El sector del plástico en Portugal representa un volumen de ventas de 8 billones de euros al año, siendo el segundo sector que más exporta en un país, con una población de, aproximadamente, 10.3 millones de personas. Después de desarrollar varias soluciones en visión artificial para la inspección de componentes de vehículos, Sentinel creó en colaboración con STEMMER IMAGING un sistema de inspección automático aplicado al proceso de inyección de plásticos de las puertas con visión artificial, basado en el software HALCON. El sistema de visión 3D se instala junto a las máquinas de moldeo por inyección de plástico, siendo accionado después de la apertura y extracción de la pieza.

De esta manera, se capturan imágenes del componente en tres dimensiones que permiten la inspección de distintos aspectos críticos, como los puntos de inyección, la falta de material en la periferia, integridad de las lengüetas y otros detalles menores de la pieza.

Desafío

El proceso de inspección de componentes es una de las principales tareas que se automatizan, ya que causa fatiga y desgaste en los operarios, además de no ser lo suficientemente fiable si se realiza de forma manual. Una vez que se incorporan tecnologías de visión artificial que permiten realizar esta tarea, es posible realizar el control de calidad en el 100% de las piezas para evitar rechazos y reducir costes.

captura software de visión halcon

Para ello, la integración del software con el sistema de visión es fundamental y puede resultar un reto, ya que se adaptan a una aplicación sumamente puntual. En cuanto a lo técnico, era necesario hacer de esta solución compleja un sistema easy to use, que pueda ser utilizado por operarios sin experiencia previa en visión artificial.

Por otra parte, el cliente requería un sistema de visión que fuese compacto pero potente, para poder identificar incluso los defectos más pequeños o menos visibles, sacando provecho al 100% del alcance de resolución de las cámaras. En este sentido, la experiencia técnica del equipo de Sentinel junto con STEMMER IMAGING fue un aspecto clave tanto para desarrollar el sistema como para brindar asesoramiento al cliente.

Solución

Para resolver los requerimientos de esta aplicación, se ha desarrollado el software de visión Sentinel a partir de HALCON, un sistema que cuenta con todas las herramientas y capacidades para hacer determinados algoritmos y herramientas, conectar cámaras específicas, además de ser flexible y eficaz. Este software se integró a la cámara con la que contaba previamente el cliente, logrando un sistema fácil de usar para cualquier persona sin conocimientos en programación, adaptable, incluso, a otras aplicaciones.

El sistema se preprograma con determinadas dimensiones, patrones y formatos para, a partir de estos estándares, determinar si la pieza está OK o no OK para seguir en la línea de producción. Algunos de los datos obtenidos son sobre el contorno, dimensiones, presencia/ausencia de plástico y, además, se verifica si la pieza está completa o si falta alguna parte.

Este sistema completo está compuesto por:

  • Scanner laser 3D
  • Computadora
  • Monitor táctil
  • Software Sentinel [HALCON]

El láser 3D puede escanear piezas de 400mm de largo en menos de 5 segundos, con una resolución de 0.08mm. La cámara asume una posición estática en el proceso basándose en el movimiento constante del brazo cartesiano que remueve la pieza del molde y la presenta a la cámara para la digitalización.

El hecho de que la inspección es llevada a cabo unos segundos después de abrir el molde, permite rechazar inmediatamente la pieza defectuosa y reutilizada para construir nuevas piezas, reduciendo desperdicios. Además, esto permite la identificación de defectos críticos que podrían no ser detectados en el proceso manual.

El componente más importante del sistema es el Software de visión, cuya premisa es simplificar el trabajo diario de ingenieros que desarrollan e instalan las soluciones, como el mantenimiento técnico de la fábrica, que necesita ajustar parámetros cuando hay cambios en el proceso.

El Software Sentinel usa poderosas herramientas de visión artificial de HALCON para adquisición y proceso de imagen, las comunicaciones con los periféricos, así como otras operaciones lógicas y aritméticas.

El desarrollo de una nueva solución incluye al software Sentinel desde la fase de definición, hasta su implementación en un entorno industrial. Las funciones disponibles en la Librería Halcon contribuyen a este proceso, ya que permiten probar, rápidamente, distintos algoritmos y seleccionar cuál resuelve el problema con mayor eficacia.

Resultado

La implementación de esta solución significó una mejora sustancial en el proceso de inspección, alcanzando:

 Disminución de rechazos de clientes

  • Mejora en la calidad de las piezas
  • Mayor seguridad en la planta
  • Mejora de la inspección de defectos pequeños, los cuales, en general, un operario no podía identificar. Esto podía implicar la devolución del producto completo a la fábrica.
  • Salud laboral
  • Optimización del espacio en la planta, dado que las piezas continúan en la línea si el sistema indica que están OK y, de lo contrario, se retrasan. Esto significa que no quedan estancadas en un mismo sitio.
Software HALCON com funcionalidade de Deep Learning

Por otro lado, si bien este sistema se diseñó para esta aplicación, dado los buenos resultados se replicará en otras zonas de la fábrica para distintas inspecciones.