La clasificación precisa mediante cámaras aporta profesionalidad a las explotaciones en expansión
La agricultura inteligente por el buen camino
Las crecientes exigencias de calidad y la escasez de mano de obra obligan a las explotaciones agrícolas a replantearse sus procesos de clasificación. La clasificación manual alcanza rápidamente sus límites a medida que aumenta el volumen de trabajo: Requiere mucho personal, es difícil de reproducir y da lugar a resultados variables. Los sistemas neumáticos se consideran de ser ruidosos, requerir mucho mantenimiento y consumir mucha energía; por ello, para muchas empresas no son una opción viable desde el punto de vista económico u organizativo. El consumo energético, el ruido y los costes de mantenimiento se están convirtiendo en auténticos obstáculos para la estabilidad de los procesos y el crecimiento sostenible. La clasificadora óptica de precisión Farmsort.one, de la empresa schmiede.one, con sede en Düsseldorf (Alemania), demuestra cómo los principios de la inspección industrial pueden aplicarse a las pequeñas y medianas empresas, permitiendo al mismo tiempo procesos estables con un alto rendimiento.
Inspección estructurada a lo largo de un tramo de control definido
El elemento central del diseño de la instalación es un tramo de control de 1,5 metros de longitud. A lo largo de este recorrido, cada patata se inspecciona visualmente varias veces. Según del tipo, dos o tres cámaras industriales de IDS Imaging Development Systems supervisan el flujo continuo de productos desde diferentes ángulos. A diferencia de los sistemas con registro individual o completo, se consigue así una evaluación de la calidad integrada en el proceso, basada en la repetición, la redundancia y una gestión controlada de las mercancías.
«No queríamos una evaluación puntual, sino una inspección controlada a lo largo de un tramo definido», explica Jan Kiwitt, director de proyectos de schmiede.one. «La combinación del sistema de cinta transportadora y la inspección múltiple permite un registro fiable de las características de calidad con un rendimiento constante».
Clasificación eléctrica en cinta transportadora para procesos estables
Farmsort.one clasifica patatas no lavadas y lavadas a una velocidad de hasta dos toneladas por hora en hasta cinco fracciones. El elemento central de la instalación es un sistema ferroviario totalmente eléctrico, como el que se ha utilizado hasta ahora sobre todo en grandes empresas industriales. En comparación con los mecanismos de clasificación neumáticos, ofrece un guiado preciso de la mercancía, un menor desgaste y un consumo energético reducido. El control del flujo de la mercancía constituye la base para obtener resultados de clasificación estables y garantizar un funcionamiento continuo, independientemente de la disponibilidad de personal.
La tecnología de las cámaras como criterio objetivo de calidad
Para la inspección visual, schmiede.one confía en las cámaras industriales de IDS. Registran cada tubérculo a lo largo del tramo de control de 1,5 metros de longitud y permiten realizar una evaluación objetiva de la calidad durante el proceso. Para una integración compacta en las líneas de clasificación existentes se utilizan cámaras industriales conformes con el estándar USB3 Vision. Las rutas de señal cortas, la fácil conexión y la transmisión estable de imágenes garantizan una inspección fiable a lo largo del recorrido.
Se utilizan entre dos y tres cámaras USB3 Vision del modelo U3-3270CP Rev. 2.2 de IDS, dependiendo del tipo concreto de la instalación. Una cámara se encarga de clasificar los objetos y detecta tanto cuerpos extraños, como piedras, como pequeños defectos en los tubérculos, por ejemplo, agujeros causados por gusanos alambre. Otra cámara sigue cada uno de los objetos a lo largo de la cinta. En combinación con un encoder, es posible determinar con precisión la posición de cada tubérculo, de modo que los productos dañados o que no cumplen con las especificaciones se descarten de forma selectiva.
La integración se lleva a cabo mediante el IDS peak SDK, que permite una configuración reproducible, un montaje correcto de la cámara y un ajuste preciso del enfoque. «En los sistemas de clasificación integrados en línea, además de la calidad de la imagen, lo más importante es la fiabilidad y la seguridad de la integración», destaca Jürgen Hejna, Product Manager 2D Machine Vision en IDS. «Las interfaces estables, la disponibilidad a largo plazo y los ajustes reproducibles de las cámaras son fundamentales para un funcionamiento continuo que requiera poco mantenimiento».
Clasificación por tamaño y calidad en una sola pasada
Farmsort.one combina criterios de tamaño y calidad en un único proceso de clasificación. Los productos defectuosos se desvían hacia la primera salida, los de tamaño excesivo hacia la segunda, mientras que los productos en perfecto estado permanecen en el flujo principal. En condiciones reales de trabajo, muchas empresas alcanzan rendimientos de entre 1,4 y 1,7 toneladas por hora sin perder precisión. Hasta un 73 % de los usuarios prescinden por completo de la clasificación posterior y reducen considerablemente la necesidad de personal de selección.
La instalación se puede controlar cómodamente mediante un sistema de supervisión remota. En el vídeo se puede ver cómo se inspecciona la mercancía por todos los lados y, a continuación, se clasifica: La primera salida está destinada a las piedras, y la segunda, a los productos de segunda calidad.
Concepto de línea ampliable de forma modular y perspectivas técnicas
El diseño de la instalación es modular. Las empresas pueden comenzar con una configuración más básica y ampliar posteriormente el sistema con salidas de clasificación adicionales o más cámaras. El sistema de control de línea tiene un diseño flexible y es compatible tanto con señales de 24 voltios como con FlowControl. Opcionalmente, la supervisión remota permite ajustar y optimizar los parámetros de clasificación a distancia.
Perspectiva
Se están estudiando métodos adicionales para mejorar la detección de defectos de cara a futuras aplicaciones. Entre ellos se incluyen el análisis de profundidad monocular y los métodos de inspección multiespectral en los rangos NIR y SWIR. El objetivo es registrar de forma fiable otras características de calidad y complementar la clasificación óptica con criterios objetivos adicionales.
Las cámaras industriales y el Software de IDS constituyen la base técnica para una inspección estable y reproducible, y permiten integrar la evaluación de la calidad basada en cámaras en líneas de clasificación compactas.
schmiede.one GmbH & Co. KG
schmiede.one es el laboratorio de innovación del Grupo Grimme. Con un equipo interdisciplinario, la empresa desarrolla nuevas soluciones de automatización y productos digitales para hacer que la agricultura sea más eficiente, más local y más sostenible.
uEye CP
Modelo utilizado: U3-3270CP Rev.2.2