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

La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

Substances médicales actives, emballées en toute sécurité

décembre 2017

Au service de l'industrie pharmaceutique, Harro Höfliger développe des technologies et construit des machines qui améliorent chaque jour la qualité des produits mis sur le marché. Sur son nouveau site d'emballage d'analgésiques, des systèmes de vision industrielle ont été installés à différents endroits pour garantir un contrôle qualité de très haute fiabilité.

On le nomme scientifiquement « film buccal mucoadhésif » ou en anglais « Mucoadhesive Buccal Film » (MBF). Plus généralement, il s’agit de puissants analgésiques pour lesquels Harro Höfliger, le constructeur international de machines, a développé et construit des installations de production et d'emballage.

Dans le secteur médical, le contrôle qualité est essentiel à tous les stades de production, car, en fin de chaîne, ce que le patient prélève de l’emballage et laisse fondre dans sa bouche pour soulager la douleur doit être conforme aux exigences de qualité les plus strictes en matière de traitement.

« Dans le cas de notre machine de production et d'emballage de type PMK 150/300, l'agent actif MBF, placé sur une pellicule support, est d'abord déroulé sous la forme d'un rouleau, et le film de protection sur la face supérieure est retiré par le biais de mécanismes appropriés », explique Hartwig Sauer, chef de l'équipe de vision industrielle chez Harro Höfliger. C’est la première étape des processus de la machine.

« Ensuite, une indication quant au dosage de l'agent actif est imprimée sur la bande au moyen d'une imprimante flexographique. L'agent actif est réparti de manière homogène dans le lamifié, de sorte que le dosage de médicaments puisse être défini par la taille du MBF. » Les produits (entre 10 x 10 et 17 x 17 mm) sont scellés dans cette installation entre deux bandes de films aluminium composites dans des grands sachets en aluminium de 50 x 50 mm.

Trois stations de vision industrielle

Le premier des trois modules de vision industrielle de cette installation contrôle l'impression correcte, sur la face avant des trois bandelettes d'agent actif, à une vitesse maximale de 1050 pièces par minute (soit près de 18 pièces par seconde), et ce, sur chacune des trois bandes. La prise d'images est déclenchée au niveau des trois bandelettes, et 150 mm plus loin. Elle est assurée par une caméra linéaire Spyder3 de Teledyne Dalsa à résolution 4k et dotée d'un objectif APO Componon de Schneider Kreuznach. Un éclairage linéaire LNSP rouge de CCS garantit un éclairage adapté. L'évaluation des images des trois modules de vision industrielle est effectuée par un PC industriel, décrit ci-dessous.

Contrôle de l'impression, jusqu'à 1050 pièces par minute

Au niveau de la deuxième station de vision industrielle, les positions des produits isolés sont contrôlées.

Les pièces incorrectes sont marquées comme « défectueuses » dans le registre à décalage interne de la machine avant d'être rejetées.

Les produits finaux sont ensuite découpés à partir des trois bandes au moyen d'une découpeuse rotative, puis transférés sous vide sur la pellicule d'emballage. Les produits doivent ainsi être disposés sur le matériau support en rangées de trois avec une distance adéquate dans le sens longitudinal et transversal ; ce que la deuxième station de vision industrielle contrôle. D'une part, elle vérifie la position de chaque produit, afin que le processus de scellement ultérieur puisse s'effectuer correctement. D'autre part, cette station contrôle la taille des produits ainsi qu'une éventuelle contamination par des corps étrangers. Le système détecte cette erreur jusqu'à une taille d'environ 1 mm².

Dans cette deuxième station de vision industrielle, la prise d'images est à nouveau effectuée au niveau des trois bandelettes par le biais d'une caméra linéaire Spyder3 de Teledyne Dalsa à résolution 4k équipée d'un objectif APO Componon de Schneider Kreuznach. Un éclairage linéaire coaxial LNSP bleu de CCS garantit un éclairage optimal des bandelettes. Grâce à la lumière bleue, le produit ainsi que la police de caractère (dans le cas d'une extension ultérieure pour des essais d'impression) peuvent être contrastés en fonction de l'arrière-plan de façon optimale à cet endroit.

Une troisième station de vision industrielle contrôle l'impression de la bande supérieure du matériau d'emballage. Cette inspection est très similaire à la première station : on y contrôle les données de production imprimées au préalable, la date de péremption, le numéro de lot ainsi que le numéro du matériau d'emballage sous forme de code de matrice 2D.

Évaluation exigeante

Les données d'image des trois stations de vision industrielle sont transférées sous forme de lignes à un ordinateur spécialement conçu pour cette tâche. Il fonctionne avec une carte d’acquisition d’images de type microEnable IV de Silicon Software qui sert de tampon aux données détaillées reçues sous forme de lignes, puis les agence en images complètes pour ensuite les évaluer. « Cette partie de la tâche est extrêmement exigeante, car les images sont prises en superposition au niveau des produits », expliquent les ingénieurs d'application responsables, Achim Hasmüller et Goran Tambolas de Harro Höfliger. « Chaque image se compose de la fin du produit précédent, de la totalité du produit en cours d’inspection et du début du produit suivant. Ainsi, nous pouvons garantir que même des erreurs situées entre deux produits peuvent être détectées de façon fiable. » Étant donné que toutes les prises de vue sont déclenchées automatiquement, les positions de tous les produits défectueux dans le processus peuvent être suivies avec exactitude afin de rejeter ces mauvaises pièces en fin de ligne.

Différentes technologies ont été testées, avant d’aboutir à la combinaison parfaite pour cette application. L'équipe de vision industrielle de Harro Höfliger a ainsi choisi de combiner une carte d’acquisition d’images avec l'environnement logiciel Visual Applets de Silicon Software. Un FPGA prend en charge une grande partie du travail de la carte d’acquisition, réduisant ainsi la charge CPU du PC industriel grâce à un prétraitement adapté de l'image.

Partenaires compétents

« A ce stade crucial du processus, déterminant pour l’ensemble de l’application, il est apparu clairement combien il est important de travailler avec des partenaires compétents », souligne M. Sauer. « Silicon Software nous a tout d’abord appris à optimiser l'utilisation de l'architecture FPGA sur la carte d’acquisition en utilisant leur environnement logiciel Visual Applets ; nous avons ensuite chargé STEMMER IMAGING d’effectuer les adaptations nécessaires à nos besoins spécifiques. STEMMER IMAGING a ainsi assuré la programmation FPGA et nous avons ensuite travaillé ensemble au développement du système de vision industrielle, afin notamment de pouvoir utiliser des caméras linéaires monochromes et couleurs. »

La relation de confiance entre Harro Höfliger et son fournisseur de technologie en vision industrielle ne date pas d’aujourd’hui. « Nous travaillons main dans la main et STEMMER IMAGING soutient totalement notre concept. Ils nous aident à choisir les composants de vision qui s’adapteront le mieux aux installations de nos clients, afin de satisfaire les exigences de chacun. L’éventail de technologies et de composants de STEMMER IMAGING est très large et concerne tous les domaines spécialisés de vision industrielle : nous pouvons ainsi garantir à nos clients de répondre à 100% à leurs exigences », se réjouit Hartwig Sauer.

Il met également en avant la rapidité et la fiabilité de consultation dont ils bénéficient, lui et son équipe, chez STEMMER IMAGING : « Cela me permet de gagner du temps et de réduire la charge de travail : je peux régler toutes les questions relatives à notre projet ou m’enquérir de nouveautés technologiques en vision industrielle avec une seule et même personne. »

Pour ce qui est des installations décrites ici, Harro Höfliger en a déjà vendu plus de 100 à travers le monde. Quant aux installations futures, qui permettront d’avoir des largeurs de bande de plus de 300 mm, Hartwig Sauer est convaincu d'une chose en matière de vision industrielle : STEMMER IMAGING restera leur partenaire de vision pour le choix des composants et des technologies.

CCS

Kyoto, Japan

CCS a été fondé en 1993 à Kyoto. En 1994, CCS a lancé le premier éclairage LED pour la vision industrielle. Depuis lors, la société s'est développée de façon continue. Maintenant CCS est l'un des plus grands fournisseurs d'éclairages LED au monde avec des bureaux au Japon, en Chine, à Singapour, en Belgique et aux États-Unis.

Schneider Kreuznach

Bad Kreuznach, Germany

Schneider Kreuznach fournit entre autres des objectifs hautes performances et des filtres destinés non seulement à la photographie professionnelle, à la projection cinématographique, à la reprographie et à la production télévisuelle mais aussi à la vision industrielle.

Silicon Software

Mannheim, Germany

Fondée en 1997, Silicon Software GmbH a son siège à Mannheim. L’entreprise développe des logiciels et des systèmes de pointe, et offre ainsi à ses clients non seulement des produits standard et OEM, mais aussi des solutions extrêmement flexibles qui permettent aux entreprises de s’adapter très rapidement aux nouvelles exigences du marché.

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.

Teledyne DALSA Spyder3 - Caméras linéaires avec interface GigE-Vision ou CameraLink
  • Caméras linéaires avec 1024, 2048 et 4096 pixels
  • Sensibilité 3 fois supérieure au Teledyne DALSA Spyder2 grâce à la CCD Dual-Line
  • Interface GigE-Vision ou CameraLink
CCS LNSP - Lampes linéaires LED blancs à haute rendement
  • Lampes linéaires LED à haute rendement
  • Extrême luminosité de 400.000 lx maximum
  • Luminosité constante
  • Idéale pour toutes les applications par les caméras linéaires à haute vitesse
Silicon Software microEnable 4

Programmable PCIe frame grabber for image capture GigE Vision cameras. With a high data transfer bandwidth it's ideally suited for use with line scan cameras.