Système Pick & Place avec caméra de vision par ordinateur
Max Reijngoudt
L'intégration correcte des caméras de vision par ordinateur est très importante pour les systèmes de vision pick & place dans l'automatisation. En termes simples, l'automatisation du prélèvement et de la mise en place est le processus par lequel des machines prélèvent des produits et les déplacent vers des endroits désignés. Imaginez une ligne de production où les produits sont déplacés d'un conteneur à l'autre. La précision est essentielle et le fait de disposer de la caméra de vision par ordinateur la plus appropriée dans votre installation permet d'atteindre cet objectif. Que vous les utilisiez dans votre installation d'emballage, votre entrepôt logistique ou votre usine de fabrication, nos caméras industrielles offrent la solution de vision dont vous avez besoin pour votre système de prise et de dépose. Cet article se concentre principalement sur l'utilisation d'un bras robotisé équipé d'une caméra de vision par ordinateur pour cette tâche.
La caméra de vision par ordinateur, montée sur le bras du robot, assure une identification et un positionnement précis des produits dans une boîte. Grâce au traitement de l'image, le système détermine l'orientation exacte de chaque article. De cette manière, on s'assure que le bras du robot saisit correctement les articles et les place sur une palette de manière organisée.
En cinq étapes seulement, cet article vous guide dans le choix du bon matériel de caméra de vision par ordinateur pour votre système de prélèvement et de placement.
Table of contents
Sélection des caméras de vision par ordinateur
Dans ce cas précis, notre expert en vision industrielle a commencé par recommander le composant principal du système de vision pick & place : la caméra industrielle. Quelques spécifications sont cruciales pour choisir la caméra la mieux adaptée :
Interface de la caméra
Un grand nombre d'interfaces sont disponibles pour un système de vision tel que l'application de robot de prise et de dépose. Les interfaces USB3 et GigE sont les plus utilisées par nos clients. L'interface USB3 est idéale pour les projets où la longueur entre le PC et la caméra est de 4,6 mètres maximum. La longueur du câble est limitée, ou des câbles actifs spéciaux à haute flexibilité doivent être utilisés. Ceci est conseillé dans ce système de vision robotique, plus d'informations à ce sujet peuvent être trouvées plus loin dans cet article dans la section « Attributs du système de vision ». En outre, les caméras USB3 ont une largeur de bande quatre fois supérieure à celle des caméras GigE. Contrairement à l'interface USB3, les caméras GigE sont idéales pour les projets où la longueur entre le PC et la caméra peut atteindre 100 mètres.
Dans cette application, une bande passante élevée n'était pas nécessaire et la distance entre le PC et la caméra n'était que de 4 mètres. Toutefois, le client souhaitait que l'installation de la caméra soit aussi simple que possible. Notre expérience montre que GigE est considéré comme une connexion plus stable, mais qu'une caméra USB3 est rapide et facile à installer. C'est pourquoi l'expert en vision industrielle a conseillé d'utiliser une caméra de vision par ordinateur à interface USB3.
Caméra couleur ou monochrome ?
Toutes nos caméras de vision par ordinateur standard, qui sont couramment utilisées pour des applications telles qu'un système de vision robotisé de type « pick & place », sont disponibles à la fois en monochrome et en couleur. Pour l'application de notre client, une caméra couleur était nécessaire. Cela s'explique par la volonté de distinguer des produits de couleurs différentes les uns des autres.
Obturateur global vs. obturateur roulant
Nous disposons de deux types de caméras de vision par ordinateur : Les caméras à obturateur global et les caméras à obturateur roulant. La différence entre ces deux types de caméras est expliquée en détail dans cet article sur les caméras à obturateur global et les caméras à obturateur mobile. La principale différence est que les caméras à obturateur global sont parfaites pour les systèmes de vision dans lesquels la caméra ou l'objet se déplace pendant que les images sont capturées. En revanche, les caméras à obturateur mobile sont mieux adaptées aux systèmes de vision dans lesquels l'objet et la caméra sont immobiles lorsque les images sont prises. Les caméras à obturateur roulant sont idéales pour une installation stationnaire, un peu plus limitée, mais donc plus abordable.
Pour ce système de vision « pick & place », l'expert en vision industrielle a recommandé d'utiliser une caméra à obturateur global. Cette recommandation est basée sur le fait que le bras du robot, auquel la caméra est attachée, peut bouger lorsque les images sont capturées.
Résolution de la caméra de vision par ordinateur
Notre client a spécifié qu'il souhaitait une résolution du système d'au moins 0,3 mm/pixel dans un champ de vision de 500 x 375 mm. Avec cette résolution minimale, ils devraient être en mesure d'effectuer les activités d'inspection suivantes :
🔸 Contrôle précis de la forme : Pour prélever tous les produits, la caméra de vision par ordinateur doit être en mesure de déterminer la forme des produits. Les produits pouvant être rectangulaires ou carrés, un contrôle précis de la forme est important.
🔸 Contrôle précis des dimensions : Les produits qui doivent être saisis par le bras du robot sont de quatre tailles différentes. Le plus petit produit mesure 10 x 5 cm, tandis que le plus grand mesure 10 x 25 cm. La caméra doit, avec un logiciel de traitement d'image supplémentaire, déterminer avec précision les dimensions des produits pour les ramasser correctement.
🔸 Contrôle précis des couleurs : Comme nous l'avons mentionné, les produits peuvent avoir des couleurs différentes. L'arrière-plan doit être distingué des produits. C'est pourquoi il est important de disposer d'une résolution suffisante pour un contrôle précis des couleurs.
Sélection de l'objectif pour le système Pick & Place
Une caméra ne peut être utilisée sans objectif. Pour savoir quel objectif à monture C convient le mieux à la caméra USB3 de 3MP, l'expert en vision industrielle a effectué quelques calculs dans notre calculateur d'objectifs. Le calcul était basé sur les spécifications :
Champ de vision requis = 500x375mm
Distance de travail maximale = 1300mm
Le calculateur d'objectifs montre qu'à une distance de travail de 1300mm exactement, la longueur focale calculée de l'objectif est de 18MM. Cette longueur focale n'existe pas pour les objectifs à monture C, c'est pourquoi il est recommandé d'utiliser un objectif de 16 mm de longueur focale. La distance de travail peut être réduite à 1150 mm pour un champ de vision de 500x375 mm. C'est ce que montre la capture d'écran du calculateur d'objectif.
Pour ce système de vision pick & place, l'expert en vision industrielle a conseillé d'utiliser notre objectif 16MM C-mount sensible à la lumière en combinaison avec la caméra de vision par ordinateur 3MP. L'objectif a un nombre F minimum de F1,4, ce qui en fait l'un des objectifs les plus sensibles à la lumière que nous proposons. En outre, le pouvoir de résolution de l'objectif est de 160 lp/mm pour une caméra avec une taille de pixel de 3,45 µm
Système de vision Attributs
L'installation du système de vision Pick & Place n'est pas complète si l'on n'ajoute pas les accessoires nécessaires à la caméra. Le client n'avait pas besoin d'un boîtier de caméra étanche, de câbles E/S supplémentaires pour le déclenchement ou d'autres accessoires. Néanmoins, les deux attributs suivants ont été ajoutés au système.
Câbles USB3 Highflex pour bras de robot
Pour garantir une connexion stable entre la caméra USB3 et le PC, nous conseillons toujours à nos clients d'utiliser nos câbles USB3. Pour ce système de vision pick & place spécifique, l'expert en vision industrielle a suggéré d'utiliser nos câbles USB3 actifs highflex. Nos câbles highflex sont conçus pour être utilisés dans des applications où ils sont confrontés à des mouvements continus. Dans ce cas, le bras du robot bouge continuellement et le client aura intérêt à utiliser des câbles USB3 highflex au lieu d'un câble USB3 standard de 4,6 mètres. Les câbles highflex sont dotés d'un système de verrouillage à vis, durent plus longtemps et sont plus résistants aux mouvements. La distance entre la caméra et le PC étant d'environ 4 mètres, nos câbles USB3 highflex de 5 mètres peuvent être utilisés.
Plaque de montage pour caméra de vision par ordinateur
Dans une application de vision où le bras d'un robot se déplace continuellement, comme dans ce système de prise et de dépose, un montage correct de la caméra est essentiel. Pour faciliter le montage de la caméra, il est possible d'utiliser l'une de nos plaques de montage. L'utilisation d'une plaque de montage pour fixer la caméra sur le bras du robot permet d'éviter d'endommager la caméra de vision par ordinateur elle-même. Notre caméra 3MP fait partie des caméras de la série MER2 et peut donc être utilisée en combinaison avec cette plaque de montage pour les caméras MER2.
Intégrateur de vision pour machine pick & place
N'ayant aucune expérience dans l'utilisation de caméras de vision par ordinateur pour un système de pick-and-place, ce client souhaitait bénéficier d'une assistance supplémentaire lors de l'intégration. Chez VA Imaging, nous sommes spécialisés dans la fourniture de matériel et d'un excellent support produit par des experts en vision industrielle. Bien que nos ingénieurs du support technique soient disponibles localement (par exemple aux Pays-Bas et en Allemagne), notre expertise ne s'étend pas à l'intégration du logiciel de traitement d'image ni à la visite sur site pour la mise en œuvre de tout le matériel.
Cependant, pour des applications telles que cette machine de pick-and-place avec caméras de vision, nous disposons de partenaires disponibles et prêts à vous aider. Dans des pays comme l'Allemagne, les Pays-Bas et la Belgique, ces entreprises partenaires peuvent travailler en toute transparence avec nos caméras de vision par ordinateur et prendre en charge l'intégration logicielle et l'intégration sur site. C'est pourquoi, pour ce client spécifique, nous l'avons mis en contact avec l'un de nos partenaires, spécialisé dans les systèmes de pick-and-place intégrant une caméra de vision industrielle.
Prise en charge des systèmes de vision Pick & Place
Souhaitez-vous que nous vous mettions en contact avec l'un de nos partenaires, un intégrateur de vision ? Ou l'un de nos experts en vision industrielle peut-il vous aider à créer votre propre système de vision Pick & Place avec des caméras de vision par ordinateur ? N'hésitez pas à nous contacter via le formulaire ci-dessous !
