Hermético total
Control de tapones de cierre guiado por un sistema de cámara con IA
Aunar la fuerte presión de precios existente con unas exigencias de calidad cada vez más elevadas es el clásico desafío al que se enfrentan múltiples sectores, entre ellos la industria embotelladora y de bebidas. El departamento de control de calidad de un fabricante francés de tapones de plástico se enfrentaba exactamente a este problema: detectar de forma rentable y fiable cualquier posible fisura y microfisura en tapones de plástico de cuarenta colores y matices diferentes circulando a toda velocidad por una línea de producción. La empresa APREX Solutions, con sede en Nancy, Francia, fue la encargada de resolver este problema mediante una solución que combina el procesamiento de imágenes con la inteligencia artificial. La base gráfica del sistema es una cámara de visión artificial USB 3 de IDS Imaging Development Systems GmbH.
SOLOCAP es una filial de la compañía francesa La Maison Mélan Moutet ("Condicionadores del sabor desde 1880") y cuenta con una planta de producción en Contrexéville, Francia, donde fabrica todo tipo de tapones de plástico para el sector alimentario. Entre ellos, figura un tapón roscado único en su clase que funciona con cualquier tipo de botella de vidrio o de plástico PET. Gracias a un anillo de lamas montado a presión alrededor del cuello de la botella, este tapón garantiza un cierre rápido, fácil, seguro y totalmente hermético. Para ello, no obstante, es imprescindible inspeccionar las lamas de forma fiable y extremadamente precisa durante la producción para asegurarse de que no presentan fisuras, roturas o torsiones de ningún tipo. Sólo de este modo se puede garantizar la hermeticidad total.
Aplicación
El sistema de inspección con el que hasta ahora había trabajado la empresa no podía cumplir estos elevados requisitos. La nueva solución con IA fue desarrollada a medida por APREX Solutions sobre la base de sus propios algoritmos de software y de las especificaciones elaboradas de antemano con el cliente. También se llevaron a cabo varias pruebas piloto para comprobar, entre otros, el correcto funcionamiento del control de rechazo, a fin de evitar descartes erróneos. La implementación del nuevo sistema se realizó en dos fases:
En primer lugar se entrenó la "aplicación SOLOCAP" específica con la ayuda de la sofisticada solución de inteligencia artificial APREX Track. Este software contiene diversos métodos estándar, de detección de objetos y de clasificación que trabajan en planos diferentes y que, debidamente conectados en red, entregan al cliente el resultado deseado de forma totalmente personalizada. Cuatro niveles de control con diversos puntos de comprobación garantizan una fiabilidad por encima del 99,99%.
En una segunda fase se utilizó APREX Track C&M para implementar la aplicación en la línea de producción, inmediatamente después del primer paso de montaje. Este software se desarrolló especialmente para satisfacer los múltiples requisitos existentes en el ámbito industrial en cuanto al procesamiento de imágenes. Entre estos requisitos se encuentran desde el control y el aseguramiento de la línea de producción hasta la medición, identificación y clasificación de defectos en el entorno productivo. El paquete de software proporciona los resultados deseados de forma rápida y eficaz sin necesidad de laboriosos procesos de desarrollo. Tras un breve período de entrenamiento de los métodos de IA, el sistema está totalmente listo para entrar en servicio. En el caso de SOLOCAP, el sistema combina una cámara industrial UI-3280CP-C-HQ de IDS con un potente anillo de luz y un control lógico programable (PLC), lo cual permite controlar íntegramente todos los procesos de inspección.
Al mismo tiempo, registra todos los procesos en tiempo real y garantiza una trazabilidad integral con tan solo una cámara, aunque APREX TRACK C&M podría gestionar hasta cinco.
"La dificultad de este proyecto radicaba principalmente en los defectos tan sutiles que se tenían que detectar y en la gran variedad de colores. Pero con nuestro paquete de software pudimos configurar una aplicación de procesamiento de imágenes en un tiempo relativamente corto a pesar de la elevada complejidad", explica Romain Baude, fundador de APREX Solutions. La imagen que proporciona la cámara es la base de las evaluaciones. Registra todos y cada un de los tapones que pasan a gran velocidad por la línea de producción y visibiliza hasta el más mínimo defecto para que el software lo pueda procesar.
Un componente decisivo: la cámara
La cámara industrial UI-3280CP-C-HQ integrada en el sistema cuenta con un sensor CMOS IMX264 de 5 MP de Sony que marca nuevas pautas en cuanto a sensibilidad lumínica, rango dinámico y reproducción del color. Esta cámara industrial USB 3 garantiza una calidad de imagen extraordinaria y un nivel mínimo de ruido con una frecuencia de imagen de 36 fps. Las siglas "CP" significan "Compact Power" e identifican modelos de cámara de potencia concentrada para todo tipo de aplicaciones industriales. Rápidos y fiables, estos modelos alcanzan tasas de transferencia de datos de hasta 420 MB/s, con una menor carga de la CPU. Los usuarios pueden elegir entre una amplia variedad de modernos sensores CMOS de fabricantes como Sony, CMOSIS, e2v y onsemi que cubren un enorme abanico de resoluciones. Con un innovador diseño patentado de carcasa de tan solo 29 x 29 x 29 milímetros, esta cámara es ideal para sectores como la automatización, la automoción, la tecnología médica, las ciencias de la vida, la agricultura, la logística, los transportes o el control del tráfico. Por su parte, los cables atornillables permiten obtener una conexión eléctrica fiable. Gracias al clásico principio del "plug & play" de IDS, el sistema detecta las cámaras automáticamente y las deja listas para funcionar al momento, tal como corrobora Romain Baude:
La excelente reproducción del color y la elevada resolución de 5 MP de la UI-3280CP-C-HQ fueron para nosotros los criterios decisivos de selección. Además, el modelo también posibilitaba una integración extremadamente fácil de la cámara en nuestro sistema.
Perspectiva
Anthony Vastel, director técnico e industrial de SOLOCAP, considera que el nuevo sistema de inspección tiene mucho potencial. "El empleo de inteligencia artificial por parte de APREX ha multiplicado las posibilidades de nuestros controles de calidad, íntegramente basados en el procesamiento de imágenes. Con el nuevo sistema pudimos satisfacer rápidamente nuestras necesidades en cuanto a seguridad de producto y controles de rechazo, en particular la necesidad de evitar descartes erróneos. Estamos convencidos, además, de que si seguimos aumentando la eficiencia del sistema en SOLOCAP y trasladándolo a otras líneas de producción todavía podemos ir más lejos." La inteligencia artificial abre al aseguramiento de la calidad, pero también a cualquier disciplina que emplee tecnologías de procesamiento de imágenes, nuevos campos de aplicación que hasta ahora eran inimaginables. La IA resuelve tareas que eran imposibles de realizar con el clásico procesamiento de imágenes basado en reglas. Esto permite obtener resultados de alta calidad de forma rápida, creativa y eficiente y con una inversión de recursos comparativamente inferior.
APREX Solutions e IDS se han dado cuenta de este enorme potencial y han decidido desarrollar soluciones inteligentes que faciliten la entrada del cliente final en este nuevo mundo. Procesamiento de imágenes e IA: un "dream team" que se hace cada día más grande.
USB 3 uEye CP: increíblemente rápida y fiable con sensores extraordinarios
- Interfaz: USB 3.0
- Modelo: UI-3280CP Rev.2
- Tipo de sensor: CMOS
- Fabricante: Sony
- Frecuencia de imagen: 36,0 fps
- Resolución (HxV): 2456 x 2054 px
- Obturador: Global Shutter
- Formato de sensor: 2,3"
- Resolución: 5,04 MP
- Dimensiones: 29 x 29 x 29 mm
- Peso: 50 gramos
- Conexiones: USB 3.0, Micro-B, atornillable
- Aplicaciones: procesamiento industrial de imágenes, ingeniería mecánica, inspección de superficies, tecnología médica, inspección de componentes electrónicos, etc.
Cliente
La empresa de tecnología profunda APREX Solutions diseña algoritmos y software para aplicaciones destinadas al desarrollo, optimización, control y seguridad de procesos industriales. El objetivo es impulsar la transición a la Industria 4.0 mediante la racionalización y la mejora de la seguridad de la producción.
https://www.aprex-solutions.com/
