Le CEA teste les microballons avec LabVIEW et IMAQ Vision

Author(s):
Fabrice Jomard - CEA/Valduc

Industry:
Research, Energy/Power

Products:
Machine Vision, LabVIEW, GPIB

The Challenge:
Le contrôle dimensionnel de microballons (de 500 mm à 2 mm).

The Solution:
Mettre un oeuvre un banc de tests utilisant une carte de contrôle d’instruments, le logiciel LabVIEW, une carte d’acquisition d’images et un logiciel de traitement et d’analyse d’images.

Le Département de Recherches sur les Matériaux Nucléaires (DRMN), de la DAM (Direction des Applications Militaires) au CEA (Commissariat à l’Energie Atomique), à Valduc, en Côte d’Or, mène des études de recherche et développement appliquées à la fabrication de cibles pour lasers de puissance. Ces recherches s’insèrent dans le Projet de Laser Mégajoule (LMJ).
Les cibles se présentent sous forme de microballons en polymère, vers lesquels vont converger les faisceaux lasers. Ces microballons ont une taille variant de 500 mm à 2 mm. Leur épaisseur est comprise entre quelques micromètres et deux cents micromètres.
La vérification de la conformité de ces microballons est une étape essentielle du projet. Cette vérification s’effectue en deux parties. D’abord, un pré-tri automatique élimine tous les microballons dont le diamètre à l’équateur n’est pas conforme aux spécifications exigées. Ensuite, l’épaisseur des microballons est mesurée par interférométrie.
Les études de caractérisation s’effectuent par lots de microballons. Chaque séquence de test contrôle consécutivement quarante-neuf microballons placés en carré (7x7) sur une plaque de verre dépolie percée de trous (entraxe : 5 mm).

Nous voulions développer une application qui puisse à la fois assurer le contrôle du déplacement de la plaque de verre et la mesure du contour de chacun des microballons. Les déplacements de la plaque sont gérés par un tiroir MICROCONTRÔLE piloté par le PC. L’ensemble est placé sous une loupe monoculaire sur laquelle est montée une caméra CCD qui numérise l’image sur 8 bits via une carte d’acquisition.

Mise en oeuvre
Le programme a été développé avec LabVIEW. Lorsque l’application est lancée, un cycle de test vient caractériser le diamètre de chacun des microballons.
La commande du tiroir assurant les déplacements de la plaque de verre est assurée par une carte de contrôle PCI-GPIB. Les microballons sont successivement placés sous la caméra reliée à une carte IMAQ 1408 connectée au PC. L’image du microballon est alors analysée par le logiciel qui valide ou non le diamètre de l’objet grâce à un algorithme que nous avons implémenté à l’aide d’IMAQ Vision. Diverses options permettent de régler les paramètres du calcul de diamètre et l’exécution du programme. À la fin de chaque cycle de test, un rapport récapitulant les caractéristiques des microballons valides est généré sous Word via la communication ActiveX.
L’offre de National Instruments proposait une solution complète qui comprenait la commande du tiroir, l’acquisition et le traitement des images. Les temps de développement ont été considérablement réduits grâce à LabVIEW et aux utilitaires fournis avec les cartes qui nous ont permis de configurer facilement l’acquisition d’images et le contrôle GPIB. Avec LabVIEW nous avons pu développer nos propres fonctions, en particulier une fonction de "rehaussement adaptatif de contraste" réalisée en C et importée par un CIN. De plus, la bibliothèque IMAQ Vision est simple à utiliser et ouverte aux évolutions de notre application. Auparavant, l’analyse des images acquises s’effectuait avec des curseurs positionnés sur l’écran de contrôle.
Nous avons donc continué dans cette voie pour la deuxième application en conservant les mêmes matériels et logiciels. Les microballons valides ont été placés sous une source lumineuse, l’analyse avec IMAQ Vision de la figure d’interférences obtenue permet de mesurer l’épaisseur de la paroi d’une manière très précise.

Mars 2002

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Fabrice Jomard
CEA/Valduc
Is sur Tille 21120
FR
fabrice.jomard@cea.fr

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