Une solution de vision clé en main : Observer le contenu d'une bouteille

15 juin 2021

FPC Food Plastics avait du mal à vérifier le goulot de chaque bouteille afin d'identifier les produits décolorés. Ce qu'il lui fallait, c'était une solution optique.

High-quality optical machine vision with midiCam
High-quality optical machine vision with midiCam

En tant que fournisseur principal de bouchons et de bouteilles, la marque australienne FPC Food Plastics (FPC) fournit des services d'embouteillage aux marchés des produits laitiers, des jus de fruits et des services alimentaires depuis plus de 20 ans. Ses bouteilles, dont la capacité varie de 150 ml à 5 litres, sont principalement destinées aux produits laitiers. Le problème auquel FPC plastics était confronté était une teinte jaune qui devenait plus saturée à la base des bouteilles. FPC avait besoin d'un système fiable capable de détecter ce problème et de l'éliminer de la chaîne de production.

" La teinte jaune ne se produisait que rarement ", explique Patrycja Chrobak, responsable qualité chez FPC. "Elle était principalement due à des problèmes avec le broyeur qui se manifestait entre les productions de lots. Même avec les procédures et les règles en place, nous avons continué à observer un petit nombre de bouteilles avec toujours cette même teinte jaune. La difficulté était que la décoloration était si faible que nous n'étions pas trop sûrs de savoir comment empêcher systématiquement ce problème de se reproduire", a déclaré Ron Woolard, électricien de site chez FPC. "Si vous mettez côte à côté un produit conforme aux spécifications et le produit décoloré, il est extrêmement difficile pour l'œil humain de le détecter."

En raison de la limitation et du coût élevé des contrôles humains, et de la demande de capacités de vérification fiables et cohérentes que la main-d'œuvre humaine ne pouvait tout simplement pas satisfaire, l'équipe savait qu'elle devait se tourner vers de la vision industrielle. L'idée d'introduire des capteurs comme solution est apparue lors de l'une des réunions qualité de l'équipe de FPC. "Je savais que SICK était un leader dans le domaine des capteurs optiques", explique M. Woolard. "Ayant travaillé dans ce secteur pendant un certain temps, je les avais souvent rencontrés et j'avais déjà utilisé leurs équipements dans différents travaux." Une fois contacté, SICK a demandé des échantillons pour avoir une meilleure idée de l'étendue du problème et de la qualité de la caméra qui serait nécessaire. En tant que fabricant mondial de capteurs et de solutions de capteurs pour les applications d'automatisation industrielle, SICK a pu proposer une solution à l'entreprise.

 

Vision industrielle de haute qualité avec une midiCam

"SICK a pu nous proposer un ensemble de solutions", a déclaré M. Woolard. "Plutôt que de choisir des produits dont nous n'étions pas entièrement sûrs, nous leur avons simplement exposé le problème et ils sont revenus vers nous avec une solution clé en main." La solution était la midiCam de SICK, conçue spécialement pour les tâches complexes de traitement d'images, comme le problème de coloration des bouteilles chez FPC. La caméra était facile à brancher et à utiliser pour l'équipe de FPC et, combinée aux capteurs photoélectriques fournis, elle a permis d'obtenir une vision industrielle optique de haute qualité.

 

SICK a également fourni un contrôleur de capteurs (SIM1012) et un écran (SID120), ainsi que des alimentations et une lampe externe. Le contrôleur a permis l'interface entre la caméra, l'éclairage et les capteurs pour garantir le bon déroulement du processus, tandis que l'écran a permis d'intégrer toutes les données dans un affichage visuel.

Sensor Integration Machine
Compact. Flexible. Intelligente.
SIM10xx
Sensor Visualization
Solution de visualisation simple et flexible pour applications de capteurs
SID
Vision industrielle 2D
Des caméras pour streaming robustes et adaptées aux exigences de l’industrie, avec interface GigE
midiCam
The solution was SICK’s midiCam, designed specifically for complex image processing tasks.
The solution was SICK’s midiCam, designed specifically for complex image processing tasks.

 

La numérisation du processus a permis d'identifier la décoloration des bouteilles.

 

"Le processus a réellement commencé avec l'un des spécialistes technico-commerciaux de SICK, Amit Shinde, qui a joué un rôle déterminant dans le lancement du projet, a coordonné le personnel pour travailler sur le projet et a respecté le budget", a déclaré Woolard. Les échanges ont commencé à la mi-juillet de l'année dernière et tout le processus a été achevé en mars 2021. Après que FPC a installé les équipements, deux autres spécialistes sont venus pour s'assurer que les réglages et la configuration étaient corrects et pour coordonner les appareils. "Ils ont même apporté leurs propres déjeuners", se souvient Chrobak en riant. "Ils se sont tellement investis qu'ils sont restés au moins quatre à cinq heures à tout ajuster". L'installation finale ressemblait à une séance de photos de bouteilles. Comme les bouteilles devaient se déplacer rapidement sur le tapis roulant, il fallait une source de lumière pour identifier les colorations en peu de temps.

"SICK nous a fourni une caisse avec du matériel à l'intérieur : un grand écran, des supports pour caméras et un éclairage pour mettre les bouteilles en évidence", explique M. Woolard. "Les éclairages ont fourni la luminosité et la courte exposition dont nous avions besoin". La caméra a été placée à 140 mm au-dessus de la bouteille et réglée spécifiquement pour capter les tons jaunes. Sa teinte était réglée sur un niveau spécifique avec une tolérance minimale, ce qui permettait à la caméra de capter davantage de pixels dans les bouteilles présentant une coloration jaune, ce qui permettait de distinguer les bouteilles "réussies" des bouteilles "ratées". Les bouteilles étant sur un tapis roulant, il n'était pas possible de les éclairer par le bas. Au lieu de cela, l’éclairage a été placé sur le côté de la bouteille, en se concentrant sur la partie inférieure. Cette configuration a permis à FPC de numériser le processus d'identification de toute décoloration des bouteilles. "Il n'est plus nécessaire qu'une personne se tienne sur la chaîne de production et regarde le goulot de chaque bouteille pour repérer le problème et l'éliminer", explique M. Woolard. "Et vous ne pouvez vraiment pas avoir quelqu'un assis sur la ligne qui regarde chaque bouteille qui passe, car il deviendrait fou, et nous ne pouvons pas nous le permettre."

 

The integration display screen worked to integrate all the data into a visual display.
The integration display screen worked to integrate all the data into a visual display.

 

L'avenir : résoudre les problèmes qualité et accroître la précision

Avec cette configuration, chaque bouteille passe à un rythme d'environ 60 à 70 millisecondes. L'écran d'affichage du capteur a également une autre fonction : il permet d'effectuer plusieurs préréglages de bouteilles. "Si nous devons changer de bouteille, il suffit d'un clic pour modifier les paramètres sur l'écran", explique M. Woolard. "C'est aussi simple que cela. La partie la plus difficile du processus a été de le configurer et de l'ajuster spécifiquement à chaque bouteille. Mais nous avions Tim pour nous aider, ce qui était formidable."

"Ce qui s'est passé, c'est que cela a changé notre façon de voir le processus", a déclaré Woolard. "Plutôt que de chercher la coloration, nous avons réalisé que nous devions chercher l'absence de couleur. À partir de là, il était plus facile de mettre en évidence et de trouver les bouteilles décolorées. "

Pour l'avenir, FPC cherche à augmenter le nombre de solutions automatisées SICK dans son système. "C'est un processus continu pour continuer à évoluer", a déclaré Woolard. "Nous envisageons d'installer d'autres unités SICK de même nature sur d'autres lignes, afin de couvrir les problèmes de qualité et d'améliorer la précision dont nous disposons actuellement."

L'avantage de travailler avec SICK, comme l'explique M. Woolard, est la proximité offerte,. Vous pouvez les appeler et leur dire : "Nous avons un problème", et ils ont la possibilité de venir vous aider en personne", a déclaré Woolard. "Outre leur grande expérience dans le secteur et leur connaissance des capteurs optiques, nous savions qu'en nous adressant à eux, nous obtiendrions une solution rapide et efficace."

 

 

Easy to plug-and-play: combined with the photoelectric sensors from SICK a high-quality optical machine vision was created.
Easy to plug-and-play: combined with the photoelectric sensors from SICK a high-quality optical machine vision was created.

 

L'automatisation : la clé de l'amélioration de la qualité

 

Grâce au nouveau système, Chrobak est persuadé que les problèmes qualité rencontrés dans le secteur de l'embouteillage diminueront, ce qui, bien sûr, rendra les clients plus heureux. "Chaque année, les clients attendent une amélioration de la qualité, du service et de la fiabilité", explique Hugh Donelly, directeur général de FPC. "Avec SICK, nous sommes en mesure de répondre à ces demandes". Selon M. Donelly, les consommateurs poussent les entreprises du secteur de l'emballage alimentaire à atteindre de nouveaux niveaux d'hygiène, comme jamais auparavant. FPC est très près d'atteindre les "100 %", comme le dit M. Donelly, mais les "un pour cent" que l'entreprise doit encore faire sont aidés par des fournisseurs de technologie comme SICK.


"Ici, chez FPC Food Plastics, nous n'utilisons pas notre technologie pour trier notre qualité, nous nous concentrons sur l'analyse des causes et la résolution du problème à la source. Mais si il y a quelque chose que nous devons vérifier, nous ne pouvons pas le faire manuellement parce que c'est trop cher et parfois impossible, à cause de la vitesse de la ligne. Pour nous, la grande nouveauté en matière d'amélioration de la qualité est l'automatisation", a déclaré M. Donelly. "Nous nous efforçons continuellement de nous améliorer dans ce que nous faisons et la technologie SICK nous aide à y parvenir à 100 %."

 

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