La caméra relève tous les défauts des cordons de soudure

Le 01/12/2008 à 11:04

Le système de vision Virowsi de Vitronic contrôle tout type de soudures à des fréquences élevées. Pour chaque cordon, il inspecte près d’une vingtaine de critères. De plus, il s’adapte à toutes les techniques de soudage.
Le nom de Vitronic est encore assez peu connu sur le marché français. Pourtant la société n’est pas toute jeune. Créée en Allemagne en 1984, elle est spécialisée dans les solutions de vision et d’identification par caméras numériques. La filiale française, née en 2006, propose une solution déjà installée en Allemagne chez des grands noms de l’automobile ou de la mécanique : le système Virowsi (Vitronic Weld Seem Inspection), destiné au contrôle des cordons de soudure par vision.
Dans le principe, il n’y a rien de nouveau. Le système est constitué d’un laser et d’une caméra CCD. Associé à un robot de soudage, il contrôle automatiquement les joints de soudure par triangulation laser. La particularité de ce système : son adaptation à toutes les techniques de soudage (arc ou laser), à toutes sortes de soudures (aluminium, acier, joints de colle, etc.) et la détection pour chacune d’entre elles d’une vingtaine de défauts. « La plupart des outils présents sur le marché contrôlent la présence du cordon, sa position latérale, et les éventuels manques de matière, précise Stéphane Fernandez, responsable des ventes France chez Vitronic. Avec notre système, nous détectons aussi des pores, des caniveaux, des formes convexes excessives, et mesurons même la hauteur et la largeur du cordon à n’importe quel endroit. » Le tout avec des seuils d’acceptation variables.
Autre intérêt de la caméra Virowsi, sa vitesse d’acquisition. Le contrôle des soudures s’opère en effet à une fréquence comprise entre 450 Hz à 2 kHz, suivant le temps de cycle requis par l’industriel. « Le but, c’est de détecter le maximum de défauts en un minimum de temps », résume Stéphane Fernandez. Enfin, la caméra peut être utilisée en ligne. Elle est alors associée au robot de soudage non pas pour le guider (comme c’est le cas avec plusieurs solutions existantes), mais pour détecter en temps réel d’éventuelles dérives. « Nous venons de réaliser une application dans laquelle la caméra est associée au robot qui manipule la torche de soudage. Dès que le robot a déposé le cordon de soudure, il revient au début pour inspecter la qualité du joint à l’aide de la caméra. Si un défaut est détecté, l’information est donnée au robot pour qu’il réajuste immédiatement le cordon », explique Stéphane Fernandez. Dans la configuration standard, la pièce à inspecter est fixe et le capteur est mobile, mais on peut aussi immobiliser la caméra et utiliser le robot pour manipuler les pièces devant elle. Ou encore placer la caméra au-dessus d’un convoyeur. Bref, tout est possible.
Une mesure par comparaison
Le contrôle se fait toujours en deux temps. Il y a d’abord une phase d’apprentissage au cours de laquelle le laser acquiert plusieurs profils de la pièce “nue”, sans cordon de soudure, afin de construire son modèle 3D. Après l’opération de soudage, le procédé est reproduit. Les deux modèles obtenus sont alors comparés. Suivant les seuils d’acceptation prédéfinis, le cordon est considéré conforme ou pas. La difficulté de la mesure, c’est de déterminer le profil des pièces avec ou sans cordon en s’affranchissant des réflexions lumineuses ou des perturbations ambiantes. « Le secret réside dans l’algorithme de calcul associé au système de vision », indique Stéphane Fernandez. On n’en saura pas plus… Les vitesses de balayage sont comprises entre 200 et 800 mm/s (pour un soudage à l’arc) et de 30 à 130 mm/s pour un soudage laser. La caméra et le laser sont intégrés dans un boîtier de 100 x 60 x 171,5 mm. Pour la solution complète (caméra et robot), il faut compter entre 100 et 120 k.