Visión artificial

Cámaras industriales

La visión artificial ha revolucionado el sector industrial. También conocida como Computer Vision (CV) hoy es habitual encontrarse multitud de máquinas que incorporan soluciones de visión para apoyar operaciones de soldadura, logística, detección de defectos u otros. Es común encontrar cualquiera de estas cámaras compactas en aplicaciones muy variadas dentro del entorno industrial.

Tipos de Aplicaciones de Visión Artificial

Pick & Place

Las aplicaciones de Pick & Place nos permiten corregir las trayectorias de los brazos robóticos para la recogida de piezas u otras operaciones realizadas por el robot. Además, podemos realizar comprobaciones de colisión antes de que la pinza del robot articulado agarre las distintas piezas. En caso de detectar una colisión en la zona de agarre, podríamos dotar de una plataforma vibratoria que remueva las piezas hasta que el agarre del robot sea limpio.

Detección de Defectos

Otra de las aplicaciones más habituales que implementamos en las líneas de producción es la detección de defectos de las piezas fabricadas. Con las aplicaciones que desarrollamos y a través de los algoritmos de procesado los fabricantes podemos saber si una pieza está completa o le faltan partes, si las distancias entre sus componentes son correctas, si unos puntos de soldadura están presentes o no, roturas en superficie, recorrido de una burbuja de silicona, etc.

Lectura de Caracteres

Otra de las aplicaciones habituales es la lectura y reconocimiento de caracteres impresos en piezas y etiquetas (OCR). Con una aplicación bien construida, podemos leer los DataMatrix en la línea de producción para la identificación de las piezas por número de serie, orden de fabricación o cualquier otro dato relevante a nivel productivo en el entorno industrial.

Cómo se hace una aplicación de Visión Artificial

El desarrollo de aplicaciones de visión artificial ha evolucionado sustancialmente en los últimos años. Actualmente, los algoritmos de visión están bastante depurados y sabiendo utilizar las herramientas de desarrollo de programa, podemos implementar aplicaciones con la complejidad que se requiera. En particular, los pasos para hacer una aplicación de visión artificial son:

  1. Estudio previo de iluminación y plano fotográfico

La iluminación dispuesta en el punto de operación es una de las claves para implantar de manera exitosa procesos con visión artificial. Lo habitual es contar con una iluminación uniforme de tipo LED estroboscópico. También es habitual encontrarse con configuraciones de retroiluminación. Por ejemplo, para conocer el espesor de una pieza fabricada en celulosa o material orgánico la retroiluminación puede poner de manifiesto defectos en alguna de las fases de fabricación.

La elección del plano fotográfico también es fundamental. Cuando se usa la visión artificial para la detección de defectos, estos pueden quedar ocultos si no seleccionamos correctamente el plano de las imágenes a capturar con la cámara compacta.

  1. Entrenamiento de los modelos de las piezas

Los algoritmos de búsqueda de patrones que los distintos fabricantes incluyen entre sus herramientas de desarrollo son muy robustos, quedando a criterio del programador la elección de cada uno teniendo en cuenta las restricciones de tiempo de ciclo. Habitualmente la búsqueda de patrones es la operación más costosa en visión artificial. A pesar de las mejoras introducidas en los algoritmos de entrenamiento de patrones, sigue siendo fundamental contar con un experto en este tipo de aplicaciones para optimizar el tiempo de ciclo desde la captura de la imagen hasta la escritura en un PLC usando PROFINET, por ejemplo.

Cuando nuestra aplicación encuentre un patrón, el resto de herramientas estará referenciada a la ubicación de dicho patrón. Es lo que se conoce también como fixture.

  1. Uso de filtros para la mejora de las operaciones

Es posible que las imágenes adquiridas por el sensor deban ser tratadas previamente para magnificar los defectos que queremos encontrar. Los filtros más habituales en el día a día de las aplicaciones industriales de visión son los filtros de binarización, erosión, apertura y cierre.

  1. Ejecución de las operaciones

Aquí es donde la paleta de cada empresa fabricante adquiere toda su fuerza con la cantidad de funciones que admiten. Combinándolas de la manera correcta es posible construir cualquier sistema de visión para el control y la mejora del ciclo de fabricación. Es posible establecer mecanismos de trazabilidad de las piezas, crear históricos o disponer de interfaces IHM para que los operadores puedan ajustar distintos parámetros de la aplicación de visión: luminosidad, contrastes, áreas de defectos, márgenes, blobs, regiones, etc.

  1. Comunicaciones con PLC ó PC

Una vez realizada la operación, es posible enviar los resultados a un PLC para que tome las decisiones que correspondan. Por ejemplo, si la visión detecta un defecto, el PLC puede activar un mecanismo de expulsión que saque la pieza de la línea aumentando la calidad de la producción. Además, este incremento de la calidad a través de operaciones de visión artificial goza de unas economías de escala muy importantes y que pueden marcar la diferencia entre las líneas de producción de las distintas industrias. También es posible el envío de mensajes y almacenamiento de las imágenes a través de los protocolos de comunicación de la cámara.

Las aplicaciones de visión artificial están viviendo una época crucial. Sin embargo, es fundamental contar con un equipo especialista en este tipo de aplicaciones. Solo así, la visión artificial será uno de los pilares fundamentales de la industria 4.0.

Cámaras COGNEX

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