Inspection optique 3D dans la production à chaud d’installations de coulée continue, de laminoirs à chaud et de laminoirs à tubes - où les surfaces vacillantes, la chaleur, le calcaire, la saleté et l’humidité sont à l’ordre du jour ? Pour IMS Messsysteme GmbH, leader du marché dans ce domaine, il s’agit d’une compétence essentielle. Avec Ranger3 de SICK, l’entreprise utilise depuis plus d’un an un capteur de vision 3D qui améliore considérablement les performances de ses propres systèmes d’inspection et ouvre en même temps de nouveaux domaines d’application et de nouvelles opportunités commerciales.
Inspection 3D dans une aciérie : un jeu d’enfant pour Ranger3
12 juil. 2019
La caméra de streaming Ranger3 établit la future norme en matière de traitement d’images 3D industrielles en termes de technologie, de vitesse, de résolution et de facilité d’intégration
.Grâce à sa technologie innovante ROCC (Rapid-On-Chip-Calculations) développée par SICK, elle peut traiter jusqu’à 15,4 gigapixels par seconde et permet une imagerie 3D plein format (2560 x 832 pixels) à une vitesse de 7 kHz
.Cela permet à la caméra de vision 3D Ranger3 d’effectuer des mesures 3D haute résolution des dimensions, des contours et des propriétés de surface, même dans des processus de production et d’inspection rapides, afin de détecter les moindres écarts et défauts
.La détection du contour de la ligne laser projetée sur l’objet est indépendante des couleurs et des contrastes, de la luminosité ambiante ou, comme pour les systèmes de mesure IMS, de l’aspect optique des profilés, plaques ou tubes extrudés qui scintillent de chaleur.
Systèmes de mesure IMS
:Leader du marché de l’inspection optique pour l’industrie de l’acier, de l’aluminium et des métaux
La société IMS Messsysteme GmbH à Heiligenhaus développe et produit des systèmes de mesure isotopiques, radiologiques et optiques pour l’industrie sidérurgique et des métaux non ferreux
.Fondée en 1980, l’entreprise emploie aujourd’hui environ 450 personnes sur les cinq continents
.« Avec des solutions complètes telles que le système de mesure X-3Dvision, nous nous sommes établis en tant que leader technologique et commercial pour les systèmes de coulée continue, les laminoirs à chaud et les laminoirs à tubes », déclare Zvezdan Pejovic, directeur produit et commercial des systèmes d’inspection optique 3D chez IMS
.Les systèmes permettent de contrôler en une seule opération et dans les conditions les plus difficiles les dimensions, les contours, la rectitude et les défauts de surface tels que les fissures, les dépôts, les inclusions ou les évidements des profilés longs et des tubes
.« Plus vite les erreurs sont détectées, plus vite les processus d’usinage peuvent être corrigés et les rejets évités », explique Zvezdan Pejovic
.« C’est pourquoi nos systèmes de mesure sont déjà utilisés dans la production à chaud
.Les profilés et les tubes y sont encore chauds à près de 1.000 °C et posent donc les plus hautes exigences à la technique de mesure elle-même ainsi qu’à la structure mécanique des systèmes de mesure. »
Les systèmes de mesure X-3Dvision d’IMS sont utilisés pour l’inspection à 360° de produits présentant une grande variété de propriétés géométriques
.« Afin de pouvoir couvrir toute la surface des profilés ou des tubes sans discontinuité, nous intégrons plusieurs caméras et lampes laser dans un dispositif de mesure circulaire à travers lequel le matériau long est passé pour inspection », explique Zvezdan Pejovic, expliquant la conception de base du système
.« Les composants métrologiques sont intégrés dans la construction stable du châssis et sont protégés du contact direct avec l’environnement
.De plus, les caméras et les transmetteurs laser sont refroidis à l’air et à l’eau pour assurer des températures ambiantes stables et donc des résultats de mesure précis et reproductibles.
»La précision est l’un des points forts des systèmes de mesure d’IMS : pour la mesure de contours, l’entreprise spécifie une résolution typique de 0,05 mm et une reproductibilité de ± 0,08 mm - et pour l’inspection de surface, des sillons, fissures et rayures de seulement 0,3 mm de largeur, 10 mm de longueur et 0,3 mm de profondeur peuvent être mesurés et détectés de manière fiable (par exemple dans une installation existante derrière le laminoir à bandes rétrécies, à une vitesse de production de 10 m/s)
.La mesure des dimensions et des contours ainsi que l’inspection de surface sont donc effectuées avec une précision et une reproductibilité spécifiées jusqu’au submillimètre, garantissant ainsi des produits de la plus haute qualité.
Système de mesure avec 22 caméras Ranger3 pour un spectre de profils complet
Selon le type et le contour d’un produit long, les systèmes de mesure IMS utilisent entre trois et huit caméras pour l’inspection à 360°
.« Cependant, l’un de nos systèmes les plus récents intègre beaucoup plus de capteurs de vision 3D, soit 22 Ranger3 », explique Zvezdan Pejovic
.« Cela nous a permis de répondre à la demande d’un client qui souhaitait un système de mesure et d’inspection unique et de haute précision pour l’ensemble de sa gamme de profilés H, L, C, CZ et rideaux de palplanches.
»SICK a développé la technologie ROCC pour calculer les données 3D directement dans la caméra
.Le capteur CMOS du système Ranger3 convertit la ligne laser détectée sur l’objet en son profil 3D exact
.Cela signifie que la caméra fournit des coordonnées 3D prêtes à l’emploi pour le système de mesure X-3Dvision d’IMS sans post-traitement fastidieux
.En même temps, l’interface Gigabit Ethernet de la caméra de streaming garantit que même de grandes quantités de données de mesure puissent être transmises en temps réel
.« Selon l’application, les caméras génèrent jusqu’à 24 000 profils par seconde, soit un débit de données allant jusqu’à 4 Gbits/s pour toutes les caméras », confirme Zvezdan Pejovic
.« Avec les caméras Ranger3 de SICK, nous avons pu développer notre X-3Dvision en un système en ligne pour l’inspection multiprofil
.Ceci permet d’obtenir une très grande précision même à des vitesses élevées
.En même temps, cela permet de détecter même les écarts les plus infimes si tôt qu’une correction immédiate du processus de coulée ou de laminage est possible. »
Nouvelles applications avec Ranger3
Reste à savoir pourquoi, avec des produits aussi puissants que les profilés et les tubes en acier, en fer ou en aluminium, il est important d’utiliser des capteurs de vision 3D haute résolution pour détecter de manière fiable les déviations et les défauts même filigranes
. « C’est un aspect fondamental », explique Zvezdan Pejovic
. « En tant que leader du marché, IMS s’engage à fournir à ses clients des systèmes de mesure précis, fiables et robustes afin qu’ils puissent positionner leurs produits sur le marché mondial concurrentiel
. Les autres aspects sont de nature pratique et financière
. Des mesures et dimensions incorrectes peuvent entraîner des réclamations et des refus d’acceptation de la part des entreprises de transformation ultérieure.
» Avec l’aide de la caméra de streaming Ranger3, IMS ne garantit pas seulement la meilleure qualité de processus et de produits, cela ouvre également de nouvelles opportunités de marché pour l’entreprise
.« Les vitesses de mesure et de transfert élevées des capteurs de vision 3D de SICK ouvrent de nouveaux champs d’application à nos systèmes d’inspection partout où la production s’effectue à grande vitesse », explique Zvezdan Pejovic
.« Ceci s’applique, par exemple, à la fabrication de rails, et plus encore à la production de barres ou de fil machine avec des vitesses d’avance allant jusqu’à 100 m/s.
»Pour IMS, Ranger3 est ainsi adaptée non seulement pour ses performances, mais aussi pour son potentiel en tant que « enabling technology » pour les applications futures des systèmes de mesure de l’entreprise.
Andreas Behrens
Head of Product Management Identification & Vision
Andreas Behrens et son équipe assurent, entre autres, l’extension orientée vers le marché et prospective de la gamme de produits dans le domaine des technologies d’identification et de vision
.
L’ingénieur électricien, véritable expert en capteurs, à rejoint l’entreprise en 2010
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en tant que Head of Market Product Management, il gérait déjà l’ensemble du portefeuille SICK pour l’ensemble des secteurs et des technologies
