Aplicación | Sensor de visión 3D para el control de calidad

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Por ifm electronic

En la industria de bebidas se realizan controles de las cajas para comprobar que su contenido esté íntegro antes de que abandonen la instalación. El sensor de visión efector pmd3d detecta durante este proceso incluso las más pequeñas anomalías, las cuales no se percibirían con sensores fotoeléctricos convencionales. Así se garantiza la máxima calidad y seguridad.
Gerolsteiner es una empresa alemana especializada en el embotellado de agua mineral, produciendo 60.000 unidades por hora en cada instalación. Al final del proceso de producción, el sensor de visión 3D realiza el control de encajado, en donde se revisan que las cajas de agua mineral se hayan rellenado correctamente con todas las botellas. En caso de que falte alguna, la caja será apartada y rellenada manualmente antes de abandonar la instalación.
Por suerte, solo muy de vez en cuando cae una botella. Pero si esto sucede, la causa se suele encontrar a menudo en la máquina encajadora: ésta eleva con prensores neumáticos las botellas de la instalación de clasificación y las descarga en las cajas vacías disponibles. En este proceso puede ocurrir que una botella no se agarre correctamente. Por este motivo, en la siguiente cinta transportadora está instalado un sistema de inspección. Un sensor fotoeléctrico 3D revisa desde arriba que las cajas tengan todas las botellas antes de que sean paletizadas y entregadas.

El efector pmd3d detecta desde arriba las distancias con respecto a cada uno de los tapones. Las botellas que faltan son detectadas con fiabilidad.

Control de encajado convencional

En el proceso convencional utilizado a escala mundial en el embotellado de bebidas, se instalan fotocélulas con sistema de reflexión directa dispuestas en una matriz, las cuales revisan desde arriba los tapones de las botellas. Si falta una botella, no se refleja ninguna luz en el sensor. En consecuencia, éste envía una señal de error al controlador.

Control con el sensor 3D

Gerolsteiner utiliza los sistemas de control de encajado del fabricante Recop. La pieza clave de la instalación es el efector pmd3d de ifm electronic: una cámara 3D con sistema de evaluación integrado y una resolución de 64 x 48 píxeles.
Para cada uno de los 3.072 píxeles, el sensor proporciona un valor de distancia con precisión milimétrica, hasta 25 veces por segundo.
El efector pmd3d inspecciona desde arriba el recipiente. En las posiciones definidas en la imagen de la cámara se evalúa la distancia entre el tapón de la botella y el sensor. Si dicha distancia se encuentra fuera del rango de referencia, el sensor emite una señal de error a una compuerta para que la caja sea apartada. La falta de varias botellas también se puede detectar de forma segura utilizando un solo sensor.

Ventajas del control mediante 3D

En comparación con el control de encajado tradicional con fotocélulas de reflexión directa, el efector pmd3d es capaz de detectar errores adicionales en las cajas de botellas. La precisión milimétrica de la medición de distancia permite la detección de las más mínimas diferencias de altura. Si, por ejemplo, hubiese trozos de cristal entre el fondo de la caja y la botella, ésta quedaría un poco más alta que las demás. El sensor 3D lo detectaría y apartaría la caja. Las fotocélulas de reflexión directa, por el contrario, no detectarían este error.
El sensor de visión se puede configurar fácilmente mediante software para varias formas de cajas y botellas, pudiendo cambiar posteriormente entre unas y otras con un simple interruptor. Esto hace innecesaria la modificación mecánica de la matriz de lectura que suele ser habitual en las fotocélulas. De esta forma se ahorran costos y tiempo cuando se realiza el reequipamiento de la instalación.
El acabado de los tapones de las botellas, por ejemplo, en gris brillante o en un color oscuro mate, provoca a menudo problemas con las fotocélulas. Para el sensor 3D, esto no supone ningún problema.
La evaluación de la imagen en 3D es ejecutada por el sensor, no es necesario un controlador externo. La salida del sensor activa mediante una señal de conmutación el descarte de las cajas con fallos, sin necesidad de que el sensor esté conectado externamente a un controlador o sistema de evaluación

Defectos de un vistazo

Gerolsteiner utiliza la interfaz de proceso Ethernet del sensor para visualizar el resultado de los controles en una pantalla táctil. El operario de la instalación puede así visualizar los valores de distancia para cada botella de la caja. También está disponible una función estadística para registrar los fallos durante un periodo definido. Para poder saber qué posiciones de las botellas provocan más fallos, se puede realizar una evaluación con las estadísticas. De esta forma, el operario de la máquina puede localizar las piezas de la instalación que no funcionan correctamente y subsanar los fallos. Este análisis es útil sobre todo en la puesta en marcha de las máquinas.

Ventajas económicas

Aparte de las ventajas desde el punto de vista técnico, la utilización del efector pmd3d también comporta ventajas considerables en materia de precios, ya que sustituye a una matriz completa de fotocélulas. Además, dispone de 3.072 puntos de medición y la unidad de evaluación ya viene integrada en el sensor.

Conclusión

Con la utilización del sensor de visión, la empresa Gerolsteiner ha podido ampliar su aplicación de control de encajado con determinantes funciones de diagnóstico. Con el software se pueden ajustar cómodamente varias formas geométricas de cajas sin necesidad de modificación mecánica.
Reconfiguración de parámetros en lugar de cambio de equipamiento: con unos simples clics en el software ya no es necesario atornillar y reajustar.

En conjunto, el efector pmd3d ofrece un mayor rendimiento, al mismo tiempo que reduce los costos. Este sensor también se puede integrar fácilmente en aplicaciones de control de calidad de otros sectores industriales. La empresa Gerolsteiner cree que con la instalación del efector pmd3d ha dado un importante paso para majorar su calidad y flexibilizar sus procesos productivos.

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