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

La vision industrielle

côté pratique

Exemples d'application et références clients

Quand les processus d’assemblage manuel s’allient à la vision

octobre 2019

La société Kautex Textron CVS Ltd conçoit et fabrique les Clear Vision Systems (CVS) : ces systèmes de tubulures éliminent la poussière, la saleté, le givre et la neige des phares des véhicules ainsi que des caméras et des capteurs utilisés dans les systèmes de conduite assistée. Fabriqués dans les usines Kautex du Royaume-Uni, des États-Unis, de la Chine et de la République tchèque, ces systèmes sont entièrement assemblés à la main.

L'usine Kautex dans le sud du Pays de Galles produit à elle seule environ 12 millions de systèmes CVS par an, utilisant 200 sortes de tuyaux différents. L’assemblage comprend des tuyaux, buses, colliers de serrage, rubans adhésifs de couleur, pièces en mousse et pièces en T.

Exemple d’un tuyau assemblé où l’on peut distinguer les buses, les colliers de serrage et les rubans adhésifs de couleur.

Poste de montage montrant le dispositif d’assemblage avec le tuyau et l’écran tactile de l’opérateur. La caméra et l’éclairage sont installés tous les deux au-dessus de l’établi.

L’évidence de la vision industrielle

La société Kautex fait partie du top 100 des équipementiers automobiles au monde. Son niveau d’exigence en matière de qualité est ainsi au plus haut. L’analyse des éventuelles erreurs de montage a montré que beaucoup d’entre elles pouvaient être évitées grâce à la vision industrielle. Chaque type d’assemblage requiert un dispositif de montage spécifique qui peut être installé sur chacun des 80 postes de travail de l’usine.

  • Une fois le tuyau fixé sur le dispositif, l’opérateur suit les instructions de montage (textes, images, diagrammes) pour assembler les différentes parties.
  • Lorsque le montage est terminé, il est contrôlé par le système. De l’air comprimé est également envoyé dans le tuyau pour s’assurer qu’il n’est pas bouché.
  • Si tous les contrôles sont positifs, la pièce est alors validée et les données de production sont envoyées au poste central de contrôle de l’usine.

Installer un système de vision industrielle sur les lignes de production permet sans aucun doute d’identifier les erreurs de montage. Cependant, une solution plus complète qui intègre complètement le système de vision dans le processus d’assemblage permet d’aller au-delà du simple repérage des erreurs et offre une vision plus globale. L’équipe de fabrication avancée de Kautex l’a bien compris.

Quels sont les atouts de cette solution plus globale ?

  • Le système est relié à la base de données SQL de l’usine et utilise ainsi les données de production.
  • Seul un personnel dûment formé est autorisé à effectuer un assemblage spécifique.
  • Seuls les composants appropriés sont utilisés pour un lot.
  • Elle permet d’obtenir une traçabilité complète des différentes opérations d’assemblage.
  • Le système s’adapte sans difficulté à de nouveaux assemblages ou à de simples modifications.
  • L'utilisation de documents imprímés est considérablement réduite.

Tout contribue ainsi à une nette amélioration des processus de production, avec à la clé une réduction des déchets et des produits défectueux.

La solution de vision

La solution de vision industrielle a été développée par STEMMER IMAGING en coopération avec Envisage Systems Ltd, un intégrateur de systèmes avec lequel ils avaient étroitement collaboré par le passé et qui a assumé la direction de ce projet.

Une caméra couleur Genie Nano à interface GigE Vision de 5 mégapixels est montée au-dessus d'un établi. Elle est équipée d’un objectif 1” à distance focale de 12 mm, ce qui permet d’obtenir un champ de vision de 1,3 mètre.

L’éclairage de type barlight de Smart Vision Lights élimine les effets de lumière ambiante dans la zone d’assemblage.

Un processeur de vision compact GEVA-300, équipé du logiciel de vision industrielle Sherlock, permet d’évaluer localement les images avant leur transfert vers le serveur central via Ethernet. Il peut également prendre en charge des caméras supplémentaires et se moduler vers le haut.

Le système utilise les outils de mesure et de contrôle standards du logiciel Sherlock : ils identifient la présence du ruban de couleur adéquat, posé correctement, ils effectuent des mesures sur les parties en mousse et sur les clips, etc.

La caméra, le système de vision compact et le logiciel sont tous des produits Teledyne DALSA. La société Envisage a également conçu une interface opérateur sur mesure pour le logiciel. STEMMER IMAGING a fourni tous les composants de vision industrielle et a permis au personnel de Kautex d’assister à une formation sur le logiciel Sherlock.

Lors de la phase de conception du projet, des systèmes de démonstration ont également été mis à disposition pour tester le dispositif. Finalement, sur 80 postes de montage, vingt ont été équipés d'un système de vision industrielle et connectés au serveur central de l'entreprise via Ethernet.

Le nouveau système en action

Chaque poste a un dispositif d'assemblage approprié correspondant à un lot spécifique. L'opérateur se connecte via un écran tactile en renseignant son identifiant et son code personnel. Le système scanne le code-barres des différents composants pour lire le numéro des pièces de l'assemblage. Le système vérifie par le biais de la base de données que l'opérateur connecté ait bien reçu la formation requise pour effectuer ce montage. Il affiche également le nombre de pièces à assembler.

La connexion par le biais de codes personnels permet d’éviter que le même lot soit assembler deux fois au cas où un même code-barres soit lu deux fois par inadvertance. Après avoir scanner l’étiquette, le système affiche les instructions relatives au contrôle de la pièce et vérifie que celle-ci soit bien adaptée à l’application. Un test est alors lancé pour vérifier le bon fonctionnement du système : celui-ci est soumis au contrôle d’une pièce correcte et d’une pièce défectueuse. Toutes les données de production dans la base de données (notamment les instructions, les diagrammes, les images, etc.) s’affichent alors à l'écran sans qu'il soit nécessaire de les imprimer.

Image provenant du système de vision. Elle indique deux zones défectueuses (pièces en mousse). Les parties encadrées en rouge indiquent des pièces mal assemblées et le cadre vert entoure un assemblage correct.

Une fois le montage terminé, l'utilisateur lance le processus d'inspection. Si l’assemblage est correct, une image est enregistrée et la pièce peut quitter le poste d’assemblage. Si le résultat est négatif, les zones défectueuses sont marquées en rouge sur l'image. L’opérateur peut alors les retravailler. La pièce ne peut quitter le poste d’assemblage que si l’inspection est positive.

Si les zones marquées en rouge ne peuvent pas être retravaillées, un responsable peut libérer la pièce du poste d’assemblage en saisissant un code. Toutes les étapes du montage sont enregistrées sur le serveur principal de même que les images de l'inspection. Le système offre ainsi une parfaite traçabilité pour chaque pièce inspectée.

Faire la différence

L’utilisation de ce nouveau système a eu pour résultat :

  • Une réduction de 100 % des défauts ciblés : depuis l’utilisation du système, l’ensemble des défauts connus sont repérés
  • Une réduction de 87 % du nombre total de défauts sur l'ensemble de la production de tuyaux
  • Une réduction de près de 70 % de la quantité de documents à imprimer
  • 100 % de traçabilité pour chaque assemblage, avec des images
  • L’adoption du système en tant que standard Kautex
  • L’utilisation du système pour tous les nouveaux projets
  • Le projet d'intégrer le système dans l'usine américaine

La flexibilité offerte par le système garantit sa pérennité pour une utilisation avec de nouveaux types d’assemblage. Pour des pièces plus grandes par exemple, il est possible d’intégrer une caméra supplémentaire. Les outils de mesure disponibles sont nombreux et bien conçus ; ils s’adapteront facilement à toute nouvelle inspection.

Teledyne DALSA Genie Nano-GigE

Caméras matricielles robustes à capteur CMOS et nombreuses fonctionnalités pour booster les performances de l'interface GigE Vision (1 Gb/s et 5 Gb/s). Son design permet de l'intégrer facilement à un système en cours de conception ou déjà en place.

Smart Vision Lights L300

Le plus long éclairage modulaire de type barlight avec une grande flexibilité dans les options d'E/S et de couleurs.

Teledyne DALSA GEVA

Système industriel haute-performance pour la connexion de caméras à interface GigE Vision et CameraLink. Solution rentable pour des applications à caméras multiples.

Teledyne DALSA Sherlock

Logiciel de traitement d'images puissant et flexible pour l'automatisation industrielle

Smart Vision Lights

Muskegon, United States

Smart Vision Lights est un leader dans le développement et la fabrication de systèmes d'éclairage pour la vision industrielle.

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 80 000 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.