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Le Grand Dilemme Du Champ De Vision…

Bymars 27, 2020Articles

Voir… Le sens de la vue n’est-il pas fantastique ? On pourrait se dire que le meilleur moyen de comprendre quelque chose est de le voir. Parfois, aucune lecture ni aucune écoute n’est suffisante pour expliquer quelque chose que nous ne connaissons pas. Ensuite, nous le voyons et nous disons “Ah!“- Tout devient plus clair.

Pourtant, pour vraiment comprendre, nous devons nous assurer d’avoir une vue d’ensemble globale. Imaginez-vous en train de regarder un beau coucher de soleil par une belle soirée sur la Méditerranée. Pouvez-vous imaginer comme il serait dérisoire de ne voir qu’une partie du soleil plutôt que la totalité de la boule flamboyante s’enfonçant lentement sous l’horizon ? Ou encore, imaginez voir une personne sauter sur place et faire des mimiques de la bouche incompréhensibles. Nous penserions sûrement qu’il est fou tant que nous n’aurons pas fait un tour et vu des milliers d’autres fêtards en train de danser sur de la musique jouée sur scène. Mais trêve d’analogies… En termes simples, notre champ de vision est ce qui met les choses en perspective ! Plus notre vision s’élargit, plus nous voyons et explorons, et l’on pourrait dire, plus nous devenons sages (!).

 

Bien que cela puisse paraître un peu fantaisiste, il en est de même pour la mesure et l’inspection.

Plus nous pouvons voir clairement les artefacts, mieux nous pouvons identifier les caractéristiques qui doivent être mesurées et identifier les défauts. D’ailleurs, plus nous en voyons, plus vite nous pouvons accomplir les tâches de mesure ou d’inspection.

Les fabricants ont la chance d’avoir un grand nombre de possibilités en termes de systèmes de mesure et d’inspection vidéo. Ces systèmes offrent différentes méthodes de mesure et de capacités grâce à des technologies d’imagerie avancées et au développement de logiciels, qui à leur tour permettent aux fabricants d’obtenir une qualité constante dans leur production et de réduire les rebuts. Cependant, le besoin de précision et de qualité est souvent à l’origine de l’un des enjeux les plus critiques auxquels sont confrontés les fabricants aujourd’hui, à savoir les longues routines de mesure, qui ralentissent en définitive la livraison du produit et peuvent entraîner d’autres problèmes plus en amont de la chaîne de valeur.

Si nous examinons les mesures réalisées sur des systèmes de mesure optiques et vidéo, l’une des raisons pour lesquelles les routines de mesure prennent autant de temps est qu’en général le champ de vision affiché à un moment donné est petit. Par conséquent, les composants doivent être repositionnés plusieurs fois afin que toutes les caractéristiques critiques puissent être mesurées. Cela est tout à fait normal, car la plupart des mesures vidéo sont effectuées avec un grossissement relativement élevé, ce qui permet de mesurer plus précisément les caractéristiques plus petites.

 

Augmentation du champ de vision et réduction du temps de mesure

Ces dernières années, la plupart des fabricants d’équipements de mesure ont proposé de nouvelles solutions pour augmenter le champ de vision et réduire le temps de mesure ainsi que l’intervention de l’opérateur. Ces systèmes utilisent souvent des objectifs télécentriques qui offrent des champs de vision plus larges et une faible distorsion. Les objectifs télécentriques offrent également une plus grande profondeur de champ par rapport aux objectifs macro standard, de sorte qu’un plus grand nombre de caractéristiques d’un composant sont mises au point. L’une des plus grandes caractéristiques des progiciels de mesure disponibles aujourd’hui est que les caractéristiques visibles à l’intérieur du champ de vision – et dans la mise au point – peuvent être mesurées presque instantanément. Cette capacité est souvent sous-utilisée en raison des systèmes de mesure vidéo équipés de zooms offrant des champs de vision de petite taille. Les objectifs télécentriques, associés aux capacités de mesure instantanée du logiciel de mesure, rendent ces “systèmes de mesure à champ de vision” très pratiques et souhaitables pour de nombreux clients.

Tout comme de nombreux autres défis que les fabricants doivent relever au quotidien, nous ne pouvons pas aborder toutes les difficultés de mesure avec une approche universelle. Comprendre les avantages et les inconvénients de plusieurs méthodes de mesure vidéo nous permet d’utiliser les bons outils pour le bon travail.

Les systèmes de mesure du champ de vision s’avèrent particulièrement utiles pour les mesures de profil de composants qui n’ont pas de très petites caractéristiques (par exemple moins de 0,1 mm de diamètre) à mesurer, car il leur manque souvent le grossissement nécessaire pour mesurer de si petites caractéristiques.

Les images de la figure 1 ci-dessous ont été prises sur une machine de mesure vidéo standard équipée d’un objectif macro. Les deux images montrent ce que l’opérateur verrait dans le champ de vision. Ces images montrent également la proportion du composant pouvant être mesurée en une seule fois.

 

Small FOV

Fig.1 Petit champ de vision, images à fort grossissement avec un objectif macro

 

La figure 2 montre à quoi ressemblerait le même composant utilisé dans les images ci-dessus sur un système de mesure du champ de vision équipé d’un objectif télécentrique. Maintenant, la totalité du composant peut être affichée dans le champ de vision et toutes les caractéristiques du composant mesurées instantanément.

Large FOV

Fig.2 Grand champ de vision, image à faible grossissement avec un objectif télécentrique

 

Alors, pourquoi n’utilisons-nous pas tous des objectifs télécentriques et ne réduisons-nous pas considérablement les temps de mesure ?

Eh bien, tout d’abord, la grande profondeur de champ des objectifs télécentriques les rend inadaptés aux mesures dans l’axe Z. Les objectifs à faible profondeur de champ réduisent les incertitudes liées à la mise au point et conviennent donc mieux aux mesures dans l’axe Z. C’est la raison pour laquelle les objectifs télécentriques sont utilisés sur des systèmes de mesure vidéo ou optiques qui réalisent des mesurent uniquement sur les axes X et Y.

Comme nous l’avons mentionné, les systèmes de mesure équipés d’optiques télécentriques ne permettent pas de modifier le grossissement, à l’exception des solutions de vision industrielle sur mesure. Cela signifie que toute caractéristique trop petite pour être détectée par le logiciel de détection des contours ne peut pas être mesurée, ou au mieux, que sa mesure manquera de précision.

Les systèmes de mesure avec possibilité de modifier le grossissement offrent plus de flexibilité aux opérateurs et conviennent mieux aux entreprises souhaitant utiliser le même système pour mesurer un vaste éventail de composants. Les systèmes dotés de grands champs de vision, en revanche, conviennent parfaitement aux entreprises dont la priorité est de mesurer des pièces spécifiques rapidement et en grand volume.

 

En conclusion, il n’existe pas de solution unique pour toutes les mesures. Tandis que les systèmes de mesure à grand champ de vision offrent une grande simplicité et une grande capacité de traitement, la flexibilité des systèmes plus conventionnels dotés d’optiques de zoom ou de microscopes optiques permet de mesurer des pièces plus complexes. Afin de vous assurer que vous choisissiez le meilleur système en fonction de vos besoins, il est essentiel que vous discutiez avec des spécialistes du secteur et évaluiez toutes les solutions envisageables possibles. Contactez l’équipe de Vision Engineering pour des conseils sur tous vos besoins en métrologie.