Analyse technique du double contrôle pour le revêtement des emballages souples : Décomposition technologique de base du système de suivi de la qualité des revêtements ARISE CTS 3.0

[ Positionnement technique : Solution d'inspection intégrée développée en interne, construction d'un système technologique de contrôle qualité différencié]

Dans le secteur de l'inspection en ligne des emballages souples, la plupart des équipements ne comportent qu'un seul module d'inspection. À l'inverse, ARISE a développé en toute indépendance le système technologique complet CTS 3.0, une technologie de double inspection combinant micro-ondes, radar et vision , permettant le fonctionnement collaboratif et synchrone des deux types d'inspection. Cette solution ne se limite pas à la simple superposition de deux capteurs ; il s'agit d'une solution technologique matérielle et logicielle intégrée, fruit de plusieurs années de recherche et développement.

Architecture technique intégrée à trois couches, assurant un contrôle qualité multidimensionnel complet du revêtement

Couche 1 : Acquisition collaborative par plusieurs capteurs hétérogènes au niveau de la couche de perception

module radar à micro-ondes

Ce système utilise un équipement micro-ondes à bande exclusive sur mesure, capable de pénétrer des matériaux tels que les substrats PET, les encres d'impression, le noir de carbone, les revêtements céramiques, etc. En exploitant les ondes électromagnétiques pour traverser l'interface entre la couche de revêtement et le substrat, des différences de phase sont générées, permettant ainsi un calcul précis de la densité surfacique du revêtement. Insensible aux interférences dues à la couleur de la surface du film, aux motifs imprimés ou à l'état de surface, il fournit des données stables sur la masse surfacique réelle du revêtement.

Module de vision industrielle

Elle est équipée d'une caméra industrielle haute résolution, associée à un éclairage annulaire LED multi-angles pour minimiser les interférences dues aux reflets. Elle intègre un algorithme de reconnaissance des défauts par apprentissage profond développé en interne, capable d'identifier plus de vingt défauts d'aspect courants des revêtements, tels que les revêtements trop fins, les accumulations d'adhésif, les rayures, les bulles, etc.

Modules auxiliaires de soutien à l'inspection

• Unité d'inspection auxiliaire aux rayons X mous : la dose de rayonnement de l'appareil est conforme aux normes de contrôle de sécurité nationales et peut être utilisée pour la vérification auxiliaire du poids de base du revêtement.
• Unité de mesure du point laser : Effectue une acquisition de données de haute précision à point fixe pour l’étalonnage des valeurs de mesure radar.
• Unité de reconnaissance visuelle O+K : Effectue une classification et un jugement précis pour différents types de défauts.

Couche 2 : Couche de fusion – Vérification collaborative de données multi-sources (Technologie de base développée en interne)

Il existe une différence inhérente dans les fréquences d'échantillonnage entre les dispositifs radar et de vision, et les deux ensembles de systèmes de coordonnées de données ne peuvent pas être alignés naturellement, ce qui constitue un défi technique courant dans l'industrie.

Solutions de soutien ciblées et développées en interne par ARISE :

• Solution de synchronisation temporelle développée en interne : Un composant de déclenchement synchrone matériel développé en interne est utilisé pour obtenir un alignement d'échantillonnage au niveau de la milliseconde/microseconde entre le radar et la vision, garantissant que les deux ensembles de données correspondent au même emplacement et à la même période sur le web.
• Solution d'enregistrement spatial précis : Un algorithme d'étalonnage automatique des points caractéristiques développé en interne fait correspondre la carte de distribution de la densité surfacique du radar avec le système de coordonnées de l'image de vision, avec une erreur d'enregistrement contrôlée à moins de 0.1 mm.
• Modèle de jugement par fusion de données doubles : Il intègre un algorithme de probabilité conjointe basé sur l'inférence bayésienne, qui analyse de manière exhaustive les données de poids issues du radar et les images d'apparence visuelle pour déterminer la cause première des défauts.

Par exemple, lorsque le radar détecte un grammage élevé du revêtement alors que l'image visuelle montre une surface de film lisse sans défauts, le système peut aider à déterminer si le problème est dû à une fluctuation de la viscosité de l'adhésif ou à un écartement du rouleau doseur, fournissant ainsi une référence claire pour la chaîne de production.

Couche 3 : Couche application – Avertissement gradué intelligent et optimisation des processus

Mécanisme d'alerte conjoint à plusieurs niveaux

• Anomalie détectée par un seul appareil : alerte jaune, nécessitant une vérification par un opérateur si nécessaire ;
• Anomalie détectée simultanément par radar et vision : alerte rouge, arrêt de production recommandé pour dépannage ;
• Un écart entre les deux ensembles de données entraîne une alerte orange, nécessitant une vérification et une confirmation manuelles.

Fonction d'optimisation des processus assistée par l'IA

Le système accumule des données d'inspection de production à long terme, analyse les modèles de fluctuation du revêtement grâce à des algorithmes et génère automatiquement des références de paramètres de fonctionnement recommandés et adaptés à la ligne de production, notamment la vitesse de production, la température du four, la viscosité de l'adhésif, l'écartement des rouleaux, etc. Avec une utilisation prolongée, sa précision de jugement s'améliore continuellement.

Accumulation technologique différenciée de la solution, créant de multiples barrières à l'entrée

1. Accumulation de R&D en matériel RF : Le choix de la bande de fréquence, la structure de l'antenne et les circuits de traitement du signal du radar à micro-ondes nécessitent un investissement important en recherche et développement dans le domaine des radiofréquences. L'ensemble du matériel a été développé et personnalisé en interne par l'entreprise.
2.  Réserve d'algorithmes de fusion interdisciplinaires : L'algorithme de fusion à double inspection intègre plusieurs disciplines, dont le traitement du signal, la vision industrielle et les statistiques mathématiques. Le cycle complet de R&D est relativement long et nécessite une optimisation itérative continue.
3. Collecte massive de données mesurées en temps réel sur une chaîne de production : S’appuyant sur des années de projets d’installation sur site dans divers secteurs d’activité à l’échelle nationale, des volumes importants d’échantillons de production web réels ont été accumulés pour la formation continue du modèle de jugement des défauts.
4. Capacités d'ingénierie informatique en temps réel pour les lignes de production à grande vitesse : Une optimisation poussée des logiciels et du matériel a été réalisée pour les lignes de production de revêtements à grande vitesse (jusqu'à 300 m/min), répondant ainsi aux exigences de calcul synchrone en temps réel pour le traitement de volumes massifs de données d'images et de radars. Cette solution d'inspection intégrée a été développée grâce à un long processus de R&D et de mise en œuvre, ce qui la rend difficilement reproductible à court terme.

Feuille de route du développement itératif du produit

• CTS 1.0 : Fonction de mesure de la densité surfacique de base du revêtement implémentée
• CTS 2.0 : Ajout d’un module de stockage et de traçabilité des données de production par lots
• CTS 3.0 : Inspection double synchrone intégrée par radar à micro-ondes et vision, balayage pleine largeur, interface avec le système MES, alerte d’anomalie à plusieurs niveaux et prise en charge du contrôle coordonné du guide de bande/tension/repérage des couleurs.
• CTS 4.0 : (Planification R&D) : Optimisation active des processus pilotée par l'IA, maintenance prédictive des équipements et plateforme de visualisation de jumeaux numériques.

ARISE perfectionne en permanence sa technologie d'inspection intégrée, fournissant des solutions éprouvées de contrôle de la qualité des revêtements pour des industries telles que l'emballage flexible, les rubans adhésifs, les films et les matériaux pour batteries au lithium.

ARISE, qui innove constamment dans les technologies de contrôle web, propose des solutions complètes de contrôle web.