Affranchissement de qualité grâce à la vision et à LabVIEW

Author(s):
Emmanuel Geveaux - TecAtlant

Industry:
Aerospace/Avionics, Government/Defense, Electronics

Products:
High-Speed Digitizers, LabVIEW, Machine Vision

The Challenge:
Contrôler le positionnement d'un circuit souple placé sur le support de cartouche d'encre pour machines à affranchir le courrier.

The Solution:
Développer un système basé sur une caméra FireWire, la bibliothèque IMAQ Vision et LabVIEW.

Neopost, l’un des leaders mondiaux de machines à affranchir, souhaite contrôler sur un headset (cartouche d'encre pour machine à affranchir) le bon positionnement des flex (circuits souples fixés sur le headset). Les deux films incluent les zones de contacts métalliques sur lesquelles viendront se connecter les picots de la machine à affranchir. Le contrôle de position exige une précision de l'ordre de la dizaine de micromètres. À chaque utilisation, les contacts métalliques servent à envoyer les commandes d'impression aux cartouches d’encre et à transmettre des informations à une EEPROM qui gère les caractéristiques de la cartouche (niveau d’encre restant, date de validité, couleur...). En cas de défaut de positionnement des flex, la cartouche risque de ne pas imprimer.

En production, les flex sont positionnés manuellement par des opérateurs expérimentés. Le développement et la polyvalence de la main-d’oeuvre a soulevé le problème de la vérification du positionnement des deux flex. Neopost a de nouveau sollicité TecAtlant, partenaire Nl. Le premier projet visait à programmer l’EEPROM située sur l'un des deux flex et à tester les buses d'impression. Cette application avait nécessité une carte haute vitesse PCI-6533 et une carte PCI-5102, associée à LabVIEW. Les contraintes rencontrées ont été la vitesse requise (2 MHz) ainsi que la synchronisation des deux cartes.

Les choix de TecAtlant
Cette fois-ci, la solution proposée est basée sur l'utilisation d'une caméra numérique Sony XCD-700, FireWire (IEEE-1394), d'un objectif télécentrique et d'un éclairage axial de type Doal. Au niveau logiciel, l'application a été développée avec LabVIEW 6.1 et les bibliothèques IMAQ Vision et FireWire. Le choix d'une caméra FireWire est justifié par la faible vitesse de vérification des pièces demandées (une pièce toutes les quatre secondes). De plus, cette technologie nécessite une connectique et une maintenance simplifiées et le coût global est très compétitif.
Lorsque les deux flex sont positionnés sur le headset, ce dernier est placé sous l'éclairage et le programme s’exécute. L’analyse de l’image se fait en moins de 500 millisecondes. On compare alors un modèle (image étalon) à l'image obtenue et on en déduit si les circuits souples sont correctement fixés. Dans le cas contraire, les flex sont à nouveau collés et on réitère l'opération. Le modèle représente la position idéale de collage des films afin d’assurer le transfert des informations à l’EEPROM. Il a été créé en indiquant la dispersion de positionnement des aiguilles de contact des machines. L'aire de dispersion des aiguilles (pogos pin) est symbolisée par des carrés verts. Via de nombreux calculs effectués sur l'image (traitements morphologiques, seuillage, etc.), on en déduit la bonne application des flex et les défauts de collage.

Neopost voulait sécuriser au maximum l’application. Ainsi, plusieurs mesures ont été prises :
- le paramétrage complet et l’accessibilité du modèle par les fichiers cryptés
- l’utilisation d’une clé hardware USB sans laquelle le programme ne pourra s’exécuter.

Les difficultés rencontrées lors de ce projet étaient liées à la mise en place du système de vision. Une attention particulière a été apportée à l'éclairage avec l'utilisation d'un miroir semi-réfléchissant. Il fallait trouver la solution idéale pour s’adapter aux contraintes techniques et physiques du produit et ce, pour toutes les configurations. En effet, suivant le modèle testé, les films plastiques peuvent avoir des teintes différentes. Le développement, l'intégration et le test du système ont demandé deux mois de travail.

Les résultats
Cette application, regroupant plus de 200 VIs, est un outil de contrôle, puisque chaque pièce est vérifiée, et un outil d'apprentissage, puisqu'il aide les opérateurs à optimiser la fixation des flex. Neopost est très satisfait du système actuel car, hormis l'amélioration du collage des flex, la société a constaté une amélioration de la qualité en interne.

Août 2003

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Emmanuel Geveaux
TecAtlant
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