Las herramientas de medición convencionales, como los calibres vernier y los comparadores ópticos, funcionan bien en los laboratorios. Sin embargo, las exigencias de la fabricación industrial son rigurosas. En estos casos, las herramientas convencionales se quedan cortas. Es entonces cuando se necesita un sistema de medición por visión. Los sistemas de medición por visión son dispositivos de procesamiento de imágenes. Mejoran la velocidad y la eficacia de la medición dimensional. Tienen muchas características que optimizan la producción en cadena.
Este artículo describe la importancia de los sistemas de medición por visión y explica cómo han sustituido en gran medida a la metrología convencional.
Principio de funcionamiento
Para entender los sistemas de medición de visión, lo mejor es dividirlos en tres partes. En general, cada parte es fácil de entender. Hay una lente óptica, una cámara y un software de procesamiento de imágenes. La última parte hace que el sistema de medición de visión sea lo que es.
Un sistema de medición por visión requiere iluminación ambiental para funcionar. La cámara toma una imagen del objeto. A continuación, el programa informático procesa la imagen en 2D o 3D. Contando los píxeles, se mide la distancia en la imagen. Cuanto mayor es la resolución, mayor es el número de píxeles y, por tanto, mayor es la precisión. La visión 2D es posible gracias a técnicas como la detección automática de bordes y el procesamiento de subpíxeles. Los sistemas de visión 3D, por su parte, utilizan técnicas fotogramétricas avanzadas como la triangulación láser o la luz estructurada. Eche un vistazo al Máquina de medición por visión de alta precisión MXP.
La importancia fundamental de la medición dimensional
Independientemente de lo que fabrique, la medición dimensional es una tarea de fabricación fundamental. Es necesaria tanto si trabaja con plástico, metal o madera. Es igualmente importante para los productos acabados, los OEM o la construcción de piezas mecánicas. No es de extrañar que la medición dimensional constituya la base de todas las tareas de inspección. Mientras que la metrología convencional proporcionaba un medio de inspección rudimentario, las herramientas visuales lo han transformado por completo. Los sistemas de medición visual no dependen del contacto físico. Funcionan en líneas de montaje de alta velocidad. Al reducir las interferencias, agilizan los procesos tradicionales, como las comprobaciones de pasa y no pasa. La visión artificial puede ayudarle si su cadena de montaje mueve simultáneamente grandes cantidades de productos. Las herramientas de medición por visión pueden escanear muchos objetos a la vez. De este modo, identifican productos anómalos o fallos de fabricación.
Tanto para los pequeños como para los grandes fabricantes, la detección de fallos y la inspección de productos son procesos críticos. Es probable que ahorre dinero en empleados porque las herramientas de inspección visual pueden realizar pruebas de tolerancia de una forma mucho más fiable y eficaz. Realizan este reconocimiento sin entrar en contacto físico con el objeto. ¿Cómo le ayudará a largo plazo? En caso de fallos repetitivos, el problema puede residir en la maquinaria o en el diseño del producto. Los sistemas de visión artificial ayudan a comprobar la causa. Con el tiempo, esto agiliza el proceso de producción, permite mecanismos de autocorrección y acelera la producción.
Aplicaciones
Los sistemas de medición por visión pueden hacer cosas que requerirían una enorme inversión humana. De este modo, ahorran costes y hacen posibles tareas que antes se consideraban imposibles.
Análisis dimensional de componentes electrónicos
Evaluar la tolerancia de pequeños componentes electrónicos como diodos y condensadores está más allá de la capacidad humana. Utilizar la metrología convencional es difícil y lleva mucho tiempo. Con la inspección visual se pueden realizar mediciones de alta sensibilidad. Una estrategia habitual de los sistemas visuales es la siguiente. Dividen el cuerpo de un condensador en segmentos y realizan la detección de bordes. Además, los sistemas de medición por visión pueden escanear muchos componentes electrónicos a la vez. Sin la visión artificial, estas tareas requerirían mucho tiempo y dinero.
Medición de bocas y tapones de botellas
Los sistemas de medición por visión pueden realizar la inspección de productos en línea. Pueden procesar componentes móviles en una cadena de montaje sin interrumpirla. Por ejemplo, pueden procesar bocas de botellas para determinar cualquier defecto de fabricación. Los sistemas de medición por visión realizan una rápida comprobación de pasa/no pasa cuando encuentran desviaciones. La medición dimensional en línea garantiza la coherencia operativa a gran escala.
Diseño de PCB y control de calidad
La medición de valores microscópicos en placas de circuito impreso está muy lejos de las habilidades de cualquier ser humano. Sin visión artificial, depender de trabajadores humanos es tedioso y requiere mucho tiempo. Las herramientas de inspección visual desempeñan aquí un papel vital. Los circuitos integrados soldados a las placas de circuito impreso a veces pueden presentar grietas difíciles de ver con el ojo humano. La orientación de los cables del circuito integrado, la coplanaridad y la angularidad son muy difíciles de detectar para el ser humano. Sin embargo, para las máquinas visuales es pan comido. Por eso la industria electrónica ha liderado su adopción en todo el mundo.
Identificación de etiquetas y escaneado de códigos de barras
En las fábricas de alimentos, las etiquetas determinan las decisiones. La visión artificial permite que grandes cadenas de montaje funcionen sin interrupciones. La identificación de etiquetas y el escaneado de códigos de barras desempeñan un papel importante en este sentido. Los datos de las etiquetas dictan muchas de las acciones críticas necesarias, como la fecha final, la planta de fabricación, el origen de la materia prima, etc.
Tratamiento y almacenamiento de datos
Los sistemas de medición visual procesan grandes cantidades de datos. Los datos de dimensionalidad, calidad y tolerancias geométricas están muy extendidos. Las bases de datos de las fábricas almacenan estos datos para su uso futuro. Los datos recogidos por las herramientas de inspección visual son muy útiles. ¿Cómo pueden ayudarme los datos? La visión artificial hace posible el almacenamiento de datos, lo que a su vez facilita su análisis. Con la investigación adecuada, puede ayudar a perfeccionar su proceso y predecir la demanda de los consumidores. Esta es una de las mayores ventajas de la visión artificial que los humanos no pueden recrear.
Conclusión
La visión artificial ha revolucionado el funcionamiento de las fábricas. Cada medición dimensional sirve como un punto de datos que contribuye a futuras decisiones. El sector manufacturero es uno de los mayores productores de datos en bruto. Esto es crucial para el perfeccionamiento y el desarrollo de los métodos de producción. Con el rápido crecimiento de la IA, la fabricación se encamina hacia una nueva ola de automatización. Los sistemas de medición visual desempeñarán un papel fundamental en esta revolución.