Teledyne DALSA AxCIS

Points clés

• Combine inspection de surface et mesure dimensionnelle en une seule passe, supprimant la nécessité de systèmes distincts
• S'adapte de 400 mm à 1 500 mm de largeur de balayage, en monochrome et en RGB, au sein d'un seul boîtier
• Atteint jusqu'à 120 kHz de fréquence ligne en monochrome, ou 60 kHz par canal pour l'inspection RGB
• Étend la plage dynamique sur les matériaux réfléchissants grâce à un mode HDR parallèle intégré au capteur, sans la perte de vitesse habituelle
• Élimine les espaces entre pixels aux limites du capteur grâce à une conception décalée et calibrée en usine, avec une précision de ±14 µm
• Résiste aux longues distances de câble et aux environnements électriquement perturbés grâce à une interface fibre CLHS immunisée contre les perturbations EMI

Qu'est-ce qu'un capteur d'image au contact ?

AUn capteur d'image au contact intègre éclairage, optique et éléments détecteurs dans un seul boîtier compact, positionné à proximité de la surface du matériau, à une distance de travail de 13,9 mm.

Cette géométrie fixe supprime les variables introduites par les objectifs externes, la mise au point ajustable et l'assemblage (stitching) multi-caméras, produisant une image 1:1 stable de la surface sur toute la largeur de balayage et permettant une mesure positionnelle réelle sans effort de calibrage supplémentaire sur le terrain.

Les composants d'un capteur d'image par contact

Architecture décalée : le fondement technique d'une métrologie réelle

La décision technique centrale derrière l'AxCIS est sa disposition décalée des capteurs. Les conceptions CIS classiques placent les puces capteurs bout à bout, laissant des espaces aux jonctions où les valeurs de pixel sont interpolées plutôt que mesurées directement.

L'AxCIS superpose au contraire les puces selon une disposition décalée pair/impair, produisant une image continue dont chaque pixel est calibré en usine avec une précision positionnelle de ±14 µm. C'est ce qui permet à l'AxCIS de fonctionner comme un instrument de mesure, et non comme un simple système d'imagerie pour l'inspection de surface.

Conception de capteur CMOS quad-linéaire décalée 
Capture une image couleur unique et continue sur toute la largeur de balayage, en éliminant les zones aveugles et les artefacts d'assemblage logiciel.

Réseaux de lentilles télécentriques GRIN intégrés 
Maintient un trajet optique parfaitement perpendiculaire et garantit des images fidèles à l'échelle, avec une distorsion géométrique minimale et un grandissement quasi constant.

Boîtier mécanique ultracompact et à profil bas 
Nécessite un dégagement vertical minimal au-dessus de la bande et s'intègre facilement dans les espaces réduits entre rouleaux de convoyeur.

Interface fibre Camera Link HS SFP+ 
Connecte chaque module via une seule liaison fibre, simplifiant le routage des câbles avec une immunité totale aux perturbations EMI sur des distances allant jusqu'à 300 m. 

Architecture d'alimentation modulaire 24 V DC 
Alimente conjointement le capteur et l'éclairage via un seul câble par unité de longueur de base, réduisant l'encombrement dans l'armoire de commande ainsi que les points de défaillance du câblage sur toute la largeur de balayage.

Commande d'éclairage multiplan indépendante 
Pilote l'exposition et le gain de jusqu'à trois plans d'éclairage stroboscopique de manière indépendante, capturant avec précision les surfaces métallique et revêtue d'une électrode de batterie en une seule passe.

Protection contre la poussière IP60 
Protège le capteur et l'optique des particules en suspension dans des environnements tels que la découpe de fibre de carbone, la production textile et les salles sèches pour batteries.

Éclairage LED remplaçable sur site 
Permet de remplacer l'éclairage via des connecteurs USB-C directement sur site, sans remplacer la tête du capteur, réduisant ainsi les temps d'arrêt liés à la maintenance.

Mode HDR matériel natif à double exposition 
Capture simultanément les défauts sombres et les reflets brillants, tout en conservant la vitesse d'inspection complète sur les matériaux très spéculaires. 

Inspection d'électrodes de batterie et de cellules pouch

La fabrication d'électrodes de batterie nécessite l'inspection simultanée du collecteur de courant métallique et du matériau de revêtement actif, des matériaux aux caractéristiques optiques fondamentalement différentes. Le mode à 2 plans de l'AxCIS répond directement à ce besoin : chaque plan d'éclairage est contrôlé indépendamment en exposition et en gain, ce qui permet d'imager les deux surfaces en une seule passe sans compromis sur la vitesse. La précision métrologique de ±14 µm permet le contrôle dimensionnel des dimensions de l'électrode, des positions de bord du revêtement et de la géométrie des languettes (tabs).

Inspection de verre plat, d'acier et de fibre de carbone

Pour les matériaux de bande rigides ou semi-rigides où la continuité de surface et la conformité dimensionnelle sont essentielles, l'AxCIS offre la combinaison d'une fréquence ligne élevée (120 kHz en mono) et d'une métrologie traçable exigée par le contrôle qualité au niveau de la production. La distance de travail fixe et courte, associée à une optique télécentrique stable, minimise la distorsion géométrique sur toute la largeur de balayage, ce qui est pertinent pour le contrôle des plis de fibre de carbone, l'évaluation des revêtements sur verre plat et la mesure de surface des bandes d'acier.

Feuilles, films et emballages flexibles

Dans la production d'emballages flexibles et de films fins, les défauts de surface tels que les micro-trous, les vides de revêtement, les rayures et les défauts de repérage d'impression doivent être détectés de manière fiable à des vitesses de bande élevées. Les variantes mono et couleur de l'AxCIS à 300–900 dpi prennent en charge l'inspection en champ clair des films plastiques, des feuilles d'aluminium et des matériaux d'emballage laminés. La protection IP60 est pertinente dans les environnements où sont présentes de la poussière de découpe ou des résidus de film.

Impression et électronique

Pour les applications d'inspection d'impression, les variantes couleur de l'AxCIS (400–800 mm) offrent une capture RGB simultanée jusqu'à 60 kHz par canal, prenant en charge à la fois la vérification de la précision chromatique et la détection de défauts sur le papier, le carton et les substrats revêtus. Dans l'inspection de circuits imprimés et de substrats semi-conducteurs, l'option d'éclairage coaxial permet d'imager des surfaces spéculaires sur lesquelles un éclairage diffus standard créerait des artefacts de réflexion.

STEMMER IMAGING – du composant au système prêt à l'emploi

STEMMER IMAGING accompagne le déploiement de l'AxCIS à chaque étape, de l'évaluation initiale de faisabilité à la mise en service et au support technique continu, en mobilisant son expertise en éclairage, Frame Grabbers, logiciels et configuration spécifique à chaque application.

Qu'est-ce qui distingue l'AxCIS d'un système de balayage linéaire multi-caméras classique ?

Un système multi-caméras classique nécessite l'alignement mécanique de plusieurs têtes de caméra, une gestion rigoureuse des champs de vision se chevauchant, ainsi qu'un logiciel d'assemblage d'images pour produire une image homogène sur toute la largeur. L'AxCIS regroupe l'ensemble des puces capteurs dans un seul boîtier, avec une distance de travail fixe de 13,9 mm, supprimant ainsi la complexité liée à l'alignement et à l'assemblage des images.

Qu'est-ce qu'un capteur d'image au contact, et dans quels cas est-il le bon choix ?

Un capteur d'image au contact intègre éclairage, optique (un réseau de lentilles Selfoc basé sur la technologie GRIN) et éléments détecteurs dans un seul boîtier compact, positionné très près de la surface du matériau. La distance de travail fixe et courte – 13,9 mm pour l'AxCIS – produit une géométrie optique stable et constante, sans nécessiter d'objectifs externes ni de mise au point ajustable. La technologie CIS convient bien aux matériaux de bande plats ou quasi plats se déplaçant à hauteur constante, et moins bien aux surfaces présentant des variations de hauteur significatives au-delà de la profondeur de champ de ±0,6 mm.

Comment l'AxCIS parvient-il à une capacité métrologique alors que la plupart des capteurs d'image au contact ne la prennent pas en charge ?

La plupart des produits CIS utilisent une disposition de capteurs bout à bout, où les puces capteurs sont placées les unes à côté des autres. Aux jonctions entre puces, des espaces de 10 à 35 µm créent des pixels manquants qui doivent être interpolés, excluant ainsi toute possibilité de mesure dimensionnelle à ces positions. L'Teledyne DALSA AxCIS utilise une disposition décalée dans laquelle les rangées de capteurs paires et impaires se superposent sur l'axe X, éliminant les espaces entre pixels. Associé à un calibrage en usine de chaque position de jonction par rapport à une référence haute résolution, le résultat est une image continue et sans interruption, avec une précision positionnelle de ±14 µm sur toute la largeur de balayage.

Quels logiciels sont compatibles avec l'AxCIS ?

L'AxCIS utilise l'interface CLHS avec prise en charge GenTL, ce qui le rend compatible avec tout framework d'acquisition conforme à GenTL. CVB (Common Vision Blox) de STEMMER IMAGING prend en charge nativement l'acquisition GenTL, et le Frame Grabber Teledyne Xtium2 CLHS FX8 est recommandé pour les configurations à un seul module comme pour les configurations multi-modules. Sapera LT est également pris en charge pour les flux de travail natifs Teledyne. Pour les applications nécessitant une classification des défauts basée sur le machine learning, les outils de machine learning intégrés de CVB peuvent être combinés au pipeline d'acquisition de l'AxCIS.

Quelles options d'éclairage sont disponibles, et comment choisir entre elles ?

L'AxCIS prend en charge trois configurations d'éclairage. Les LED intégrées de l'AxCIS fournissent un éclairage diffus adapté aux surfaces mates telles que le papier, le textile, le cuir, le film plastique et les feuilles ; des variantes en champ clair et en champ sombre limité sont disponibles via un support de montage optionnel.

L'éclairage externe tiers se connecte via l'interface de commande stroboscopique de l'AxCIS, prend en charge jusqu'à trois plans d'éclairage indépendants, et convient aux applications nécessitant un éclairage en champ clair ou sombre incliné sur les métaux, les surfaces embossées et les films. L'éclairage coaxial - disponible chez CCS - est adapté aux surfaces spéculaires, notamment les wafers, le verre, les PCB et les substrats métalliques.

L'équipe Engineering Services de STEMMER IMAGING peut accompagner la sélection et la validation de l'éclairage dans le cadre d'une évaluation de faisabilité.

Comment l'AxCIS gère-t-il les matériaux comportant à la fois des zones réfléchissantes et absorbantes, comme les électrodes de batterie ?

Le mode à 2 plans de l'AxCIS attribue des réglages indépendants de temps d'exposition et de gain à chaque plan d'éclairage. Pour une cellule pouch de batterie, le plan 1 peut être configuré pour le collecteur de courant métallique et le plan 2 pour le revêtement actif, permettant d'imager les deux simultanément en une seule passe sans compromis sur la vitesse. Le mode HDR parallèle intégré au capteur étend en outre la plage dynamique au sein de chaque plan, en exécutant les deux expositions simultanément plutôt qu'en répartissant séquentiellement le temps de ligne disponible.

Quel matériel Frame Grabber est nécessaire, et quelles sont les contraintes de câblage ?

Le Frame Grabber recommandé est le Teledyne Xtium2 CLHS FX8. Une carte prend en charge jusqu'à quatre modules AxCIS de 400 mm, chacun connecté via une liaison fibre SFP+ distincte. Les câbles fibre peuvent atteindre jusqu'à 300 m, offrant une grande flexibilité dans l'agencement du système et supprimant la sensibilité aux perturbations EMI sur toute la longueur du câble. L'alimentation (24 V DC) et les signaux GPIO sont acheminés via un câble unique et distinct par unité de longueur de base de 400 mm.

STEMMER IMAGING peut-il accompagner l'évaluation et la mise en service d'un système AxCIS ?

Oui. Le Technical Competence Centre de STEMMER IMAGING peut réaliser des essais de faisabilité structurés sur des échantillons de matériau et des types de défauts spécifiques, une validation de l'éclairage, une configuration du Frame Grabber et le développement d'un pipeline d'acquisition d'images basé sur CVB.

Pour les constructeurs de machines OEM, l'équipe Special Solutions & Applications accompagne le développement conjoint de spécifications de sous-systèmes validées, depuis les exigences initiales jusqu'à une conception prête pour la production en série. Contactez STEMMER IMAGING pour discuter du périmètre d'accompagnement adapté à votre projet.