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Vision industrielle intégrée

Bien plus qu'une vision embarquée

La vision joue un rôle de plus en plus important dans les systèmes de fabrication modernes. L'auto-optimisation des processus de production, par exemple, repose sur des informations délivrées en temps réel par des systèmes d'inspection par imagerie. Jusqu'à présent, les possibilités de ces systèmes étaient limitées en raison d'une intégration insuffisante au système de contrôle. La solution de vision intégrée de B&R libère tout le potentiel de la vision industrielle.

"Voir, c'est croire," dit un vieil adage. L'œil est l'organe sensoriel auquel l'être humain se fie le plus. "Il en va autrement pour beaucoup de machines qui, aujourd'hui, n'ont tout simplement pas d'yeux," explique Andreas Waldl, Product Manager Integrated Machine Vision chez B&R.

Depuis des années, les fabricants de machines tentent de combler ce manque en utilisant des systèmes de vision. Ces derniers jouent d'ailleurs un rôle important dans la mise en œuvre de l'Industrie 4.0. "Néanmoins, actuellement, le contrôle et la vision sont deux mondes séparés", poursuit A. Waldl. Incorporer un système de vision dans une application reste une tâche très complexe.

Vision Camera landscape
Différents choix de niveaux de performance, de capteurs d'image et de systèmes optiques s'offrent à l'utilisateur.

Le système de vision de B&R

Nous avons développé un système de vision embarqué qui, grâce à sa flexibilité et à sa totale intégration, ne présente pas les inconvénients associés à ce type de systèmes. Le cœur de ce système de vision intégré est constitué de caméras intelligentes. L'offre se déclinera en plusieurs modèles. Le modèle d'entrée de gamme pourra se substituer à de simples capteurs de vision, et le modèle le plus évolué sera doté des mêmes capacités que les caméras intelligentes haut de gamme. Le modèle haut de gamme pourra ainsi prendre en charge bon nombre de tâches de vision aujourd'hui réalisées avec des systèmes à base PC.

Le système de vision de B&R s'appuie sur une technologie d'éclairage intelligente. Les éléments d'éclairage sont directement intégrés aux caméras ou fournis sous la forme d'un appareil externe. Les deux peuvent être également combinés. L'éclairage est contrôlé automatiquement de sorte que les lumières parasite ou d'autres conditions lumineuses difficiles n'impactent pas la performance du système de vision. Les synchronisations de grande précision pour les captures d'images à grande vitesse sont ainsi faciles à réaliser, de même que les tâches spécifiques à des objets comme l'éclairage sur fond clair ou sur fond sombre.

Intégration parfaite

"Le système de vision de B&R est intégré à tous les niveaux : outil d'ingénierie, système d'exploitation temps réel, et application," souligne A. Waldl. L'intégration complète caractérisant les systèmes B&R englobe tous les aspects d'une solution d'automatisation : contrôle, sécurité, Motion Control, robotique, CNC. "Et cela englobe aussi désormais la vision."

Les interfaces auparavant requises dans le système runtime sont ainsi abandonnées. Les caméras et l'éclairage font désormais partie intégrante du système d'automatisation, au même titre que les modules d'E/S, les variateurs ou les automates de sécurité. Des tâches comme la configuration et la programmation de routines de traitement d'image ou le réglage des caméra ou des systèmes d'éclairage font désormais partie à part entière du projet d'automatisation.

Les programmeurs d'automates peuvent ainsi réaliser eux-mêmes bon nombre de tâches de vision. Tous les paramètres, toutes les données et toutes les variables sont harmonisés. Il n'est donc plus nécessaire d'utiliser des variables de processus spéciales pour la vision. Seules des situations spécifiques comme, par exemple, des conditions de luminosité difficiles à gérer, nécessiteront de recourir à des spécialistes de la vision.

mappVision Screen
B&R a totalement intégré la vision à son outil d'ingénierie Automation Studio.

Programmation simple

Le framework mapp de B&R fournit des composants logiciels prêts à l'emploi pour le système de vision de B&R. Il est ainsi possible de créer des applications intégrant la vision moyennant un effort de programmation réduit. Les composants mapp communiquent automatiquement l'un avec l'autre. Quelques clics suffisent donc pour intégrer des images du système de vision à une visualisation web mapp View. Et tout ceci est réalisé sans écrire une seule ligne de code. Les paramètres de la caméra et de l'éclairage peuvent être modifiés en temps réel, de même que les conditions de déclenchement de la capture d'image. Il ainsi très simple d'effectuer un changement de produit ou tout autre ajustement lors d'une production en cours.

Champ d'applications étendu

Le système de vision de B&R a un champ d'applications très étendu : lecture de codes-barres, reconnaissance optique de caractères et d'images, et d'autres tâches plus complexes propres aux lignes pharmaceutiques, aux machines d'impression, ou aux machines textiles.

Passer d'un modèle de caméra à un autre ne demande aucune adaptation particulière. Tous les modèles sont basés sur la même technologie. Les fabricants de machine peuvent ainsi réaliser différentes variantes de machines ayant chacune leur propre configuration pour la vision. La configuration matérielle installée est gérée indépendamment du programme machine. Ce dernier n'est ainsi créé qu'une seule fois. Comme l'application est stockée dans l'automate, le remplacement d'une caméra dans le cadre d'une opération de maintenance n'entraîne aucune perte de données.

Automation-Studio-Grafik
Le système de vision de B&R est programmé à l'aide de composants mapp prêts à l'emploi, comme tous les autres produits d'automatisation de B&R. L'application créée dans l'outil d'ingénierie couvre ainsi tous les aspects de la solution d'automatisation : contrôle de processus, contrôle de mouvements, vision, commande opérateur.

Synchronisation < 1µs

Caméras et systèmes d'éclairage s'intègrent directement au réseau temps réel via POWERLINK, ce qui assure non seulement une synchronisation très précise avec l'automate et les entraînements, mais aussi une performance suffisante pour le transfert des informations à l'interface homme-machine.

Les signaux de déclenchement sont transférés à la caméra directement depuis l'application de contrôle ou l'application "motion" plutôt que de devoir passer par des voies détournées comme ce fut le cas jusqu'à présent. Le déclenchement des captures d'image et le contrôle de l'éclairage peuvent être synchronisés avec le système d'automatisation, en temps réel dur et avec une précision <1µs. Cela ouvre des possibilités inédites. Pour les applications dynamiques avec de fréquents changements de vitesse, par exemple, il n'est ainsi plus nécessaire d'installer un codeur séparé à l'entrée de la caméra.

En intégrant totalement la vision industrielle à son système d'automatisation, B&R offre aux fabricants de machines une solution permettant de réaliser des tâches de contrôle et de vision avec un seul et unique outil logiciel. "Ils pourront ainsi se concentrer davantage leurs process et sur la valeur ajoutée de leurs machines plutôt de passer du temps à pallier les carences des systèmes de vision traditionnels," résume A. Waldl.

Andreas Waldl 2017 #2
"Le premier système de vision entièrement intégré ouvre de nouvelles perpectives aux fabricants de machines et aux équipementiers."
Andreas Waldl, Product Manager - Integrated Machine Vision, B&R
Ejemplo
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