Un capteur de vision commande les pistolets de pulvérisation chez Lantmännen Unibake

Si les systèmes de vision sont généralement associés au contrôle de qualité, les capteurs Inspector de SICK offrent d’innombrables possibilités en production pour commander les processus. Chez Lantmännen Unibake à Mouscron, une boulangerie industrielle qui produit des croissants et autres viennoiseries, des caméras sont mises en œuvre pour maîtriser la pose d’une couche de dorure sur les produits.

La couche brillante qui rend les croissants et les produits de boulangerie si appétissants est appelée ‘dorure’ dans le métier. Il s’agit d’un mélange d’œufs entiers ou de jaunes d’œufs qui est apposé sur les produits juste avant le passage au four. Une étape banale, pensez-vous, mais dans une boulangerie industrielle, où les produits sont positionnés par rangées sur un tapis convoyeur à une cadence élevée, la pose de cette dorure amène de nombreux défis.

Tout d’abord, il s’agit d’un produit relativement coûteux qu’il faut utiliser avec parcimonie. Pour récupérer la dorure qui tombe sur les côtés, la faire circuler et la réutiliser, le blanc d’œuf est battu jusqu’à former un mélange mousseux. De plus, les systèmes de circulation ouverts sont assez délicats à traiter en matière d’hygiène et d’entretien.

Autant de raisons qui ont poussé Lantmännen Unibake, lors de la construction d’une nouvelle ligne de production, à rechercher un système pour la pose précise et hautement contrôlée de la dorure sur les produits qui transitent par le tapis convoyeur.
 

Lantmännen Unibake est une entreprise suédoise qui possède une chaîne internationale de boulangeries industrielles. Suite à une acquisition en 2006, la société dispose de trois sites de production en Belgique – à Bruxelles, à Londerzeel et à Mouscron.

«A Mouscron, nous fabriquons des croissants, des pains au chocolat, des couques suisses et d’autres viennoiseries pour le marché B2B » explique l’ingénieur de projets Maarten Dedeurwaerder. « Nos produits sont envoyés congelés chez les clients dans le monde entier, où ils sont cuits dans les supermarchés, les hôtels ou lors d’événements. Ils sont également distribués par des grossistes aux commerces de détail. » La Belgique n’est pas seulement connue pour sa bière et son chocolat, ces produits congelés de qualité supérieure sont très appréciés jusqu’en Amérique et en Australie. L’exportation est donc un volet important chez Lantmännen Unibake, bien que la part du lion soit réservée à la Belgique et dans les pays limitrophes.

 L’usine de Mouscron comprend 5 lignes qui produisent, selon un processus continu, une large bande de pâte. Cette pâte est découpée et, pour certains produits, fourrée et pliée. Les produits obtiennent leur forme définitive dans une tour de rangement. Ils reçoivent alors une couche de dorure, et certains produits sont garnis d’amandes effilées ou de granulés de chocolat. Ces produits ne reçoivent alors pas de dorure mais sont aspergés d’eau. Après la pose de la dorure ou de la garniture, les produits sont rangés dans une tour de congélation où ils sont congelés et préparés pour l’expédition.

 L’ensemble du processus de production est fortement automatisé, et selon les recettes, des machines mobiles sont ajoutées aux lignes pour les fourrages et les garnitures.

« L’aspersion avec de l’eau ou de la dorure a lieu sur notre nouvelle ligne de production avec des pistolets. Un collecteur est placé sur toute la largeur du tapis convoyeur et plusieurs têtes de pulvérisation y sont montées, que nous pouvons piloter individuellement », explique Maarten Dedeurwaerder. « De cette manière, nous pouvons garantir une application précise de la dorure, en évitant le plus possible une aspersion sur le tapis convoyeur. Un système de circulation n’est dès lors plus nécessaire.»
 

Pour la détermination de l’emplacement des produits sur le tapis convoyeur, un capteur de vision Inspector de SICK est mis en œuvre. Les produits sont placés par 6 ou 8 sur une rangée et ne sont jamais parfaitement alignés. Le capteur de vision permet de contrôler, juste avant le passage à la pulvérisation, ou les produits se trouvent, et d’activer/désactiver les pistolets en conséquence. La technologie intégrée de l’Inspector permet une analyse suffisamment rapide des images pour transmettre en temps réel au PLC qui contrôle la pulvérisation, l’information d’activer certains pistolets.

Andy Verbeken s’est chargé de la programmation de cette application: « L’Inspector réalise une image sur toute la largeur du tapis convoyeur. Dans cet espace, nous avons défini des zones qui correspondent aux surfaces accessibles par les pulvérisateurs. Un algorithme simple compte le nombre de pixels dans chaque zone pour déterminer si un produit s’y trouve à un moment donné. Si c’est le cas, le pulvérisateur correspondant est activé avec un retard qui est dépendant de la vitesse du tapis convoyeur. »

 L’application en soi est relativement poussée car si on regarde le processus, on remarque que certains pistolets sont activés légèrement plus tôt ou plus tard que le reste, lorsque le produit se trouve juste en dessous, devant ou à l’arrière d’autres produits. Le schéma suivi pour l’application de la dorure est donc entièrement réglé sur le schéma qui reprend les produits sur le tapis convoyeur.

Grâce à la fonctionnalité intégrée de l’Inspector, cette réalisation n’a pas nécessité de programmation trop complexe. Il a été fait usage, de manière innovante, des zones définies dans les images des caméras, ce qui a permis d’obtenir une relation 1-pour-1 entre les images observées dans les zones et l’activation des têtes de pulvérisation.

L’éclairage est une problématique récurrente chez les systèmes de vision. Il est en grande partie déterminant de la qualité des images qui enclenche la logique du capteur. « Dès que le tapis convoyeur était mouillé, nous avions des problèmes de réflexion sur les images, et les produits n’étaient plus clairement reconnaissables », continue Maarten Dedeurwaerder. « Nous sommes donc passés à un éclairage extérieur avec une poutre équipée de lampes LED qui éclaire suffisamment le tapis convoyeur et supprime toute réflexion. Chez nous, le tapis convoyeur est bleu. En réglant correctement l’intensité des couleurs, nous avons obtenu assez facilement une reconnaissance des produits. »

Chez Lantmännen Unibake, ce nouveau système représente une belle amélioration par rapport au système de circulation appliqué précédemment.  Le processus est mieux maîtrisé et délivre un produit de qualité, avec moins de problèmes en production. Le système de caméras a été appliqué pour la première fois sur une nouvelle ligne, et les autres lignes en seront bientôt équipées.