De près avec l'équipement de métrologie :les systèmes d'inspection par vision

Les systèmes d'inspection par vision ont été incroyablement affectés par la technologie numérique et basée sur les données d'aujourd'hui. Découvrez comment il a changé, est devenu moins sujet aux erreurs et a aidé à améliorer la qualité des pièces de manière efficace et automatisée.

Les outils et les machines d'inspection des pièces ont évolué dans des directions assez importantes. Pour mieux comprendre la technologie actuelle des systèmes d'inspection par vision, il est utile de comprendre comment elle a changé et pourquoi.

Nous avons parlé à un spécialiste de l'ingénierie et des produits chez Mitutoyo pour le savoir.

L'évolution des équipements de métrologie :comparateurs de projection de profil par rapport aux systèmes d'inspection par vision

Les premiers comparateurs étaient communément appelés « shadowgraphs ». Ils permettent la mesure via une ombre "projetée à partir d'une image agrandie d'une pièce sur un écran avec un graphique superposé", écrit Quality Magazine dans l'article "Comparators :More Than Meets the Eye".

"Cette technologie existe depuis les années 1950, mais elle est toujours utilisée dans les magasins aujourd'hui", explique Mark Sawko, spécialiste des produits chez Mitutoyo. Sawko travaille dans l'entreprise depuis 15 ans et était un ancien ingénieur d'application optique.

Mitutoyo vend toujours des comparateurs, mais la technologie elle-même a parcouru un long chemin. Auparavant, c'étaient de très grandes machines de six à sept pieds avec une grande lumière qui éclairait la partie par l'arrière.

Les comparateurs d'aujourd'hui sont plus petits.

Source :Mitutoyo

"Les gens l'aiment toujours parce que c'est facile", dit Sawko. "Ils ont utilisé des comparateurs dans les ateliers d'usinage toute leur vie professionnelle. Certains magasins veulent s'en tenir à ce qui est confortable pour eux."

Les comparateurs d'aujourd'hui sont aussi numériques. Vous alignez le réticule sur l'écran avec un bord de la pièce, puis prenez une lecture numérique, ou "DRO".

"Donc, vous déplacez ce réticule d'un côté de la pièce, vous atteignez zéro pour la valeur X du DRO, par exemple, puis déplacez le réticule de l'autre côté de la pièce, puis lisez simplement avec la valeur de ce nombre, et c'est votre distance, en pouces, en millimètres, tout ce que vous mesurez », explique Sawko.

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Comment l'ordinateur et les données ont influencé les systèmes d'inspection visuelle

Les comparateurs sont un moyen très simple de mesurer et remplissent très bien leur fonction. Mais il y a un hic. Ils viennent avec certaines limitations intégrées.

"La précision des comparateurs est limitée à la capacité de l'opérateur à aligner le réticule avec le bord de la pièce", explique Sawko. "Avec un système de vision, vous enlevez l'opérateur et gagnez une tonne de précision en plus qu'avec un comparateur."

Avec un système de vision, le bord d'une pièce est déterminé automatiquement. Il utilise les logiciels informatiques avancés d'aujourd'hui et une caméra capable de capturer beaucoup plus de détails qu'une partie rétroéclairée qui est projetée.

« La caméra capte mieux la lumière qu'un comparateur », explique Sawko. Le comparateur utilise un éclairage de profil, ce qui est bon pour voir les bords extérieurs, mais pas pour voir la surface de la pièce.

Certains des comparateurs d'aujourd'hui ont plus d'une source de lumière, mais comme il s'agit toujours d'une projection, elle est limitée par la lumière réfléchie. Un système de vision avec une bonne caméra permet à un inspecteur qualité ou à un opérateur de machine de tirer parti de l'éclairage de profil et d'un éclairage de surface uniforme, dont certains incluent une lumière annulaire autour du bord de la caméra, pour voir et mesurer plus d'une pièce à un plus grand niveau de certitude.

Et en raison de la nature automatisée des systèmes d'inspection par vision d'aujourd'hui, la mesure de la qualité des pièces devient d'autant plus efficace. Il y a simplement moins de marge d'erreur et le processus d'inspection est beaucoup plus rapide. Et comme tout le monde dans le secteur manufacturier le sait aujourd'hui, la vitesse compte.

« La plupart des systèmes de visions sont CNC, c'est-à-dire motorisés et contrôlés par ordinateur. Donc, en gros, vous écrivez un programme et la machine se déplace automatiquement et mesure les bords et les surfaces », explique Sawko.

Que se passe-t-il d'autre dans la technologie d'inspection d'aujourd'hui ? Lisez "Là où la métrologie rencontre la fabrication de précision d'aujourd'hui".

Dans les systèmes d'inspection par vision très avancés, ils peuvent être palettisés, de sorte qu'ils peuvent potentiellement inspecter beaucoup plus de pièces à la fois qu'un comparateur. Et parce qu'ils sont programmables par machine, l'efficacité est vraiment augmentée.

"Vous pouvez écrire un programme, puis le logiciel peut dire à la machine et à la caméra, OK, déplacez-vous à cet endroit, prenez une mesure maintenant, passez à l'emplacement suivant, etc.", explique Sawko. "Donc, en gros, vous pouvez demander à un opérateur de monter, de poser une pièce sur une machine de vision, d'appeler un programme, d'appuyer sur le bouton 'go', puis de partir et de faire autre chose pendant que cette machine mesure l'une ou l'autre de ces pièces. ou avoir une palette de plusieurs pièces.”

Comprendre la variété des systèmes de vision 

Mitutoyo répartit ses gammes de produits en trois domaines distincts. Il y a ceux qui sont toujours basés sur CNC, ce qu'ils appellent "Quick Vision". Pour les magasins qui n'ont pas besoin de vitesse et d'automatisation ou qui peuvent avoir des budgets plus petits, il y a "Quick Scope" et "Quick Image". La ligne de portée est toujours une opération manuelle. La gamme de produits Quick Image peut être manuelle ou motorisée.

"Quick Vision" est destiné aux magasins qui ont donné la priorité à la précision par rapport à tout le reste. Le haut de gamme est connu sous le nom de "ultra" et est connu pour être "l'un des systèmes de vision les plus précis au monde", selon Mitutoyo. Ce produit haut de gamme est beaucoup utilisé par les gouvernements pour des mesures sophistiquées afin de répondre aux normes. Pensez au NIST, l'Institut national des normes et de la technologie.
 

Source :Mitutoyo

Les fabricants qui travaillent dans la fibre optique utilisent également le système ultra haut de gamme.

"Si vous faites passer la lumière sur un tas de minuscules fibres, et que vous avez une extrémité d'une fibre alignée avec une autre extrémité d'une autre fibre, si les deux extrémités ne s'alignent pas exactement, alors vous perdez le signal parce que tout le la lumière ne la traverse pas », explique Sawko. « Ces connecteurs sont donc difficiles. Les tolérances sont vraiment, vraiment serrées, pour s'assurer que les fibres s'emboîtent aussi précisément que possible."

Quick Image, quant à lui, utilise une optique « télécentrique » pour obtenir rapidement et avec précision une profondeur de champ.

"Toute la pièce est mise au point tout au long de la mesure", explique Sawko. "Il est donc beaucoup plus rapide qu'un comparateur et voit mieux la pièce."
 

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