Les meilleurs composants et technologies de vision industrielle pour l'inspection agroalimentaire

La fabrication agroalimentaire est l'un des environnements les plus exigeants pour le matériel de vision industrielle. Les caméras, l'éclairage et les caissons doivent résister au lavage haute pression, aux températures extrêmes, à l'humidité et à la poussière tout en fonctionnant de manière fiable à la vitesse de production. Une mauvaise spécification du matériel aboutit à un système qui fonctionne au laboratoire d'essai mais qui se corrode, s'embue ou tombe en panne en quelques mois sur la ligne de production.

Cet article aborde ce que les OEM et les intégrateurs doivent prendre en compte lors du choix de composants de vision industrielle pour les applications agroalimentaires : type de caméra, protection environnementale, éclairage, optique et logiciel. Nous avons inclus des recommandations de produits précis de la gamme Clearview lorsqu'elles sont pertinentes.

Commencez par l'environnement, pas par la caméra

Avant de choisir une caméra, comprenez à quoi elle devra résister. Les environnements de production alimentaire se répartissent globalement en trois zones qui déterminent le niveau de protection requis.

L'erreur la plus courante est de spécifier une caméra qui répond parfaitement au besoin d'inspection mais ne résiste pas au régime de nettoyage. Une caméra IP40 qui fournit d'excellentes images ne fournira plus rien après son troisième cycle de lavage.

Choisir le bon type de caméra

L'inspection agroalimentaire utilise les trois principaux types de caméra, selon l'application.

Caméra matricielle : le choix par défaut pour l'inspection par postes

Les caméras matricielles sont le bon choix pour les postes d'inspection déclenchés : vérification d'étiquette en un point fixe, contrôle des bouchons et fermetures, mesure du niveau de remplissage, lecture de codes-barres et contrôles de présence/absence. La caméra se déclenche à l'arrivée de chaque produit, capture une image et la traite avant l'apparition du produit suivant.

Pour les zones d'éclaboussures et de lavage, les caméras à IP67 natif suppriment le besoin de caissons externes. La LUCID Triton (GigE, IP67) et la Triton2 (2.5GigE, IP67) conviennent toutes deux aux environnements de production alimentaire, avec des connecteurs de données M12 étanches et des connecteurs d'alimentation/GPIO M8 qui conservent leur indice après des nettoyages répétés. Pour les zones sèches, la gamme Teledyne Blackfly S offre un large choix de capteurs et d'interfaces à des prix compétitifs.

Caméra linéaire : pour l'inspection continue et les étiquettes grand format

Les caméras linéaires sont utilisées lorsque le produit défile en continu devant la caméra et que vous devez inspecter toute la surface ou l'étiquette sans arrêter la ligne. C'est courant pour la vérification d'étiquettes sur les lignes d'emballage continues, l'inspection d'étiquettes enveloppantes sur les contenants cylindriques et l'inspection de bande sur les films d'emballage.

La gamme Teledyne Tetra (2K à 8K, 2.5GigE) amène la caméra linéaire à un prix auparavant réservé aux caméras matricielles. Pour des résolutions plus élevées et des cadences de ligne plus rapides, les familles Linea établies avec interfaces Camera Link HS couvrent toute la gamme jusqu'à 16K.

Caméras intelligentes : inspection autonome sans PC

Les caméras intelligentes combinent acquisition d'image, traitement et sortie de décision dans une seule unité. Elles sont le bon choix pour des tâches d'inspection plus simples où un PC dédié serait surdimensionné, donc idéales pour la lecture de code-barres en un point, des contrôles basiques de présence/absence ou une vérification d'étiquette simple sur un seul format de produit.

Les caméras intelligentes Zebra et les lecteurs industriels fixes sont largement utilisés dans la production alimentaire pour la lecture de codes-barres et des contrôles qualité simples. Pour des inspections plus complexes (multipoint, multicaméra ou applications nécessitant un traitement d'image personnalisé), un système sur PC avec caméras industrielles est plus adapté. La Zebra Iris GTX offre une option intermédiaire : une caméra intelligente dotée d'une vraie puissance de traitement et de la flexibilité de la plateforme logicielle Zebra Design Assistant, dans un format compact. Lorsqu'une protection IP67 est requise, la Triton comme l'Iris GTX peuvent être logées dans des caissons IP67.

Plusieurs caméras : quand une seule ne suffit pas

De nombreuses applications d'inspection agroalimentaire nécessitent plus d'une caméra. Un système de vérification d'étiquettes peut nécessiter une caméra pour l'étiquette avant, une pour l'arrière, une pour le dessus (code de date) et une pour le code-barres. Un tunnel de lecture à six faces pour la logistique peut nécessiter plusieurs caméras couvrant chaque face visible du carton.

Pour les systèmes multicaméras, GigE est l'interface privilégiée, car chaque caméra se connecte indépendamment à un commutateur réseau, évitant les problèmes de partage de bande passante et d'énumération qui peuvent affecter l'USB3 dans les configurations multicaméras. Les gammes LUCID Triton et Triton2, avec PoE natif et IP67, conviennent particulièrement aux systèmes multicaméras de production alimentaire, car un seul câble Ethernet gère les données et l'alimentation de chaque caméra. Consultez notre article de comparaison des interfaces pour en savoir plus sur le choix de l'interface.

Éclairage : le composant le plus critique

L'éclairage dans les environnements de production alimentaire doit résoudre deux problèmes à la fois : il doit créer le bon contraste pour la tâche d'inspection et il doit résister aux mêmes conditions environnementales que la caméra.

Pour les environnements de lavage, la gamme UltraSeal d'Advanced Illumination est conçue spécifiquement pour la production alimentaire. Ce sont des éclairages LED d'indice IP69K qui résistent au nettoyage par lavage haute pression et haute température. Ils sont disponibles en configurations barre, spot, annulaire et rétroéclairage, dans les longueurs d'onde visibles et infrarouges. Les éclairages de vision industrielle standard non conçus pour le lavage tomberont en panne, souvent quelques semaines après leur installation dans une zone de production humide.

Le choix de la géométrie d'éclairage dépend de la tâche d'inspection. Les emballages réfléchissants (film brillant, étiquettes métallisées, barquettes en aluminium) créent des reflets spéculaires qui peuvent masquer les éléments inspectés. Un éclairage diffus en dôme ou un rétroéclairage structuré est généralement nécessaire pour ces matériaux. Les emballages transparents (bouteilles transparentes, blisters) nécessitent souvent un rétroéclairage pour créer un contraste de silhouette lors des contrôles de niveau de remplissage et de présence/absence.

Réussir l'éclairage est le facteur unique le plus déterminant pour la performance du système. Une image bien éclairée avec une caméra modeste surpassera une image mal éclairée avec une caméra coûteuse. Si vous n'êtes pas sûr de l'approche d'éclairage pour un format d'emballage précis, nous pouvons travailler avec vos échantillons dans notre laboratoire Insights, sous différentes configurations d'éclairage, avant que vous ne vous engagiez.

Optique et caissons

Dans les environnements de lavage, l'objectif est un point faible. Même si le boîtier de la caméra est IP67, un objectif à monture C standard ne l'est pas. Il existe deux approches pour protéger l'optique.

La première consiste à utiliser une caméra dotée d'un caisson d'objectif IP67 natif. Les caméras LUCID Triton logent les objectifs dans leur boîtier IP67, avec une fenêtre de protection qui scelle le chemin optique. C'est la solution la plus propre, car l'ensemble caméra plus objectif forme une seule unité étanche.

La seconde consiste à loger une caméra et un objectif standard dans un caisson IP67 externe. Cela ajoute du coût et de l'encombrement, mais permet d'utiliser n'importe quelle combinaison caméra/objectif. La Zebra Iris GTX est disponible avec des caissons IP67 pour un déploiement en production alimentaire. Cette approche a du sens lorsque l'application nécessite un type d'objectif précis (télécentrique, macro, ou une focale très courte ou très longue) qui ne rentre pas dans un boîtier de caméra IP67 natif.

Logiciel : ce que l'application doit faire

Le volet logiciel de l'inspection agroalimentaire implique généralement une ou plusieurs des tâches suivantes, et la plateforme logicielle doit toutes les prendre en charge au sein d'une seule application.

La plateforme logicielle propriétaire Kinetic Velocity de Clearview est conçue spécifiquement pour la vérification d'étiquettes, combinant reconnaissance de forme, lecture de codes-barres, OCR et vérification des codes de date dans une seule application. Pour des besoins d'inspection plus larges au-delà de la vérification d'étiquettes, Zebra Aurora (Design Assistant pour le développement sans code, Aurora Imaging Library pour l'intégration via SDK) offre la flexibilité de créer des applications d'inspection personnalisées couvrant toutes les tâches ci-dessus.

Technologies émergentes : au-delà de la lumière visible

Trois technologies d'imagerie sont de plus en plus pertinentes dans l'inspection agroalimentaire, répondant à des besoins que les caméras standard à lumière visible ne peuvent satisfaire.

L'imagerie hyperspectrale analyse la signature spectrale des matériaux sur de nombreuses bandes de longueur d'onde. Dans l'agroalimentaire, cela permet de détecter des corps étrangers, des contaminations et un classement qualité invisibles pour les caméras standard. L'hyperspectral est adopté dans des applications haut de gamme comme le tri par maturité, la détection de contamination plastique dans la transformation de la viande et la vérification de la composition des produits. La technologie reste coûteuse et gourmande en données, mais les coûts diminuent et le traitement devient plus rapide.

L'imagerie SWIR (infrarouge à ondes courtes) peut voir à travers certains matériaux d'emballage et détecter la teneur en humidité, les niveaux de remplissage dans les contenants opaques et des différences de composition des matériaux que la lumière visible ne peut révéler. Les caméras Atlas SWIR de LUCID rendent cette technologie plus accessible pour les applications industrielles.

L'imagerie thermique sert à la surveillance des procédés (vérifier les températures de scellage, surveiller les procédés de cuisson et de refroidissement) et à détecter les défaillances d'équipement avant qu'elles ne causent des problèmes de production. Les caméras thermiques ne peuvent pas voir à travers le verre, elles doivent donc avoir une ligne de visée directe vers la surface cible.

Ces technologies ne remplacent pas l'inspection standard à lumière visible. Ce sont des compléments pour des applications spécifiques à forte valeur où l'imagerie standard atteint ses limites.

Prêt à spécifier ?

Si vous construisez ou améliorez un système d'inspection pour la production agroalimentaire, l'équipe d'ingénierie de Clearview peut vous aider à choisir la bonne combinaison de caméras, d'éclairage, d'optique et de logiciel pour votre application et votre environnement précis.

Pour la vérification d'étiquettes en particulier, consultez notre page dédiée Solutions de vérification d'étiquettes, couvrant la vérification en ligne, hors ligne et au point d'impression, propulsée par Kinetic Velocity.

Contactez-nous : info@clearview-imaging.com | +44 (0)1844 217270