El procesamiento de imágenes inteligente ayuda al personal de producción de la Industria 4.0

Asistente automático

El procesamiento de imágenes inteligente ayuda al personal de producción de la Industria 4.0

En la Industria 4.0. la automatización desempeña un papel fundamental. La reducción de costes, la mejora de la productividad y la calidad cero fallos son algunas de las razones que llevan a cada vez más empresas a digitalizar sus procesos. La automatización total, sin embargo, conlleva a menudo grandes inversiones. Además, la interacción hombre-máquina sigue necesitando personal especializado — un activo que actualmente escasea en el mercado— y exige el cumplimiento de unos estándares de seguridad laboral muy elevados. La optimización de procesos también debe resolver correctamente las nuevas exigencias que plantean la necesidad de producir una gran variedad de productos, la creciente complejidad de las tareas y procedimientos y unos requisitos de calidad cada vez más elevados. ¿Cómo se puede conseguir? Con la solución "Der Schlaue Klaus" (El inteligente Klaus), la empresa OPTIMUM datamanagement solutions GmbH, con sede en Karlsruhe, Alemania, ha desarrollado Se trata de un asistente inteligente con cámara incorporada que emplea la digitalización para optimizar y simplificar los procesos de verificación manuales y que se puede integrar fácilmente en cualquier sistema existente. Gracias a la combinación de un sistema de reconocimiento de imágenes que utiliza una cámara industrial USB3 de alta resolución de la casa IDS y de una base de datos inteligente, el asistente reconoce cada paso y acompaña al operario durante todo el montaje en tiempo real. El principio de funcionamiento que sigue el sistema es muy sencillo: guiar, comprobar, confirmar, documentar.

Aplicación

El sistema de asistencia "El inteligente Klaus" guía al operario paso a paso por medio de una guía de montaje digital. El operario escanea la orden recibida y el proceso de montaje comienza. Una cámara IDS instalada sobre la mesa de trabajo graba la pieza o componente que debe montarse. En la pantalla táctil se muestran tanto instrucciones de trabajo como avisos de fallos en tiempo real. Cada vez que el operario completa correctamente uno de los pasos del montaje, recibe un mensaje de confirmación. Una vez finalizado el montaje, el sistema certifica que el proceso se ha concluido sin fallos.

"La cámara genera la sombra digital", explica Wolfgang Mahanty, director ejecutivo de OPTIMUM datamanagement solutions GmbH. Todos los datos digitales del proceso —cuándo se ha hecho qué y cómo— se registran y se procesan. Esto permite crear una base de conocimientos para la posterior transmisión generalizada de dichos conocimientos. "La cámara tiene que ser capaz de registrar una gran cantidad y variedad de detalles y de generar imágenes estables. El reconocimiento sensorial tiene que ser fiable, es decir, que el sensor ha de poder trabajar correctamente con condiciones lumínicas malas y también cambiantes", explica Mahanty para resumir los requisitos que debe cumplir la cámara. Y añade: "En las plantas de producción actuales se intenta que el personal trabaje con el máximo de luz natural posible, lo cual puede influir en la calidad de las imágenes".

Asistente de montaje "El inteligente Klaus" con cámara industrial USB 3 uEye CP de IDS.
Asistente de montaje "El inteligente Klaus" con cámara industrial USB 3 uEye CP de IDS.
El asistente inteligente guía al operario paso a paso por medio de una guía de montaje digital.
El asistente inteligente guía al operario paso a paso por medio de una guía de montaje digital.

Esto, sin embargo, no es ningún problema para la cámara industrial USB3 UI-3590CP de IDS. El sensor CMOS rolling shutter de alta sensibilidad lumínica AR1820HSSC00SHEA0 de la casa ON Semiconductor incorpora la tecnología BSI ("back-side-illumination"), que garantiza una excelente calidad de imagen incluso en condiciones de poca luz. Este sensor es capaz de registrar el más mínimo detalle con una resolución máxima y un bajo nivel de ruido. Con una resolución de 18 MP (4912 x 3684) alcanza una frecuencia de imagen de 21 fps. "Los productos se reconocen con una precisión de 1 mm sobre un folio DINA 3", señala Wolfgang Mahanty. Las medidas reducidas y compactas de la cámara y su fácil integración acabaron de convencer al equipo del "inteligente Klaus".

La empresa Mann + Hummel de Ludwigsburg, Alemania, líder mundial en sistemas de filtros, conoce también bien las ventajas que ofrece este asistente optimizado con la cámara IDS. Peter Sawatzky, director técnico de Mann + Hummel, explica su apuesta por el "inteligente Klaus": "Para el montaje final de nuestros componentes de filtro es necesario realizar muchas tareas manuales que implican el cambio de utillajes con sistemas de sensores muy complejos y, por ello, muy sensibles a fallos. El sistema de asistencia nos ha convencido porque gracias a él cometemos menos errores".  El asistente también facilita el aprendizaje de nuevas variantes de producto, permitiendo al operario empezar a montar el mismo día. "Nuestra gestión de variantes se ha simplificado enormemente con este sistema", afirma Sawatzky.

Otra de las ventajas  que presenta el sistema es que se puede integrar fácilmente en la unidad de producción pertinente y que, si el cliente así lo requiere, pueden instalarse de forma sencilla y económica incluso varios modelos de cámara.

Gracias a la guía digital paso a paso que ofrece Klaus, el personal operario puede aprender los nuevos procedimientos de forma más rápida y segura. La descarga de trabajo que la asistencia individualizada supone para el operario, sumada a una organización del trabajo más ágil, permite incrementar sustancialmente la productividad. Los costes de montaje se reducen al tiempo que se minimizan los de reclamación gracias a un mejor aseguramiento de la calidad. "Desde que el inteligente Klaus ayuda a nuestros empleados en las operaciones de montaje, el número de reclamaciones ha descendido drásticamente", señala Sawatzky.

Fácil integración en la instalación de producción pertinente y gestión de variantes simplificada.
Fácil integración en la instalación de producción pertinente y gestión de variantes simplificada.

Perspectiva

Los sistemas de asistencia como el de la empresa OPTIMUM datamanagement solutions GmbH permiten acelerar los procesos y aumentar la calidad y la rentabilidad, especialmente en la industria electrónica y automovilística. Los procesos de fabricación se desarrollan sin prácticamente fallos, se documentan íntegramente y se garantiza su trazabilidad. Con ello, estos sistemas ayudan a las empresas a mejorar su productividad y adquirir una ventaja competitiva. Hay que tener en cuenta, no obstante, que una de las piezas clave para implementar con éxito aplicaciones de la Industria 4.0 y la digitalización asociada es el manejo fácil e intuitivo de los sistemas implementados. Por ello Optimum trabaja constantemente para mejorar la programación por teach-in del sistema. Esto se consigue, entre otros, mediante datos CAD, filtros inteligentes o incluso inteligencia artificial. Otro de los pasos importantes hacia la digitalización es la posibilidad de realizar puestas en servicio virtuales. El sistema de asistencia tiene que estar configurado de la forma más intuitiva posible para que cualquier encargado de mantenimiento o de preparación del trabajo también pueda ponerlo en marcha él solo.

No hay duda: La digitalización es un proceso imparable que busca satisfacer la creciente demanda de soluciones de mejora de la eficiencia y la calidad en las fábricas del futuro. Una forma rápida y sencilla de conseguirlo es mediante asistentes individuales de fácil integración combinados con sistemas inteligentes de procesamiento de imágenes. Una inversión que se amortiza en muy poco tiempo.

USB 3 uEye CP: increíblemente rápida y fiable con sensores increíbles

OPTIMUM datamanagement solutions GmbH