Detección de posición para la colocación de objetos utilizando Visión por computadora
Max Reijngoudt
Imagine un proceso de envasado que funciona como un reloj. Cada caja colocada con precisión, cada paso automatizado para lograr la máxima eficiencia. Este es el poder de la visión por máquina en acción. Hoy en día, las empresas de envasado tienden a automatizar la mayor cantidad de procesos posible.
Al hacerlo, el proceso en sí se vuelve más eficiente en términos de velocidad y calidad, al mismo tiempo que se minimiza la posibilidad de que ocurra un error humano. Por eso, para que sea lo más eficiente y funcional posible, es importante contar con la configuración adecuada para la tarea.
Por lo tanto, en este artículo, puede ver un ejemplo de qué configuración podría utilizarse para automatizar un proceso de embalaje enseñando a la maquinaria a detectar y colocar un objeto en la ubicación correcta. Además, en los siguientes párrafos, verá una situación de ejemplo en la que un ingeniero de VA Imaging proporcionó a un cliente la configuración más adecuada para su aplicación. Asimismo, algunos de los elementos y temas mencionados tienen enlaces, por lo que, si es necesario, sería posible encontrar más información sobre la frase destacada.
En este caso de estudio, exploraremos cómo VA Imaging ayudó a una empresa de embalaje a automatizar la colocación de cajas en una cinta transportadora. Esta tarea repetitiva era propensa a errores e ineficiencias. Al implementar un sistema de visión por máquina, la empresa buscaba lograr:
- Mayor velocidad y rendimiento
- Mejor precisión y consistencia
- Reducción de los costes de mano de obra manual
Table of contents
Selección de la mejor Cámara de Visión Artificial
Para empezar, para construir una configuración funcional, es necesario elegir una cámara industrial que sea la más adecuada para la aplicación. En esta situación, la cámara recomendada al cliente fue la cámara USB3.0 de 1,6MP 'MER2-160-227U3M'. Es una cámara de 1,6 megapíxeles, equipada con un Obturador Global, un sensor Sony IMX273 y es capaz de alcanzar una velocidad de fotogramas de 227fps. Naturalmente, esta cámara fue seleccionada para cumplir con las especificaciones requeridas por el cliente.
El cliente especificó que la distancia entre la maquinaria a la que se conectará la cámara y el PC es de aproximadamente 2,5 metros. La mayoría de las veces, si la distancia entre la cámara y el PC es inferior a 4,6 metros, sugerimos utilizar una interfaz de cámara USB3.0 porque esta interfaz es ideal para aplicaciones que requieren alta resolución y alta velocidad de fotogramas.
Al momento de elegir entre una cámara monocroma o una cámara a color, el cliente especificó que para detectar la posición donde colocar el objeto, no se necesita color. Por lo tanto, se recomendó al cliente utilizar una cámara monocroma, que además es tres veces más sensible a la luz en comparación con una cámara a color.
Además, todo este proceso ocurre en un transportador, lo que significa que la posición que debe detectarse está en movimiento constante, por lo que una cámara con obturador global fue una excelente adición a la configuración. En caso de necesitar más información sobre el Obturador Global o Rolling, se puede encontrar en el Knowledge Center de VA Imaging’ Knowledge Center.
Otro factor importante a determinar al elegir una cámara adecuada para ayudar en la aplicación es la resolución. En este escenario, el cliente nos informó que el objeto que debía colocarse era una caja con dimensiones de 100x100mm y el FOV deseado era de 800x600mm. Con base en esta información, se pudo asumir con seguridad que la cámara sugerida de 1,6 megapíxeles con sensor Sony IMX273 y una resolución de 1440x1080 píxeles será una opción perfecta.
Elegir el objetivo óptimo para el proceso automatizado de envasado
La MER2-160-227U3M cámara sugerida anteriormente cuenta con un sensor Sony IMX273 con un tamaño óptico de 1/2,9”. La mejor manera de determinar qué objetivo sería el más adecuado para la configuración es utilizar el calculador de objetivos en línea. En este caso, las especificaciones necesarias para proporcionar el objetivo correcto fueron el campo de visión horizontal y la distancia de trabajo. Además, la resolución de la cámara y el tamaño de píxel se utilizan para identificar el campo de visión real de la configuración (consulte los cálculos a continuación como referencia).
Para detectar la posición correcta para colocar el objeto, se identificó un campo de visión de 800x600mm en correlación con una distancia de trabajo entre 950 y 1000mm. Tras probar diferentes distancias de trabajo, la elección final fue optar por una distancia de trabajo de 972mm, con un campo de visión real de 800x600mm.
Por lo tanto, el objetivo que mejor se ajusta a estos requisitos – el objetivo de 5MP y 06mm de distancia focal 'VA-LCM-5MP-06MM-F1.4-015' sin distorsión fue recomendado.
Calculadora de objetivos
Iluminación de visión por máquina para la detección en la colocación de objetos
Si bien la cámara monocroma ofrecía una mayor sensibilidad a la luz, era necesaria iluminación adicional para una detección óptima de objetos y para enseñar a la maquinaria dónde colocar la caja. Por lo tanto, se propuso una solución de iluminación de visión por máquina. Para detectar la colocación del objeto, se recomendó utilizar cuatro 'Barra de luz serie VA-BL3'.
Con la ayuda de las cuatro barras de luz, el campo en el que se debe colocar el objeto era claramente visible y fácilmente reconocible por la máquina. Por supuesto, configurar la iluminación en ciertas situaciones podría ser un poco complicado, así que si tiene alguna pregunta no dude en contactar a uno de nuestros expertos.
Además, en algunas situaciones, podría ocurrir que la reflexión con esta configuración sea inevitable. Para combatir esto, se recomiendan soluciones como luces polarizadas, filtros polarizadores para las luces o un filtro polarizador para el objetivo.
El software correcto para la configuración
Para finalizar la configuración, la última pieza que falta es un software de Visión por computadora. En este caso, el software recomendado se utilizaría para ayudar a la máquina a detectar la posición correcta donde colocar una caja durante el proceso de embalaje. Dado que los productos VA Imaging son compatibles con GenIcam, pueden utilizarse con varios software de terceros como MvTec Halcon, Ni Labview, Cognex Vision Pro, Matlab, OpenCV y Arm Board.
Para la configuración inicial y la parametrización de la cámara, recomendamos el DAHENG IMAGING SDK. Este SDK fácil de usar ofrece soporte para lenguajes de programación populares como C++, C# y Python, lo que facilita a los desarrolladores la integración del sistema de visión.
Además, es importante destacar que el SDK es totalmente compatible tanto con PC industriales como con plataformas ARM, que incluyen, entre otras, la serie NVIDIA TX y Raspberry Pi. Asimismo, Windows, Linux y Android son sistemas que ofrecen soporte para este software. Sin embargo, en lo que respecta a Notably y Apple MAC OS, no existe soporte en el ámbito industrial, pero si es necesario, los ingenieros que utilicen Windows o Linux en MAC pueden ejecutar una máquina virtual.
Sin embargo, para esta aplicación, el cliente buscaba una solución sencilla y fácil de usar. Recomendamos el Zebra Aurora Vision Software, especialmente para comenzar con la versión lite gratuita. Este software fácil de usar ofrece una interfaz gráfica que simplifica la detección de objetos y el control del sistema.
Aplicaciones similares de detección de posición con Visión por computadora
La configuración recomendada podría utilizarse también para diversas otras aplicaciones. Además de emplearse en procesos de envasado, también podría usarse en situaciones como la fabricación y el embotellado. En esencia, puede utilizarse para muchas aplicaciones diferentes que requieran colocar un objeto en una posición determinada.
Soporte respecto a la aplicación de colocación de objetos
La visión por máquina ofrece una solución potente para automatizar la colocación de objetos. Al seleccionar cuidadosamente cámaras, objetivos, iluminación y software, las empresas pueden lograr mejoras significativas en sus procesos de producción.
Si necesita ayuda o está buscando automatizar la colocación de objetos en su propia operación, ¡contacte hoy mismo con nuestros expertos en visión por máquina! No dude en ponerse en contacto con nosotros utilizando el formulario a continuación y uno de nuestros expertos en visión por máquina se pondrá en contacto con usted.
