Cámaras de Visión Artificial en la industria automotriz
Max Reijngoudt
En el competitivo panorama de la fabricación actual, cámaras de visión por máquina en la industria automotriz desempeñan un papel fundamental en el avance del control de calidad y la inspección. Desde la detección de defectos microscópicos hasta la verificación de la aplicación de pintura, estos sistemas ayudan a los fabricantes a lograr una mayor eficiencia y a reducir el desperdicio de material. Este artículo explora cómo una configuración de visión por máquina basada en el infrarrojo cercano (NIR) con VA Imaging’s componentes de alto rendimiento se implementó con éxito para inspeccionar piezas automotrices con una precisión inigualable.
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Inspección de defectos para la industria automotriz mediante Imaging NIR
Uno de los tipos de productos más singulares que VA-Imaging ofrece son los Componentes de Infrarrojo Cercano y, en ciertos casos, estos componentes pueden convertirse en una parte esencial de un sistema de inspección. Además, dado que las empresas de la industria automotriz buscan constantemente formas de mejorar la eficiencia y la calidad de sus procesos de fabricación, las cámaras de visión por máquina se están volviendo cada vez más comunes. Más específicamente, las cámaras industriales se utilizan para aplicaciones como inspección de defectos, inspección de pintura y inspección de recubrimientos, y detección de imperfecciones en materiales, ya que la posibilidad de detectar incluso el error más pequeño en una pieza automotriz impulsa una alta fiabilidad en los productos desarrollados y ayuda a las empresas a reducir costes.
En este artículo, cubriremos una configuración de visión por máquina basada en NIR, que se utilizó para la inspección de piezas automotrices. La configuración mencionada incluye la cámara ME2P-530-72U3M-NIR, un objetivo VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110 y un NIR-led spot.
Selección de la mejor Cámara de Visión Artificial
Para el primer paso, el cliente decidió elegir una cámara en torno a la cual se construyó el resto de la configuración. El criterio principal que importaba al cliente era que el componente debía ser capaz de ver el detalle más pequeño de al menos 1,3 mm en un campo de visión de 1000x790 mm.
Por lo tanto, basándose en estas especificaciones y en el hecho de que la distancia desde el PC a la cámara debía ser inferior a 4,7 metros, se recomendó la ME2P 530-72U3M-NIR cámara. Se trata de una cámara monocroma de infrarrojo cercano de 5,3 megapíxeles, que está equipada con el sensor Python5000 y tiene una resolución de 2592x2048 píxeles. Además, es una global obturador cámara, que también tiene una velocidad de fotogramas de 72 fps. Por otra parte, este tipo de cámaras monocromas de infrarrojo cercano están especialmente diseñadas para ser utilizadas en la detección de defectos superficiales que no pueden verse bajo condiciones de iluminación estándar, mientras que al mismo tiempo, el global obturador garantizará que el desenfoque por movimiento se minimice al inspeccionar piezas en movimiento.
Selección del Objetivo Industrial Correcto
En segundo lugar, se aconsejó al cliente proceder con la elección de un objetivo industrial para su configuración. Por lo tanto, al identificar cuál sería el Campo de Visión realmente necesario a una distancia de trabajo requerida de 651 mm, se propuso el objetivo VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110.
Este objetivo es una adición ideal al sistema de inspección de piezas automotrices, ya que el formato de imagen de 1.1 del objetivo es compatible con el sensor de la cámara, la distancia focal de 8 mm garantiza que se logre el campo de visión necesario de aproximadamente 1000x790 mm y la apertura F2.8 permite que la configuración tenga una transmisión de luz suficiente para imágenes NIR. Además, con este objetivo y cámara, la configuración de inspección alcanzó las especificaciones necesarias para detectar defectos tan pequeños como 1,3 mm a la distancia de trabajo solicitada, manteniendo al mismo tiempo una imagen nítida y sin distorsión.
Elección de la solución de iluminación para la inspección automotriz basada en NIR
En las aplicaciones de visión por máquina, que se centran especialmente en la detección de defectos, la iluminación desempeña un papel fundamental, y este caso no fue la excepción. Para mejorar el sistema de inspección de piezas automotrices y maximizar la visibilidad de los defectos, se añadieron los focos NIR-led VA-SL-90x80-IR a la configuración.
Mediante el uso de focos NIR-led se lograron varias ventajas para la aplicación. En primer lugar, se mejoró el contraste de las imperfecciones del material escaneado, lo que facilitó al sistema la identificación de grietas, contaminaciones e irregularidades estructurales. En segundo lugar, la iluminación ayudó a lograr una mejor penetración de los recubrimientos y superficies de las capas, haciendo que los defectos fueran más visibles en comparación con la inspección bajo luz visible normal.
Además, las soluciones NIR son especialmente eficaces en la inspección de pinturas y recubrimientos, ya que este tipo de configuraciones aumentan las posibilidades de detectar inconsistencias como el grosor de la pintura y recubrimientos incorrectos que pueden pasar desapercibidos bajo una iluminación estándar.
Software para la Aplicación – Daheng Imaging SDK
Para el lado de software de la aplicación, el cliente decidió utilizar el Software Development Kit gratuito de Daheng Imaging. El SDK fue una buena opción para esta aplicación ya que proporciona al usuario la posibilidad de configurar fácilmente parámetros como el tiempo de exposición y admite varios lenguajes de programación como el utilizado en esta aplicación: Python. Al utilizar este software, el cliente pudo integrar fácilmente su sistema desarrollado, teniendo en cuenta los requisitos necesarios para la configuración.
Uso del sistema de inspección
Además, para proporcionar una comprensión más profunda de cómo el cliente utilizó la configuración en el entorno de fabricación automotriz, esta parte del artículo ofrece una breve visión general de los objetivos que el usuario alcanzó al utilizar este sistema. Dichos objetivos fueron los siguientes:
- Identificar pintura aplicada de manera desigual, lo que genera inconsistencias en el brillo y el grosor de las piezas automotrices.
- Detectar contaminantes que afectaban negativamente la superficie de los productos fabricados.
- Observar irregularidades como microgrietas en las piezas producidas.
Finalmente, al utilizar la cámara ME2P-530-72U3M-NIR, el objetivo VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110 y la iluminación puntual LED NIR, el fabricante logró un aumento significativo en la velocidad de detección de defectos y, al dejar menos margen de error, redujo el desperdicio de material.
Uso de la configuración NIR en otras aplicaciones de la industria automotriz
Además de inspeccionar grietas, pintura y recubrimientos, este tipo de configuración puede utilizarse en diversas otras aplicaciones automotrices, tales como:
Con una configuración de visión por máquina bien asesorada, se pueden resolver muchos problemas en la industria automotriz y, al mismo tiempo, obtener una ventaja en eficiencia.
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