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Manutention automatique de tuiles : zéro casse, zéro rebut grâce à la vision

Ceric Automation France using cognex vision guided robot arms

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Si l’on écarte son sens dérivé et les problèmes imprévus et fâcheux qui lui sont alors associés, « la tuile », celle couvrant nos habitations, est aujourd’hui devenue un élément décoratif à part entière. Et les fabricants déploient une belle créativité pour satisfaire aussi bien les traditions régionales que les goûts les plus originaux. Tuiles plates ou tuiles canal, tuiles à écailles ou à côtes, tuiles losanges, tuiles mates ou vernissées, déclinées dans une large palette de couleurs…, l’offre ne cesse de s’étendre. Une tuilerie peut ainsi fabriquer près de 100 formes distinctes de tuiles, dans plusieurs couleurs et aspects différents. Aussi, lorsque Ceric Automation s’est vu confier la réalisation d’un système de manutention automatique destiné à la tuilerie de xxx, la société savait que ce projet était loin d’être anodin. Explication.

 

Après avoir été façonnées puis séchées, les tuiles doivent être cuites. Elles arrivent non alignées sur un tapis de convoyage et sont positionnées précisément sur des supports réfractaires, défilant sur un second tapis parallèle conduisant au four. Des robots assurent la manutention. Ils saisissent, l’une après l’autre, les tuiles placées sur le tapis d’approvisionnement et les déposent sur les réfractaires du tapis de cuisson. La difficulté : leur position sur le tapis d’arrivée est très variable. Alors, comment saisir ces tuiles avec précision, sans casse et sans rebut ?

 

Ceric Automation écarte l’idée d’un « recentrage » mécanique des tuiles car, compte tenu de la diversité des modèles, le nombre d’appareillages à mettre en œuvre apparaît rédhibitoire. Et envisage alors d’installer un système de guidage par vision. Un système capable de transmettre en temps réel au robot la position exacte de chaque tuile se présentant, afin que celui-ci calcule la trajectoire lui permettant en retour de saisir sans erreur la tuile. Sur le papier, le problème posé semble simple. La mise en pratique se révèle toute autre. Il y a d’abord les contraintes inhérentes à la production : le local est poussiéreux et faiblement éclairé. Puis un impératif : un taux de rebuts (tuiles non saisies par le robot et laissées sur le tapis d’approvisionnement) inférieur à 20 tuiles par jour… Mais le facteur le plus critique, c’est la tuile elle-même. Car si les tuiles d’une même « fournée » sont de forme identique, leur couleur peut varier du tout au tout, de l’ocre clair au noir en passant par le rouge orangé, le rouge sombre... Ainsi que leur aspect : vieilli, mat, strié, luisant… Sans compter les colorations non uniformes ou les dépôts de matière. Toutes les difficultés de la vision sont réunies.

La plupart des systèmes ne pouvant s’adapter en temps réel à ces changements, Ceric envisage dans un premier temps d’installer le système de vision sous le tapis d’approvisionnement car le dessous des tuiles est invariablement rouge… Mais la poussière environnante, les chutes possibles de matières sur le système, rendent cette solution trop risquée. Un seul constructeur, Cognex, propose d’installer le système de vision au plafond, au-dessus de la bande de défilement, et d’inspecter la face colorée des tuiles. Après quelques essais sur prototype, c’est cette solution que retient Ceric Automation. Elle pilote depuis 10(mois) 200x le système de manutention des tuiles de l’usine de xxx.

 

Le système se compose de deux robots Fanuc et d’un capteur de vision In-Sight de Cognex communiquant entre eux via une liaison Ethernet standard à 100 Mbps. Logé dans un boîtier IP67, équipé de connecteurs M12, le capteur In-Sight est d’abord un système de vision robuste. Ensuite et surtout, il intègre le puissant outil de localisation PatMax capable de s’affranchir de toutes les variations. A la cadence de défilement des tuiles devant les robots, soit toutes les 2 secondes, quelle que soit la luminosité ambiante et la poussière, quelle que soit la couleur et l’aspect des tuiles, la puissance de l’algorithme de reconnaissance PatMax permet au capteur In-Sight de saisir l’image de la tuile arrivant sous la caméra, de déterminer ses écarts en x et en y et son angle de positionnement par rapport à une position de référence. Avec précision et fiabilité. Et de communiquer, via Ethernet, ces informations aux robots. Qui calculent et transmettent au bras la trajectoire permettant de saisir la tuile et de la positionner sur un réfractaire du second tapis. Sans aucun « loupé ». A noter également : In-Sight contient en mémoire les quelque 80 modèles différents de tuiles pouvant défiler sur le tapis. Ce qui lui permet d’enchaîner, sans interruption, sans programmation supplémentaire et sans besoin d’un PC, la lecture de tuiles de modèles différents.

 

Stéphane Faivre-Duboz, Responsable Cognex, le souligne : « Le problème posé par cette application est l’un des challenges les plus complexes auquel un système de vision doit faire face ». S’affranchir de multiples variations de couleurs et d’aspects, telles que celles rencontrées sur ces tuiles, reste en effet l’un des problèmes les plus épineux dans le domaine de la vision … La puissance et la performance de ses algorithmes de reconnaissance, sa robustesse font la force de la solution Cognex. Ainsi que la flexibilité et la simplicité d’utilisation du capteur In-Sight. Ceric Automation peut aujourd’hui proposer des solutions de manutention automatique complètes, intégrant robots et vision, qu’elle maîtrise totalement. Et s’adresser à l’ensemble de ses clients, en France comme dans le monde entier, appuyée en cela par la présence internationale de Cognex.

 

A propos de Ceric Automation

Le groupe Ceric occupe le premier rang mondial pour la construction d’usines de production des matériaux en terre cuite. Sa filiale Ceric Automation est en charge de la conception et de la réalisation des équipements automatisés et robotisés des usines du groupe ; notamment des matériels de manutention utilisés à de nombreuses étapes du processus de fabrication de ces matériaux.

 

A propos de Cognex

 

Cognex Corporation conçoit, développe, fabrique et commercialise des systèmes de vision industrielle et des ordinateurs capables de « voir ».  Leader mondial de la vision industrielle, Cognex a livré plus de 350 000 systèmes de vision industrielle, équivalant à plus de 2 milliards de dollars de revenu accumulé, depuis la création de la société en 1981.  La Division Systèmes de Vision Modulaires de Cognex, basée à Natick, Massachusetts, est spécialisée dans les systèmes de vision utilisés pour automatiser la fabrication de produits manufacturés de nature très diverse et pour en contrôler la qualité.  La Division des Systèmes d’Inspection de Surface (SISD), dont le siège est à Alameda, Californie, est spécialisée dans les systèmes d’inspection des processus continus, utilisés pour l’inspection des surfaces de produits comme les métaux, les papiers, les plastiques.  En plus de son siège basé à Natick, Massachusetts, Cognex possède également des bureaux régionaux en Amérique du Nord, au Japon, en Europe et en Asie du Sud-Est.  Le siège de Cognex Europe se trouve à Rueil-Malmaison en périphérie de Paris. Visitez Cognex en ligne : http://www.cognex.fr.  

Pour plus d'informations sur les solutions d'application de Cognex :

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