Une plate-forme, deux technologies de vision industrielle

La nouvelle série de capteurs 3D de Pepperl+Fuchs est constituée de deux variantes se différenciant par leur méthode de mesure : par vision stéréoscopique et à temps de vol (ToF).

Les capteurs de vision conventionnels utilisent généralement la capture d’une image 2D pour déterminer diverses caractéristiques pertinentes pour le contrôle. Les fabricants spécialisent ainsi leurs solutions dans des applications bien particulières, telles que la vérification que tous les compartiments de caisses de boissons sont occupés.

Mais si l’on reprend le même exemple, il est très difficile de contrôler en même temps la bonne position des capsules couronnes ou à vis sur les bouteilles avec un capteur 2D, parce qu’il manque les informations de profondeur sur l’axe Z. Par contre, une solution 3D pourra fournir les données pour les deux contrôles en une seule exécution automatisée.

Fort de ce constat, l’Allemand Pepperl+Fuchs vient de lancer la série de capteurs SmartRunner Explorer 3-D : elle est constituée de deux variantes se différenciant par leur méthode de mesure : par vision stéréoscopique et à temps de vol (Time-of-Flight ou ToF).

Cette plate-forme permet de répondre aussi bien aux applications requérant une précision maximale à courte distance (mesures sur bandes de convoyage, inspection) qu’aux applications extérieures (navigation des AGV, positionnement de robots), pour lesquelles l’immunité à la lumière ambiante est très importante.

La variante à vision stéréoscopique, qui intègre deux caméras de 1,4 mégapixels, affiche une zone de détection (X x Y) de 400 x 350 mm, à une distance de 600 mm, et de 550 x 500 mm, à 900 mm, avec résolution respective de 0,35 mm (1 mm en Z) et de 0,5 mm (2 mm en Z).

Grâce aux données 2D haute résolution, le capteur peut être aligné avec précision sur l’objet cible, ce qui facilite l’interprétation des résultats de mesure. Les images 2D sont automatiquement superposées pour former une image de disparité, qui constitue la base du nuage de points 3D. Parmi les autres caractéristiques, on peut coter une fréquence d’acquisition maximale de 10 Hz, le support d’objets se déplaçant jusqu’à une vitesse de 1 m/s, une suppression de la lumière ambiante supérieure à 20 klx, un prétraitement des données intégré, via un FPGA.

La variante ToF, elle, dispose d’une seule caméra 640 x 480 pixels, mais affiche une zone de détection de 440 x 33 mm (résolution de 0,7 mm et de ±2,5 mm en profondeur), à une distance de 0,5 m, et de 6 600 x 4 950 mm (10,5 mm et ±40 mm), à 7,5 m. Cette variante se distingue également par sa fréquence d’acquisition jusqu’à 30 Hz – pour une vitesse d’objet jusqu’à 1 m/s – et une suppression de la lumière ambiante supérieure à 100 klx, grâce au système d’éclairage DuraBeam de longueur d’onde de 940 nm.

Enfin, les deux variantes utilisent la même structure de données brutes normalisée et le même logiciel ViSolution, qui est d’ailleurs fourni gratuitement et qui assure la configuration de la visualisation spécifique à la tâche des données 2D et 3D en quelques clics. Les utilisateurs retrouveront, dans les deux cas, une interface Gigabit Ethernet TCP/IP et un boîtier identique de dimensions (L x H x P) de 165 x 67 x 56 mm