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La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

Vision hyperspectrale pour un scellage hermétique des emballages

septembre 2018

Fondée en 1902, la fromagerie Bergader a réussi au fil du temps à mêler artisanat traditionnel et technologies de pointe pour la production de ses spécialités fromagères. Et utilise pour la première fois un système de vision hyperspectrale pour contrôler les emballages de sa spécialité de bleu, le Bergader Edelpilz.

« A ma connaissance, il n’existe nulle part ailleurs une ligne de production alimentaire sur laquelle un système de vision hyperspectrale assure le contrôle du scellage des emballages. Celui-ci permet de garantir à 100% l’étanchéité de chaque barquette de fromage », déclare M. Markus Leibold, directeur régional des ventes chez Minebea Intec et responsable du projet Bergader.

Leader sur son marché, la société Minebea Intec fournit des solutions de pesage et d'inspection destinés au secteur agroalimentaire, et a développé ce nouveau système d’inspection du scellage hermétique. Celui-ci est l’aboutissement d’une étroite coopération entre M. Leibold, l’équipe de développement de Minebea Intec d'Aix-la-Chapelle et la fromagerie Bergader, commencée dès le moment où la question d’un système de contrôle automatisé a été soulevée au siège de la société Bergader à Waging am See (Bavière).

Le point de départ du projet repose sur le constat suivant : lors du conditionnement des aliments, le scellage hermétique des emballages est essentiel, car seule une étanchéité absolue garantit le calcul correct de la date de péremption du produit. La moindre impureté ou dégradation suffit en effet à compromettre la perméabilité de l’emballage et accélère la péremption des aliments conditionnés. Ceux-ci doivent alors être retirés de la vente ou, s’ils sont vendus, font souvent l’objet de réclamation de la part des clients.

La moindre impureté ou dégradation suffit en effet à compromettre la perméabilité de l’emballage et accélère la péremption des aliments conditionnés.

Le service marketing de Bergader a par ailleurs compliqué la tâche d’inspection du scellage en demandant à ce que l’emballage soit entièrement imprimé sur sa face supérieure. Dans ces conditions, un système de vision conventionnel, fonctionnant dans le spectre de la lumière visible pouvait difficilement accomplir cette tâche. Il ne restait plus à la fromagerie que l’alternative du contrôle manuel, avec tous ses inconvénients.

L’alternative : la technologie hyperspectrale

Pour pallier à ces difficultés, il fallait donc trouver une solution différente. C’est ainsi que M. Manuel Pichler, responsable de la planification technique d'une nouvelle ligne de production chez Bergader, et l'équipe de développement de Minebea Intec, avec M. Markus Leibold se sont associés pour chercher une technologie appropriée. Ils ont tout d’abord pensé à un système par rayons X, déjà utilisé pour la détection de corps étrangers. « Pour détecter les défauts de scellage, ce système n’a cependant pas réussi à atteindre les 100 % de fiabilité attendus », explique M. Leibold. A la recherche d’une autre alternative, M. Torsten Schmitz, responsable de l'inspection par rayons X chez Minebea Intec, s'est alors souvenu d'une formation sur l'analyse hyperspectrale organisée par STEMMER IMAGING, spécialiste de la vision industriellle, et prend contact.

 
Dès le début, l’équipe de STEMMER IMAGING a parfaitement su combiner tous les éléments de vision pour composer les deux systèmes de notre installation et répondre ainsi à nos attentes.
Manuel Pichler, Projektleiter, Privatkäserei Bergader

« En discutant des exigences de notre projet, M. Jörg Schmitz, spécialiste du secteur agro-alimentaire chez STEMMER IMAGING, a lancé l’idée de l’inspection hyperspectrale et m’a proposé de tester le scellage des emballages directement sur place avec ce nouveau système », explique M. Leibold. Ce fut une étape importante pour la réussite du projet. STEMMER IMAGING et l'équipe de développement d'Aix-la-Chapelle se sont ensuite penchés sur la conception du système : le premier système d’inspection du scellage par analyse hyperspectrale. .

Des tests prometteurs

De ce travail d’équipe est né un système de vision utilisant une caméra hyperspectrale de type FX17 du fabricant finlandais Specim et distribuée par STEMMER IMAGING. Les premiers tests ont vite pu être réalisés sur place. « Les résultats ont tout de suite été extrêmement prometteurs et ont rapidement confirmé que cette technologie était parfaitement adaptée à l’application », explique M. Pichler.

Le point fort d’un système hyperspectral, dénommé HSI pour Hyperspectral Imaging, est sa résolution spectrale : grâce aux propriétés de transmission de la lumière à ondes longues, la présence de petits bouts de fromage ou de corps étrangers au niveau du scellage peut être détectée de façon très fiable, même au travers de films plastiques imprimés. Une condition préalable est toutefois que le film plastique soit transparent à la lumière dans la gamme SWIR. L’inspection de l’étanchéité du scellage chez Bergader représente donc un cas d'application parfait : les défauts ou les substances indésirables sont identifiés de manière fiable à travers le film de l’emballage.

Un système ingénieux

Pour la capture d’images HSI, la version finale du système utilise, outre la caméra hyperspectrale Specim FX17, une carte d'acquisition numérique de Teledyne DALSA, la Xtium-CL MX4, ainsi qu’un éclairage linéaire halogène. Ce dernier fournit les longueurs d'onde requises et l’intensité lumineuse suffisante pour permettre à la Specim FX17 de capturer les images spectrales avec un niveau de gris de 12 bits et la qualité désirée. La caméra et l’éclairage linéaire sont protégés par un boîtier en acier inoxydable, ouvert en direction du convoyeur.

Les images spectrales ainsi obtenues sont d'abord transférées sur le PC industriel prévu à cet effet, puis prétraitées sur le GPU par le logiciel hyperspectral Perception Studio de Perception Park. Le CVB GigE Server, un module de la bibliothèque logicielle de vision Common Vision Blox (CVB) de STEMMER IMAGING alimente ensuite les données prétraitées dans le logiciel d'évaluation Sherlock de Teledyne DALSA pour une évaluation plus poussée. Le système de vision a été conçu de manière modulaire, car Sherlock peut saisir des images de manière asynchrone et utiliser des CPU avec plusieurs cœurs.

Et encore plus de vision

Le logiciel Sherlock intervient également à un autre moment du système, explique Jörg Schmitz : « Après l'inspection du joint thermoscellé, un système à rayons X prend en charge la détection d’autres corps étrangers éventuels ; immédiatement après, un autre système de vision se charge de la lecture des étiquettes préalablement appliquées sur les barquettes de fromage, utilisant le logiciel Sherlock pour évaluer la date de péremption ainsi qu’un identifiant intégré à l'étiquette. »

Pour ce dernier système de vision, STEMMER IMAGING a conseillé aux développeurs de Bergader et Minebea Intec d’utiliser une caméra linéaire monochrome et compacte à interface Gigabit Ethernet de la série Teledyne Dalsa Linea, un objectif Fujinon avec des filtres Midopt, un éclairage rouge de type barlight ainsi qu’une carte d'acquisition Adlink. Pour résister à la rudesse de l’environnement industriel, la caméra et l’éclairage sont chacun logé dans un un boîtier de protection, tout deux homologués par la FDA, norme importante dans l'industrie agro-alimentaire.

Un conseil de qualité

MM. Manuel Pichler et Markus Leibold sont plus que satisfaits du service de conseil apporté par STEMMER IMAGING tout au long du projet : « Dès le début, l’équipe de STEMMER IMAGING a parfaitement su combiner tous les éléments de vision pour composer les deux systèmes de notre installation et répondre ainsi à nos attentes. Nous avons également travaillé en étroite collaboration à la plannification ultérieure des systèmes et avons reçu une assistance technique très efficace de la part de leur service de support, » explique M. Pichler.

M. Leibold est quant à lui particulièrement fier de l'inspection du thermoscellage avec la technologie hyperspectrale : « Ce système, toujours unique à ce jour, est la réponse parfaite à nos exigences. Il nous a permis d'atteindre la cadence souhaitée d'environ 145 inspections par minute ainsi qu’une fiabilité de près de 100% de détection de défauts au niveau du scellage. » Plus rien ne s'oppose ainsi à la dégustation du fromage bleu Bergader conditionné sur cette machine.

Mehr Infos

Minebea IntecMinebea Intec, anciennement connu sous le nom de Sartorius Intec, est un fabricant leader dans le domaine des technologies de pesage industriel et d'inspection. Basée à Hambourg, en Allemagne, l'entreprise offre des produits et des services synonymes d'innovation, de performance et de fiabilité depuis environ 150 ans.

La gamme de produits comprend des terminaux de pesage haute résolution, des capteurs de pesage, des balances pour cuves et silos, des trieuses pondérales, des détecteurs de métaux, des systèmes d'inspection par rayons X et des outils logiciels intuitifs.

Vous avez des questions sur ce sujet ? N'hésitez pas à me contacter !

Je suis Jörg Schmitz, votre interlocuteur pour la vision hyperspectrale chez STEMMER IMAGING.

Je serais heureux de pouvoir vous aider dans ce domaine passionnant, pour tout ce qui touche aux systèmes CCI.
 

Jörg Schmitz

Senior Key Account Manager

+49 89 80902-237
+49 89 80902-116
j.schmitz@stemmer-imaging.de

Perception Park

Graz, Autriche

Basée à Graz en Autriche, Perception Park est une entreprise pionnière dans le domaine de la vision hyperspectrale appliquée à l'industrie dont elle a fait sa spécialité. Travaillant depuis plus de dix ans au développement de l'analyse hyperspectrale, l'entreprise a adapté cette technologie aux besoins de l'industrie afin de développer des solutions de traitement des données. Dans cette optique, Perception Park et STEMMER IMAGING ont conclu en janvier 2016 un accord de coopération afin de faire profiter les utilisateurs de la vision industrielle en Europe et en Asie de leur expérience commune.

Specim Spectral Imaging

Oulu, Finland

Basée à Oulu (Finlande), Specim est la première entreprise à commercialser des spectrographes hyperspectraux professionnels. C'était en 1995. Depuis, la société est non seulement connue pour son travail de pionnier dans le domaine de la vision hyperspectrale, mais aussi pour le développement de technologies de pointe, toujours plus innovantes et fonctionnelles. Pour la fabrication de ses produits, Specim applique sa règle d'or : qualité et excellence en termes de précision, robustesse et fonctionnalité.

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 un des plus grands fournisseurs 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.

Specim FX10 et FX17 - Compacte, économique, imbattable
  • Système plug-and-play complet comprenant spectrographe, caméra et objectif
  • Pour des longueurs d’ondes de 400 à 1000 nm (VNIR) et 900 à 1700 nm (SWIR)
  • Particulièrement compact et performant
Serveur CVB GigE Vision
  • Serveur d'images souple, basé sur la technologie GigE Vision
  • Conforme aux standards GigEVision et GeniCam
  • Transmission des données à de multiples ordinateurs via multicast
  • Définition et simulation des fonctionnalités propres à chaque caméra
Teledyne DALSA Xtium

Carte d’acquisition demi-longueur PCIe Gen 2 x 8 à grande performance. Elle prend en charge les caméras CXP à 1, 2 ou 4 canaux de sortie ou avec une interface CameraLink HS à 1-7 voies.

CVS HyperInspect
  • Système modulaire complet pour l’analyse chimique des propriétés de matériaux
  • Facilité d’acquisition et d’analyse des données hyperspectrales
  • Évaluation des propriétés chimiques en temps réel
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