Sistemas de visión por computadora para el control de calidad

La visión por computadora se está convirtiendo  rápidamente en un factor clave en el alcance de la calidad dentro  de los diferentes procesos de automatización  industrial. Su implementación en una empresa se ve reflejada en un aumento en el nivel de producción y en una reducción de los costos de fabricación, elevando los niveles de competitividad en el mercado nacional e internacional. Asimismo la visión por computadora permite inspeccionar el proceso de producción  sin fatigas ni distracciones que son factores detonantes de errores humanos, facilitando la cuantificación de las variables de calidad traduciéndose en un mejoramiento continuo. Además, los sistemas de visión pueden ser implementados en lugares donde los seres humanos no podrían estar debido a las altas o bajas  temperaturas, radiaciones, ruidos excesivos o ambientes peligrosos por diversos factores.

En la actualidad los sistemas de visión por computadora han sido aplicados con éxito en muchas industrias como son: textil, frutas y alimentos, minerales, producción de circuitos integrados, autos, entre otros.

El sistema de calidad es una parte esencial en los sistemas de fabricación de botellas de PET (Politereftalato de Etileno). Los defectos más frecuentes  en la fabricación de botellas de PET son las rasgaduras en la boca y pared de la botella, residuos en el fondo. Las botellas con estos defectos no se pueden utilizar debido a que con frecuencia de rompen durante o después del embalaje, lo que provoca que la línea de producción pare y por consecuencia provoca pérdidas a la fábrica. Además los defectos no garantizan la conservación  del producto contenido. Es por eso que se tiene que contar con un sistema de inspección robusto que pueda separar aquel producto que no cumplan con los estándares de calidad establecidos para su fabricación y así garantizar que  no contengan los defectos antes mencionados.

Por otra parte, las botellas reutilizadas son cada vez más populares debido a  su rentabilidad. Sin embargo, cuando las botellas son devueltas por los consumidores para reutilizarse, el control de calidad es diferente. La inspección de las botellas tiene que ser más minuciosa que cuando se fabrican, debido a que estas botellas son sometidas a diferentes usos, y para volver a utilizarlas es necesario garantizar el prefecto estado en el que se encuentren.

La inspección de botellas por seres humanos es lenta, además que es difícil garantizar la precisión y rapidez durante largas horas de trabajo. Debido a que los seres humanos después de  un tiempo de estar trabajando, sufren de cansancio y de pérdida de atención. Es por eso que la medición de parámetros de calidad de materiales es una tarea difícil y costosa. Si bien los sistemas manuales reducen el porcentaje de falsos defectos al 0 %, estos no pueden detectar todas las botellas con defectos. Por lo contrario los métodos basados en visión por computadora garantizan la detección de un número elevado de botellas con defectos, aunque aumentan los falsos defectos. Los sistemas de visión por computadora son más eficaces y eficientes  que los  inspectores humanos, debido a que son capaces de realizar la inspección automática  a altas velocidades y sin las limitaciones como cansancio o pérdida de atención.

En la Universidad Politécnica de Tulancingo se ésta trabajando  en un sistema de visión por computadora para la inspección, control y clasificación  de botellas de PET, el laboratorio de óptica y visión por computadora está equipado con lo necesario para el desarrollo  de estos tipos de sistemas. Esta inspección se lleva a cabo en el sello, pared y base de la botella. Para ello se diseñan   tres modelos  que llevan a cabo  la adquisición y procesamiento de imágenes. A través de algoritmos, en los dominios espaciales y frecuenciales, se generan mapas con los defectos  para la clasificación de botellas en dos clases: a) con defecto y b) sin defecto. Se desarrolla un software que controla la cámara de adquisición de las imágenes, bases mecánicas de desplazamiento y de rotación, además que procese las imágenes adquiridas. Lo anterior permitirá que el software tome la decisión  si la botella tiene o no defecto. Cabe mencionar que en la actualidad no se cuenta con un  sistema que analice la rosca de la botella debido a la gran dificultad  que se tiene  por las reflexiones que se genera cuando dicha zona es iluminada, en el trabajo que se ésta realizando ya se puede inspeccionar esta parte de la botella que es de vital importancia.

Mtro. Juan Antonio Cardenas Franco

juan.cardenas@upt.edu.mx