Composants de vision industrielle : où investir et où économiser

Tous les composants d'un système de vision industrielle ne méritent pas la même part de votre budget. Certains composants ont un impact direct et mesurable sur les performances du système. D'autres sont importants, mais offrent des rendements décroissants au-delà d'un certain seuil de qualité. Savoir faire la différence, c'est ce qui distingue un système bien spécifié d'un système coûteux.

Il ne s'agit pas d'acheter bon marché, mais d'acheter intelligemment. L'objectif est d'investir là où cela fait la plus grande différence pour la qualité d'image et la fiabilité du système, et d'économiser là où la spécification le permet sans compromettre les performances.

Investissez davantage : l'éclairage

S'il y a un seul message dans cet article, c'est celui-ci. L'éclairage est le composant le plus sous-estimé et le moins doté en budget de la vision industrielle. Les ingénieurs passent souvent des semaines à choisir une caméra et quelques minutes à choisir l'éclairage, puis se demandent pourquoi le logiciel ne détecte pas de manière fiable les éléments dont ils ont besoin.

Un bon éclairage crée du contraste entre l'élément à détecter et l'arrière-plan. Un mauvais éclairage produit une image où le logiciel doit travailler davantage, exécuter des algorithmes plus complexes et tolérer plus de bruit pour trouver le même élément. Le coût en aval d'un mauvais éclairage n'est pas seulement une image de moins bonne qualité. C'est plus de temps de développement, des algorithmes plus fragiles, plus de faux rejets et plus d'arrêts de production.

La différence de prix entre un éclairage correct et un éclairage excellent n'est souvent que de quelques centaines de livres. La différence de performance du système, elle, peut être énorme. Si vous devez dépenser plus quelque part, faites-le ici.

Investissez davantage : les objectifs (quand la mesure compte)

Pour les applications d'inspection où vous effectuez des mesures dimensionnelles ou où la précision de la détection de contours est critique, l'objectif compte plus que la plupart des gens ne le pensent. Un bon objectif avec une caméra économique surpassera une bonne caméra avec un objectif économique, car l'objectif détermine la qualité optique de l'image avant même que le capteur ne la voie.

Les objectifs télécentriques sont indispensables pour les applications de mesure où la distorsion de perspective est inacceptable. Ils sont plus chers que les objectifs standard à focale fixe, mais pour les travaux de mesure, il n'existe pas de substitut.

Là où vous pouvez économiser sur les objectifs, c'est dans les applications où la tolérance est généreuse et le champ de vision simple. Un objectif à monture C standard de Computar ou Kowa conviendra parfaitement à la majorité des tâches d'inspection générale. Vous n'avez pas besoin d'un objectif télécentrique pour vérifier la présence d'une étiquette.

Économisez intelligemment : les caméras

Cela peut surprendre, mais les caméras sont l'un des domaines où une spécification réfléchie peut faire économiser beaucoup d'argent sans sacrifier les performances. Les capteurs CMOS modernes sont réellement excellents sur toute la gamme, et les différences entre caméras de gammes de prix distinctes concernent souvent des fonctions dont vous n'avez peut-être pas besoin, plutôt que la qualité d'image fondamentale.

Voici un exemple concret. Supposons que vous ayez besoin d'une caméra de 5 mégapixels avec obturateur global pour inspecter un objet en mouvement. Même au sein de la gamme d'un seul fabricant, les options et les coûts varient fortement :

Caméra	Capteur	Taille de pixel	Taille de capteur	Interface	FPS	Prix
BFS-PGE-50S4M-C	Sony IMX547	2.74µm	1/1.8"	GigE	FPS	~£460
BFS-PGE-50S5M-C	Sony IMX264	3.45µm	2/3"	GigE	FPS	~£702
BFS-U3-51S5M-C	Sony IMX250	3.45µm	2/3"	USB3	FPS	~£1,000
FG-P5G-51S4M-C	Sony IMX547	2.74µm	1/1.8"	5GigE	122fps*	~£1,200

*207fps en mode rafale avec fonctions de firmware avancées

Les quatre caméras sont de 5 mégapixels avec obturateur global. Les quatre produiront une bonne image. La différence tient à la vitesse, à l'interface et aux fonctions. Si votre application fonctionne à 20 pièces par minute, vous n'avez pas besoin de 122fps. La caméra à 460 livres fera l'affaire. Si vous inspectez à grande vitesse sur une ligne de production rapide, l'investissement supplémentaire dans le modèle 5GigE est justifié.

La taille du capteur influe également sur le coût de l'objectif. Les caméras équipées d'un capteur 1/1.8" utilisent des objectifs plus petits et moins chers que celles dotées d'un capteur 2/3". Choisir la caméra à plus petit capteur lorsque votre résolution le permet permet d'économiser à la fois sur la caméra et sur l'objectif.

Le principe : spécifiez ce dont vous avez réellement besoin, pas ce qui impressionne sur le papier. Une caméra qui dépasse vos besoins n'est pas une meilleure caméra. C'est simplement une caméra plus chère.

Investissez davantage : le logiciel (en général)

Les plateformes logicielles de vision industrielle commerciales coûtent plus cher que les alternatives open source, mais le calcul du coût total de possession favorise presque toujours l'option commerciale pour les systèmes de production. Quand un problème survient à 2 heures du matin sur une ligne de production, le logiciel commercial s'accompagne d'une équipe de support. L'open source s'accompagne d'un forum.

Des plateformes comme le Design Assistant de Zebra permettent aussi à des ingénieurs non spécialisés en logiciel de créer et de maintenir des applications à l'aide d'une programmation par organigrammes. Cela réduit votre dépendance vis-à-vis des développeurs logiciels spécialisés et signifie que les personnes les plus proches de la ligne de production peuvent assurer elles-mêmes le support du système. Cette autonomie à long terme vaut son prix.

Les outils open source comme OpenCV ont leur place en R&D et en prototypage, où la flexibilité compte plus que le support, ainsi que dans les organisations disposant de solides équipes logicielles internes capables de maintenir le code indéfiniment.

Investissez davantage : les PC industriels

Cette section est courte car la réponse est simple. N'utilisez pas de PC grand public dans des environnements de production. Ils surchauffent, n'ont pas d'E/S en temps réel et ne sont pas homologués pour un fonctionnement continu. La différence de prix entre un PC grand public et un équivalent industriel doté d'un refroidissement sans ventilateur, d'E/S en temps réel et des homologations environnementales appropriées est de quelques centaines de livres. Le coût d'un arrêt de ligne de production dû à la surchauffe du PC est bien plus élevé.

Investissez davantage : spécification et faisabilité

Le composant le moins cher d'un système de vision industrielle est toujours le temps d'ingénierie consacré à établir la bonne spécification avant tout achat. Une étude de faisabilité qui coûte quelques milliers de livres peut en faire économiser des dizaines de milliers en erreurs évitées. Un système correctement spécifié fonctionne du premier coup. Un système établi au jugé est reconçu, souvent plus d'une fois.

La méthodologie ClearviewFormula et le laboratoire d'essais Insights de Clearview existent précisément dans ce but. Pour un détail précis du coût des systèmes de vision industrielle selon les niveaux de complexité, consultez notre page tarifs.