Comment choisir une caméra pour la vision industrielle ?

Les caméras industrielles sont donc des solutions parfaites vous permettant de voir rapidement et en tout temps ce qui se passe sur vos machines lors de leurs fonctionnements. Elles vous offrent la possibilité de capturer facilement les images d’un objet ou d’un emplacement devant être examinées par un certain nombre d’applications d’imagerie dans les domaines de la production ou de l’automatisation industrielle. Fait de composants d’imagerie qui s'interface avec les lentilles, les caméras comportent également des capteurs conçus pour imager la lumière focalisée par les lentilles. On peut les utiliser dans les applications de contrôle de production, d’automatisation de processus de production, de gestion des flux d’objets comme la microscopie, ou encore dans la surveillance prédictive pour laquelle elle s’avérera particulièrement utile, à des fin de prévention d’un remplacement à faire ou encore lors d’une possible défaillance évitant ainsi les inspections manuelles fréquentes.

Qu’est-ce que la vision industrielle ? 

La vision industrielle est l’application de la vision par ordinateur aux domaines industriels de production et de recherche. Elle consiste à détecter un objet ou l’une de ses caractéristiques via un traitement informatisé d’images numériques. L’objet est placé sous un éclairage particulier favorisant la détection du détail visé puis les images sont obtenues grâce à une ou plusieurs caméras. Par la suite, les images sont numérisées pour être utilisées par un logiciel de traitement d’image le plus souvent dédié au contrôle. Le traitement de l’image ayant été capté, il est alors possible de prendre une décision par rapport à des critères prédéfinis et d’effectuer une action. 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. 

Selon les usages que l’on souhaite en faire, plusieurs facteurs importants sont à prendre en considération lorsque l’on doit choisir une caméra industrielle. 

En premier lieu, vous devez vous assurer que la caméra choisie est bien conforme à l’application auxquelles elle est destinée, car dépendamment de son utilisation, les caractéristiques ne seront pas les mêmes d’une caméra à une autre. Lors de votre choix, le spectre d’inspection et les zones de rayonnement sont également à prendre en compte, à savoir si votre caméra doit avoir une vision infrarouge, ultraviolette, multispectrale , etc. De plus, Il vous faudra également faire un choix entre les différents types de capteurs d’images (capteur CCD, capteur CMOS, micro bolomètre et capteur FPA). Finalement, il vous devrez choisir une interface de communication adaptée à vos besoins : USB 2.0, USB 3,0, GigE, Camera Link, PoE et VGA. 

Le choix de chacune de ces caractéristiques dépend aussi bien de votre application que de votre budget. 

Les points importants à surveiller sont donc ;

• L’application
• Le spectre d’inspection
• Le capteur d’image
• L’interface de communication
• Le rayonnement le plus adapté
• Le spectre d’inspection de la caméra 
• L’intégration de la caméra dans l’environnement industriel 
• L’interface de communication 
• Les types de capteurs d’image : CCD, CMOS, FPA, microbolomètre

On retrouve actuellement sur le marché des caméras ayant des options de vision industrielle 2D, 3D, thermique et à rayon X. Selon votre type d’application, vous pourrez choisir pour l’une d’entre elles. 

La vision 2D 

C’est ce que l’on pourrait appeler la vision « classique ». La vision dans un plan est la plus répandue et la mieux maîtrisée sur le marché aujourd’hui. On peut trouver des caméras 2D en niveaux de gris ou en couleur. La vision industrielle 2D est parfaite pour des applications où les objets et caractéristiques peuvent être distingués au moyen de couleurs différentes ou de contrastes. La technologie convient également parfaitement pour vérifier la structure des surfaces, les motifs et les codes. Ces caméras peuvent être linéaires ou matricielles. 

La vision 3D 

La vision en trois dimensions est une technique en plein développement technologique et en plein essor. Elle permet d’obtenir des informations supplémentaires sur le volume, la hauteur, la position ainsi que la forme réelle d’un objet. Cette technologie s’avère aussi utile pour la distinction d’objets présentant une couleur ou un motif identiques et permet également de réaliser des solutions plus fiables. 

Un faisceau laser est projeté sur l’objet à contrôler, une caméra matricielle placée à environ 45° par rapport 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 considéré en 3 D. Cette technique peut également être réalisée en projetant une série de franges sur l’objet. Il devient alors important d’éviter que l’objet soit trop absorbant ou de couleur sombre car les franges ne sont alors plus visibles en lumière blanche.

La vision thermique 

Une caméra thermique capte le rayonnement infrarouge (ondes de chaleur) émis par les corps et qui varie en fonction de leur température. Elle ne permet généralement pas de voir derrière une paroi ou un obstacle. Elle est essentiellement utilisée dans l’industrie pour détecter les fuites de gaz, contrôler la température de conduite ou l’échauffement de composants électriques (transformateurs, etc.) ou mécaniques (paliers, roulements, etc.). C’est également l’outil idéal pour repérer les ponts thermiques. 

La vision rayon X 

Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l’énergie varie d’une centaine d’eV (électron-volt), à plusieurs MeV. Il est parfois nécessaire d’effectuer un contrôle non destructif d’un produit. Une machine de vision intégrant un rayon X pourra être une solution. Fréquemment utilisée pour l’imagerie médicale, elle permet également de traverser la matière molle.

Pour les besoins de ce blogue, 2 caméras industrielles ont retenu notre attention. Chacune d’elle représente d’excellent choix selon les applications auxquelles vous auriez besoin de les utiliser. 

Les caméras industrielles de la série CX de Baumer 

Les caméras Baumer CX.XC sont conçues avec un tuyau de refroidissement intégré permettant d’obtenir une capture d’images de haute précision même dans des environnements chauds. Grâce à sa dissipation thermique efficace à proximité du capteur et de l’objectif, la dérive thermique des pixels est compensée et les images sont capturées avec un très faible bruit, peu de pixels défectueux et une plage dynamique élevée. Ces caméras industrielles sont la solution idéale pour les applications telles que, les productions de semi-conducteurs (plaquettes de silicium, collage de plaquettes, etc..), les industries du verre, les traitements des métaux. 

Grâce à leur conception, ces caméras peuvent être directement utilisées dans des applications sans composants de refroidissement supplémentaires, permettant ainsi d’économiser du temps et des coûts lors de l’intégration du système. 

Vos avantages 

• Résultats de mesure de haute précision sans effets thermiques sur l’objectif ou sur les propriétés de l’image 
• Dissipation thermique efficace à proximité du capteur et de l’objectif
• Intégration flexible dans des conditions ambiantes restreintes 
• Tuyau de refroidissement pour liquides ou air comprimé intégré directement dans le boîtier 
• Intégration simple et économique 
• Pas besoin de composants de refroidissement supplémentaires 
• Analyse d’image précise avec stabilité à long terme 
• Conception industrielle avec une plage de température jusqu’à 65 °C sur le boîtier
• Entrées et sorties opto découplées avec niveaux de tension de la technologie d’automatisation 
• Enregistrement de séquences d’images avec des réglages de caméra qui changent d’une image à l’autre à la vitesse maximale du capteur 
• Séquenceur conforme aux normes 
• Mode rafale et stockage d’images intégré 

Applications : 

• Production de semi-conducteurs : Mesure de plaquettes de silicium : collage de plaquettes dans le processus de production
• Industrie du verre : Contrôle des processus de production 
• Traitement des métaux : Inspection des pièces métalliques après le processus de formage 
• Refroidissement externe au moyen d’un tuyau de refroidissement intégré 
• Dissipation efficace de la chaleur exactement là où la chaleur est générée : près du capteur et de l’objectif

 Visionary-T Mini de Sick

Les caméras compactes Visionary-T Mini 3 D Snapshot de SICK, avec leur fonctionnement simple et leur excellente qualité de données, elles sont la réponse à presque tous les besoins industriels de vision industrielle 3 D. Grâce à la technologie pionnière 3D du temps de vol, chaque pixel fournit les données les plus précises en matière de profondeur et d’intensité. La caméra capture l’environnement de manière extrêmement fiable et ce, même avec un fort contraste clair-obscur et une large gamme de distances. Son temps d’acquisition d’image très court permet d’obtenir des données précises même à partir d’objets en mouvement. Doté d’un outil de configuration clair, elle peut être utilisée pour un paramétrage simple et une adaptation flexible ou spécifique à l’application des données. La Visionary-T Mini est donc une solution rentable, par exemple pour la logistique, la robotique ou les véhicules industriels. 

En bref 

• Jusqu’à 30 images 3D par seconde en pleine résolution (512 × 424 pixels)
• Boîtier compact 
• Plage de température de –10 °C à +50 °C 
• Indice de protection IP65, 67 
• Transmission de données 3D avec l’Ethernet Gigabit industriel 

Vos avantages 

• Solution économique et compacte pour de nombreuses applications 
• Données 3D et 2D très précises avec une densité de pixels élevée pour une perception détaillée et fiable de l’environnement 
• Interface de programmation polyvalente pour l’analyse de données externes avec une disponibilité rapide des données 
• Caméra robuste pour une utilisation à long terme dans des environnements industriels 
• Acquisition rapide des données et meilleure qualité des données avec une dynamique d’image élevée et une très large gamme de contrastes 
• Configuration individuelle avec un outil de visualisation et de configuration facile à utiliser Applications
• Détection d’objets
• Navigation
• Palettisation et dépalettisation
• Mesure et détection du volume 
• Positionnement 
• Contrôle gestuel 
• Surveillance de zone 

Les modèles détaillés ci-haut peuvent être utilisés pour un grand nombre d’applications et dans plusieurs domaines. Le choix d’une caméra pour vos installations sera déterminé par les caractéristiques mentionnées dans ce blogue, mais également par la qualité d’image recherchée ainsi que le budget dont vous disponible pour l’implantation de votre projet. 

Pour en apprendre davantage sur ces produits ou encore pour obtenir plus de renseignements sur ce type de produits, communiquez avec nos représentant.es, ils seront en mesure de vous conseiller adéquatement pour vos installations.

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