Inspection par Vision Machine des Dates de Production sur l'Emballage des Produits : Applications et Solutions d'Éclairage pour les Surfaces Colorées

1. Introduction

Dans les secteurs modernes de fabrication et de logistique, l'identification précise des dates de production sur l'emballage des produits est essentielle pour garantir la sécurité des produits, respecter les normes réglementaires et gérer les cycles de vie des stocks. L'inspection manuelle, autrefois la méthode principale, est sujette à des erreurs humaines, peu efficace et coûteuse en main-d'œuvre — des limites que les systèmes de vision industrielle ont efficacement résolues. L'inspection par vision industrielle (MVI) des dates de production utilise des caméras haute résolution, des algorithmes de traitement d'image et un éclairage spécialisé pour détecter, lire et vérifier automatiquement les codes de date (par exemple imprimés, marqués au laser ou au jet d'encre) sur les emballages. Un défi majeur survient lorsque les surfaces des emballages sont colorées, car les pigments peuvent réfléchir, absorber ou diffuser la lumière, altérant la visibilité des codes de date et compromettant la précision de l'inspection. Cet article explore les principales catégories de produits dans lesquelles l'MVI est utilisée pour la détection des dates et présente des solutions d'éclairage adaptées pour atténuer les interférences dues aux emballages colorés.

2. Catégories de Produits Clés pour l'Inspection des Dates par Vision Industrielle

Les systèmes de vision industrielle pour la détection des dates de production sont largement adoptés dans divers secteurs où la traçabilité des produits et la gestion de la durée de conservation sont des impératifs absolus. Voici les domaines d'application les plus importants :

2.1 Industrie Agroalimentaire

Emballage flexible : Sacs de snacks (par exemple, chips, biscuits), emballages de bonbons et poches pour aliments surgelés. Ils sont généralement fabriqués en films plastiques colorés (par exemple, rouge, bleu ou métallique) qui peuvent provoquer des reflets ou absorber la lumière.

Récipients rigides : Bouteilles en plastique (par exemple, eau gazeuse, jus), pots en verre (par exemple, confitures, sauces) et canettes en aluminium (par exemple, bière, boissons énergisantes). Les plastiques colorés (par exemple, vert pour les bouteilles de soda) ou les métaux opaques rendent souvent difficiles la lecture des codes dates imprimés avec des encres de faible contraste.

Emballages en papier : Boîtes de céréales, sacs à pain et récipients pour plats à emporter. Le papier kraft brun ou le carton imprimé (avec des graphismes vifs) peuvent créer un bruit de fond rendant difficile la distinction des dates imprimées au jet d'encre ou tamponnées.

2.2 Industrie pharmaceutique et médicale

Le secteur pharmaceutique ne tolère aucune erreur d'inspection des dates, car les médicaments expirés présentent des risques sanitaires graves. La vision industrielle (MVI) est utilisée pour :

Blister packs : Blisters en aluminium ou en plastique coloré pour pilules ou gélules. Les codes de date (souvent gravés au laser ou imprimés en petits caractères) peuvent être masqués par le pigment ou la texture de l'emballage.

Étiquettes de flacons et d'ampoules : Flacons en verre transparent ou ambré avec étiquettes en papier ou en plastique (de couleurs comme blanc, bleu ou vert). L'étiquette peut être déformée ou l'encre brouillée, et combinée à un fond coloré, cela peut perturber la lecture des codes.

Emballage de dispositifs médicaux : Emballage stérile pour seringues, pansements ou instruments chirurgicaux. Les films en Tyvek ou en plastique colorés (utilisés pour leur visibilité ou leur marque) peuvent absorber la lumière, rendant les dates d'expiration imprimées plus difficiles à lire.

2.3 Industrie cosmétique et des soins personnels

Les cosmétiques (par exemple, crèmes, shampoings et parfums) ont une durée de vie courte et des exigences strictes en matière d'étiquetage. La MVI est appliquée à :

Tubes et bouteilles en plastique : Bouteilles colorées en HDPE ou PET (par exemple, roses pour les lotions, vertes pour les produits biologiques). Les codes de date (souvent imprimés sur le fond ou sur le côté) peuvent être effacés par la couleur de l'emballage si l'éclairage est mal aligné.

Récipients en verre : Bouteilles de parfum ou de sérum en verre teinté (par exemple, ambre pour protéger les ingrédients). Les dates marquées au laser sur des surfaces en verre foncé sont particulièrement difficiles à détecter sans un éclairage ciblé.

3. Solutions d'éclairage pour atténuer les interférences dues aux emballages colorés

La réussite de l'inspection visuelle par machine (MVI) pour la détection des dates dépend du choix de la source lumineuse appropriée — celle qui minimise la réflexion/l'absorption causée par les emballages colorés et qui maximise le contraste entre le code de date et son arrière-plan. Le choix des sources lumineuses dépend de la couleur de l'emballage couleur de l'emballage , type de code (imprimé/au laser) , et propriétés de l'encre/du pigment . Voici des solutions éprouvées pour les scénarios courants liés aux emballages colorés :

3.1 Emballage rouge : Compenser l'absorption à l'aide d'un éclairage vert

L'emballage rouge absorbe la plupart des longueurs d'onde de la lumière sauf le rouge, qu'il reflète. Cela signifie que des sources lumineuses rouges feront apparaître l'emballage brillant, effaçant ainsi les codes de date (surtout s'ils sont imprimés en rouge ou avec des encres foncées). Pour résoudre ce problème :

Préférez les diodes électroluminescentes (LED) vertes : La lumière verte (longueur d'onde : 520–560 nm) est la couleur complémentaire du rouge – l'emballage rouge absorbe la lumière verte, tandis que les codes de date de couleur foncée (par exemple, encre noire) réfléchissent très peu la lumière verte. Cela crée une image à fort contraste : l'emballage rouge apparaît sombre (en raison de l'absorption), et le code de date se détache nettement et avec précision.

Exemple d'Application : Pour des sachets en plastique rouges (en-cas) avec des dates imprimées à l'encre noire, un éclairage annulaire LED vert (placé à un angle de 45° pour éviter les reflets) permet d'assombrir la surface rouge du sachet, rendant ainsi les codes de date noirs facilement détectables par la caméra.

3.2 Emballage bleu : atténuer les reflets avec une lumière jaune

L'emballage bleu réfléchit fortement la lumière bleue, entraînant un éblouissement qui peut masquer les codes de date, en particulier si l'emballage est brillant (par exemple, bouteilles en plastique). Les sources de lumière bleue amplifieront cet éblouissement, tandis qu'une lumière jaune (complémentaire du bleu) offre une solution optimale :

Utiliser des LED jaunes (longueur d'onde : 580–595 nm) : L'emballage bleu absorbe la lumière jaune, réduisant ainsi l'éblouissement et assombrissant le fond. Les codes de date imprimés avec des encres blanches, noires ou grises réfléchiront la lumière jaune différemment que l'emballage, créant un contraste net.

Ajouter des polariseurs : Pour le plastique bleu brillant (par exemple, bouteilles de shampoing), associer les LED jaunes à un filtre polarisant. Le filtre élimine la réflexion spéculaire (éblouissement) provenant de la surface de l'emballage, garantissant que la caméra capture uniquement la lumière diffusée du code de date.

3.3 Emballage noir ou foncé : Améliorer le contraste à l'aide d'une lumière blanche ou proche infrarouge (NIR)

L'emballage noir ou marron foncé (par exemple, canettes de bière, boîtes de chocolat) absorbe la majeure partie de la lumière visible, rendant les dates imprimées (souvent en encres claires comme le blanc ou le jaune) difficiles à distinguer. Deux solutions efficaces existent :

Lumières LED blanches avec diffuseurs : La lumière blanche émet un spectre complet de longueurs d'onde, et un diffuseur adoucit la lumière afin d'éviter les points lumineux. L'emballage foncé absorbe une partie de la lumière blanche, mais les encres claires la réfléchissent fortement, créant une image à fort contraste où la date apparaît claire sur un fond sombre. Cela fonctionne bien pour les codes imprimés par jet d'encre ou estampés sur du carton noir (par exemple, boîtes de céréales).

Lumière proche infrarouge (NIR) (longueur d'onde : 700–1100 nm) pour les codes marqués au laser sur plastique sombre ou métal (par exemple, canettes en aluminium noir), la lumière NIR est idéale. Le marquage au laser modifie la texture de la surface de l'emballage (plutôt qu'ajouter de l'encre), et la lumière NIR met en évidence ces différences de texture, même si l'emballage et le code sont de la même couleur à la lumière visible. Le NIR traverse également les légères imperfections de surface (par exemple, rayures sur des bouteilles sombres) qui perturberaient l'inspection en lumière visible.

3,4 Plastique transparent ou teinté : Réduire la réfraction avec des éclairages coaxiaux

Le plastique transparent ou légèrement teinté (par exemple, bouteilles d'eau claires, bocaux à pilules ambrés) provoque la réfraction de la lumière — la déviation des rayons lumineux lorsqu'ils traversent l'emballage, ce qui déforme la forme du code de date. Pour résoudre ce problème :

Éclairages coaxiaux (sources lumineuses parallèles) : Les lumières coaxiales émettent de la lumière le long du même axe que l'objectif de la caméra, minimisant ainsi la réfraction en garantissant que la lumière traverse directement l'emballage transparent. Pour les plastiques teintés (par exemple, des flacons en verre ambré), associez des lumières coaxiales avec une longueur d'onde correspondant à la réflectivité de l'encre. Par exemple, le plastique ambré absorbe la lumière bleue mais transmet la lumière jaune : une lumière coaxiale jaune traversera donc le plastique et se réfléchira sur les codes de date en encre blanche, les rendant visibles.

Exemple d'Application : Pour les bouteilles d'eau en plastique transparent avec des dates imprimées en noir sur le fond, une lumière coaxiale blanche élimine la réfraction provoquée par la surface courbée de la bouteille, garantissant que le code de date apparaisse net et sans déformation dans l'image de la caméra.

4. Conclusion

L'inspection par vision industrielle est devenue indispensable pour garantir une détection précise des dates de production dans les industries alimentaire, pharmaceutique et cosmétique, où la conformité réglementaire et la sécurité des produits sont primordiales. Cependant, l'emballage coloré reste un défi majeur en raison de sa capacité à absorber, réfléchir ou diffuser la lumière, ce qui nuit à la visibilité des codes. En choisissant des sources lumineuses basées sur des couleurs complémentaires (par exemple, le vert pour les emballages rouges, le jaune pour les emballages bleus), en exploitant l'infrarouge proche (NIR) pour les surfaces sombres et en utilisant des éclairages coaxiaux pour les matériaux transparents, les fabricants peuvent éliminer ces interférences et obtenir une inspection des dates fiable et hautement précise. À mesure que les designs d'emballage deviennent plus complexes (par exemple, finitions métalliques, graphismes multicolores), les progrès futurs dans les systèmes d'éclairage adaptatifs, équipés d'intelligence artificielle pour ajuster automatiquement la longueur d'onde et l'intensité lumineuse, amélioreront davantage l'efficacité et la polyvalence de la détection des dates par vision industrielle.