EuroWire July 2015

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Article technique
Juillet 2015 63
Mesure de la qualité de la
surface ultra-rapide, haute
résolution pour fils, fibres
optiques et câbles
Par Jean-François Fardeau, Gérald Novel et David Miara, Cersa-MCI, Division Recherche et Développement, Cabries, France
Résumé
Ce projet répond à l’exigence perçue
depuis longtemps par le secteur du fil, du
câble et de la fibre optique, d’effectuer de
façon efficace la mesure de la qualité de la
surface et la détection des défauts en ligne.
Cela a été possible grâce aux plus récents
progrès technologiques dans le secteur de
l’optoélectronique.
Le système fonctionne comme une caméra
en anneau autour des fils. La version pour
fil mince fonctionne de 10μm (0,4 mils) à
2mm (80mils) et elle est fournie en deux
modèles, pour fil mince et ultra mince.
Avec 64 points par circonférence, environ
300 000 circonférences par seconde (c/s),
et une dimension du point proportionnel
au diamètre du fil, le système augmente les
performances de détection de la surface
bien au-delà du niveau de la totalité des
technologies existant déjà à un coût
compétitif.
Le système comprend toute les fonctions
de calcul électronique requis en temps réel:
caractérisation et sélection des défauts, et
alarmes. Il se connecte à des ordinateurs
extérieurs pour l’enregistrement des
données, la configuration des paramètres
et pour l’affichage des images de la surface
sur l’écran de l’ordinateur, des calculs
statistiques, des rapports sur la quantité
de la production et de l’entretien (Brevet
International juillet 2004).
D’autres modèles, conçus pour des
diamètres supérieurs, de résolutions plus
hautes mais ayant une vitesse inférieure
seront disponibles au cours de l’année
prochaine.
Introduction
Dans les applications où la qualité de
la surface (rugosité, défauts, nœuds,
étranglements) est critique, comme dans
le cas de fils d’acier inoxydables minces
spécifiques, de fils d’or, du plaquage de fils,
de revêtements ou de colorations de fibres
optiques et de l’émaillage de fils de cuivre
à bande large, il n’existait aucun instrument
pour l’analyse superficielle complète à
haute résolution et haute vitesse.
Les instruments de détection existant
actuellement sont basés sur l’analyse de
l’image avec caméra standard. Dans le cas
du fil mince, les limites sont représentées
par la résolution sur le fil, par la fréquence
de l’image et par le système d’éclairage
pour l’analyse de la surface.
Avec l’élaboration des images dans la
circonférence complète sans contact, l’on
couvre la totalité de la surface du fil à haute
résolution et haute vitesse, et l’on peut
évaluer la surface et la forme du défaut.
À 300 000 circonférences par seconde et 64
points de circonférence, à une vitesse de
ligne de 30m/s (1 800m/mn), la résolution
axiale (pas) serait de 0,1mm (4 mils).
En considérant les impulsions
d’alimentation du fil pour la mesure
de la longueur et de la vitesse, deux
dimensions sont déterminées : longueur et
circonférence. On obtient ainsi une image
du fil à deux axes pour la caractérisation
du défaut. En connectant le système à un
ordinateur, l’one peut afficher des images
locales de la surface du fil, spécialement
dans le cas d’un défaut du fil, pour
l’analyser et l’étudier.
En utilisant exclusivement des composants
statiques, la durée du dispositif ne pose
aucun problème. L’entretien des systèmes
optiques dans des environnements
difficiles exige une attention particulière.
Pour réduire l’entretien, l’on utilise de l’air
propre comprimé pour éviter la déposition
de poudre, de vapeur ou la précipitation de
particules dans l’interface du tube de verre
intérieur.
Principe
L’idée est née de la lueur d’un projecteur
sur un cylindre.
Dans cette image, re/D est environ égal à
deux pour cent. Il s’ensuit que re/π*D < 1%
de la circonférence.
Côté entrée Côté sortie
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▼ Figure 1