Machine Vision pour l'inspection des étiquettes
L'emballage est un aspect important de la production, mais encore plus important est l'information présentée sur l'emballage. La mise en place d'un système de vision pour l'inspection des étiquettes sur votre ligne de production garantira que tous les emballages sont entièrement inspectés avant d'être livrés à votre client. Cela réduira les déchets, limitera voire éliminera les erreurs humaines et assurera que les informations vitales telles que les dates de péremption sont non seulement présentes mais également lisibles sur chaque produit envoyé à votre client.
Ce cas de test implique la création d'un système qui effectuera une inspection des étiquettes sur un emballage d'articles alimentaires. Le système doit être capable de lire le code-barres, de confirmer que la date de péremption est lisible, de confirmer que toutes les étiquettes sont présentes sur l'emballage et que toutes les étiquettes sont bien placées, et ce, dans la bonne direction.
Cet article fournira des conseils étape par étape pour sélectionner une caméra, un objectif, un éclairage et un logiciel adaptés à votre système d'inspection des étiquettes.
Table of contents
Sélection de la caméra pour l'inspection des étiquettes
Lors de la sélection d'une caméra industrielle, il est crucial de choisir le bon capteur pour votre application. Des facteurs tels que la résolution, la taille des pixels, la sensibilité à la lumière et des fonctionnalités spéciales telles que le binning sont des éléments importants à prendre en compte lors de la décision du capteur à implémenter. La première étape consiste à calculer la résolution requise. Pour calculer cette valeur, nous avons besoin de connaître le champ de vision (FOV) et la résolution du système. Dans ce projet de système d'inspection d'étiquettes, l'objet lui-même mesure 250 mm x 200 mm, mais l'objet n'est pas toujours positionné au même endroit sur le tapis roulant. Le tapis roulant a une largeur de 300 mm, nous considérerons donc cela comme le champ de vision horizontal (Hfov).
La plupart des capteurs sont de forme rectangulaire, ce qui est important à prendre en compte lors de la détermination du champ de vision vertical (Vfov). Pour calculer le Vfov, nous utilisons la formule suivante.
(Hfov/4)*3=Vfov
(300mm/4)*3=225mm Vfov
Maintenant que nous avons établi ce qu'est le champ de vision, nous pouvons déterminer la résolution requise pour cette application d'inspection d'étiquettes. Nous recommandons toujours de se concentrer sur le plus petit détail qui sera reconnu sur l'emballage. Dans ce cas, il s'agit de la largeur de la ligne la plus fine du code-barres, que nous avons mesurée à 0,5 mm.
Lors du calcul de la résolution du système pour la lecture d'un code-barres, nous recommandons de consacrer 2 pixels par mm de l'objet le plus petit.
Objet le plus petit / 2 pixels = Résolution du système
0,5 mm / 2 pixels = Résolution du système de 0,25 mm
Pour calculer la résolution nécessaire, nous utilisons la formule suivante :
Résolution horizontale de la caméra = 300 mm (FOV horizontal) / 0,25 mm (résolution du système) = 1200 pixels
Résolution verticale de la caméra = 225 mm (FOV vertical) / 0,25 mm (résolution du système) = 900 pixels
D'autres facteurs qui influenceront le choix de la caméra
D'autres facteurs qui influenceront le choix de la caméra sont :
- Couleur ou monochrome, si vous n'avez pas spécifiquement besoin de voir la couleur, nous recommandons toujours le monochrome. Cela est dû au fait que le monochrome offre une sensibilité à la lumière 3 fois supérieure et une image plus nette.
- Interface de la caméra, USB3 ou GigE ? Pour plus d'informations, consultez l'article suivant : Quelle caméra de vision industrielle choisir ?
- Obturateur global ou obturateur roulant, si l'objet ou la caméra bouge pendant la prise de l'image, nous recommandons de choisir une caméra à obturateur global.
Dans cette application d'inspection d'étiquettes, le client a demandé une caméra monochrome. L'objet se déplacera sur un tapis roulant lorsque l'image sera prise, donc nous recommandons un obturateur global et donc la distance entre la caméra et le PC est de 7 m, nous recommandons donc une interface GigE.
Il existe 2 caméras dans notre gamme qui répondent à ces critères : MER2-160-75GM-P ou MER2-134-90GM-P. Nous avons utilisé la fonction de comparaison pour comparer les spécifications de chaque modèle.
Après mûre réflexion, nous avons recommandé la caméra MER2-160-75GM-P. Lors de la comparaison des capteurs, le Sony IMX273 s'est avéré mieux adapté. Ce capteur présente un bruit de lecture plus faible, ce qui était important pour le client. Le prix et la disponibilité ont également été des facteurs influents. La MER2-160-75GM-P est un choix de "VA-Imaging", ces caméras sont toujours disponibles et peuvent généralement être expédiées immédiatement. Le client envisage de mettre en place cette caméra sur plusieurs machines et ne souhaite pas investir trop de capital en gardant des caméras en stock. Le fait que nous puissions livrer les caméras en express était très important. Si vous souhaitez en savoir plus sur nos options de manipulation, consultez la FAQ de VA Imaging.
Sélection d'un objectif adapté
Nous recommandons de travailler avec des objectifs à focale fixe, spécialement conçus pour résister aux conditions difficiles des environnements industriels. Pour cette application d'inspection d'étiquettes, le client craignait qu'il puisse y avoir une légère vibration à l'endroit où l'objectif et la caméra seront placés, mais ce n'est pas un problème car nos objectifs C-mount sont conçus et testés pour fonctionner dans de telles conditions. Les objectifs sont également équipés d'une vis pour verrouiller l'iris et la mise au point en place.
Le client n'avait pas encore défini la distance exacte entre la caméra et l'objet ; la plage de la distance de travail est de 500 mm à 1200 mm. Le client a demandé que l'objectif n'ait pas de distorsion et que la puissance de résolution de l'objectif soit suffisamment élevée pour lire les lignes du code-barres dans les coins du champ de vision. Cela est dû au fait que le produit n'est pas toujours au centre du champ de vision. En règle générale, et si la configuration de l'application le permet, nous préférons une distance de travail qui soit 2 fois la largeur du champ de vision. Par conséquent, une distance de travail plus longue est préférée pour cette application d'inspection d'étiquettes.
En utilisant le calculateur d'objectifs, nous avons calculé les options de focale :
Nous avons commencé par remplir la taille du capteur de la caméra et la distance de travail maximale de 1200 mm et une largeur de champ de vision de 310 mm. Une largeur de champ de vision de 310 mm est utilisée car il est toujours bon de laisser un peu de marge, vous pouvez utiliser les options avancées dans le calculateur pour une valeur plus précise. Le calculateur a recommandé une focale de 16 mm, nous avons donc réduit la distance de travail jusqu'à 1005 mm, ce qui correspondait à la focale calculée de l'objectif. En remplissant l'option avancée avec la résolution spécifique et la taille de pixel indiquée de la caméra, le champ de vision serait de 307 mm x 230 mm, ce qui correspond aux critères.
Lens Calculator
Nous avons 2 options de lentilles C-mount de 16 mm dans notre portefeuille.
Lors de la comparaison de ces lentilles, les différences se trouvaient dans le nombre f (plus le nombre f est bas, plus la lentille offre une sensibilité à la lumière élevée), la distorsion et nous avons également fait référence au graphique de résolution de la lentille dans la page Téléchargements pour les valeurs de résolution de la lentille (lp/mm) afin de comparer la puissance de résolution de la lentille, en particulier dans le coin.
Nous avons ensuite décidé d'utiliser l’objectif VA-LCM-5MP-16MM-F2.0-018, non seulement en raison de l'avantage prix, mais aussi parce que la lecture lp/mm est plus élevée dans le coin.
Éclairage et filtres pour l'inspection d'étiquettes
Le client envisageait de placer deux barres lumineuses de chaque côté de la caméra pour son système de vision d'inspection d'étiquettes. L'emballage présente une légère réflexion qui peut rendre la lecture des informations sur l'emballage difficile. Nous recommandons d'utiliser une technique appelée polarisation croisée en ajoutant un filtre polarisant à l'objectif et à l'éclairage. Gardez à l'esprit que cette technique réduira la lumière de 20%. Vous pouvez en savoir plus sur cette technique dans cet article : La polarisation dans votre application de vision industrielle.
Nous recommandons d'utiliser une feuille polarisante devant l'éclairage, pas directement sur l'éclairage car celui-ci émet trop de chaleur, et pour le filtre de l'objectif, nous recommandons le filtre polarisant | Linéaire | M25.5 qui convient spécifiquement à cet objectif.
Logiciel de traitement d'image pour l'inspection d'étiquettes
Pour rendre ce système entièrement opérationnel, l'image est acquise grâce à notre kit de développement logiciel (SDK). Vous devrez également définir les paramètres de la caméra tels que la balance des blancs, le gain et le temps d'exposition. En savoir plus sur ces paramètres dans le guide de démarrage rapide, 5 étapes pour installer facilement une caméra de vision industrielle et acquérir une image. Notre SDK est disponible gratuitement sur notre page de téléchargements, avec plusieurs options de téléchargement. Tout dépendra du système d'exploitation que vous utiliserez pour vos applications spécifiques.
Une fois l'image acquise, vous aurez besoin d'un logiciel de traitement d'image pour inspecter et évaluer l'image. Il existe plusieurs packages logiciels tiers parmi lesquels vous pouvez choisir, et nous recommandons Zebra Aurora Vision (anciennement connu sous le nom de Adaptive Vision). Le client a pu tester le logiciel sur son système d'inspection d'étiquettes en téléchargeant la version d'essai du package logiciel, et il a été agréablement surpris de la facilité de navigation du logiciel.
Nous avons proposé de créer un programme de démonstration et avons demandé au client de fournir un dossier contenant 10 images de l'emballage qui étaient bonnes et un dossier avec 15 images présentant des erreurs, avec une description de chaque erreur. Par exemple, une date d'expiration mal imprimée ou un autocollant de certification manquant sur l'emballage. Une fois que nous avons reçu les images, un programme de démonstration a été créé et le client a pu effectuer des tests supplémentaires.
Les outils suivants ont été utilisés pour cette application d'inspection d'étiquettes : Exemples de programmes - Aurora Vision
- Vérification de présence
- Lecture OCR
- Scannage/Identification de code-barres
- Détection de position
Le client était satisfait et a reçu son package logiciel prêt à l'emploi avec la possibilité de faire ses propres ajustements au programme. Si vous avez besoin de support concernant Zebra Aurora Vision, n'hésitez pas à nous contacter.
Des questions sur les systèmes de vision d'inspection d'étiquettes ?
Les systèmes d'inspection d'étiquettes peuvent être utiles dans de nombreux secteurs différents, y compris l'industrie alimentaire, la vente au détail ou la fabrication, pour n'en citer que quelques-uns. Après un investissement initial, cela peut vous faire gagner du temps et garantir que vos clients sont pleinement satisfaits du produit que vous fournissez. Si vous avez des questions concernant votre projet de système de vision d'inspection d'étiquettes, contactez-nous via le formulaire ci-dessous.
