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Toujours une longueur d'avance

La métrologie appliquée à la confiserie

1 mars 2012

Pour mesurer des barres chocolatées prélevées aléatoirement chez un producteur de confiserie opérant dans le monde entier, Kdorf Automation a développé un appareil de contrôle automatique en collaboration avec l’École supérieure Niederrhein et STEMMER IMAGING.

Dans l’industrie alimentaire, la vision industrielle fait partie depuis longtemps des technologies mises en œuvre pour contrôler et garantir la qualité des produits. Les exigences particulières inhérentes à ce secteur résultent fréquemment, en plus des conditions d’hygiène, de la nature et des formes variantes des produits à inspecter.

Spécialiste de la vision industrielle basée à Kempen, Kdorf Automation s'est dédié, entres autres, aux contrôles de produits agro-alimentaire. Pour une de leur plus récente application, le gérant de Kdorf, Detlef Klüssendorf, s’est vu confier une application de métrologie destinée à des barres chocolatées en collaboration avec l’École Supérieure Niederrhein.

Le fabricant de confiseries voulait avant tout réaliser des contrôles géométriques des barres et garantir au passage que ses produits soient en conformité avec ses spécifications. Selon Klüssendorf, l'équipement mis au point et la solution vision intégrée permettent d’y parvenir en respectant les exigences de l'environnement agro-alimentaire.
L'opération de contrôle se déroule comme suit :
"Les barres chocolatées sont placées sur un système de transfert automatisé. L'opérateur peut alors choisir le type de produit dans un menu déroulant, qui définit automatiquement tous les paramètres spécifiques pour la barre (ex. : les dimensions, les tolérances et les transitions de niveaux de gris). Après la fermeture du volet de sécurité, le programme applicatif est chargé et le contrôle est activé via un bouton poussoir, la barre est alors automatiquement transportée dans le dispositif de test vers la position de contrôle"

En même temps, un moteur linéaire accélère le convoyeur afin de donner à la barre une vitesse constante lors de son passage sous deux caméras linéaires.
"Après l'acquisition des images par les deux caméras linéaires équipées d’objectifs télécentriques, le système détermine, aux fins de l’assurance qualité, les valeurs pour les trois paramètres critiques du client :

  • la longueur,
  • la largeur
  • et la hauteur de la barre chocolatée.

Selon les propres termes de M. Klüssendorf, ce type de contrôle constitue un défi particulier pour le matériel et le logiciel du système métrologique considérant la variance et irrégularité des contours des barres chocolatées.

À la fin du processus de contrôle, le système de transfert retourne le produit jusqu'au volet de sécurité la barre chocolatée peut être récupéré par l'opérateur. En parallèle, l'affichage des résultats ainsi que les images correspondantes sont transférés directement au moniteur de visualisation.

Outre l’indication des résultats métrologiques avec une précision de 100 microns, des marquages rouges ou verts respectivement affectés à la longueur, la largeur et la hauteur maximum mesurées de la barre chocolatée indiquent si le résultat du contrôle se trouve ou non dans les tolérances exigées. "En raison de la structure irrégulière de la surface, la taille de la barre est mesurée au niveau de plusieurs centaines de points dont sont ensuite extraites les dimensions maximales" explique M. Klüssendorf l’une des particularités de ce développement.

Si les objets à contrôler n’ont pas été introduits correctement, le logiciel y remédie : "Si une barre est déposée de travers, le logiciel s’occupe de la réorienter comme une prise de vue par le dessus l’objet, avant que la mesure ne soit effectuée", poursuit Klüssendorf. Si l’objet à contrôler trop mal orienté, un message avertit l'opérateur qu'il faut réintroduire la barre chocolatée correctement..

Le système de caméra ainsi que le système de transfert se trouvent dans une enceinte fermée. Pour des raisons de sécurité, le fait d’ouvrir la trappe de sécurisation pendant l’opération métrologique provoque un arrêt d’urgence du chariot de transport. Dans ce cas, il faut réinitialiser la mesure.

Pour les évaluations statistiques, les résultats sont transmis à un autre programme chargé de l’assurance qualité. À des fins de documentation, le système enregistre le protocole de contrôle complet avec toutes les valeurs mesurées ainsi que l'ensemble des prises vues .

L'ensemble des composants constitutifs de la partie vision de l'équipement de Klüssendorf est fourni par STEMMER IMAGING Allemagne. "Par le passé, nous avions déjà réalisé plusieurs projets avec ce partenaire et avions la certitude d’être suivis de façon optimale depuis Puchheim" commente Klüssendorf. Il souligne en particulier la bonne collaboration avec son fournisseur d’équipements de traitement d'image pendant la phase de développement du système : "En raison des contours irréguliers des barres chocolatées, quelques tests avaient été nécessaires pour trouver la combinaison optimale d’équipements de vision adaptée à cette tâche. Pendant ces tests, le savoir-faire des experts STEMMER IMAGING nous a énormément aidés à rassembler rapidement les éléments de matériel et logiciel et par conséquent à réaliser le système avec un time to market reduit".

Klüssendorf précise que le système a été déployé avec succès et qu'il a été pris en main par le client. De nouveaux systèmes ont été déployés dans le sillage de ce projet réussi ; ils servent à mesurer le volume d'autres confiseries, mais aussi d'autres produits agro-alimentaires tels que la viande ou le poisson . Concernant ces dernières, la détermination indirecte du poids de viande ou de poisson a ainsi pu être réalisée, ce qui ouvre des possibilités intéressantes pour l'ensemble des acteurs de la filière agro- alimentaire.

Spécificités de l’installation

  • Pris de vue des barres chocolatées par deux caméras linéaires Teledyne DALSA haute résolution, à l'aide d’objectifs télécentriques de Sill Optics et de trois éclairages LED fournies par CCS
  • Traitement sur un PC industriel optimisé de STEMMER IMAGING avec mise en œuvre d’une carte Teledyne DALSA au standard PCI-CameraLink, et du logiciel Common Vision Blox (Foundation Package de STEMMER IMAGING)
  • Déclenchement de l'acquisition d'images à l'aide d'un système d'entraînement linéaire avec encodeur calibré
  • Réorientation automatique de la prise vue si les barres ne sont pas correctement positionnées sur le système de transfert
  • Haute précision de mesure même si les barres présentent une structure irrégulière
STEMMER IMAGING

Puchheim, Germany

STEMMER IMAGING est une société active dans le domaine de la vision industrielle depuis 1987. Offrant une très large palette de produits et de services, l'entreprise est aujourd'hui le plus grand fournisseur de technologie de vision en Europe. En 1997, STEMMER IMAGING a présenté Common Vision Blox (CVB), une bibliothèque de programmation puissante pour le développement et la mise en œuvre de solutions de vision rapides et fiables, utilisée avec succès dans plus de 40.000 applications de part le monde.