Vendredi 1er août 2025
Dans le domaine de l’automatisation industrielle, atteindre un positionnement micrométrique nécessite une maîtrise pointue des systèmes de vision. Les systèmes de vision de haute performance reposent sur des ensembles optiques soigneusement conçus, comprenant des objectifs spécialisés, des lentilles optiques calibrées, des prismes de déviation, et des filtres spectrals optimisés pour la plage UV, visible ou infrarouge. En robotique industrielle, ces ensembles optiques permettent aux robots de détecter, localiser et positionner des pièces ou outils avec une exactitude répétable, même à cadence élevée.
Optics Concept, fort de plus de 20 ans d’expérience et de plus de 1 000 projets menés, se distingue par son expertise en composants optiques de précision, son équipe d’opticiens spécialisés en photonique, en calcul optique et selon la norme ISO 10110, ainsi que par sa certification ISO 9001. Grâce à cela, chaque cahier des charges est rigoureusement élaboré et traduit en solutions opto-mécaniques robustes et performantes.
Systèmes de vision optique et positionnement micrométrique
Composants optiques de précision
Pour atteindre une tolérance au micron, chaque élément de la chaîne de vision doit être optimisé. Cela passe par la sélection de lentille sphérique ou lentille asphérique à faible aberration, de lentille cylindrique pour focaliser dans une seule direction, ou encore de prisme optique à angle précis pour dévier ou redresser l’image.
Ces composants optiques, fabriqués par Optics Concept selon la norme ISO 10110, garantissent une précision de centrage, une rugosité de surface minimale et une transmission lumineuse maximale. Des traitements multicouches anti-reflet ou polarisants sont appliqués pour optimiser la bande spectrale choisie (ex. : 400–700 nm pour vision visible, 800–1700 nm pour NIR).
Dans un contexte robotique, cette précision optique garantit que le système capte une image sans distorsion ni perte de contraste, assurant ainsi un positionnement fiable des bras ou têtes robotisées.
- Ces composants optiques sont les "yeux" du robot. Ils lui permettent de percevoir son environnement avec exactitude, de distinguer des détails infimes et de prendre des décisions de positionnement en temps réel. Sans cette précision, le robot ne pourrait pas assembler, saisir ou aligner correctement des pièces.
Objectifs télécentriques pour la métrologie
La métrologie optique exige un grossissement constant et l’absence de distorsion perspective. Les objectifs télécentriques d’Optics Concept sont conçus pour que les rayons lumineux arrivent parallèles à l’axe optique, éliminant les erreurs dimensionnelles liées à la profondeur.
Ces objectifs intègrent des groupes de lentilles hautement corrigées, un diaphragme ajusté et des traitements anti-reflet optimisés pour la longueur d’onde utilisée. Ils sont indispensables pour le contrôle dimensionnel automatisé ou l’alignement de composants miniatures, où la précision se compte en microns.
Dans un système robotisé, cette technologie optique garantit la fiabilité des mesures lors des tâches répétitives à grande vitesse.
- Les objectifs télécentriques fournissent au robot des mesures stables et fiables, indispensables pour des opérations de contrôle qualité ou de positionnement précis. Ils éliminent les variations visuelles dues à la perspective, assurant au robot une référence constante pour ses mouvements.
Chaîne de vision complète
Un système de vision industriel performant associe un ensemble opto-mécanique complet comprenant le bloc lentille optique, les filtres, les supports mécaniques à tolérances serrées et un alignement précis avec le capteur.
Optics Concept conçoit ces chaînes optiques complètes en intégrant la gestion thermique (pour éviter les dilatations qui fausseraient la mise au point), le choix de l’éclairage (LED, laser structuré, fibre optique) et l’adaptation spectrale à la matière observée.
Chaque sous-ensemble est validé par simulation optique et contrôle interférométrique, garantissant une stabilité d’image et une précision de positionnement durable, essentielle pour des robots opérant 24/7.
- Cette intégration garantit que chaque élément optique fonctionne en parfaite harmonie avec le robot. Le résultat : une vision stable et exploitable, même dans des environnements changeants, ce qui permet au robot d’exécuter des tâches complexes sans recalibrage fréquent.
Optique, les applications minutieuses
Assemblage électronique
Dans le pick-and-place de composants SMD, la vision repose sur des objectifs macro haute résolution combinés à des capteurs CMOS rapides. Ces ensembles optiques sont optimisés pour une faible profondeur de champ et une résolution inférieure à 2 µm/pixel, permettant de détecter l’orientation, la polarité et la position des composants optiques.
En intégrant des filtres anti-poussière et des traitements hydrophobes, Optics Concept garantit une performance optique stable malgré les flux d’air et particules des lignes d’assemblage. Cette maîtrise est directement liée à la capacité des robots à placer les composants avec rapidité et fiabilité.
- La précision optique dans ce contexte assure que le robot place chaque composant optique exactement au bon endroit, évitant ainsi défauts et retouches. Plus la capture d’image est fine, plus le placement est rapide et fiable.
Inspection qualité
Le contrôle qualité utilise souvent des systèmes de vision multispectrale ou hyperspectrale, combinant plusieurs filtres optiques et objectifs calibrés pour chaque bande spectrale. Cette configuration optique permet de révéler des défauts invisibles en lumière blanche, comme des microfissures ou des variations de composition.
Optics Concept intègre des filtres interférentiels à haute sélectivité et des fenêtres optiques en verre borosilicaté ou en quartz, garantissant une transmission stable et résistante. Dans une ligne robotisée, cette fiabilité optique assure la détection instantanée des non-conformités.
- Un robot équipé de cette technologie optique peut inspecter chaque pièce en ligne, en temps réel, et trier automatiquement les produits conformes et non conformes. Cela réduit les coûts et augmente le taux de conformité.
Guidage laser et positionnement dynamique
Pour le guidage laser, l’optique comprend souvent des lentilles optiques de focalisation asphériques, des miroirs galvanométriques et des filtres de protection à haute densité optique (OD > 5). Optics Concept sélectionne des substrats (silice fondue, ZnSe, CaF₂) et des traitements diélectriques adaptés à la longueur d’onde (ex. : 1064 nm pour Nd:YAG, 10,6 µm pour CO₂).
Ces ensembles optiques maintiennent la focalisation et l’alignement même sous vibrations, garantissant aux robots une trajectoire laser parfaitement contrôlée.
- Grâce à ces éléments optiques, le robot peut suivre avec exactitude une ligne de coupe ou de soudure, même sur des pièces aux contours irréguliers, optimisant ainsi la qualité et la vitesse d’exécution.
Les avancées récentes en optique de précison
Capteurs de vision autonomes
Les capteurs intelligents modernes sont directement intégrés avec des objectifs industriels haute performance choisis pour leur compatibilité spectrale et leur capacité à minimiser la distorsion optique. Optics Concept collabore avec les fabricants pour adapter les distances focales, les ouvertures et les champs de vision aux contraintes spécifiques des postes robotisés.
L’association capteur-optique est optimisée pour réduire la latence, ce qui améliore la réactivité du robot dans ses ajustements de trajectoire.
- Cette combinaison capteur-optique permet aux robots de réagir plus vite à des changements dans leur environnement, améliorant leur efficacité dans les tâches de tri, d’assemblage ou de contrôle.
Durcissement optique et performances haute fiabilité
Dans les environnements complexes, les composants optiques doivent résister à l’abrasion, aux chocs thermiques et aux agents chimiques. Optics Concept applique des revêtements durcis (DLC, fluoropolymères) et encapsule les lentilles optiques dans des montures scellées IP67 ou IP69K.
Les surfaces optiques sont polies à un Ra < 1 nm pour éviter l’accumulation de particules. Chaque ensemble est validé par tests vibratoires et cycles thermiques, assurant aux systèmes robotisés une performance optique stable même en production continue.
- Ces protections optiques assurent que les systèmes de vision des robots restent fiables et précis, même dans des environnements de production poussiéreux, humides ou soumis à des projections.
L'optique dans la robotique industrielle avec Optics Concept
Dans la robotique industrielle, l’optique est le cœur de la précision et de la fiabilité. Chaque lentille optique, chaque filtre, chaque traitement de surface et chaque alignement optique influe directement sur la capacité d’un robot à effectuer sa tâche avec exactitude.
Optics Concept maîtrise l’ensemble de cette chaîne, de la conception à l’intégration, en tenant compte des contraintes spectrales, mécaniques et environnementales propres à chaque application robotisée. Cette combinaison de rigueur scientifique et de savoir-faire industriel permet aux clients de déployer des robots plus rapides, plus précis et plus fiables, renforçant leur compétitivité sur les marchés les plus exigeants.
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