La Inspección en 3D termina con los defectos en la industria del automóvil
La inspección 3D está creciendo en la industria del automóvil, tanto con cámaras 3D como en configuraciones estéreo con múltiples cámaras 2D como las cámaras de Allied Vision Technologies.
Los sistemas convencionales de visión artificial en 2D, utilizados para la inspección en la industria del automóvil, han llegado a un punto límite, en el que es necesario aplicar técnicas de 3D para incrementar la calidad en los procesos productivos.
Las aplicaciones de visión artificial en la industria del automóvil no sólo incluyen inspección y ensamblaje sino también trazabilidad y calibración. La industria decidió tener un control del 100% de trazabilidad de sus piezas e inspeccionarlas en su totalidad para evitar defectos a gran escala.
En las líneas de montaje de la industria del automóvil, los sistemas 2D cubren un amplio rango de defectos en piezas complejas. Un método sencillo para conseguir un sistema de visión 3D es posicionar dos cámaras 2D alrededor de un objeto, parado o en movimiento, en la línea de montaje y sincronizarlas consiguiendo imágenes estéreo. Este método funciona bien para generar información de la localización 3D cuando la región de interés es grande y la cámara se encuentra muy cerca del objeto. Es muy efectivo también para objetos estáticos. Debido a la perspectiva visual, este método provoca distorsiones en la medida de profundidad dentro del campo de visión y también puede ser muy costoso si son necesarias muchas cámaras.
Una aplicación en la que ha funcionado con mucho éxito es la inspección de los tubos y tuberías que se ensamblan en un automóvil, por las que circulan el combustible, líquido de frenos, etc. Tradicionalmente los ingenieros utilizan calibraciones manuales e inspección visual para el chequeo. Como cualquier otro sistema de inspección visual, el intenso trabajo, las horas y el costo son altísimos.
AICON 3D desarrolló un sistema de medición de tuberías con cámaras de alta resolución de Allied Vision Technologies. La cámara determina la geometría de los tubos haciendo capturas sincronizadas y creando imágenes paralelas de diferentes ángulos, midiendo los ángulos de las curvas de 5 a 180 grados.
Cámaras inteligentes con sistemas 3D son cada vez más utilizadas en aplicaciones de alta tecnología como en la industria aeroespacial y en algunos casos utilizadas en robots en líneas de montaje de la industria automóvil. Uno de los sensores inteligentes 3D más pequeños es el VC Nano 3D de Vision Components. Con apenas un tamaño de 140x70x35mm, es capaz de grabar imágenes en tiempo real a una velocidad de 400Hz utilizando el método de triangulación 3D.
Fuente: Ann R. Thryft, Senior Technical Editor, Materials & Assembly (Design News)
Inspección de galletas con visión artificial
El software de visión artificial ha evolucionado mucho en los últimos años y las últimas herramientas de visión 3D han abierto puertas para nuevas técnicas que hasta ahora no eran posibles.
La industria alimentaria y la de bebidas se han vuelto extremadamente competitivas y los consumidores esperan un alto estándar de calidad y presentación de los productos. El consumidor que compra un paquete de galletas, espera todas tengan el mismo tamaño, peso y calidad. El principal objetivo del fabricante es optimizar la fabricación y garantizar la calidad tanto del producto como del embalaje.
Uno de los líderes europeos en fabricación de galletas, solicitó a Machine Vision Technology Ltd. (Leamington Spa, UK) un sistema para automatizar el control de peso y tamaño de las galletas en el proceso de producción.
En la línea de producción, 30 filas de galletas cocidas pasan en continuo movimiento por el sistema de inspección. Cada minuto se inspeccionan 120 columnas de 30 galletas cada una, llegando a 3600 galletas por minuto.
Dos galletas son combinadas con un relleno resultando en un “sándwich” de galletas al final del proceso. El objetivo es que todas las galletas rellenas tengan el mismo tamaño y peso. Las galletas constan de dos partes, rellenas de un fondant de chocolate en el medio. El fabricante necesita medir cada lado de las galletas y verificar la cantidad de relleno que tiene que llevar para que el sándwich esté correcto. El relleno es muy caro comparado con las galletas, por eso es tan importante controlar el tamaño de las galletas para optimizar el coste.
El sistema está compuesto por tres cámaras conectadas con el software de visión artificial HALCON de MVTec, que hace el análisis de las medidas, tanto de la anchura como de la longitud, verificando si es correcto el tamaño. Una cuarta cámara montada en un sistema de triangulación láser hace la reconstrucción 3D para obtener medidas muy precisas en relación al peso.
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Control de cápsulas de café mediante cámaras de visión artificial
El grupo Optima Consumer (Schwäbisch Hall, Alemania) es líder en la fabricación de sistemas de llenado de cápsulas de café y suministra a los mayores fabricantes del mundo. Para el líder italiano de tuesta de café, Optima entregó una estación de envase que incorpora un sistema de visión artificial desarrollado por Seidenader Automation (Markt Schwaben, Alemania). En el sistema de llenado de cápsulas, dos cámaras uEye GigE y cuatro uEye USB de IDS Imaging (Oberslum, Alemania) se utilizan para analizar las cápsulas antes del llenado y comprobar el sellado después del llenado. (fig.1).
Para evitar pérdidas, las cápsulas plásticas vacías son inspeccionadas, antes del llenado, para verificar deformidades y desgastes. Cualquier cápsula vacía dañada en el transporte tiene que ser detectada y separada de la línea de producción. Para ello, el sistema utiliza dos cámaras IDS UI-5220-M VGA con interfaz GigE que monitorean las cápsulas en la cinta de transporte.
Las dos cámaras son capaces de inspeccionar hasta 500 cápsulas por minuto. Seidenader Automation eligió los modelos con interfaz GigE, por la gran distancia entre el área de inspección y el PC industrial.
En menos de una décima de segundo, el software de visión artificial HALCON de MVTEC detecta las cápsulas con defecto y las retira de la cinta transportadora a través de accionadores neumáticos.
Unos soportes de metal especialmente diseñados llevan las cápsulas en columnas de ocho unidades hacia la estación de llenado, donde dependiendo del tipo de café, se puede llegar a echar hasta 10g de polvo en las capsulas. La cantidad de café es pesado y prensado dentro de las cápsulas. Una vez se han llenado las cápsulas, se sellan para mantener el aroma del café. Para garantizar que el sellado es correcto, el sistema inspecciona si la membrana está correctamente posicionada, mediante cuatro cámaras IDS UI-1540RE-M USB monocromo, equipadas con cables atornillados y protectores de lentes (fig.2), que garantizan los estándares IP65/IP67 de protección, para que el polvo del café no entre en contacto con la cámara.
Cada cámara UI-1540RE-M inspecciona dos cápsulas simultáneamente. En apenas un segundo la imagen es capturada y procesada utilizando las librerías de visión artificial Halcon de MVTec. El resultado es la inspección de una línea de ocho cápsulas en apenas 600ms. Las cápsulas con algún tipo de defecto en el sellado se separan inmediatamente.
Automatización de parkings en Dubai
El rápido crecimiento económico de Dubai el los últimos 10 años han transformado la ciudad. La población ha aumentado en más de 110% y el número de vehículos registrados ya sobrepasa 1 millón, haciendo que circular y aparcar sea una pesadilla diaria.
¿Cómo se resuelve el problema del tráfico?
Los Emiratos Árabes Unidos y el gobierno de Dubai han bloqueado los atascos y problemas de aparcamiento implementando medidas extremas con el paso de los años. Los nuevos planes de infraestructuras incluyen un sistema de metro que dará respiro en el sistema de tráfico de Dubai.
Las autoridades han aprobado también la implantación de un sistema ITS (Intelligent Transportation Systems) con la finalidad de controlar la circulación en Dubai, instalando sistemas de peajes en las carreteras y una completa remodelación en el sistema de parkings, mejorando el flujo de tráfico y los problemas relacionados con los atascos.
El fin de los problemas de parking?
Con más de 1 millón de vehículos en las carreteras, la demanda de aparcamientos de varios pisos se disparó, sobretodo en el Distrito Comercial en Deira y Bur. En 2010 el RTA (Dubai Roads and Transport Authority) anunció el plan de construcción de 50 edificios parkings, para solucionar el problema de aparcamiento. Cada nuevo parking requería un sistema de CCTV y un sistema centralizado y automático de pago.
El HNAPR es una solución ANPR (Automatic Number Plate Recognicion) desarrollada por Niaar ITS LLC. Se trata de un sistema robusto y totalmente automatizado de visión artificial, basado en cámaras de Allied Vision Technologies para el sistema de reconocimiento de matrículas en los check-points de los parkings. El sistema funciona 24 horas al día, 7 días a la semana a temperaturas superiores a los 50°C y es suficientemente resistente para aguantar el polvo y la fuerte luz del sol.
El HNAPR de Niaar fue desarrollado para simplificar y acelerar el control de todas las entradas y salidas de vehículos, así como para optimizar los tiempos de espera, reduciendo el congestionamiento de tráfico. El sistema captura imágenes de la matrícula de todos los vehículos que pasan. Las informaciones tanto de las matrículas como el día y hora se almacenan en el sistema para futuras referencias, mientras que una impresora automática entrega el ticket al usuario. Las imágenes almacenadas y los datos permiten la gestión de los parkings y también incrementan la seguridad. A parte de eso, los datos sirven para realizar el análisis de los niveles de tráfico y también restringir el acceso a algunos vehículos, en determinadas horas del día.
La tecnología utilizada en la automatización de aparcamientos
El sistema HNAPR consiste en cámaras Prosilica GC1290 de Allied Vision Technologies dentro de carcasas IP65, situadas de 2 a 3 metros del objetivo a leer. El sistema lleva incorporado una iluminación IR para visión nocturna.
La Prosilica GC1290 es una cámara megapíxel con interfaz Gigabit Ethernet (GigE Vision®) y sensor Sony ICX445 ExView HAD con una excelente respuesta en el infrarrojo cercano. Las configuraciones de la cámara, tales como velocidad de obturación, apertura, ganancia y binning pueden controlarse y ajustarse fácilmente vía software, para adaptarse a las condiciones de iluminación local.
Nueva tecnología para automatización de aparcamientos y otras aplicaciones ITS
Una nueva generación de cámaras de visión artificial, especialmente diseñadas para aplicaciones en ambientes externos, como las de ITS (Intelligent Transportation Systems) ya está disponible. La Prosilica GT de Allied Vision Technologies ofrece una gama de características, que permite a integradores de ITS incrementar prestaciones y fiabilidad a las soluciones de tráfico en el futuro.
La combinación de sensores de alta resolución Sony y Kodak con el alto frame rate, permite a las Prosilica GT capturar diversas imágenes de una misma matrícula, aumentando así la precisión del software ANPR. Como características adicionales, las Prosilicas GT tienen los I/O configurables, para sincronizar la captura de la imagen con los periféricos del sistema de tráfico, low-latency trigger, protocolo de precisión de tiempo IEEE1588, para controlar el reloj de sincronización de los diversos equipos, como los sensores e iluminaciones y para ajustar las ópticas motorizadas de acuerdo con las condiciones de iluminación.
