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Lampes de surface flexibles LUMIMAX ML

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Des solutions efficaces pour répondre aux besoins individuels en matière de traitement d'images

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Les solutions d'éclairage spéciales sont toujours très demandées lorsqu'il s'agit de répondre à des exigences spécifiques en matière de dimensions, de caractéristiques lumineuses, de durabilité ou autres. Cependant, ces produits sont généralement coûteux et nécessitent beaucoup de temps en fonction de la complexité et des coûts de développement. Le concept flexible des nouveaux éclairages de surface LUMIMAX ML (ML = éclairage modulaire) est utile dans ce cas. Grâce à sa conception modulaire, les modifications personnalisées de la taille, de la forme et des caractéristiques d'éclairage pour le développement peuvent être mises en œuvre rapidement sans coûts supplémentaires. La gamme ML comble ainsi l'écart entre les produits standard facilement disponibles et les produits spéciaux complexes.

Avec les éclairages de surface à LED de la série ML, LUMIMAX dispose désormais d'un nouveau concept d'éclairage flexible dans sa gamme de produits. Alors qu'à première vue, il s'agit d'un simple éclairage de zone pour les applications de vision industrielle, il constitue en réalité la base de solutions d'éclairage bien plus complexes. Sa conception modulaire permet de concevoir des solutions d'éclairage personnalisées sans nécessiter beaucoup de temps ni des coûts de développement et d'approvisionnement élevés. En outre, la conception permet d'éclairer des surfaces allant jusqu'à 1 m² et plus. Il est ainsi possible d'éclairer de manière fiable des zones de détection beaucoup plus étendues qu'auparavant, même à grande distance.

La longueur et la largeur de l'éclairage peuvent être librement personnalisées par incréments de 50 mm. Outre les modèles carrés et rectangulaires simples, il est possible de créer des formes spéciales telles que des formes en L, en U ou des éclairages de cadre avec un espace rectangulaire. Les trous de caméra ronds classiques peuvent également être positionnés de manière flexible dans le champ lumineux. Par exemple, des stations d'essai complètes comprenant plusieurs caméras peuvent être éclairées uniformément à l'aide d'un éclairage de grande surface. La disposition des LED garantit l'homogénéité de l'ensemble du champ lumineux jusqu'aux bords de l'éclairage.

Bien que la nouvelle série ML Lighting ne soit pas sur le marché depuis longtemps, elle a déjà été utilisée pour résoudre quelques applications complexes. Voici deux applications de clients qui illustrent la flexibilité de cette nouvelle gamme de luminaires en termes d'intégration. En collaboration avec MM-SmartMachine, un fabricant de machines spécialisées, une installation de production a été optimisée pour le pré-assemblage de capsules de café après que le client ait découvert un problème au niveau du contrôle de la qualité. L'installation se compose de machines à une ou deux voies avec une entrée de huit ou 16 composants. Grâce au système de traitement d'images, un maximum de 16 pièces différentes ont été contrôlées par cycle, avec 45 cycles par minute. À ce stade, la station de contrôle effectue divers contrôles de qualité sur les capsules de café avec papier filtre. Outre le contrôle des soudures, le papier filtre est également contrôlé pour détecter les trous, les erreurs, les salissures et les éventuels morceaux de papier. Les rayures sur le dôme de la pièce en plastique sont également inspectées au cours du processus de test. Avec le système précédent, le temps de traitement pour l'ensemble de l'assurance qualité était de 1,2 s pour l'analyse des 16 composants, y compris la transmission du résultat au logiciel utilisé. Cependant, l'ancien système de caméra basé sur un PC provoquait des pannes sporadiques et entraînait des problèmes de qualité dus au décalage de l'image. Les résultats de l'évaluation ne s'appliquaient donc pas au composant réel. Les facteurs de qualité requis n'étant pas perceptibles à l'œil nu, ces dysfonctionnements étaient souvent détectés trop tard, ce qui entraînait des pertes de production répétées et des coûts élevés. En outre, l'assistance technique pour l'ancien système, datant de 2006, n'était plus disponible auprès de l'ancien fournisseur de systèmes. L'acquisition des pièces de rechange nécessaires n'était également possible que dans une mesure limitée. D'une manière générale, il n'était plus possible d'entretenir correctement les installations de production.

L'objectif du projet avec MM-SmartMachine était donc de mettre en œuvre un nouveau système de traitement d'images offrant une technologie de pointe, un fonctionnement à distance et la possibilité d'étendre les tests. Comme on peut s'y attendre, il a fallu relever plusieurs défis. D'une part, il n'était pas possible de modifier la structure de l'installation de production existante. Il a donc fallu développer un éclairage de zone parfaitement adapté à l'emplacement disponible, car l'éclairage standard ne couvrait pas la totalité du boîtier en question.

Le choix s'est porté sur l'éclairage de zone modulaire de la série LUMIMAX ML. Le boîtier d'éclairage est constitué de profilés en aluminium au lieu d'assemblages en aluminium entièrement fraisés, ce qui garantit une plus grande flexibilité en termes de dimensions. L'espace d'installation disponible était si limité que l'éclairage de zone a dû être équipé d'un cadre particulièrement étroit sur deux côtés. Cela permet de garantir un rendement lumineux maximal malgré les conditions d'installation compactes. En règle générale, un bord étroit sur un ou deux côtés est disponible sur demande pour les conceptions particulièrement compactes sur toutes les tailles de la série ML Lighting.

Un autre défi structurel était le système de transfert linéaire actuel, qui produit des taches sombres dans différentes positions et empêche donc un éclairage homogène des pièces testées. Une courbe de luminosité a été délibérément créée dans la zone d'éclairage afin d'équilibrer cette inhomogénéité. Des tests spéciaux et des ajustements correspondants ont notamment été nécessaires dans les locaux du client aux États-Unis. Les conditions d'éclairage changeantes ont ainsi été contrebalancées, de sorte que les 16 composants ont pu être contrôlés en même temps et évalués avec le logiciel utilisé, avec un seul réglage de la caméra. Une acquisition d'images basée sur la position n'est donc plus nécessaire.

Comme c'est souvent le cas dans l'automatisation industrielle, il s'agit d'un processus d'inspection très rapide, c'est pourquoi d'autres facteurs doivent être pris en compte lors de l'optimisation du système de traitement d'images. Le contrôle de qualité ne doit pas ralentir la production de filtres à café. Afin de permettre la prise d'images et l'évaluation des images de test en mouvement, les éclairages de la zone fonctionnent en mode flash. L'éclairage flash n'est pas seulement plus lumineux : lorsque le signal de déclenchement est envoyé, la puissance lumineuse maximale de l'éclairage est disponible dans un laps de temps mesurable en microsecondes à un chiffre. Cette disponibilité rapide, associée à une intensité lumineuse énorme, permet de régler un temps d'exposition très court sur la caméra. Le mouvement des 16 objets testés peut être essentiellement gelé. Pour l'œil humain et la caméra, les objets en mouvement semblent s'arrêter complètement. Le nouveau système de traitement d'images crée désormais les 16 images composantes, y compris l'évaluation, dans un délai de 560 ms. D'une manière générale, l'utilisateur a pu améliorer l'assurance qualité et minimiser les pertes de production.

La flexibilité de la série LUMIMAX ML a également été un avantage dans une autre étude de cas. Une solution de vision industrielle a été développée pour la société Netstal en collaboration avec IMD AG, un fournisseur suisse de systèmes de mesure et d'inspection industrielle dans le secteur des matériaux d'emballage en plastique. Netstal, également basée en Suisse, est un leader mondial dans la fabrication de machines de moulage par injection pour les préformes (ébauches de bouteilles), les joints d'étanchéité dans les secteurs alimentaire et non alimentaire, les emballages à paroi mince et IML et les produits médicaux. Une nouvelle génération de systèmes de contrôle de la production devait être développée pour le secteur des préformes en PET. Dans ce cas, le système de traitement d'images est utilisé pour contrôler différents paramètres et défauts potentiels en termes de couleur et de forme. Par exemple, des points noirs, des bulles d'air et des taches peuvent apparaître. Un phénomène connu sous le nom de "short shots" peut également se produire. Il s'agit d'injections incomplètes de matière, qui apparaissent clairement au sommet du filet et signifient que la bouteille n'est pas étanche. La contrepartie de ce phénomène est connue sous le nom de "long gates", ce qui signifie que le point d'injection est trop long.

Une application de rétroéclairage a été développée pour être entièrement intégrée au processus de production afin de contrôler au mieux les préformes conformément aux critères de qualité susmentionnés. Le système PECO LUX se compose d'une surface coulissante rétroéclairée, au-dessus de laquelle sont disposées plusieurs caméras qui inspectent les ébauches de bouteilles sous une lumière transmissive. Alors que le modèle précédent se composait de deux surfaces de glissement plus petites, la dernière génération comporte désormais une surface continue. L'homogénéité de l'éclairage s'en trouve renforcée, ce qui était une exigence essentielle de l'application. En outre, les glissières rétroéclairées doivent être de différentes largeurs, car elles sont directement intégrées dans le système afin de s'adapter à la machine de moulage par injection concernée. Trois tailles différentes sont actuellement utilisées. La flexibilité de la série LUMIMAX ML a une fois de plus été mise en évidence, même à grande échelle. Actuellement, le plus grand éclairage requis a un champ lumineux actif de 1 100 x 300 mm, ainsi qu'un poids considérablement réduit par rapport à des champs lumineux comparables. Grâce à la surface de glissement continue et plus grande et à l'augmentation du nombre de caméras, le taux d'inspection - le rapport entre les préformes produites et les préformes inspectées - a été augmenté. Cet aspect est particulièrement important sur les machines de moulage par injection dotées d'outils de grande taille. En outre, le remplacement de l'ancien éclairage, plus petit, par le nouvel éclairage, plus grand, a permis de résoudre le problème lié au stockage des objets à tester sur la barre centrale, où les deux éclairages se heurtaient auparavant l'un l'autre. Comme les flacons sont contrôlés en mouvement et lorsqu'ils glissent à travers la zone d'éclairage, les spécialistes de l'éclairage de LUMIMAX ont également choisi le mode flash pour cette application. Le système bénéficie ainsi des avantages susmentionnés, à savoir une puissance lumineuse élevée et l'effet d'immobilisation des préformes coulissantes.

En résumé, l'optimisation du PECO LUX a permis d'améliorer l'ensemble du processus d'essai, tandis que l'étalonnage du système est plus simple et plus précis. Grâce à la solution d'éclairage continu de grande taille, un très haut degré d'homogénéité est assuré, ainsi qu'une luminosité maximale. D'autres tailles d'éclairage peuvent être mises en œuvre rapidement et facilement en cas de besoin grâce à la conception flexible basée sur des profilés en aluminium.

Les deux applications décrites montrent une fois de plus que l'éclairage doit souvent répondre à des exigences extrêmement spécifiques dans le domaine du traitement industriel de l'image. Grâce à la série LUMIMAX ML, une alternative a été créée qui fournit des solutions rapides tout en maintenant les coûts et le temps de développement à un niveau bas. La conception modulaire signifie que le développeur d'éclairage dispose désormais d'un modèle de base pratique qui peut être facilement adapté et utilisé pour résoudre des problèmes mécaniques de manière plus simple. Environ 60 % du travail de développement peut être économisé par projet. Cela permet de raccourcir les délais de livraison et d'obtenir de meilleures conditions de prix. Le boîtier d'éclairage est fabriqué en profilés d'aluminium, ce qui offre une série d'avantages tels qu'une bonne disponibilité, des coûts de fabrication plus faibles et une plus grande flexibilité en termes de conception. Une rainure en forme de T (taille 5) sur la circonférence du boîtier simplifie la manipulation ainsi que l'intégration mécanique dans les environnements industriels, même avec des surfaces d'éclairage plus importantes.

La mise en service électrique est simple et permet d'économiser des ressources grâce à la technologie du contrôleur intégré et au connecteur M16 standardisé. Les signaux de commutation peuvent, comme la sortie, être fournis par un seul câble. Même avec des zones d'éclairage plus importantes, des sorties lumineuses élevées peuvent fournir des images claires et très contrastées et donc garantir une mise en œuvre fiable et reproductible des applications d'essai.

Afin de garder toutes les options à l'esprit, une gamme de configurations de produits peut être consultée sur le site Web de LUMIMAX, grâce à laquelle de nombreuses applications de test typiques peuvent être réalisées. En outre, de nombreux ajustements peuvent également être apportés à vos applications spécifiques de vision industrielle.

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