Vision industrielle

La vision industrielle est l'application de la vision assistée par ordinateur aux domaines industriels de production et de recherche.



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La vision industrielle est l'application de la vision assistée par ordinateur aux domaines industriels de production et de recherche.

Domaines d'application

Les productions de masse à haute cadence, le souci constant d'amélioration de la Qualité et la recherche de gain économique poussent de plus en plus les industriels à automatiser les moyens de production.

La vision industrielle est une réponse à ces préoccupations pour les opérations de contrôles de la production. En effet les machines de vision industrielle permettent un contrôle de la production à haute cadence et assurent une bonne répétabilité du contrôle (à la différence d'un opérateur, une machine n'est jamais fatiguée et ses critères de décision ne fluctuent pas).

La vision industrielle peut aussi être utilisée pour gérer des flux d'objets. Par exemple la lecture optique d'un code à barres ou d'une adresse postale sur un colis pour l'orienter dans un centre de tri. Ou encore le tri de pommes par couleurs différentes avant emballage.

Enfin la vision industrielle peut être un moyen de guidage pour un dispositif mobile autonome (comme un robot) quand ses mouvements ne peuvent pas être déterminés par avance, comme par exemple la préhension d'objets sur un tapis roulant. Une caméra est alors embarquée sur la tête du robot et permet le positionnement de ce dernier au point désiré.

Typiquement la vision industrielle consiste à prendre une ou plusieurs images de l'objet à contrôler ou visualiser. Les images sont obtenues grâce à une ou plusieurs caméras. Par la suite les images sont numérisées pour être utilisables par un logiciel de traitement d'image le plus fréquemment dédié au contrôle reconnu. Le traitement de l'image ayant été réalisé une décision est prise comparé à des critères prédéfinis et une action est effectuée. Par exemple ayant constaté l'absence du capuchon sur un stylo, ce dernier est éjecté de la chaîne et subira une opération différente des stylos ayant leur capuchon.

Les différents types de vision

La vision 2D

C'est ce qu'on pourrait appeler la vision'classique'. La vision dans un plan est la plus commune et la mieux maitrisée sur le marché actuellement. On peut trouver des caméras 2D en niveaux de gris ou en couleur. Ces caméras peuvent être linéaires ou matricielle.

La vision 3D

La vision en trois dimensions est une technique en plein développement technologique et en plein essor. Le principe peut être résumé de façon simpliste comme suit. Un faisceau laser (rouge le plus fréquemment) est projeté sur l'objet à contrôler, une caméra matricielle positionnée à à peu près 45° comparé au plan (laser;objet) prend une photo de la trace laser sur l'objet. Des calculs géométriques basés sur le principe de triangulation permettent, en étudiant la courbure de la trace laser, de modéliser l'objet reconnu en 3D. Cette technique peut aussi être réalisée en projetant une série de franges sur l'objet. Le problème alors est que l'objet ne doit pas être trop absorbant (couleur sombre) car les franges ne sont alors plus visibles en lumière blanche.

La vision thermique

Quelquefois la différence de température des zones d'un objet peut faire apparaitre des zones de défaut (paroi plus mince... ) qui ne seraient pas détectées avec une caméra classique.

La vision rayon X

Quelquefois il est indispensable d'effectuer un contrôle non destructif d'un produit. Une machine de vision intégrant un rayon X est une solution.

Constitution d'un dispositif de vision industriel

Un dispositif de vision industriel est généralement constitué de l'assemblage des constituants listés ci-dessous :

La problématique des faux rejets

On appelle faux rejets ou pseudo rejets (en anglais false positive) les objets qui subissent une décision erronée par le dispositif de vision industrielle. Par exemple une balle verte est orientée dans le conteneur des balles rouges car elle a été vue rouge par le dispositif de vision. Plusieurs facteurs peuvent générer des faux rejets :

Information sur la stabilité des processus amonts

Les machines de vision sont particulièrement sensibles aux variations des processus en amont d'elles (bien que certaines variations connues au développement de la machine peuvent être prises en compte par celle-ci). Quand qu'un des processus à l'amont de la machine de vision subit une modification anormale on constate dans la majorité des cas que le taux de faux rejets augmente. Des alarmes peuvent être paramétrées pour informer les opérateurs de l'augmentation du taux de rejet. Les opérateurs peuvent alors en utilisant leur connaissance du processus identifier le sous processus qui pose problème.

Par exemple sur une ligne de production de stylos à bille. Si la machine de vision rejette un taux anormal de stylos sans leur capuchon, alors on peut en déduire que la machine déposant le capuchon sur le stylo est déréglée.

Les machines de vision peuvent aussi servir indirectement à évaluer la qualité des pièces d'un fournisseur quand elles sont indirectement contrôlées après assemblage. Prenons toujours l'exemple des stylos à bille : si le capuchon du stylo doit être noir et que le fournisseur a livré des capuchons verts au milieu des noirs cela sera probablement détecté par la caméra lors par exemple de son seuillage des niveaux de gris.

Voir aussi

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