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

La vision industrielle

côté pratique

Exemples d'application et références clients

Améliorer la qualité des composants d’emballage des produits pharmaceutiques

Une priorité absolue de l’industrie pharmaceutique : mettre sur le marché des produits exempts de défauts et d’impuretés. C’est le cas par exemple des bouchons et pistons en caoutchouc des seringues et flacons médicaux. L’entreprise Simac Masic bv a relevé ce défi et mis au point une machine modulaire de contrôle-qualité entièrement automatisé.

La série iM utilise des systèmes de vision multi-caméras ultra-rapides, conçus avec STEMMER IMAGING et équipés d’un détecteur de métaux. Ils effectuent un contrôle complet et rejettent automatiquement les produits non conformes.

De grandes quantités de bouchons et de pistons en caoutchouc de différentes tailles sont fabriquées chaque année pour l'industrie pharmaceutique à partir de différents élastomères. Les bouchons sont utilisés pour sceller les produits pharmaceutiques dans les flacons et sont maintenus par un couvercle en aluminium. Il s'agit de bouchons creux à travers lesquels on insère une aiguille de seringue pour prélever le médicament. Lorsque le flacon est renversé, le médicament s'écoule dans le bouchon creux et peut ainsi être aspiré par l'aiguille.

Le piston de la seringue sert de joint mobile étanche à l'air, ce qui permet d’aspirer le liquide. Les bouchons et les pistons en élastomère sont des sources potentielles de contamination. Ils entrent tous deux en contact avec le médicament lui-même et doivent donc être d’une qualité irréprochable. Dans le cas contraire, le rejet du produit en fin de ligne de production peut s’avérer coûteux, et la santé du patient est mise en jeu.

 
Les défauts des bouchons et pistons peuvent provenir de particules en suspension ou qui s’incrustent lors du processus de coupe et de moulage, des corps étrangers tels que des cheveux, fibres, graisses ou particules métalliques.
M. Roberto Griguoli, Manager Engineering chez Simac Masic

Mais les surfaces qui entrent en contact avec le médicament ne sont pas les seules à devoir être contrôlées. Tout impureté présente sur une autre surface peut se déplacer vers une surface de contact lors du transport. Il faudra ainsi inspecter l’ensemble des surfaces des bouchons et pistons pour écarter tout risque de contamination. »”

L’expertise industrielle fait la différence

Depuis environ 25 ans, Simac développe et construit des systèmes d’inspection dédiés aux bouchons en caoutchouc. De longues années d’expérience qui font la différence. Chaque nouvelle génération de machines d’inspection est conçue pour répondre aux exigences toujours plus strictes de l’industrie, comme par exemple :

  • Vitesse, précision et reproductibilité de l’inspection
  • Vue des parties creuses des bouchons et pistons
  • Traitement à haute vitesse de gros volume de données
  • Manipulation mécanique des pièces pour inspecter toutes les surfaces
  • Manipulation mécanique de bouchons et pistons de différentes tailles par la même machine
  • Conformité avec les directives de la 21 CFR Part 11 et du GAMP5
  • Utilisation du système dans un environnement de salle blanche certifié ISO 5

En outre, de nombreux fabricants de bouchons et de pistons veulent également effectuer des mesures dimensionnelles et vérifier la présence ou l'absence de tout revêtement élastomère inerte qui a été appliqué. Le système doit donc être en mesure de répondre à ces exigences.

Systèmes autonomes à conception modulaire

Les machines de la série Simac iM sont des systèmes autonomes et compacts de contrôle-qualité, dédiés à l’inspection de pistons et bouchons en caoutchouc, conçus pour un usage en salle blanche certifiée ISO 5.

Ils sont composés de différents modules : un système d’acheminement des produits, deux stations d’inspection par systèmes de vision, notamment en couleur, un détecteur de métaux et un mécanisme d’éjection des pièces à deux endroits du système. Ils offrent également la possibilité de rajouter des modules d’inspection supplémentaires, pour effectuer des mesures par exemple ou inspecter le revêtement des pièces.

Les produits se déplacent en continu à travers les deux stations d’inspection et le détecteur de métaux. Le premier mécanisme d’éjection se situe après la première station d’inspection ; le deuxième mécanisme éjecte les pièces défectueuses après leur passage à travers le deuxième système d’inspection et le détecteur de métaux. Les bouchons et les pistons sont acheminés d’un côté de la machine et triés automatiquement à leur sortie, de l’autre côté de la machine : pièces conformes, échantillons-tests et pièces défectueuses atterrissent chacun dans des bacs séparés.

Une seule et unique machine permet d’inspecter les deux types de pièces. Les systèmes de distribution fournis sont conçus aussi bien pour des petits pistons de 0,5 ml que pour des bouchons de 32 mm de diamètre. En effet, « il existe différents modèles et tailles de bouchons et pistons » précise M. Griguoli.

« Le processus d’inspection est régi par une formule qui détermine les réglages de la machine en fonction de la forme et de la taille du produit. S’il faut inspecter un nouveau modèle de produit, il suffit alors de changer le système d’acheminement des pièces. Cela ne prend que 15 minutes et ne demande aucun réglage supplémentaire des caméras. »

Le système de vision

Les pièces disposées sur une trémie tombent dans un bol vibrant qui les oriente ensuite sur un rail. Une roue de séparation y prélève les bouchons un par un et les transfère à une autre roue qui les présente à la première station de contrôle. Ici, deux caméras haute résolution contrôlent la partie supérieure des bouchons ainsi que la partie creuse et ses parois. Le système de vision recherche les défauts : marques, défauts d’apparence, entailles, bosses, dépôt de particules, fibres, etc. L'inspection de la cavité et des parois internes du bouchon demande une attention toute particulière, notamment lors du choix de l’éclairage et de l’objectif et du positionnement de la pièce.

Le déroulement est le même pour les pistons de seringues, mais avec un objectif grand angle, car la cavité des pistons est plus petite. Les bouchons et les pistons sont fabriqués à partir de composés élastomères différents. Ainsi, pour être sûr de pouvoir détecter des défauts de couleur claire sur une surface claire, l’inspection se fait avec des caméras couleur. Les pièces défectueuses sont éjectées de la roue par un dispositif d’éjection à air et atterrissent dans un bac.

Les pièces conformes restent dans la roue et sont transférées à un anneau rotatif plus grand, conçu spécialement pour cette application. Cet anneau présente les pièces à la seconde station d’inspection et au détecteur de métaux. Chaque pièce reçoît un numéro d'identification qui permet de la suivre tout au long du processus.

Le second poste de contrôle-qualité consiste en une série de caméras installées en chaîne de façon compacte. Quatre caméras servent à inspecter toutes les surfaces de l’objet. Une autre, tournée vers le bas, contrôle la partie intérieure du haut du bouchon. Le déclenchement des caméras est simultané. Cette station d’inspection laisse de la place pour l’ajout de caméras de mesure ou d’inspection du revêtement inerte. Les pièces passent ensuite sous le détecteur de métaux qui contrôle la présence de particules métalliques qui auraient pu s’incruster lors du processus de moulage.

C’est ensuite au second mécanisme d’éjection à air de trier les pièces : les pièces défectueuses d’un côté, envoyées dans un bac dédié et les pièces conformes d’un autre côté qui atterrissent dans deux bacs différents. L’un reçoît les bonnes pièces, l’autre, les échantillons destinés à une inspection manuelle supplémentaire. Le fabricant précise le pourcentage de pièces correctes à prélever pour servir d’échantillons. Ce pourcentage est inscrit dans les consignes d’inspection qui servent à régler la machine. Le système est capable d’inspecter jusqu’à 700 composants par minutes, voire plus en fonction de la forme.

Un système performant

Cette cadence élevée d’inspection requiert un système d’acquisition et de traitement d’images performant, de même que pour le stockage et l’évaluation des données. Ainsi, le système est équipé de caméras haute résolution qui permettent d’obtenir des images très contrastées, à faible distorsion géométrique. Les moindres défauts sont ainsi détectables. Chaque caméra a son propre éclairage fonctionnant en mode pulsé (surintensité). Cela permet à la fois de figer le mouvement des pièces pour éviter les images floues, et d’obtenir une intensité lumineuse suffisante pour la vitesse d’obturation rapide nécessaire à un procédé à grande vitesse. Les caméras sont reliées à des PC industriels ultra performants fonctionnant sous Windows 10. Ils utilisent le même logiciel de vision que celui utilisé pour développer les applications.

Tous les systèmes sont entièrement calibrés avant de quitter l'usine. Avec un système standard, chaque pièce aura besoin d’au moins 7 images. Cela requiert une vitesse de traitement de données extrêmement élevée. Les données de chaque pièce inspectée sont stockées et archivées de façon fiable. Elles contiennent des informations, comme l'horodatage, qui permettent d’établir un protocole d’inspection pour chaque pièce, conformément aux exigences de la 21 CFR Part 11. Les images peuvent également être visualisées hors ligne sur un ordinateur portable si nécessaire.

Une productivité accrue

Un écran tactile permet d'accéder à toutes les fonctions de la machine ; les modifications et réglages sont affichés en temps réel. Il est possible d’y entrer les informations des lots et de choisir la formule d’inspection correspondante. L'opérateur peut y suivre les statistiques et résultats des processus et contrôler le passage des pièces. Un terminal de vision séparé affiche les images et les résultats de l'inspection.

M. Roberto Griguoli précise : « Nos machines se caractérisent par leurs performances et leur évolutivité. Pour notre nouvelle génération de machines par exemple, nous avons augmenté la vitesse ainsi que la précision et la fiabilité de détection des erreurs.

Le taux de détection de défauts dépassent les 99%. Les vitesses d'inspection actuelles sont limitées par le système d'alimentation mécanique. Le système de vision est capable d’inspecter beaucoup plus vite. Nous pouvons également proposer des modules d'inspection supplémentaires. Nous sommes toujours heureux de discuter avec nos clients de leurs besoins spécifiques et de procéder à une personnalisation supplémentaire si nécessaire. Nous offrons un service d'assistance complet à nos clients, y compris un accès à distance pour surveiller l'état des machines s’il le faut. »

La nouvelle série iM de Simac permet un contrôle automatique et fiable à 100 % des bouchons et des pistons en caoutchouc. Elle garantit aux principaux fabricants de composants pharmaceutiques haut de gamme une production sans faille, exempte de défauts et d’impureté. Conçues, développées et fabriquées en interne selon les normes GAMP, ces nouvelles machines répondent précisément aux besoins de l'industrie.

Exploiter le plein potentiel de la vision industrielle

Simac intègre la vision industrielle dans ses systèmes depuis les années 1990. Suite à une étude de marché et à des tests internes, des fabricants de composants de vision industrielle ont été sélectionnés. STEMMER IMAGING est le fournisseur d’une grande partie des composants utilisés. Ainsi, une coopération intensive s’est créée entre les deux entreprises. Simac peut ainsi être sûr que seuls les systèmes de vision les plus performants sont utilisés sur ses machines.

« Nous sommes très exigeants envers STEMMER IMAGING et ses fournisseurs », poursuit M. Griguoli. « ous voulons toujours connaître les performances concrètes et de la fonctionnalité des composants disponibles. Dans certains cas, par exemple avec certains systèmes d'éclairage que nous utilisons dans notre système actuel, nous demandons aux fabricants de produire des solutions spécifiques, entièrement adaptées à nos besoins.

Avec STEMMER IMAGING, nous sommes en dialogue constant. Des études de faisabilité ont été réalisées dans leurs locaux aux Pays-Bas. Nous leur empruntons du matériel pour effectuer des tests dans nos laboratoires. De cette façon, nous pouvons tester l’ensemble des caméras, objectifs et systèmes d'éclairage avant de les installer dans nos systèmes. Bien sûr, nous utilisons également la vision industrielle dans d’autres produits destinés aussi bien au secteur pharmaceutique qu’à d'autres industries.

 
Notre relation avec STEMMER IMAGING est une véritable collaboration. Nos nombreuses années d'expérience dans l'intégration de systèmes de vision pour diverses industries et applications ont fait de nous un véritable porteur de savoir-faire. Nous sommes très heureux de recommander STEMMER IMAGING à tous ceux qui ont besoin d'un partenaire de vision industrielle

À propos de Simac Masic

Simac Techniek N.V. a été fondé en 1971. Entreprise familiale opérant au Benelux et en Europe centrale, elle fournit des solutions technologiques de haute qualité pour améliorer les processus d’affaire des grandes et moyennes entreprises. Les différentes sociétés du groupe Simac offrent un large éventail de solutions, produits et services dans le secteur des infrastructures et applications liées aux TIC ainsi que dans les domaines de l'électronique et de l'automatisation industrielle

Simac Masic bv fait partie du groupe « Smart Solutions » au sein de Simac. Il est un fournisseur mondial de systèmes de vision industrielle, notamment pour les industries du domaine pharmaceutique, médical, alimentaire, électronique et de l'emballage. Depuis la livraison de son premier système de vision dans les années 1990, la société fournit non seulement des solutions complètes clés en main, mais aussi des concepts d'intégration pour les lignes de production existantes. Ces dernières années, elle se concentre principalement sur les applications médicales et pharmaceutiques afin d'assurer un véritable leadership technologique au sein de ces industries.

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