L'œil adaptatif de la production

La vision industrielle est incontournable pour bon nombre d'opérations de fabrication : lecture de codes-barres, mesure de niveaux de remplissage, positionnement de préhenseurs de robot, inspection d'assemblages, et bien d'autres. Mais pourquoi donc les systèmes de vision de B&R se prêtent-ils bien également à la conception de processus de fabrication adaptatifs ? Quelle est leur valeur ajoutée pour l'application ? Nous avons invité Nikolai Feurer, expert en technologies packaging chez B&R, et Andreas Waldl, chef de produits systèmes de vision, à nous rejoindre pour en discuter.

Andreas Waldl – Une machine qui sait s'adapter automatiquement à des produits et des besoins qui changent constamment est forcément une machine qui "voit". Et le système de vision que nous avons entièrement intégré dans notre technologie de contrôle est son œil.

Nikolai Feurer – Prenons l'exemple d'un ligne de remplissage de flacons de shampoing de différentes formes et tailles. Les flacons de shampoing vides arrivent sur un tapis de convoyeur dans un ordre quelconque. Avant le remplissage, ils sont mis en position verticale : une opération qui fait souvent appel à des robots pick-and-place. Pour qu'un robot se saisisse d'un flacon, il faut que le contrôleur sache en temps réel à quel endroit se trouve ce flacon et comment ce dernier est orienté. Il doit aussi connaître les dimensions de ce flacon pour pouvoir l'intercaler entre deux navettes d'un convoyeur intelligent ACOPOStrak. Toutes ces données sont fournies par le système de vision et tous ces processus doivent être synchronisés à la microseconde près.

A. Waldl – Tout à fait. Dans le cas d'une fabrication adaptative, la reconnaissance d'image doit s'adapter au fait que le produit à reconnaître change souvent voire, dans le cas le plus extrême de lots d'une unité, à chaque cycle.

Plus l'adaptation de l'éclairage au produit est rapide, plus les cadences augmentent. En raison de son intégration profonde à la solution d'automatisation, le système de vision de B&R et, en particulier, ses éléments d'éclairage s'adaptent aux changements de produit avec souplesse, sans ralentir la production et sans compromettre la qualité de la reconnaissance d'image. Il ne faut que 150 nanosecondes pour que l'homogénéité et l'intensité de l'éclairage atteignent leur niveau maximal. Tous les processus de reconnaissance s'exécutent ainsi à un rythme extrêmement rapide et en produisant des résultats reproductibles.

N. Feurer – Notre solution de vision est entièrement intégrée aux systèmes de B&R, ce qui permet une communication à la microseconde près avec les automates, les entraînements, les composants de sécurité et les PC industriels du catalogue B&R. Désormais, la caméra peut se synchroniser avec un axe ou utiliser la position d'un moteur comme événement déclencheur. Dans des applications très dynamiques, il est ainsi possible d'assurer que le résultat des reconnaissances d'image effectuées par des caméras de B&R ne soit pas altéré en phase d'arrêt ou de décélération.

A. Waldl – Une reconnaissance fiable suppose un éclairage spécifique en fonction du produit et qui adapte l'angle d'éclairage, la couleur de la lumière et la durée d'exposition à chaque situation. C'est pourquoi B&R propose un large choix de systèmes d'éclairage externes capables de s'adapter à chaque besoin spécifique dans un laps de temps très court. Une offre unique dans l'industrie.

A. Waldl – Oui. Un client qui choisit une solution de fabrication adaptative le fait parce qu'elle permet de fabriquer des produits personnalisés avec une viabilité équivalente à celle d'une production de masse. Notre solution de vision étant parfaitement adaptée pour ce type de fabrication, la question centrale est, au bout du compte, celle du coût. L'impact de la solution de vision sur le TRS et le TCO est alors un argument de poids.

A. Waldl – Elles réduisent les pertes de matières et d'énergie consécutives à l'imprécision ou à l'absence de synchronisation lors des changements de produits. De plus, le système de vision de B&R peut aussi éliminer l'effet de la lumière extérieure ainsi que les interférences optiques, ce qui a aussi un effet bénéfique sur la productivité. Et l'accroissement du TRS tient également au fait que le système sait reconnaitre une grande diversité de produits à très haute cadence et avec une fiabilité maximale.

N. Feurer – Les avantages de nos solutions de vision permettent de faire des économies à chaque étape du cycle de vie de la machine : conception, ingénierie, mise en service, exploitation et maintenance. Le système de vision est un des participants du réseau temps réel et se configure comme n'importe quel autre composant dans Automation Studio via un composant mapp dédié, en l'occurrence mapp Vision. Ceci simplifie l'ingénierie, la mise en service, la configuration, le diagnostic, ou encore l'installation d'un nouveau firmware. De plus, le système de vision est immédiatement intégré à l'application de l'IHM.

A. Waldl – Cela commence avec l'ingénierie. En utilisant un outil commun comme Automation Studio au lieu de deux ou trois outils différents, les développeurs de l'application gagnent du temps et risquent moins de faire des erreurs.

De plus, l'intégration réalisée par B&R avec son système de vision facilite la mise en œuvre de fonctionnalités plug&play. À la livraison, aucune des fonctions proposées comme, par exemple, la reconnaissance de motifs ou la lecture de codes-barres, n'équipe encore nos caméras. C'est quand ces dernières sont connectées à la machine qu'elles reçoivent automatiquement les fonctions et paramètres nécessaires de la part du système de contrôle. Quand l'utilisateur remplace la caméra ou l'éclairage, la reconfiguration est également plug&play. Les caméras et les éclairages de B&R sont calibrés en usine. Cela garantit des résultats reproductibles sans réglage des paramètres d'exposition sur la machine.

N. Feurer – Pour une application standard, les utilisateurs n'ont plus besoin d'un expert en vision industrielle : il leur suffit de configurer les applications via l'interface intuitive de mapp Vision.

A. Waldl – Oui. Traditionnellement, un système de vision est une sorte d'entité à part avec son propre système de programmation. Il n'est pas véritablement intégré dans le système d'automatisation. Il ne fait que transmettre des données au bus via une interface standard. Ses cycles de traitement ne sont donc pas optimisés par rapport à ceux du système de contrôle auquel il est connecté. Ce type de solutions n'offre que des performances moyennes et engendre un surcroît de travail qui se traduit par des coûts plus importants pour l'utilisateur.

Monsieur Waldl, Monsieur Feurer, merci pour cet éclairage intéressant sur ce qu'est réellement un système de vision intégré !