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

La vision industrielle

côté pratique

Exemples d'application et références clients

Valoriser le marbre grâce à la vision

L’entreprise allemande Böhm AG a mis au point une machine unique au monde : entièrement automatique, elle permet de perfectionner l’apparence du marbre. Dans ce système innovant, les composants de vision de STEMMER IMAGING jouent un rôle essentiel pour supprimer les éléments non désirables de la roche.

Matériau parmi les plus décoratifs du monde, le marbre est apprécié pour sa noblesse et embellit les hôtels, aéroports et autres immeubles haut de gamme. Chaque carreau de marbre est unique. Les inclusions, fissures et veines dans la pierre naturelle sont spécifiques et lui donnent sa singularité. Selon le nombre et les particularités de ces caractéristiques, le marbre est classé en trois catégories qui atteignent des prix différents sur le marché.

Utilisé dans un but décoratif, il doit répondre à des critères assez stricts. Les plaques doivent par exemple avoir une couleur plutôt uniforme, sans impuretés. Ce n’est qu’après avoir découpé les plaques dans le bloc de marbre extrait que l’on peut voir si la pierre a l’apparence désirée ou non. Les plaques extraites d’un même bloc sont en général de la même couleur.

Lors de la formation de la roche, des veines peuvent apparaître. Si leur couleur tranche sur celle du fond, cela peut altérer l’apparence du marbre et faire baisser son prix.

32 mètres de machine pour un marbre parfait

Avec sa machine BMM (Böhm Marble Machine) présentée à l’automne 2019, l’entreprise allemande Böhm AG a développé une solution qui permet pour la première fois d’améliorer de façon entièrement automatique l’apparence du marbre.

 
BMM est un système modulaire qui identifie, élimine et retouche parfaitement les veines gênantes des plaques de marbre. Le processus est entièrement automatique.
M. Felix Hellmuth, associé gérant et membre du conseil d'administration de Böhm AG

Afin de correspondre aux deux tailles standard mondialement établies de matière première, le système existe en deux dimensions. Pour le carrelage, les plaques de marbre sont taillées en carreaux de 120 x 120 cm, de 1 à 3 cm d’épaisseur. Pour d’autres usages, le marbre est découpé en tranches de 325 x 185 cm, épaisses de 2 à 3 cm.

Pour travailler avec ces deux formats, il existe donc deux modèles de BMM, de 14 et 32 mètres de long. En fonction du degré de perfection souhaité, le grand modèle peut traiter jusqu’à 1000 m² de marbre en 12 heures ; dans le même temps, le petit modèle retouche 400 m².

Ce système dépasse ainsi largement les performances des machines classiques de traitement du marbre, aussi bien en termes de vitesse que de précision.

Le processus est le même pour les deux modèles et comprend six étapes. Une fois les plaques de marbre déposées dans la machine, elles traversent le premier module, un système de vision de haute précision en auto-apprentissage qui les scannent. Dans le deuxième module, sur la base des images ainsi obtenues et de leur évaluation, un laser piloté par un programme CNC vaporise les structures détectées comme dévalorisantes.

Le troisième module nettoie les plaques en profondeur. Une imprimante ultra performante retouche ensuite les parties passées au laser.

Elle utilise pour cela un mélange de couleurs à partir de six teintes de base afin de reproduire le coloris du marbre et des veinures à proximité des zones passées au laser.

« Les parties traitées sont alors remplies par un matériau d’étanchéité transparent, puis polies et lustrées. Après ce traitement, même les experts les plus expérimentés ne peuvent plus faire la différence entre la pierre naturelle et la pierre traitée », souligne M. Hellmuth.

La vision industrielle : une étape décisive

Les résultats fournis par le module de vision industrielle, placé en tête du système, servent de base aux étapes suivantes du traitement sur la BMM. Ils déterminent avec précision l’emplacement exact des zones à traiter, condition essentielle pour que le laser ne touche que les parties réduisant réellement la valeur du marbre.

Pour que la différence entre la pierre naturelle et les zones traitées au laser soit le moins visible possible, la teinte utilisée doit être très proche de la couleur de la pierre tout autour. Il est également important que les structures et marbrures transversales aux différentes zones traitées soient à nouveau visibles, sans interruption, après le travail de retouche.

Pour cela, la précision du système de vision pour reconnaître les structures et les teintes de la pierre est déterminante pour obtenir un résultat de qualité. Le remplissage des veines et le polissage des plaques de marbre en fin de processus sont également dépendantes des résultats du premier module pour déterminer l’emplacement exact des zones à traiter.

M. Felix Hellmuth, associé gérant et membre du conseil d'administration de Böhm AG

 
En raison de l'importance essentielle de la vision industrielle pour la qualité du système, nous avons cherché un partenaire performant dans ce domaine et en avons trouvé un chez STEMMER IMAGING.

« Leurs experts nous ont fait gagner beaucoup de temps lors de la phase d'évaluation de la solution de vision en effectuant de nombreux tests très complets dans leur laboratoire. Ils nous ont recommandé des composants qui se sont avérés être optimaux. De plus, lors de tests ultérieurs et de la phase de développement, nous avons pu bénéficier de toute l'expérience de STEMMER IMAGING en tant que support technique. »

Le module d’acquisition d’image qui a finalement été réalisé repose sur l’utilisation de deux Line Scan Bars de Mitsubishi Electric, des barres de capteurs trilinéaires en couleur (RGB) de 600 et 900 mm de large avec un éclairage intégré.

Les données d’images acquises sont transmises à un PC personnalisé via une carte d’acquisition Xtium CameraLink de Teledyne DALSA. Les données d’images partielles obtenues par les Line Scan Bars sont assemblées et évaluées sur le PC grâce à la bibliothèque logicielle de vision Common Vision Blox (CVB) de STEMMER IMAGING.

« Cette solution est idéale pour détecter toute inclusion, veine ou fissure dans les plaques de marbre avec une précision de 40 µm, ainsi que pour analyser les couleurs et les structures à proximité immédiate des zones à réparer », souligne M. Hellmuth.

Il souligne par ailleurs l'importance du logiciel de traitement d'images utilisé : « Ce logiciel est basé sur l’auto-apprentissage, c’est-à-dire qu’il améliore constamment ses performances de reconnaissance et d'évaluation des images. Nous nous sommes beaucoup investis dans sa programmation, mais les résultats sont très convaincants. L'effort en valait la peine. »

Pour former le logiciel à chaque nouveau type de marbre, il faut 200 à 300 images environ. Elles serviront à générer de façon automatique des propositions de traitement des dalles grâce aux algorithmes d’intelligence artificielle du logiciel. En apportant des ajustements manuels à ces suggestions, le logiciel continue d'apprendre pendant le fonctionnement et permet ainsi une amélioration continue des processus ainsi qu'une adaptation aux goûts individuels de l'utilisateur ou du client.

Une solution unique au monde

Le système BMM est unique au monde. Il permet aux spécialistes du marbre de mettre en place des processus beaucoup plus rentables que ceux qui se font encore très souvent à la main pour revaloriser les plaques de marbre de mauvaise qualité, selon M. Hellmuth. « Cette installation est entièrement automatisée et peut fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Cela signifie que les exploitants de carrières peuvent désormais ajouter la coupe et la finition à leurs services et accroître leur valeur ajoutée. »

M. Hellmuth met également en avant d’autres utilisations du système, notamment la possibilité d’incruster des éléments dans le marbre : des imitations de fossiles, des insertions dorées, différents dessins ou motifs, des logos d’entreprise. Les hôtels sont en général très demandeurs de ce genre de service.

Le directeur de Böhm n’est pas à court d’idées pour développer son système. « En plus du marbre, nous pouvons théoriquement traiter d'autres matériaux comme les pierres artificielles, le quartz, le béton ou le bois en utilisant un concept similaire ».

Le module de vision pourrait également être proposé de façon séparée, pour contrôler l'épaisseur de plaques de différents matériaux par exemple. « La solution de vision de STEMMER IMAGING fonctionne de manière très fiable et performante dans notre BMM. Elle est en même temps suffisamment flexible pour être utilisée dans d’autres conditions et avec des matériaux différents. »

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