La solución IDS con cámaras de enfoque automático e IA de borde garantiza una inspección sin defectos con un alto rendimiento
Túnel de cámaras multicelda para la manipulación automatizada.
En sectores como la metalurgia de alta precisión, la precisión es fundamental. Esto incluye la industria automotriz y sus proveedores, que se encuentra en crisis en Alemania por diversas razones. La industria se encuentra bajo una enorme presión para ofrecer productos de calidad impecable y, al mismo tiempo, reducir los costos operativos, por ejemplo, aumentando la velocidad de los procesos. Los estándares de control de calidad de la industria automotriz son estrictos, las geometrías de los componentes son complejas y las exigencias de precisión y fiabilidad de los procesos son enormes. Las fluctuaciones en la detección, la trazabilidad insuficiente a números de serie o lotes individuales y las condiciones ambientales cambiantes pueden provocar errores costosos, paradas de producción y reclamaciones.
VIVALDI Digital Solutions GmbH ha desarrollado una solución innovadora y ejemplar para la inspección de calidad con IA en tiempo real. Además de un servidor edge con procesador Intel, el procesamiento inteligente de imágenes desempeña un papel clave en la denominada SensorBox. Diseñadas para un proveedor automotriz y su planta de producción en la República Checa, hasta 70 cámaras USB3 uEye+ XC con enfoque automático de IDS Imaging Development Systems realizan la inspección visual automática de superficies en varias celdas de inspección.
«Las cámaras IDS integradas en las celdas de prueba capturan imágenes de alta resolución de la superficie de componentes de aluminio de fabricantes de equipos originales alemanes, en este caso, un motor eléctrico», explica Uwe Siegwart, director general de Vivaldi, al explicar la función de la cámara. Las imágenes capturadas se preprocesan para optimizar factores como la exposición, el balance de blancos y la corrección de color. La IA reconoce diversos defectos superficiales, como arañazos, poros o suciedad. «La planta de la República Checa tiene requisitos estrictos. Según el catálogo de defectos, los defectos a partir de 0,2 milímetros deben detectarse con fiabilidad. El tiempo de prueba por componente no debe superar los 36 segundos», explica Uwe Siegwart. Con el sistema implementado con éxito, se prueban hasta 2400 carcasas de motores eléctricos al día de forma 100 % automática.
La grabación simultánea de imágenes garantiza una inspección completa y ayuda a mantener el tiempo del ciclo.
¿Por qué el especialista en IA eligió la cámara uEye XC de IDS?
«El factor decisivo fue que la cámara con enfoque automático puede capturar varias superficies a diferentes distancias», afirma Eike Humpert, del departamento de Desarrollo de Negocio de Vivaldi. Esto simplifica enormemente el proceso de pruebas y garantiza una mayor eficiencia y flexibilidad. Este factor es crucial, por ejemplo, cuando se deben probar diferentes variantes de componentes. Con el objetivo macro, la distancia mínima al objeto de la cámara también se puede acortar muy fácilmente.
«La tecnología de píxeles BSI permite que el sensor ofrezca resultados consistentemente precisos y fiables, incluso en condiciones de luz cambiantes», explica Jürgen Hejna, responsable de producto de cámaras 2D en IDS. No solo el excelente rendimiento con poca luz y el mínimo ruido de píxeles hacen que el sensor sea especialmente adecuado para esta aplicación. «El zoom digital de 24x, combinado con el balance de blancos automático y la corrección de color precisa, contribuye significativamente al éxito de este exigente procedimiento de prueba», enfatiza Jürgen Hejna.
Análisis con IA y control sincronizado de la cámara mediante un servidor edge.
La tarea de procesamiento simultáneo de imágenes es compleja y los desafíos, diversos. Las piezas de aluminio suelen tener superficies muy brillantes que reflejan la luz y, por lo tanto, influyen considerablemente en las imágenes. Estos reflejos dificultan la identificación fiable de defectos como arañazos, deformaciones en frío, marcas de vibración o irregularidades superficiales, ya que suelen quedar oscurecidos o distorsionados por los reflejos de la luz. Esto, junto con otras variaciones del material y del entorno, exige que el procesamiento de imágenes basado en IA sea capaz de distinguir con precisión entre la estructura normal del material y las áreas brutas reales de las superficies a procesar que se consideran defectuosas.
El procesamiento de imágenes se realiza mediante una infraestructura optimizada. Se pueden conectar hasta ocho cámaras por concentrador USB, lo que permite la grabación simultánea de varias áreas de inspección. Un máximo de dos de estos concentradores USB se conectan a un controlador de cámara de desarrollo propio, que agrupa y procesa las señales de imagen. Varios controladores de cámara están conectados en red con el servidor edge. Este servidor no solo calcula los análisis basados en IA, sino que también se comunica directamente con el controlador del sistema, que coordina la activación de las cámaras y garantiza la grabación sincronizada.
42 cámaras uEye XC inspeccionan la carcasa de un motor eléctrico
«El procesamiento de imágenes es un componente fundamental para la trazabilidad, que constituye el verdadero eje tecnológico de la solución, e IDS es el socio ideal para este punto», subraya Uwe Siegwart. «La adquisición digitalizada de datos de calidad en tiempo real y su vinculación con otros parámetros de producción no solo aumenta la eficiencia, sino que también reduce significativamente los rechazos y las repeticiones de trabajos. Se minimizan los errores, se reducen los costes y se optimizan los procesos de producción».
El sistema ya ha dado sus frutos en la República Checa: el número de reclamaciones anuales se ha reducido en dos tercios e incluso se ha reducido a cero el número de defectos superficiales no detectados.
Perspectivas:
El mercado del control de calidad digital está experimentando un rápido desarrollo, especialmente gracias a una tecnología de cámaras más favorable, por ejemplo, en lo que respecta a resoluciones más altas. «Los procesos y herramientas optimizados de procesamiento de imágenes también permiten que los usuarios finales realicen análisis en tiempo real», afirma Eike Humpert. «Se demandan cámaras con una resolución mejorada, un diseño más compacto y precios optimizados». La gama de productos del fabricante de cámaras industriales IDS está diseñada para satisfacer esta demanda con tecnología de vanguardia.
