Réalisations

L’entreprise INEA développe des lignes d’emballage pour diverses industries. Dans l’emballage de pièces de monnaie, les pièces sont prises depuis une palette ou d’un posage spécifique, orientées puis déposées dans un chablon.

Alors que la précision des pièces dans leur posage est suffisante pour leur préhension par le robot, tel n’est pas le cas sur la palette puisque leur position est aléatoire. Une caméra, placée au dessus de la palette, permet dans ce cas de déterminer la position des pièces. Une deuxième caméra permet ensuite de calculer l’orientation et la position précise de la pièce sur le préhenseur afin de la déposer dans un chablon.

Qualimatest, en tant que fournisseur, a pu développer une solution basée sur de la vision industrielle afin de répondre aux exigences posées. Les critères techniques ont été clairement définit dans un cahier des charges comme lors de tout développement spécifique. En plus des exigences de précision, de fiabilité et du temps de cycle, il s’agissait aussi de réduire les coûts d’engineering. Une grande flexibilité et une interface graphique simple d’utilisation sont aujourd’hui des exigences de bases pour tous systèmes de vision.

La grande variété des pièces de monnaie a cependant imposé une haute exigence en matière de flexibilité du paramétrage du système. Il doit en effet être possible à un utilisateur de définir facilement une nouvelle pièce de monnaie. Le système doit donc couvrir toutes sortes de pièces envisageables pour une utilisation future.

La dimension des palettes et les pièces réfléchissantes ont imposé des exigences élevées en matière d'éclairage. L’éclairage devait illuminé une zone de 440x330mm de façon homogène et réduire au maximum les réflexions parasites.

Une autre difficulté a consisté à atteindre la précision prévue en tenant compte du temps de cycle. L'élément critique a été la deuxième caméra puisque la prise d’image et le traitement influencent directement le temps de cycle du système. Un algorithme a été développé pour le calcul de la position de la pièce et de son orientation avec une précision de mesures de 0.3° pour l'angle et 0.01mm pour la position du centre, ceci pour un temps de calcul de quelques millisecondes.

La solution vision de Qualimatest se base sur la plateforme matérielle de QMT Vision Inspector. Le choix des caméras (1392x1040Pixel) a été essentiellement défini par des exigences sur la résolution et la capacité d’accepter un trigger externe.

L'ensemble du système a été développé sous forme de module. La caméra 1 saisit une image (440x330mm) du plateau et reconnaît le centre des pièces de monnaie (Ø16-40mm). La caméra 2 prend une image (45x60mm) de la pièce de monnaie saisie par le robot, son orientation et sa position sur le préhenseur sont ensuite calculées. Un ordinateur standard a été utilisé avec deux cartes d’acquisition d’image. Le transfert de données avec le robot s'effectue par TCP/IP.

Tandis que pour le calcul de l'orientation de la pièce de monnaie un éclairage DOAL pouvait être utilisé, un éclairage spécial sur mesure a dû être développé pour garantir un éclairage homogène du plateau.

Qualimatest a intégrés l'application dans son interface graphique QMTView et a développé un algorithme pour le calcul de la position et l’orientation de pièces pour la caméra 2 afin de diminuer le temps de calcul. La calibration du système se fait à l’aide d’outil spécifique et des repères à l’écran. Le système peut ainsi être contrôlé à tout moment et sans aides supplémentaires, et au besoin être calibré à nouveau.

Le développement du système de vision a pu être réalisé dans des délais courts grâce à la plate-forme QMT Vision Inspector. Le temps de cycle exigé pour l'ensemble du système de 2.8 secondes par pièce de monnaie a pu être atteint entre autres par les performances de l’algorithme de calcul, le calcul de l'orientation et de la position de la pièce de monnaie nécessite moins de 30ms. Le transfert de données entre le robot et le système de vision a été réalisée en TCP/IP.