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Vision industrielle - Des accessoires "incontournables"

Dans le fonctionnement d'un système de vision, l'utilisation de quelques accessoires apporte souvent une solution aux problèmes rencontrés sur le terrain. Souvent bon marché par rapport aux autres équipements vision, ils peuvent contribuer à une intégration plus facile des systèmes, sans repartir de zéro.

Boîtier pour les E/S (Entrées et Sorties)

De tous les accessoires en vision industrielle, les boîtiers de raccordement des entrées/sorties sont les plus simples et les plus utiles. Conçus au départ pour les systèmes de vision utilisant des cartes d'acquisition d'images, ces boîtiers simplifiaient le câblage, lors d'une installation. Ils peuvent être fixés sur des rails DIN. Une série de borniers à vis de serrage facilite l'accès aux voies d'entrée et de sortie numériques. En général, les borniers associent un voyant à LED à chacune des entrées et sorties, ce qui permet aux utilisateurs la visualisation facile des signaux E/S. Le câble d'E/S, typique d'une carte d'acquisition d'images est, en pratique, doté d'un connecteur de type SUB-D (extrémité carte) et d'un connecteur Hirose (extrémité caméra). Or, la fabrication ou la modification d'un tel câble requiert des compétences d'expert en matière de soudage, difficile à réaliser dans la plupart des environnements vision. Ainsi, l'introduction d'un boîtier E/S, entre ces deux éléments, permet de changer la longueur et la configuration du câble, afin de l'adapter à toutes modifications de l'environnement de l'installation. Les boîtiers sont opto-isolés, pour éviter les boucles de masse et séparer la tension du signal de celle de l'alimentation. L'apparition sur le marché de systèmes de vision, utilisant des caméras numériques, n'a pas entraîné de réduction de la demande de boîtiers E/S

  • la figure 1 montre le produit DALSA DCI 100, conçu pour servir d'interface entre deux caméras DALSA Genie GigE( Gigabit Ethernet), connectées à un automate de vision DALSA VA61 avec alimentation électrique 24 volts, déclencheurs, liaison série, ainsi qu'entrées et sorties de caméra.


Figure 1 - boîtier E/S DALSA DCI-100 pour automate de vision DALSA VA61.

Contrôleur d'éclairage et de caméra

Dans les systèmes de vision industrielle, nombre d'applications utilisent des cartes entrées et sorties pour piloter l'éclairage et les mécanismes d'éjection. Souvent, elles exigent du système une plus grande intelligence et la capacité de réagir pour assurer la synchronisation avec des applications en temps réel. Le pilote de logiciel ne s'y prêtant pas, cette fonctionnalité a été intégrée aux contrôleurs d'éclairage et de caméra. Boîtiers autonomes, programmés pour cette fonction, ils effectuent leurs tâches par réaction à des signaux extérieurs.
La commande d'éclairage pulsé, le pilotage d'éclairages multiples et la prise en charge de déclenchements à retardement sont des fonctions types.
Un contrôleur d'éclairage peut être programmé, à l'aide de quelques boutons, ou piloté à distance à partir d'un ordinateur, via une interface RS232 ou Ethernet. La possibilité de programmer ces commandes, via Ethernet, s'est avérée très utile dans les applications avec caméras GigE ( Gigabit Ethernet), car les longueurs de câble ou les architectures système rendent souvent l'emploi d'autres méthodes difficile.
Les éclairages de vision industrielle étant constitués de LED principalement, un des avantages majeurs des contrôleurs est leur capacité à déterminer leur potentiel et à les protéger avec des paramètres d'utilisation maximale. Les LED risquant une surchauffe, il faut être attentif au cycle de fonctionnement (temps de marche/temps d'arrêt), afin de l'éviter.
STEMMER IMAGING propose des boîtiers de la société Gardasoft, spécialisée sur ce marché, et sa série PP500 comprend cette "technologie SafeSense", cf. figure 2.


Figure 2 - Un contrôleur d'éclairage Gardasoft PP500, doté d'un dispositif de commande via Ethernet, deux entrées et deux sorties.

L'augmentation du nombre de systèmes, basés sur Ethernet, a entraîné une demande accrue de cartes entrées et sorties, dotées de quelques fonctionnalités du contrôleur d'éclairage. Il doit souvent accomplir des tâches effectuées auparavant par les numériseurs vidéo E/S, telles les impulsions d'encodeur servant au tri, les déclenchements de caméra à des intervalles paramétrables ou utilisant une règle logique de contrôle des sorties.

Le Gardasoft CC320 a connu un grand succès dans la réalisation de ces tâches. Doté de huit entrées et de huit sorties, son emploi est approprié dans la plupart des applications, cf. figure 3.


Figure 3 - Contrôleur de timing Gardasoft CC320, un appareil configurable via Ethernet doté de 8 entrées et de 8 sorties.

Pilotage d'optiques

Quelques applications requièrent des optiques motorisées, or les signaux utilisés pour les piloter diffèrent selon les modèles. Pour simplifier leur contrôle, Stemmer Imaging a développé une série de contrôleurs d'optiques sous la marque CVX. Certaines optiques motorisées utilisent un signal CC pour piloter l'objectif, la mise au point ou l'ouverture du diaphragme, d'autres un signal vidéo analogique (VS) pour contrôler l'ouverture. Les séries CVX de contrôleurs d'optiques fonctionnent avec un PC (communication série) et offrent en option la possibilité de modifier la vitesse du pilotage pour les réglages précis. La figure 4 montre un CVX Aperture Control (contrôleur d'ouverture du diaphragme).


Figure 4 - Stemmer CVX Aperture Control, issu d'une série d'optiques permettant le contrôle d'une optique motorisée via un PC.

Câbles d'extension

Il existe deux moyens de réaliser une extension de câble: les répéteurs et les convertisseurs à fibres optiques.
Les répéteurs ne font qu'amplifier et retransmettre un signal entrant; ils sont surtout utilisés pour doubler la longueur de câble pour une interface particulière. Cette méthode a été particulièrement employée pour les interfaces à courtes longueurs de câble, telles que Camera Link (ne dépassant normalement pas 10 m), Firewire (Firewire-A théoriquement avec un câblage de 4,5 m mais souvent avec une longueur de câble de 10 m, Firewire B uniquement avec un câblage de 4,5 m) et USB (jusqu'à 5 m).
Les convertisseurs à fibres optiques reçoivent les signaux arrivant, via des câbles de cuivre classiques, et les retransmettent à des câbles à fibres optiques. Ce procédé présente deux avantages: les fibres optiques ne transmettent pas les bruits d'origine électronique, issus de l'environnement, et permettent de très grandes longueurs de câbles. Par exemple, notre gamme de la série Phrontier Phire comprend des convertisseurs fibres traduisant des données Camera Link en données compatibles avec les fibres optiques, et permet d'utiliser des câbles d'une longueur standard située entre 250 m et 10 km, et jusqu'à 80 km, cf. figure 5. Il est également possible de commander des convertisseurs fibres pour câbles Firewire et Ethernet.


Figure 5 - Convertisseurs fibres Phrontier Phire traduisant des données Camera Link en données pour fibres optiques.