Los sensores de visión, en contraste con los sensores fotoeléctricos tradicionales, ayudan a las máquinas a inspeccionar, analizar y rechazar partes o productos defectuosos.
Los sensores son una parte crítica de los procesos industriales de manufactura, optimizando la productividad y la calidad, por medio de la detección de partes y productos defectuosos antes que de abandonen la línea de producción. Mientras que los tradicionales sensores fotoeléctricos interpretan datos solo de un único punto, los sensores de visión ofrecen una solución alternativa integral para aplicaciones más demandantes.
El censado por visión, consiste en aplicar las imágenes electrónicas a la situación de la manufactura con el propósito del control, tanto de procesos, de herramientas, de un robot o de control de calidad. Los sensores de visión funcionan básicamente adquiriendo una escena entera en imagen, y entregando una señal de aprobar o rechazar. Este proceso incluye tres pasos principales: adquisición, análisis y determinación. En la etapa de adquisición, la cámara toma una foto de la parte o producto a evaluar. En la etapa de análisis, esta imágen se transfiere a una memoria, se procesa, se examina y se compara con parámetros previamente establecidos. Finalmente el sensor de visión toma una decisión para cada parámetro basado en tolerancias definidas por el usuario, para finalmente entregar los resultados como salida.
Como funciona un sensor de visión?
Hoy en día los sensores de visión se componen de dos elementos principales, hardware y software. La cámara y el controlador constituyen el hardware, y el software consiste en el sistema de control, la interfaz de usuario y los algoritmos de procesamiento de imágenes. Mientras que el hardware determina un rango de características y eficiencias del producto, es el software el que implementa el conjunto de características funcionales, la interfaz de usuario gráfica, y en últimas el rendimiento real.
La inspección del sensor de visión y el conjunto de herramientas de análisis (que es parte del software), incluyen herramientas de localización que compensan los movimientos rotacionales y translacionles, herramientas de visión que analizan la imagen, y herramientas de análisis que miden y evalúan los resultados. Parte de esto último es una herramienta de prueba que puede ser usada para determinar tanto si la inspección refleja aprueba o falla, como para ejecutar operaciones lógicas requeridas para activar las salidas consecuentemente.
Los sensores de visión se pueden usar para inspeccionar con precisión partes moviendose en bandas de álta velocidad. Al contrario que los sensores fotoeléctricos convencionales, los sensores de visión adquieren una imágen completa de la escena, lo que se compara a un conjunto de parámetros definidos.
Los sensores de visión tienen un numero de salidas, cada una de ellas puede ser manejada por una herramienta de análisis. Físicamente las salidas son cables que pueden conectarse a dispositivos externos como luces o mecanismos de rechazo de producto. Si las parámetros de prueba se satisfacen, entonces una salida se enciende. Cuando la herramienta de prueba es aprobada lógicamente (1 o 0), entonces el sensor aplica voltaje a la terminar y el dispositivo externo se activa.
Clasificando productos buenos y malos
Se pueden usar una gran variedad de diferentes dispositivos externos como mecanismos de rechazo de producto. Por ejemplo, la salida de la cámara puede abrir una válvula que permita el paso de un chorro de aire que empuje fuera de la línea de producción a producto en mal estado hasta un área de recolección. En otro escenario, una salida puede activar un solenoide magnético que extienda una varilla metálica tumbar la pieza mala fuera de la linea. Se pueden usar rampas, escotillas, trampas, u otras desviaciones para mover los productos defectuosos hacia diferentes caminos.
En algunos casos, la señal eléctrica de baja potencia que sale de la cámara, no es suficiente para encender el mecanismo de rechazo. Para estas aplicaciones la salida de la cámara se conecta a un dispositivo intermedio, como un contactor o un relé. La señal de la cámara actúa como un accionador para permitir el paso e una fuente de energía independiente para el mecanismo de rechazo.
Una vez que se determina si el producto está defectuoso o nó, el sensor de visión puede generar una respuesta, clasificando los productos o descartandolos directamente de la línea de producción.
Ejemplos de aplicaciones en las que los sensores de visión son beneficiosos incluyen la inspección, la verificación, el reconocimiento, la identificación, y el análisis de posición. En aplicaciones de empaque, los sensores de visión son usados frecuentemente para verificar que únicamente las partes o productos correctos en están en la banda transportadora antes de ser empacados. Mientras que los sensores tradicionales podrían no ofrecer suficiente información para estas aplicaciones, los sensores de visión pueden manejar las altas velocidades de la línea transportadora, efectuando inspecciones repetitivas, múltiples y consistentes de manera sincronizada, en el mismo objeto o en diferentes objetos, siempre discriminando consistentemente a lo largo del tiempo – 24 horas al días, 7 días a la semana-. Si una pieza falla en la inspección, alguno de los métodos de rechazo que se explicaron anteriormente puede ser usado para asegurarse que esta no continúe en la línea de producción.
La visión también es adecuada para verificar por ejemplo que un número esperado de agujeros estén presentes en pequeñas piezas de metal que no se fijan rígidamente: muchas piezas y partes metálicas tienen perforaciones para acomodar alguna otra pieza en el proceso de ensamblaje. Sin embargo, aveces los boquetes no se realizan de forma correcta en las piezas. Los sensores de visión pueden usarse para examinar todas las perforaciones y asegurarse que están presentes y correctamente dimensionados. Si no es así, el sensor envía un “falla” a la línea, en donde la pieza se rechaza y puede ser apartado para reciclarlo o perforarlo correctamente.
Inspección de etiquetas y colores por visión artificial
Los sensores de visión también pueden verificar la posición de las etiquetas en objetos en una línea de empaque. Por ejemplo, las botellas de un gel de afeitar son conducidas a lo largo de un sensor de visión que verifica que la etiqueta está presente y correctamente posicionada. El sensor de visión hace esto midiendo la distancia desde el borde superior de la etiqueta hasta el cuello de la botella en dos ubicaciones, verificando la altura y la alineación, al igual, mide la distancia desde uno de los bordes laterales de la etiqueta hasta uno de los lados de la botella, verificando así la posición de lado a lado.
Las herramientas de visión del color, permiten a los sensores de visión inspeccionar los productos para que los colores concuerden en tono e intensidad, lo que ofrece beneficios en muchas aplicaciones. Como tal, los sensores de visión pueden usarse para detectar el color de las piezas o los productos, como por ejemplo las manillas interiores de la puerta de los autos, cerciorandose que se está usando el tratamiento de color adecuado para los vehículos que están siendo ensamblados. Las partes que fallan en la inspección pueden ser desviadas de la línea de ensamblaje.
Un sensor de visión con herramientas de color, puede usarse para inspecionar valores de tono e intensidad, rechazando las partes con colores equivocados antes del empaque.
La misma tecnología puede aplicarse a aplicaciones de clasificación. En vez de conectar las salidas a mecanismos de rechazo de producto, se usan para clasificar las piezas con diferentes características. Por ejemplo, una pieza roja podría dirigirse para enviarse por un carril, mientras que una pieza azul puede dirigirse por un carril separado.
Un sensor de visión con software y herramientas avanzadas ofrece una solución adecuada para muchas aplicaciones de alta velocidad, en donde se necesita verificar múltiples factores, o en donde los movimientos translacionales y rotacionales pueden ser demasiado demandantes para una simple solución fotoeléctrica. Usando la amplia gama de capacidades de salida, los sensores de visión pueden activar una máquina para emprender las acciones adecuadas, ahorrando tiempo y costos valiosos, eliminando las partes defectuosas de la línea de producción.
Link: http://motionsystemdesign.com/sensing-control/machine_vision_passes_inspection_on_product_line_0309/
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