Soluciones de procesamiento de imágenes para inspecciones de líneas de montaje en tiempo real

Aunque ya estamos pasando a la Industria 4.0, un buen número de líneas de montaje de fabricación siguen confiando en los ojos humanos para encontrar y analizar los productos defectuosos en la línea de transporte.

Aunque es imposible replicar lo que el ojo humano puede ver, al mismo tiempo, ningún ojo humano puede replicar la velocidad, la precisión y la exactitud de sistemas como la visión artificial y los robots. Una cadena de montaje equipada con estos sistemas puede realizar rutinas de inspección repetitivas en tiempo real sin errores y sin agotarse.

Introduciendo un completo sistema de visión artificial que puede ayudar a mantener la calidad del producto en la línea de montaje. Despliegue estas soluciones de visión con la informática y las cámaras integradas adecuadas y probablemente ahorrará dinero y tiempo a largo plazo.

Descubramos más sobre la funcionalidad y las características de los sistemas de visión artificial utilizados para la inspección de la línea de montaje.

Manteniendo la calidad en la línea de montaje con un sistema de visión

Una de las áreas más populares en las que se utilizan hoy en día los sistemas de visión artificial (MV) es en el proceso de fabricación, especialmente en la línea de montaje. La MV reemplaza al ojo humano, con un sistema de visión automática más rápido y preciso que puede adquirir y procesar imágenes de los productos que pasan por la línea en tiempo real.

En la planta de fabricación, la solución del sistema de visión debe estar compuesta por los siguientes componentes: una cámara/sensor con la iluminación adecuada, una plataforma de procesamiento de imágenes con software MV, y un actuador como un robot.

Este sistema inspecciona la línea de ensamblaje en tiempo real, a la vez que pone en marcha mecanismos de acción como el aprobado/reprobado, que rechazan ciertos productos con defectos, irregularidades y otras fallas de fabricación. Además de un simple resultado de “sí o no”, estos sistemas también pueden ser configurados para proporcionar un sofisticado análisis y control de toda la línea de montaje, y algunos incluso arreglan o nivelan los productos defectuosos.

¿Qué características del producto pueden ser inspeccionadas con un sistema de visión?

Para asegurar la calidad de un producto, un sistema de visión puede inspeccionar las líneas de montaje y detectar las siguientes características del producto:

• Detección de presencia. Simplemente detecta si un objeto o parte del producto está ahí, por ejemplo, el aro con que se abren las latas.
• Determinar si una pieza está colocada correctamente, por ejemplo, los sellos de los paquetes o el cableado.
• Lectura de etiquetas, por ejemplo, errores de imprenta, en buzones, cartas, etc.
• Encontrar irregularidades o defectos, por ejemplo, arañazos, contaminación, errores en la línea de producción, decoloración, etc. Estas ligeras irregularidades son difíciles de encontrar porque son inesperadas y aleatorias. Los sistemas de visión utilizan algo llamado “Plantilla dorada” para comparar otros elementos en tiempo real y encontrar estas irregularidades.

Si el sistema se coloca en la fase correcta de la línea de producción, puede ayudar a ahorrar un gran número de recursos. En lugar de encontrar un defecto en un producto terminado al final de la línea, el sistema de visión puede detectar la pieza defectuosa a mitad del proceso, rechazarla y notificarla. De esta manera el producto puede ser arreglado y puesto de nuevo en la línea.

El sistema de visión: ¿Cómo inspecciona los productos en las líneas de montaje?

La solución de inspección varía de un producto a otro y de un requisito a otro. Puede ser un desafío especificar el proceso de inspección de una aplicación compleja. Sin embargo, una inspección simple puede dividirse fácilmente en los siguientes pasos.

Adquisición de imágenes > Procesamiento de imágenes > Acciones adicionales.

1. Adquisición de imágenes. El sistema de visión utiliza una sola o un grupo de cámaras IP para tomar automáticamente imágenes de cada producto en la línea de montaje. Para ayudar al sistema a inspeccionar los productos como lo haría el ojo humano, debe haber la iluminación circundante correcta, la lente de la cámara y la configuración del obturador, la orientación de la cámara, etc. Una vez que se adquiere la imagen, ya sea en 2D o 3D, se envía a una plataforma local (o a una computadora embebida) para un mayor análisis y procesamiento de la imagen.
2. Procesamiento de imágenes. Los algoritmos de visión artificial pueden ayudar a detectar bordes y patrones específicos dentro de la imagen obtenida para encontrar objetos específicos, como los anillos de las latas. Una vez que el objeto ha sido localizado dentro de la imagen, se crea un punto de anclaje. Este punto de anclaje reduce el rango para el procesamiento posterior de la imagen, ahorrando así tiempo y recursos. A partir de ahora, se pueden aplicar diferentes análisis al objeto aislado, por ejemplo, posicionamiento, orientación, identificación mediante códigos, comparación con plantillas, etc.
   Pero el sistema de visión sólo es capaz de hacer todo esto a la misma velocidad de la línea de montaje de fabricación con la ayuda de computadoras embebidas con capacidad de procesamiento de imágenes e inspección de visión artificial.
3. Evaluación de resultados y acción. Tener resultados inmediatos a la misma velocidad que el proceso de fabricación da lugar a acciones adicionales. Los resultados del procesamiento de imágenes determinarán la siguiente acción en la línea de montaje. Si los resultados “fallan”, un sistema físico como un brazo robótico, ubicado en la línea, eventualmente empujará el producto lejos de la línea de transporte, lo dejará pasar o si es posible, arreglará el defecto.

Soluciones de procesamiento de imágenes para inspecciones ópticas automatizadas en tiempo real

Para mantener el control de calidad de los productos mediante la visión artificial, las imágenes deben ser adquiridas, almacenadas y procesadas en tiempo real. Además, el sistema también debe ser capaz de proporcionar retroalimentación o informar a una estación central de gestión.

Uno de los componentes clave del sistema de visión es un sistema de computación embebido de alto rendimiento como el LEC-2580 que puede procesar las imágenes de los datos de cámaras IP y enviar peticiones a los actuadores, como brazos robóticos. Esta computadora embebida es el cerebro que realiza el procesamiento de imágenes en tiempo real y los algoritmos de visión artificial.

El LEC-2580 actúa como el controlador de inspección visual de la línea de montaje. Integra varios componentes para que esto suceda:

• Procesador Intel Core de alto rendimiento.
• Gráficos Intel HD para el procesamiento intensivo de imágenes en aplicaciones de visión artificial.
• Conectividad de E/S para múltiples cámaras y protocolos para Controladores Lógicos Programables (PLC).
• Puertos HDMI duales para monitorear e interfaces HMI.
• Puede funcionar en un amplio rango de temperaturas.

Palabras finales

La tecnología de vanguardia en cámaras, sensores, robótica, software de visión artificial y plataformas de procesamiento de imágenes en tiempo real ofrecen un sinfín de posibilidades para la automatización de la inspección y el control de calidad.

Juntos, estos componentes de vanguardia hacen una solución de visión artificial que es difícil de ignorar.

Los sistemas de visión artificial van mucho más allá de lo que el ojo humano puede hacer. Pueden mejorar la precisión, velocidad y exactitud del proceso de inspección en las líneas de montaje. Estos sistemas pueden ayudar a conseguir cero defectos en una línea de montaje y mejorar la calidad general del producto.

Pero todo se reduce al cerebro que integra los sistemas de imagen con los actuadores, la plataforma de procesamiento de imágenes. Una computadora embebida como el LEC-2580 está bien posicionada para el procesamiento industrial de imágenes y el control de calidad.