Sistema de Visión para Control de Calidad de Conectores en Tyco Electronics

"La forma tradicional de medir cualquier objeto involucra contacto físico entre este y el instrumento con el que se efectúa la medición. Existe otra forma de efectuar esta acción sin necesidad de tocar el objeto y a cierta distancia." - José Antonio Ayala Félix, Automatización e Integración de Sistemas

El Reto: Desarrollar un Sistema de Visión para inspeccionar conectores rápidos que son manufacturados en Tyco Electronics.

La Solución:

Lea el Caso de Estudio Completo

El desarrollo de un Sistema de Visión bajo la plataforma de LabVIEW y el módulo IMAQ Visión. Como interfase de comunicación hacia la máquina DS34, el uso de una tarjeta de entradas y salidas digitales. Autor(es): José Antonio Ayala Félix - Automatización e Integración de Sistemas Introducción La forma tradicional de medir cualquier objeto involucra contacto físico entre este y el instrumento con el que se efectúa la medición. Existe otra forma de efectuar esta acción sin necesidad de tocar el objeto y a cierta distancia. A esto se le conoce como Medición de No Contacto. El Sistema de Visión desarrollado para el equipo de producción DS34, es un Sistema que mide sin la necesidad de contacto físico. Esto es posible con una cámara y un lente que nos entrega una imagen a escala. Teniendo esta imagen acondicionada en una computadora, y desarrollando algoritmos de imágenes, podemos trabajar el objeto como si lo dimensionáramos físicamente. Esto se logra haciendo una comparación de píxeles que contiene la imagen tomada, con las dimensiones de un objeto conocido a una distancia fija. Descripción del Sistema El Sistema debía cumplir con los siguientes requisitos: Inspeccionar el 100% de los conectores que son producidos en la máquina DS34. El Sistema de Visión debía ser integrado a la máquina DS34, siendo transparente al funcionamiento de la misma, sin producir tiempo agregado al proceso. Además, como la máquina cuenta con una estación de rechazo, el Sistema de Visión debía utilizar esa misma estación para reflejar el resultado de la inspección. Eliminar el criterio del operador al momento de realizar la inspección. El Sistema consta de dos cámaras de video, conectadas a una PC por medio de una tarjeta PCI-1408. Cada una de estas cámaras, cuenta con un lente Tele-céntrico que corrige problemas ópticos de convergencia, de esta forma se obtiene una imagen de muy poca distorsión del objeto (conectores a inspeccionar). Debido a la naturaleza semitransparente del producto fue elegido un sistema de luz tipo Backlight, es decir, la luz está detrás del producto, lo cual nos da como resultado una silueta del producto. Además de una tarjeta PCI-6527 que permite la comunicación entre el Sistema de Visión y el PLC que controla al equipo de producción DS34. Con esta comunicación, es posible indicarle al equipo DS34 qué piezas cumplen con los requerimientos previamente establecidos por control de calidad y qué piezas serán expulsadas. El Sistema de Visión DS34 inspecciona 4 piezas por indexado del equipo DS34. Esto es, cada vez que recibe un trigger del PLC. Conserva el resultado de esta inspección y la entrega al PLC en el siguiente indexado para poder verificar cuales serán rechazadas en la estación de expulsión de piezas malas. La interface a usuario del Sistema de Visión DS34, consta de 4 secciones: SetUp: Aquí se definen parámetros como, posición de ventanas de medición, posición de la base del mandril, color del producto a inspeccionar, etc. Ver figura "Sección SetUp-Ventanas de Medición". En esta sección se encuentra también la calibración del Sistema de Visión. Ver figura "Sección SetUp-Correlación de Medidas". Límites: En esta sección es posible introducir las dimensiones del producto (longitudes, diámetros, ángulos de inclinación), y tolerancias de las mismas. Dichas medidas están establecidas por la hoja de especificación de cada producto, y son la base para la inspección del mismo. La forma tradicional de medir cualquier objeto involucra contacto físico entre este y el instrumento con el que se efectúa la medición. Existe otra forma de efectuar esta acción sin necesidad de tocar el objeto y a cierta distancia. Además, en esta sección es posible habilitar o deshabilitar el sistema de Visión. Resultados: Esta pantalla nos muestra las mediciones hechas al producto por el Sistema de Visión, así como un indicador de rechazo para cada parámetro. Esto nos da información específica, del por qué el elemento fue rechazado o aprobado. También aparecen información de cuantos productos se han rechazado y cuantos aprobados. Modelo: Este sección nos permitirá dar de alta un nuevo modelo de piezas a inspeccionar, y a su vez, elegir un modelo a inspeccionar ya existente. Una vez seleccionado un modelo, es posible modificar los parámetros del mismo, para poder crear un nuevo modelo. Por último, se le proporcionó al cliente una guía para diagnosticar algún error, en caso de que alguna tarjeta estuviera dañada o mal instalada. Conclusión Los resultados obtenidos al momento son: Reducción al 100% del error humano por inspección visual. Set-Up y Calibración sencillos. Reemplazo del Sistema de Visión Keyence por no cumplir el 100% de requerimientos. El producto es inspeccionado el 100% al final de su fabricación, después del cuál, va a empaque; donde la producción ha tenido picos de hasta 1,000,000 piezas por semana. Debido a los resultados obtenidos, se requirió otro equipo para otra sección con problemas de auditoría visual. Información del Autor: José Antonio Ayala Félix Automatización e Integración de Sistemas Av Morelos No 87, Fracc Buenaventura Tijuana 22880 México Tel: (664) 6001697 [email protected] (mailto:[email protected])

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Sección SetUp-Ventanas de Medición

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Sección SetUp-Correlación de Medidas

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Sección Límites

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Sección Resultados

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Sección Modelo Legal Este caso de estudio (este "caso de estudio") fue desarrollado por un cliente de National Instruments ("NI"). ESTE CASO DE ESTUDIO ES PROPORCIONADO "COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM.

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