de TriVision en action chez RPC Superfos et Arla Foods sont disponibles.

Allied Vision

Stadtroda, Germany

Allied Vision Technologies GmbH développe et fabrique des caméras et des composants destinés à des applications de vision industrielle et scientifique. Grâce à ses produits innovants et à son exigence de qualité irréprochable, la société est devenue en quelques années un fournisseur leader de solutions de caméras numériques pour l'industrie et les sciences.

Allied Vision Mako – Caméra miniature avec interfaces GigE Vision et USB3 Vision
  • Caméra couleur ou monochrome très compacte
  • Interfaces GigE Vision et USB3 Vision
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Allied Vision Manta - Caméras à scanning progressif avec interface Gigabit Ethernet
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