El sistema de visión artificial de LEONI ofrece inspecciones detalladas de motores de automóviles en línea

La naturaleza detallada de la fabricación de automóviles impone un alto costo por los errores, incluso los defectos menores y fáciles de pasar por alto. Tal fue el problema de un importante fabricante de automóviles que descubrió que las mangueras mal sujetas en sus líneas de aceite y refrigerante estaban detrás de algunas de las fuentes más comunes de reclamaciones de garantía. El fabricante de automóviles invitó a los ingenieros de visión de LEONI a desarrollar una solución, empezando por una de las varias plantas de montaje para el modelo de coche en cuestión.

La instalación que visitó LEONI produce dos modelos de motor: un motor de 4 cilindros que requería la inspección de las abrazaderas de las mangueras en seis puntos, y un modelo de 6 cilindros que necesitaba la inspección de cuatro conexiones de abrazaderas. Los operadores sujetan las mangueras con abrazaderas de resorte que se mantienen inicialmente abiertas por una pinza insertada a través de una muesca. La liberación manual de estas pinzas cierra la abrazadera, permitiéndole aplicar presión alrededor de la manguera.

Hacia el final de la línea, los operadores comprobaban que todas las pinzas estaban completamente liberadas y que las abrazaderas estaban correctamente posicionadas y orientadas. Pero la tarea exigía una continua atención a múltiples detalles que, con el tiempo, podrían hacer que incluso los inspectores experimentados fueran propensos a errores inducidos por la fatiga. La automatización de la inspección era una solución obvia, pero la aplicación planteaba varios retos para el equipo.

Un objetivo móvil

Los ingenieros de LEONI señalaron dos consideraciones que afectarían al diseño de su aplicación. En primer lugar, los operadores a menudo colocaban las abrazaderas de forma que sus clips no fueran totalmente visibles desde un ángulo determinado. Por ello, la 1ª prioridad era asegurarse de que las abrazaderas estaban correctamente orientadas en la manguera. Esto no sólo aseguraría que las cámaras tuvieran una línea de visión ininterrumpida, sino que también minimizaría el error de perspectiva al verificar la liberación de la abrazadera. Asimismo, también facilitaría la extracción de la abrazadera para fines de mantenimiento en un vehículo completamente ensamblado e integrado.

Otra consideración para los ingenieros de visión de LEONI era que ambos modelos de motor se balanceaban en las cadenas mientras viajaban por la línea de montaje, lo que significaba que estaban en constante y errático movimiento mientras viajaban por la línea de ensamblaje

LEONI desarrolló una solución que medía la posición de cada abrazadera (es decir, su proximidad al extremo de la manguera) y la orientación (es decir, en qué lado de la manguera se encontraba el cierre). Los codificadores incorporaron los datos de posición de los motores ensamblados anteriormente a los sistemas de visión de LEONI, y los interruptores láser de precisión activaron su secuencia de imágenes cuando los motores alcanzaron la posición correcta.

Visión de LEONI

La estación de inspección de LEONI equipaba cuatro cámaras de 2-MP dirigidas a áreas de interés, eligiéndose ópticas con gran profundidad de campo para facilitar la captura de imágenes. Se instalaron múltiples barras de luz de alta intensidad para iluminar uniformemente los motores, minimizando el efecto de la sombra en los detalles de la imagen, mientras que también permitió una mayor velocidad de obturación eliminando cualquier desenfoque de movimiento.

El sistema de visión de LEONI enviaba los datos de la imagen al PLC de la línea para desviar los motores con un presunto defecto. También mostraba los datos de la imagen en un HMI para alertar al operador en caso de que la posición o la orientación de las pinzas necesitara corrección.

Puesta En Servicio y ajustes finales

Durante las pruebas iniciales del sistema, los ingenieros de LEONI detectaron que algunos re-ajustes finales eran necesarios. "A la visión artificial le gusta la consistencia, y aunque las abrazaderas aplicadas manualmente a menudo se aplicaban correctamente a las mangueras y al motor, su orientación estaba ocasionalmente fuera del umbral del sistema de visión", dijo James Reed, director de productos de visión de LEONI. "Como resultado, el sistema producía unos pocos falsos negativos."

El cliente reentrenó a sus operadores de montaje para que aseguraran una orientación más homogénea para las abrazaderas. Asimismo, añade Reed, LEONI ajustó la tolerancia de su sistema definiendo la posición correcta de la abrazadera para que estuviera dentro de los 5 milímetros de su posición nominal en la manguera.

Debido a que la solución de LEONI era un sistema adicional, ésta se adaptó a la velocidad de la línea existente. Sin embargo, con los ajustes finales, la precisión de lectura del nuevo sistema superó el 97%, permitiendo una reducción significativa de los costes por reclamación de garantía por mangueras mal conectadas.

Como resultado, el cliente ha planificado la implementación del sistema de inspección automatizado de LEONI en varias de sus otras plantas de ensamblaje.

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