Le système de vision inspecte l'assemblage de la vanne

Le logiciel d'inspection évalue chaque image pour s'assurer que toutes les mesures respectent les normes de dimension critiques et se situent dans une tolérance de 0,08 millimètre. Photo courtoisie Teledyne DALSA

Le cadran principal tourne de sorte que chaque vanne est déplacée en vue de deux caméras de vision, qui vérifient la hauteur, l'alignement, la concentricité et le faux-rond de l'ensemble. Photo courtoisie Teledyne DALSA

La caméra Genie Nano M4020 offre une résolution de 4 112 par 3 008 pixels et des taux de capture d'image allant jusqu'à 20 images par seconde. Photo courtoisie Teledyne DALSA

Basée à Bartlett, IL, une banlieue ouest de Chicago, Matrix Industrial Automation conçoit et construit des systèmes d'automatisation industrielle robustes. Fondée en 2000, la société est un intégrateur de systèmes FANUC agréé et a construit des systèmes pour une myriade d'industries, notamment l'aérospatiale, l'automobile, le médical et les produits de consommation.

Souvent, ces systèmes associent une automatisation clé en main aux dernières technologies de vision. En utilisant l'inspection automatisée, les systèmes garantissent que les fabricants réalisent la plus grande efficacité et la plus grande précision dans la production.

Un client de Matrix produit des ensembles de soupapes conçus pour réguler le débit d'essence dans un carburateur. L'ensemble se compose de deux parties : un corps de soupape, produit par le fabricant, et un embout en caoutchouc spécialisé conçu pour résister au contact avec le carburant, produit par un tiers.

Le fabricant a contacté Matrix pour concevoir un système automatisé permettant d'assembler les pièces et d'en vérifier la précision. Le processus de production existant du client utilisait une jauge manuelle pour mesurer les assemblages lors d'inspections aléatoires. C'était particulièrement difficile car chaque assemblage mesure un peu plus de 0,5 pouce de long. Le fabricant souhaitait une approche plus fiable et moins chronophage du contrôle qualité.

"Notre objectif était de concevoir un système complet qui associait de manière transparente l'assemblage à l'inspection", explique Pascal Agneray, l'ingénieur en mécanique de Matrix qui a conceptualisé le système. "Dans le système automatisé que nous avons construit, les corps de vanne se déplacent le long d'une piste de gravité jusqu'à un petit cadran servocommandé, qui les alimente sur un cadran principal plus grand à huit stations. Sur ce cadran, chaque corps de vanne est maintenu en place par un ensemble de mâchoires actionnées par came. Les embouts en caoutchouc se déplacent de la même manière qu'un deuxième mécanisme de sélection servocommandé qui saisit chaque embout, puis le pousse et le fait tourner sur le dessus du corps de vanne.

"Le cadran principal fonctionne dans un mouvement d'indexation rapide via la configuration du réducteur et du servomoteur, donc une fois que chaque corps de vanne et embout en caoutchouc est assemblé, il se déplace en vue de deux caméras, qui capturent des images de l'assemblage à analyser pour la hauteur, l'alignement, la concentricité et le faux-rond. Le cycle complet ne prend que 1,5 seconde avec des dizaines de milliers de pièces assemblées et inspectées chaque jour."

Le système d'inspection intègre deux caméras Teledyne DALSA Genie Nano M4020 qui offrent une résolution de 4 112 par 3 008 pixels et des taux de capture d'image allant jusqu'à 20 images par seconde. Avec un petit facteur de forme qui leur permet d'être placés même dans des espaces confinés, les deux caméras sont positionnées à angle droit pour permettre des images de l'assemblage de la valve des deux côtés.

Au fur et à mesure que chaque objet traverse le champ de vision, les caméras se déclenchent automatiquement. Le logiciel iNspect Express intégré évalue chaque image pour s'assurer que toutes les mesures respectent les normes de dimensions critiques et se situent dans une tolérance de 0,08 millimètre. Dans le même temps, le logiciel analyse chaque image à la recherche d'irrégularités dans l'assemblage lui-même, telles que des déformations de la valve ou de l'embout en caoutchouc, qui peuvent s'être produites lors des phases antérieures de production.

Les données d'inspection statistiques sont envoyées via une interface à l'automate. Une fois que le cadran principal a tourné devant les caméras, les pièces assemblées qui réussissent l'inspection sont envoyées dans une goulotte vers un conteneur. Toutes les pièces qui ne répondent pas aux normes du client sont éjectées par un vide et jetées.

« Nous avons choisi la caméra Genie Nano de Teledyne DALSA car elle offre les fréquences d'images élevées et la résolution nécessaires pour cette application », poursuit Agneray. "Avec une tolérance serrée de 0,08 millimètre, nous voulions une résolution élevée et une qualité d'image supérieure pour assurer la plus grande précision possible, et le Genie Nano offre une résolution de 9 mégapixels, bien meilleure que les 3 mégapixels offerts par un système concurrent."

Le logiciel iNspect Express intégré est essentiel aux performances du système de caméra, garantissant que chaque image est évaluée rapidement.

"C'était notre première expérience avec un système de Teledyne DALSA", explique Kameron Zulfic, l'ingénieur d'application Matrix qui a développé les commandes et la programmation du projet. "L'ensemble du système de vision était facile à configurer et à déployer. Nous avons pu utiliser les outils standard d'iNspect pour obtenir les données dont nous avions besoin dès le départ, puis nous avons utilisé la fonction de script du logiciel pour personnaliser.

"Il était important de fournir à notre client un système convivial et intuitif à utiliser ; nous voulions nous assurer que le logiciel était facile à utiliser pour le client une fois l'installation terminée."

Le logiciel iNspect Express offre les performances et la polyvalence nécessaires pour répondre à une gamme d'exigences de fabrication, dans tous les types d'environnements. De plus, les fonctionnalités avancées du logiciel garantissent des mesures précises, ainsi que le guidage robotique, la détection des défauts, la lecture des codes et la vérification des couleurs.

2"Le système complet est déployé chez le client depuis plusieurs mois, et notre client est très satisfait de la qualité du montage et du contrôle", conclut Agneray. "En fait, le client envisage maintenant d'améliorer la conception actuelle avec un système de caméra supplémentaire pour inspecter chaque ensemble de vannes par le haut à l'aide d'un objectif spécialisé. Leur objectif est d'identifier d'éventuels défauts dans l'embout en caoutchouc qui sont difficiles à détecter dans les images capturées depuis les côtés."

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Pour plus d'informations sur les systèmes de vision, cliquez sur www.teledynedalsa.com.