En los últimos años, la robótica colaborativa se ha utilizado en una amplia gama de aplicaciones industriales. Una de las aplicaciones más utilizadas con soluciones colaborativas es la de pick and place, que es mover una pieza de un punto A a un punto B. Una función importante involucrada en esta área es la inspección y control de calidad con visión artificial.
Uno de los beneficios que a menudo se atribuye a la robótica es la mejora del proceso productivo cuando este es realizado por un robot, y en el caso de un robot colaborativo, cuando la actividad es desarrollada conjuntamente entre un cobot y un operario.
Los nuevos equipos informáticos han cambiado fundamentalmente muchos aspectos de nuestras vidas. Una evidencia clara es el desarrollo de sistemas de visión artificial, que, debido a su repetibilidad y alta precisión, han mejorado muchas tareas manuales que van desde la inspección de calidad hasta la evaluación cuantitativa.
El potencial de la visión artificial en la robótica ha aumentado con el desarrollo de nuevos sensores, equipos de procesamiento de visión, microcontroladores y equipos informáticos con mejor desempeño a menor coste.
La inspección y el control de calidad mediante robots detecta productos fuera de tolerancia en una etapa temprana y reduce la necesidad de reprocesos y desechos. Los sistemas se utilizan para realizar diferentes tareas, que incluyen la selección de piezas que están orientadas aleatoriamente desde un contenedor o transportador, identificación de piezas e inspección compleja para tolerancias dimensionales estrechas, además de capacidades mejoradas de reconocimiento y ubicación de pieza
Indice de contenidos
Cómo funciona el control de calidad con visión artificial
Un sistema de visión artificial está compuesto por una cámara digital, iluminación y óptica, junto con un software que procesa imágenes, además de un robot que realiza las acciones determinadas tras la identificación de los objetos a inspeccionar.
El «cerebro» electrónico del sistema evalúa la imagen y luego actúa basándose en los datos analizados. En el frente del hardware, las cámaras, la óptica y los sistemas de iluminación han avanzado para capturar información de imagen precisa, incluso en condiciones difíciles.
Una vez que se captura una imagen viable, a sus píxeles se les asigna un valor numérico. Una vez que el sistema de software asigna valores numéricos a todos los píxeles, busca patrones y bordes, y combina esos datos de borde para identificar formas.
Este es el software subyacente que permite que un sistema de visión detecte e identifique los orificio, muecas o irregularidades, además de la ubicación precisa en una pieza y si éstas son del tamaño correcto para pasar satisfactoriamente la inspección y no ser descartadas.
Además, en los últimos 10 años, debido al gran avance de la inteligencia artificial (IA), con un conjunto de datos lo suficientemente grande, los sistemas de inteligencia artificial pueden aprender matices sin ser programados explícitamente, combinando la visión artificial y el aprendizaje automático para crear su propio sistema de control de calidad.
La inteligencia artificial permite aplicar la visión artificial a formas poco convencionales. Es posible que se necesiten miles de líneas de código para que un sistema de visión artificial tenga en cuenta los muchos tamaños y formas, pero los algoritmos de IA se pueden entrenar para discernir la diferencia entre diferentes formas.
Los cobots: control de calidad con visión artificial
Un cobot o brazo robótico con cámara de visión puede realizar mediciones en 3D y otras pruebas no destructivas que garantizan la calidad de los productos revisados. De esta forma, pueden identificarse fácilmente las piezas defectuosas antes de su empaquetado o envío.
Además, tiene reducidos costes de funcionamiento, sin los costes adicionales asociados a la programación, la instalación y los resguardos de seguridad de un robot industrial tradicional. Tienen un período medio de amortización de tan solo 195 días, algo menos de siete meses.
Los cobots son totalmente seguros para trabajar en el mismo espacio con otras personas y por eso no necesitan un amplio espacio o barreras para trabajar. Tan solo si se trabaja en entornos líquidos corrosivos, se necesitará una protección especial para el brazo robótico.
Los cobots se pueden instalar prácticamente en cualquier aplicación para realizar un control de calidad, incluso con limitaciones de espacio, gracias a un diseño ágil y compacto.
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Los cobots pueden cambiar de proceso rápidamente para realizar prácticamente cualquier tarea manual y repetitiva. Basta con que una persona le dedique unos minutos para enseñarle los movimientos a seguir, guiando al brazo robótico en cada paso al inicio para este que los repita. Además, pueden reutilizar programas para las tareas más recurrentes.
Aplicaciones de la visión artificial en el control de calidad
Los sistemas de visión artificial con robots colaborativos, según la industria en la que se integra o del tipo de producto que se maneje, tienen una amplia gama de aplicaciones. Alguna de las actividades de control de calidad que se realizan con visión artificial y cobots son:
Inspección
Los sistemas de inspección visual se utilizan en múltiples industrias para asegurar la homogeneidad de los productos. Cuchillos del mismo tamaño, misma orientación en la cinta transportadora, productos a los que les falta una parte o el aseguramiento de que los productos a inspeccionar cuenten con la forma y color adecuados, son algunos ejemplos de este tipo de aplicación.
Revisión
Es posible aplicar la visión digital para buscar errores y pequeños desperfectos en todo tipo de cosas, desde cuchillos con un afilado no 100% óptimo, un correcto etiquetado, hasta pequeños desperfectos en elementos los cuales puedan ver comprometida la calidad del producto final.
Medición
Con una precisión nanométrica, aplicando la visión artificial en el control de calidad de productos donde da exactitud es importante, un equipo informático puede medir de forma continua casi todo: Profundidad, distancia, largo, ancho…
Lectura
Un robot colaborativo integrado con una cámara de visión artificial tiene la capacidad de revisar códigos de barras y caracteres específicos
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