Licence Pro Vision Industrielle - année

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1 Licence Pro Vision Industrielle - année Callewaert Axel et Picard Thomas

2 Sommaire Introduction Cahier des charges Solutions mises en place Présentation du système Cognex Les calculs utiles Avec tableur Avec Easy Bulder Les résultats obtenus Basculement sur carte SPC Qu est ce qu une carte SPC? Quels sont les objectifs de celle-ci? Notre carte SPC Conclusion Bibliographie Page 2/18

3 Introduction Dans le cadre de notre formation de Licence Professionnelle Gestion de la Production Industrielle spécialisation Vision Industrielle, nous avons dû effectuer un projet technique. L objectif du projet est de créer un programme d analyse de données qui permette le transfert sous Excel. L ensemble des données est récupéré par des relevés informatiques. Ce projet doit permettre de réunir le cours de vision par Mr Macaire et le cours d applications statistiques par Mr Carpentier. Page 3/18

4 1) Cahier des charges Réalisation d'un système d'acquisition d'images spécifiques au contrôle dimensionnel (éclairage blacklight + portique caméra +PC). Programmation d'un soft pour caméra intelligente Insight. Calibration + localisation + contrôle dimensionnel Développement d'une IHM (interface homme machine) dédiée. Exportation d'une carte de Contrôle des Procédés (SPC) Sous Excel La camera Insight 1100 Page 4/18

5 Visions du système de capture d images ainsi que l interface Ainsi qu un système Backlight : La caméra se trouve face à la source de lumière, voyant une surface blanche uniforme. N'importe quel objet placé entre la caméra et la source de lumière produit une ombre détectée comme une forme noire sur le fond blanc. Un contraste maximum est ainsi obtenu. Page 5/18

6 2) Solution mise en place 2.1) Présentation du système Cognex Cognex Corporation est le premier fournisseur mondial de systèmes de vision industrielle, de logiciels de vision, de capteurs de vision et de systèmes d'inspection de surface, utilisés dans l'automatisation des processus de fabrication. Cognex est également leader dans le domaine des lecteurs de codes industriels. Pour gérer la caméra Cognex, il y a une interface dédiée «Insight Explorer.» Celleci est exclusive pour les cameras de la marque Cognex À partir de l'image d'une pièce, quatre étapes simples suffisent pour procéder à l'installation de l'application : 1. Démarrer - configurer la calibration linéaire ou non-linéaire. 2. Paramétrer les outils - Une fois la pièce localisée dans l'image, une bibliothèque de 22 outils de vision apparaît et vous permet d'inspecter la pièce. 3. Configurer - permet de collecter facilement les données à envoyer et fournit les protocoles nécessaires pour communiquer avec un automate, un robot ou une HMI, pour réaliser la collecte des données et l'archivage des résultats. 4. Terminer- En mode production, les graphiques couleurs, le tableau de résultats et l'affichage des imagettes permettent de revisualiser les pièces déjà contrôlées. Ils facilitent la maintenance des applications et l'identification des pièces défectueuses. Page 6/18

7 2.2) Les calculs utiles Taille de la zone observée = 100*100mm Tolérance dimensionnelle 1mm*1mm Nombre de pixels en X =2*100/0.5= 400pixels Nombre de pixels en Y =2*100/0.5=400pixels Taille de l image 640*480pixels Taille du capteur en pouce = 1/4 Objectif : 16mm/f1.4 Surface utile du capteur 400*5.7*10^-6m=2.28*10^-3m Distance camera / objet =16*100 /2.28 =701,75mm Page 7/18

8 2.3 Tableur Notre première méthode a était la mise en place d un système de repérage par tableur. Cela nous posait plusieurs problèmes : Le repérage des joints Fonctions non équivalentes à easy builder La recopie des valeurs difficiles La mise en place d une interface Page 8/18

9 2.4 Easy builder Nous avons finalement utilisé le repérage par le système easy builder qui est plus simple à manier, car les fonctions ont été étudiées durant les TP de vision. Les outils de recherche de modèles blob et de modèles PatMax permettent de localiser des modèles de forme appris. Ce sont tous les deux les outils de recherche les plus précis. Mais l'outil de recherche de modèles PatMax est toutefois le plus puissant des deux. Il reconnaît notamment des variations des conditions d'éclairage et de position du modèle plus importantes. La version PatMax assure également une meilleure reconnaissance des modifications d'échelle et de rotation du modèle, des éléments masqués du modèle et des changements d'aspect dus aux variations d'éclairage. L'outil de modèles est (dans la plupart des cas) plus rapide que l'outil PatMax. Mais certaines situations requièrent néanmoins la précision et la fiabilité de la version PatMax : Page 9/18

10 Lorsque les variations d'éclairage et les reflets sont difficiles à contrôler, des pièces métalliques peuvent, par exemple, réfléchir la lumière dans des directions aléatoires. Lorsque la forme ou la couleur du modèle inspecté se distingue mal d'un élément de l'arrière-plan, ou que le modèle est recouvert ou partiellement masqué par d'autres objets dans l'image. Lorsque vous souhaitez reconnaître avec précision un type de modèle parmi d'autres modèles semblables. Lorsque les conditions de votre environnement de déploiement sont trop difficiles pour permettre à l'outil de recherche de modèles de fonctionner de manière cohérente et fiable. L'utilisation d'un repère est utile si la pièce est présentée au capteur Insight à un emplacement différent sur chaque image. Les performances de l'outil de recherche de blob se situent entre celles des outils de transition/cercle et des outils de modèles. Il permet de localiser les caractéristiques de blob plus rapidement qu'un outil de recherche de modèles, mais son exécution demande généralement plus de temps que les outils de transition ou de cercle. Ces outils sont utiles pour fournir des repères à d'autres outils de vision lorsque vous tentez d'ancrer votre inspection sur une forme inclassable, telle qu'une tâche de peinture noire sur fond blanc, ou lorsque la forme évolue au-delà des limites des outils de modèles. Mais l'outil blob n'est pas approprié pour notre application. Revoir la cotation des pièces supplémentaires qui sont repérées. Mise en place d une recopie des éléments dans le mode tableur du logiciel insight explorer. Avant la programmation sous Excel de la carte SPC car il faut installer Excel sur le Pc. Revoir la programmation des éléments pour transférer sous Excel, mais aussi le fait que la communication fonctionne avec le programme réalisé par le logiciel. Mais je dois revoir le fait d avoir ajouté les fonctions dans mon programme. La communication fonctionne vers Excel et ainsi que l on a pu voir, il fallait régler l exposition de la caméra en mode manuel. De ce fait il ne reste plus qu à recopier les valeurs vers la carte SPC. Page 10/18

11 3) Les résultats obtenus Dans le but de vérifier notre programme, nous avons effectué plusieurs prises de vues. Les joints placés aléatoirement Ici le repérage fonctionne correctement, il repère l ensemble des joints. Leur diamètre, ainsi que leur quantité. Page 11/18

12 Pour vérifier que le repérage est correct, nous effectuons plusieurs tests en plaçant les joints suivant des axes différents. On varie donc leur position, ainsi que leur quantité, puis on vérifie les diamètres. Page 12/18

13 4) Basculement sur carte SPC 4.1) qu est qu une carte SPC (Statistical Process Control) Le SPC est un élément d'assurance qualité. Son objectif est de maîtriser un processus mesurable par suivi graphique temporel basé sur des fondements statistiques. 4.2) Quels sont les objectifs de celle-ci? Le SPC part de 3 principes de base: c'est le processus qui élabore le produit le comportement des processus fluctue dans le temps les processus ont tendance à se désorganiser et à se dégrader dans le temps Le SPC est une méthode préventive de gestion de la qualité qui vise à amener tout processus au niveau requis de régularité, de qualité et à l'y maintenir grâce à un système de surveillance permettant de réagir rapidement et efficacement à des dérives, évitant ainsi la production de produits non conformes. Le SPC concerne donc essentiellement des fabrications de moyennes et grandes séries. Il trouve naturellement sa place dans le développement de méthodes de gestion et d'assurance de la qualité, standardisées dans les normes ISO de série Page 13/18

14 4.3) Notre carte SPC Nous les avons reparties en six cartes distinctes : Basculement : Celle-ci permet de prendre les données obtenues avec insight et de les transférer vers les différentes cartes. En effet, pour le basculement des données, il nous est impossible d importer les données vers l ensemble des autres cartes. Carte moyenne / étendue : C'est la carte la plus courante (80%) dès qu'un prélèvement de plusieurs individus mesurables est possible. Chaque échantillon ou sous groupe, doit être composé de 2 à 10 individus et de taille constante. La fréquence d'échantillonnage est définie en fonction des sources de variation du procédé ou de sa vitesse d'évolution. Un bon test est composé de 20 à 25 sousgroupes. Carte moyenne / écart type : L'écart type d'un échantillon relativement important est un très bon indicateur de variabilité du procédé, préférable à l'étendue s'il présente des dérives légères et quasi permanentes. La fréquence d'échantillonnage est définie en fonction des sources de variation du procédé ou de sa vitesse d'évolution. Un bon test est composé de 20 à 25 sous-groupes. Carte médiane / étendue : Alternative à la carte moyenne/étendue dans le cas ou le risque de déplacement de la moyenne est quasiment nul ou insignifiant. Il n'y a pas ou peu de calcul. Le graphe des valeurs centrales des mesures donne une image continue de la dispersion du procédé. Le centrage est moins précis qu'avec la moyenne, les limites sont plus larges,il y a un risque de sous contrôle. Un bon test est composé de 20 à 25 sous-groupes. Page 14/18

15 Carte étendue glissante : Cette carte est utilisée pour le suivi de paramètres de procédé à étapes multiples, sans possibilité de prélèvement intermédiaire. Les mesures de ce paramètre sont gérées par automate et ne sont pas distribuées selon une loi normale. L'étendue glissante est la différence entre deux ou plusieurs mesures consécutives. Son calcul permet d'estimer l'évolution du paramètre entre les limites définies par le système de régulation. Un bon test est composé de 20 à 25 sous-groupes. Carte double limites : Cette carte est une alternative à la carte mesure individuelle/étendue glissante. Si un dysfonctionnement d'automate ou si une panne d'un système de régulation entraine une dérive rapide d'un paramètre du procédé, elle est souvent plus efficace. Son utilisation est simple et ne nécessite aucun calcul. Elle implique une connaissance précise des limites du paramètre concerné, des risques de dérive et de ses conséquences sur la qualité du produit. La carte a était effectué au format tableur Excel Ici l étape de Basculement de données. Page 15/18

16 L ensemble des données sont envoyées vers un tableau Puis avec l ensemble des données, on peut effectuer une courbe (carte de contrôle) Page 16/18

17 Conclusion Ce projet nous a permis de mettre nos connaissances en commun et de les mettre en pratique. Nous avons aussi approfondis nos connaissances sur le logiciel insight explorer, notamment sur des fonctions spécifiques à cette caméra. Mais le logiciel insight explorer na pas été le seul logiciel utilisé et approfondi, il y a eu le soft Excel (pour le basculement d informations). De plus créer un programme complet pour une utilisation facile et par tous qui permet d analyser une image spécifique dans le but de faire du contrôle dimensionnelle pour notre utilisation (des joints), était une tâche difficile. Nous tenons à remercier Mr Ludovic Macaire ainsi que Mr François Cabestaing. Page 17/18

18 Bibliographie Cours de Mr Jean Caron «Fundamentals of industrial vision» Site internet, Qualité Online, section de recherche : «Carte SPC» Document aide insight explorer en français. ype=1036&locale=fr Page 18/18