Éclairage de vision artificielle pour l’inspection de membranes : deux cas pratiques

Les membranes transparentes et semi-transparentes sont difficiles à inspecter, car elles peuvent transmettre ou diffuser l’éclairage au lieu de produire un contour net et visible. Un système pratique de vision artificielle doit faire apparaître de façon cohérente les états « membrane présente » et « membrane absente », sans dépendre uniquement d’améliorations logicielles. Dans ces deux essais, l’objectif de l’inspection était la détection de présence. Deux structures de membranes nécessitaient des géométries d’éclairage différentes : un éclairage en dôme pour une membrane à bague en acier, et un éclairage annulaire à faible angle pour une membrane en dôme.

Pourquoi la géométrie de l’éclairage est cruciale dans la détection de présence de membranes

Une membrane peut être physiquement présente tout en restant presque invisible sous un éclairage inadapté. L’éclairage doit donc interagir avec la membrane et le dispositif de fixation de façon à créer, dans la zone d’inspection, une variation répétable d’intensité ou de couleur.

Pour l’échantillon de bague en acier, une image en niveaux de gris s’est avérée suffisante, car la membrane transformait la bague, passant du noir au blanc sous un éclairage diffus frontal. Pour l’échantillon à membrane bombée, une caméra couleur a permis de conserver la différence tonale visible : la bague de fixation apparaissait noire sans la membrane et blanc laiteux une fois celle-ci installée.

Ces essais illustrent pourquoi la source lumineuse doit être choisie en fonction du comportement optique de la pièce, et non uniquement de sa luminosité. La forme de surface, la transparence, le champ de vision, la distance de travail, le type de caméra et l’espace disponible pour le montage ont tous influencé la configuration finale. Les images fournies démontrent une séparation visuelle nette, mais aucune valeur d’exactitude, de temps de cycle ou de reproductibilité n’a été communiquée ; ces paramètres doivent être confirmés lors de la validation en production.

Cas 1 : Inspection de membrane sur bague en acier à l’aide d’un éclairage en dôme

La première configuration utilisait un éclairage diffus frontal provenant d’un éclairage en dôme de forme arrondie. Sa surface réfléchissante étendue répartissait la lumière autour du support en anneau d’acier et produisait une image monochrome à fort contraste. Dans les résultats fournis, l’anneau du support restait noir en l’absence de membrane et devenait blanc vif en présence de celle-ci. Ce changement d’état fournit à l’algorithme de vision un signal direct de région d’intérêt pour la détection de présence.

La configuration d’imagerie se composait d’une caméra monochrome à balayage surfacique MV-CS200-10GM de 20 MP , un lentille fixe de 35 mm , et un éclairage en dôme KM-3DM13034-W-24V-S . La distance de travail de la lentille était 180 mm , le champ de vision était 67 × 45 mm , et la hauteur d’installation de l’éclairage était 93 mm .

Un éclairage en dôme était approprié, car la membrane et le dispositif circulaire exigeaient un éclairage frontal large et uniforme. Pour le déploiement en production, l’équipe devrait verrouiller l’exposition et le gain, protéger la station contre les variations de la lumière ambiante et valider les échantillons dans des conditions normales, avec membrane absente, avec membrane décalée et avec variations par lot.

Cas 2 : Inspection du dôme-membrane à l’aide d’un éclairage annulaire à faible angle

Le deuxième échantillon présentait une géométrie différente et nécessitait un angle d’éclairage plus bas. Un éclairage annulaire à faible angle, dirigé horizontalement, a illuminé la zone dôme-membrane tandis que la caméra couleur enregistrait le contraste RVB résultant. En l’absence de membrane, la région du dispositif circulaire apparaissait noire. Avec la membrane installée, cette même région apparaissait blanc laiteux, rendant ainsi les deux états visuellement distincts.

Cette configuration utilisait une caméra couleur à balayage de surface MV-CU120-10GC de 12 MP , un objectif fixe de 16 mm avec une bague d’extension de 1 mm , et un éclairage annulaire KM-2RN12085A0-W-24V(1.3)-D . La distance de travail de la lentille était 80 mm , le champ de vision était 37 × 28 mm , et la hauteur d’installation de l’éclairage était 23 mm .

L’agencement à faible angle a été sélectionné afin de révéler la réponse de la membrane tout en conservant la forme circulaire et les trous environnants. Avant la mise en production, l’inspection doit être testée après stabilisation thermique et dans les tolérances prévues concernant la position de la pièce.

Synthèse technique

Ces cas démontrent que des tâches de détection de présence similaires peuvent nécessiter des éclairages différents sOLUTIONS . La membrane à anneau en acier a bénéficié d’un éclairage diffus en dôme et d’un contraste monochrome, tandis que la membrane en dôme nécessitait un éclairage annulaire à faible angle et des informations couleur. Le choix approprié dépendait de la façon dont chaque membrane interagissait avec la lumière, et non simplement de la résolution de la caméra.

Pour un nouveau projet d’inspection de membrane, fournissez le dessin de la pièce, des images échantillon, le matériau de la membrane, le champ de vision, la distance de travail, la vitesse linéaire, le modèle de caméra et les critères d’acceptation. Un essai contrôlé sur échantillon permet ensuite de comparer les géométries d’éclairage et de documenter les conditions finales relatives à la caméra, à l’objectif, à l’éclairage, à l’exposition, au gain et au montage. Ce dossier facilite la reproductibilité des résultats lors de l’installation ou de la duplication du système. L’équipe de production doit également conserver des images de référence pour les états acceptés et vérifier à nouveau le seuil après toute maintenance, tout remplacement de dispositif de fixation ou tout ajustement de l’éclairage. Cela évite qu’un changement matériel non documenté ne devienne une nouvelle source de résultats erronés.

Envoyez à HIFLY vos échantillons de membranes conformes et défectueuses afin de bénéficier d’un essai d’éclairage spécifique à l’application et de recevoir des recommandations de configuration.