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Le point lumineux

La caméra intelligente et MIL éclairent l'inspection du verre

Le procédé de fonte de sable et de la transformation en verre existe depuis les temps anciens. Même si les méthodes de production contemporaines bénéficient de grandes connaissances scientifiques concernant les propriétés de plusieurs additifs pour améliorer la durabilité du verre, le procédé de fabrication est loin d'être parfait. Le verre, une fois terminé, peut contenir des bulles ou des fissures, donc chaque pièce doit être inspectée. Thorsten Gonschior, Président et fondateur de Spectral Process (Erkelenz, Allemagne) précise que l'inspection formelle du verre existe depuis aussi longtemps que la production du verre. " Et il existe encore des régions où les personnes font l'inspection manuellement, à l'oeil. "

Certaines usines se fient à des systèmes d'inspection mécanique qui ont un contact direct avec le contenant. Le contenant peut être pivoté, rempli d'air comprimé ou bouché avec une jauge. Il y a aussi plusieurs systèmes d'inspection haut de gamme avec caméra, mais M. Gonschior explique que même si les fabricants doivent garder un contrôle de la qualité sévère (spécifiquement pour les contenants d'aliments et breuvages), il y a des propriétaires d'usines dans le monde qui ne sont pas capable ou ne veulent pas dépenser entre 250 000 € et 500 000 € pour un système d'inspection. Le coût est clairement important, mais les fabricants comprennent aussi qu'ils ont peu de choix : ils doivent garder des normes de haute qualité. Ils doivent améliorer le procédé de production s'ils veulent rester compétitifs.

M. Gonschior était sûr de trouver une alternative moins coûteuse lorsqu'un de ses clients lui a demandé de rénover une machine existante. " Le système original avait une composante optique afin de trouver les défauts, mais aucun processeur" mentionne-t-il. " La machine originale n'était plus en vente sur le marché, alors nous avons eu l'idée de remplacer une partie du procédé total d'inspection avec un sous-système évolutif. "

Bouffées de chaleur

Le verre est composé d'un mélange de silice, carbonate de sodium, chaux vive, oxyde de magnésium et autres minéraux; le tout chauffé à une température qui dépasse les 1000C. Si le verre est destiné aux contenants, le verre liquide est poussé dans des moules puis recuit, c'est-à-dire, refroidi lentement dans un four à température contrôlée. à ce moment, une inspection d'extrémité froide est effectuée sur le verre. M. Gonschior nomme son système l'Opening Inspector, puisqu'il vérifie l'ouverture du contenant de verre creux (c.-à-d., bouteilles) pour les fissures, les enveloppes (bulle), et les objets pressés. " Enlever les bouteilles défectueuses des lignes de production est essentiel dans l'industrie du breuvage. Toute surface qui n'est pas lisse peut causer des blessures. Les breuvages carbonisés peuvent devenir plats si la bouteille a des défauts et ne peut être scellée correctement" ajoute-t-il. Le contenant ne doit donc pas avoir de bavure, d'ébréchure ou de bord coupant pour passer l'inspection.

Rester simple

Au coeur du système, la caméra Matrox Iris P-Series ne fait pas uniquement l'inspection visuelle : elle lit aussi les données des capteurs et met à jour les positionneurs par des E/S numériques. L'application logicielle utilise plusieurs modules de MIL (Matrox Imaging Library), en particulier Blob Analysis, Edge Finder et Metrology, afin de mesurer les diamètres interne et externe du contenant et de trouver les enveloppes, craques et structures pressées. L'oeil peut facilement distinguer les structures pressées, mais le logiciel doit avoir des définitions claires pour les détecter. En théorie, l'Opening Inspector travaille avec le verre peu importe sa couleur; transparent, brun et vert sont la norme. L'ajustement de l'intensité de l'appareil d'éclairage ou de l'amplificateur de la caméra crée les bonnes conditions pour acquérir une image exploitable; le verre transparent étant le plus difficile à inspecter.

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De gauche à droite : Une bouteille qui passe à l'inspection; une ouverture de bouteille pressée; l'image binaire d'une bouteille pressée avec le défaut surligné. Toutes les images sont gracieusement fournies par Spectral Process.

Un certain nombre de sous-systèmes peuvent être intégrés au Opening Inspector grâce aux connexions Ethernet. Par exemple, M. Gonschior planifie d'utiliser un positionneur 2D avec résolution en hauteur pour contrôler un bras d'étiquetage. " Intégrer des appareils tierce partie sur réseau dans le réseau Matrox Iris est facile et direct, " note M. Gonschior.

Réflexions sur l'éclairage

" Le verre a une mauvaise réputation en ce qui concerne l'éclairage, " ajoute M. Gonschior. En réalité, le matériel (verre) et sa forme créent des défis au niveau de l'éclairage. Au microscope, le verre n'est pas uniforme, sa surface ressemble à celle de la lune, avec des cratères. Les irrégularités de la surface affectent la réflexion et la réfraction de la lumière; les images résultantes peuvent montrer de grands contrastes dans la micro structure de fond. La forme ronde et les déviations dans l'épaisseur des parois de la bouteille ne font que compliquer le problème. M. Gonschior a réussi à résoudre plusieurs questions d'éclairage avec sa solution personnalisée. La source de lumière utilise une lumière diffusée et le verre fait réfléchir la lumière vers la caméra aux endroits où il y a des imperfections (le vecteur d'inspection). " a peut paratre facile, mais la conception ne l'était pas, " rappelle M. Gonschior.

Une idée lumineuse

M. Gonschior croit que l'Opening Inspector a de l'avance sur la compétition. En développant son système avec l'Iris P-Series de Matrox Imaging, il peut offrir le système à une fraction du coût de plusieurs systèmes d'inspection du verre " reconnus ". De plus, les fabricants veulent inspecter plus de 400 contenants par minute. Avec son concept évolutif, M. Gonschior ne fait qu'ajouter des caméras à la ligne d'inspection existante lorsqu'un plus grand besoin se présente.

Et après?

Lorsque M. Gonschior sera satisfait avec la robustesse et la stabilité du Opening Inspector dans le domaine industriel, il planifie offrir d'autres systèmes d'inspection. Ceux-ci inspecteront les défauts dans les parois latérales et les fonds, et liront des codes à points ou des textes lisibles par l'humain. Le développement de ces nouveaux systèmes d'inspection devrait être routinier pour M. Gonschior, qui a déjà de l'expérience avec des lecteurs de code basés sur la technologie laser. En plus de vendre et d'installer plus de systèmes, M. Gonschior développera aussi des outils logiciels à distance pour le contrôle central, les statistiques, la supervision et l'assemblage.

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