La meilleure configuration de vision industrielle pour le contrôle qualité sur les lignes de conditionnement à haute vitesse

Une ligne de conditionnement à haute vitesse ne ralentit pas pour votre caméra. Des centaines d'emballages par minute défilent devant le point de contrôle. Chacun doit être vérifié. Un seul défaut manqué peut se transformer en réclamation client, en palette refusée ou en rappel produit. C'est beaucoup de choses qui reposent sur quelques millisecondes d'acquisition d'image.

La configuration qui tient la cadence est rarement la plus chère. C'est celle qui est correctement adaptée à la vitesse de votre ligne, aux contrôles précis dont vous avez besoin et à l'environnement dans lequel elle fonctionne. Voici comment nous spécifions un système de vision industrielle pour le conditionnement FMCG, composant par composant, de la caméra jusqu'à son intégration dans la ligne.

Commencez par le contrôle, pas par la caméra

L'erreur la plus fréquente sur une ligne de conditionnement consiste à acheter d'abord une caméra et à définir la tâche ensuite. C'est l'inverse qu'il faut faire. Notez précisément ce qui doit être vérifié. Sur la plupart des lignes FMCG, il s'agit d'un mélange du code-barres et du DataMatrix, de la date et du code de lot, de l'étiquette avec sa position et son visuel, du bouchon ou de la fermeture, du niveau de remplissage et du scellage. Chacun de ces éléments possède un plus petit détail qui doit être résolu et une tolérance qui définit la conformité ou le rejet.

Mettez cela en regard de la vitesse de votre ligne en emballages par minute et vous obtenez les deux chiffres qui déterminent tous les autres choix. La résolution découle du plus petit détail et du champ de vision. La vitesse de la caméra et l'éclairage découlent de la rapidité à laquelle les emballages se déplacent. Clarifiez cela d'abord et le reste du système se spécifie presque de lui-même.

Les caméras, conçues pour la vitesse

La caractéristique de caméra la plus importante sur une ligne rapide est le global shutter. Un global shutter expose tous les pixels au même instant. Un emballage qui se déplace à grande vitesse est figé proprement au lieu d'être étiré comme le ferait un rolling shutter. Pour pratiquement tout contrôle de conditionnement à haute vitesse, c'est non négociable. Ensuite, le choix porte sur le format et le débit de données.

Pour des emballages distincts qui passent devant un point fixe, une caméra matricielle à global shutter est la solution de référence. Donnez-lui une fréquence d'images avec une marge confortable au-dessus de votre cadence d'emballages, suffisante pour n'en jamais manquer un. Donnez-lui une résolution qui place assez de pixels sur le plus petit détail pour pouvoir le juger. Pour un film continu, une bande ou un support d'étiquettes en bobine, une caméra linéaire construit une image continue d'une surface en mouvement et constitue le bon outil plutôt qu'une caméra matricielle. Lorsque la tâche est autonome, lire un code ou vérifier une étiquette avec le résultat envoyé directement à la ligne, une caméra intelligente comme la Zebra Iris GTX place le traitement dans la caméra et garde l'armoire simple. Pour la seule lecture de codes-barres à grande vitesse, un lecteur industriel fixe de la gamme Zebra FS est souvent la réponse la plus robuste et la moins exigeante en effort.

L'interface découle des données. Le Gigabit Ethernet est simple à câbler et convient à un très grand nombre de tâches. Lorsque la résolution et la vitesse augmentent, le CoaXPress peut transporter les données supplémentaires sans perdre de frames. Nous travaillons avec Teledyne, LUCID et Zebra sur les caméras matricielles et linéaires, ce qui signifie que la recommandation est dictée par votre ligne et non par le catalogue d'une seule marque.

Les objectifs, là où la résolution se gagne ou se perd

L'objectif est le composant le plus souvent sous-spécifié. Il plafonne discrètement tout ce que la caméra peut faire. Un capteur ne résout un défaut que si l'objectif placé devant lui transmet ce détail aux pixels. Partez de trois chiffres, le plus petit détail que vous devez voir, le champ de vision sur la largeur de la ligne et la distance de travail à laquelle vous pouvez monter. Ils vous donnent la focale et le pouvoir de résolution dont vous avez besoin.

Sur une ligne de conditionnement, quelques points supplémentaires comptent. La vibration est permanente. Un objectif doté de bagues de mise au point et de diaphragme verrouillables conserve son réglage là où un objectif photographique standard dérive. Les hauteurs d'emballage varient. Il vous faut assez de profondeur de champ pour garder nets à la fois le haut d'un carton haut et d'une barquette basse. Si vous faites tourner de nombreux formats sur une même ligne, un objectif à lentille liquide peut refaire la mise au point électroniquement en quelques millisecondes à mesure que le produit change, au lieu de demander à quelqu'un de toucher l'objectif. Nous fournissons des objectifs industriels Computar et Kowa. Adapter l'objectif au capteur de la caméra est une étape facile à sauter et coûteuse à rater.

L'éclairage, l'élément décisif d'une ligne rapide

Sur une ligne lente, vous pouvez vous contenter d'un éclairage médiocre. Sur une ligne rapide, non. Deux choses rendent l'éclairage de conditionnement difficile. Le produit est en mouvement, ce qui laisse très peu de temps pour collecter la lumière. Et les surfaces FMCG sont les plus délicates, film brillant, bouteilles courbes, feuille réfléchissante, codes de date en relief.

La réponse au problème de vitesse est l'intensité. Un éclairage LED de forte puissance, strobé ou suralimenté en phase avec la caméra, délivre un éclair assez lumineux pour figer le mouvement avec une exposition courte. La réponse au problème de surface consiste à adapter la technique à l'emballage. Un dôme ou un éclairage diffus maîtrise les reflets sur les emballages brillants et courbes et lit les codes sur la feuille. Une barre LED à angle rasant ou en champ sombre fait ressortir une date en relief ou gravée au laser sur son fond. Un rétroéclairage transforme le niveau de remplissage et la forme en une silhouette nette pour la mesure. Un éclairage coaxial uniformise une étiquette imprimée plane. Faites-le bien et la caméra et le logiciel ont une tâche facile. Faites-le mal et vous passez le projet à lutter contre les ombres et les zones brûlées.

Nous travaillons avec Advanced Illumination, ProPhotonix et LUMIMAX et les proposons. Notre outil de sélection d'éclairage est un moyen rapide de restreindre la famille qui vaut la peine d'être testée sur vos propres pièces.

Le logiciel, là où la décision se prend

La caméra capture l'image. Le logiciel décide de la conformité ou du rejet. Sur une ligne de conditionnement, il doit décider dans l'intervalle entre un emballage et le suivant. La plupart des contrôles FMCG sont bien couverts par des outils de vision à base de règles, décodage de code-barres et de DataMatrix, reconnaissance optique de caractères et vérification des dates et codes de lot, pattern matching pour confirmer la bonne étiquette au bon endroit, mesure du remplissage et des dimensions. L'Aurora Design Assistant de Zebra les construit sous forme d'organigramme plutôt que de code, ce qui rend une ligne rapide à mettre en place et facile à ajuster par vos propres équipes.

Lorsque les défauts sont variables ou difficiles à décrire avec une règle fixe, un coin écrasé, un produit naturel irrégulier, un défaut d'impression subtil, l'apprentissage profond trouve sa place. Aurora le prend également en charge. Pour la vérification des étiquettes et de l'impression en particulier, notre propre logiciel Kinetic Verify peut inspecter les étiquettes et évalue la qualité d'impression, ce qui correspond exactement à ce que les audits des distributeurs et des autorités réglementaires exigent de plus en plus. La bonne réponse est souvent un mélange, des outils à base de règles pour les mesures et les codes, avec l'apprentissage profond uniquement là où il apporte quelque chose.

L'intégration, là où une caméra devient un système de contrôle

C'est la partie qui distingue une ligne qui fonctionne d'une caméra posée sur un support. C'est là que réside réellement l'essentiel de l'ingénierie. Plusieurs éléments doivent s'assembler. La caméra doit être déclenchée exactement au bon moment, généralement par une cellule photoélectrique à l'arrivée de l'emballage ou par un codeur de ligne afin que l'image soit verrouillée sur la position du convoyeur. L'éclairage doit strober en synchronisation avec ce déclenchement.

Un échec doit déclencher un rejet. Ce rejet doit être vérifié pour que vous sachiez que le mauvais emballage a réellement quitté la ligne, plutôt que de supposer que c'est le cas. Le résultat doit parvenir aux commandes de la ligne et à un écran opérateur. Sur la plupart des lignes FMCG, il doit aussi être journalisé pour la traçabilité. Ensuite, il y a l'environnement. Les lignes agroalimentaires imposent le nettoyage par lavage. Les caméras et les éclairages ont souvent besoin de boîtiers à indice IP qui résistent à l'eau et aux produits chimiques de nettoyage. Le montage doit conserver son alignement malgré des vibrations constantes.

Rien de tout cela n'est spectaculaire. Tout cela détermine si le système fonctionne encore à la dixième semaine. C'est la partie que nous construisons sous le nom de Clearview Plus. C'est la raison pour laquelle beaucoup de clients viennent nous voir pour le système complet plutôt que pour une boîte de composants.

Un point de départ raisonnable

Il n'existe pas deux lignes de conditionnement identiques. Il n'y a pas de référence unique qui soit la réponse. Il existe toutefois une forme raisonnable. Pour un emballage FMCG typique dont le code doit être lu, l'étiquette et le visuel vérifiés et le code de date contrôlé, une caméra matricielle à global shutter ou une caméra intelligente, un objectif industriel adapté au capteur, un éclairage strobé choisi pour la surface, un logiciel Aurora ou Kinetic et un rejet déclenché par codeur avec vérification feront le travail et suivront le rythme de la ligne.

Passez à un film continu ou à une bande d'impression rapide et la caméra devient linéaire. Ajoutez la mesure du remplissage, du scellage ou de la forme et vous intégrez un rétroéclairage et un outil de mesure. Les composants changent avec la ligne, pas la méthode. Partez des contrôles et de la vitesse, adaptez chaque composant à ceux-ci, puis validez-le sur votre propre produit avant de vous engager.

Réservez une consultation sur votre ligne de conditionnement

Si vous avez une ligne en tête, le moyen le plus rapide d'avancer est de faire en sorte qu'un de nos ingénieurs l'examine avec vous. Nous passerons en revue les contrôles dont vous avez besoin, la vitesse de votre ligne et votre environnement, puis nous reviendrons avec un système spécifié pour votre ligne plutôt que sorti d'un rayon. Si quelques composants bien choisis suffisent, nous vous le dirons. S'il faut le construire et l'accompagner comme un système complet, nous pouvons le faire aussi.

Pour réserver une consultation sur votre ligne de conditionnement, prenez contact avec notre équipe

Contactez-nous à info@clearview-imaging.com ou appelez le +33 5 33 52 33 38

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