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El sistema de visión detecta las varas apiladoras de madera que tengan defectos

AMS Solutions laser inspection

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AMS Solutions desarrolló un sistema de inspección de visión artificial para detectar varas separadoras de madera que podrían atascar el equipo apilador de madera en los aserraderos. El sistema de visión utiliza las herramientas de visión In-Sight de Cognex para el control de calidad en la línea de procesamiento de la madera y el software VisionView de Cognex para mostrar y revisar los resultados de las inspecciones. El sistema garantiza el funcionamiento ininterrumpido de las apiladoras mecánicas de madera.

Apilamiento en el aserradero

Luego de que los productos de madera son cortados a medida en un aserradero, se apilan en paquetes antes de ser enviados a un proceso de secado en horno que calienta la madera a una temperatura especificada para eliminar la humedad y cualquier plaga de insectos. La madera se apila en niveles y cada nivel se separa mediante pequeñas tablas llamadas varas, un producto de madera especializado para mantener el espacio durante el proceso de secado en horno. Según los requisitos específicos del molino, las varas vienen de muchos tamaños pero generalmente miden de 4 a 5 pies (122-152 cm) de largo, 1.5 a 2.5 pulgadas (3.8-6.4 cm) de ancho y 0.75 pulgadas (1.9 cm) de espesor. Las varas funcionan continuamente en ciclos a través del aserradero, el horno y el molino de cepillado, y se pueden volver a utilizar muchas veces antes de que necesiten ser reemplazadas.

Ubicación automática de las varas

Antes de que se desarrollaran los sistemas automáticos de ubicación de varas, la gente solía ubicar las varas manualmente entre cada nivel a medida que se apilaba el paquete y desechar las varas rotas, según lo requerido. Con los sistemas automáticos las varas se cargan en tolvas ubicadas a través del largo de los paquetes y se sueltan automáticamente en las ubicaciones requeridas. Estas tolvas se vuelven a llenar automáticamente. Para alimentar al sistema empujador superior, primero se separan las varas mediante un sistema de clasificación y luego son transportadas mediante una cadena con agarraderas que mantiene cada vara en su propio espacio hasta que se traspasa a la cadena empujadora superior. Mientras son transportadas en la sección de la cadena con agarraderas, las varas se inspeccionan y se rechazan, según lo requerido.

Las máquinas automáticas de ubicación de varas utilizadas en las operaciones mecánicas de apilamiento de madera requieren la detección de varas que podrían atascar la máquina de apilamiento. El sistema debe rechazar de manera confiable las varas que están rotas o que no tienen el tamaño correcto para caber en la máquina con el objetivo de mantener un funcionamiento continuo. Hay varios métodos que se utilizan actualmente para detectar estas varas defectuosas. Algunos sistemas antiguos confían en la inspección manual para rechazar las varas antes de que ingresen en la máquina. Los sistemas manuales son costosos, representan una preocupación acerca de la seguridad y ni siquiera son tan confiables como los sistemas automáticos. Otros sistemas utilizan una serie de "sensores fotoeléctricos" para medir automáticamente las características de las varas en algunas pocas ubicaciones. Estos no son sistemas confiables de detección de defectos debido a que recopilan información limitada.

Opción de escaneo del perfil

Una solución que se propuso para el problema de detectar las varas defectuosas utiliza una tecnología de escaneo lineal. En una configuración típica, se ubicarían múltiples escáneres alrededor de las varas en la banda transportadora con agarraderas. Cada escáner capturaría una imagen en 3D de una porción de la vara, y las múltiples imágenes se combinarían luego en una computadora para proporcionar un perfil completo de la vara en 3D. El costo de este enfoque se justifica fácilmente en las aplicaciones que optimizan el registro y los paneles, pero no es rentable para la inspección de varas. Como resultado del alto costo, la mayoría de los aserraderos eligieron alternar métodos de inspección de varas menos efectivos.

Selección del sistema de visión

"Por lo general, los sistemas de visión de hoy en día están divididos en dos grupos: sistemas basados en PC y sistemas autónomos de visión con cámaras inteligentes", dijo Richard Vetter, vicepresidente de AMS Solutions. "Decidimos utilizar un sistema de visión debido a que generalmente son más fáciles de configurar, validar y mantener". Como son de estado sólido, los sistemas de visión con cámara inteligente proporcionan intrínsecamente una plataforma más estable que las alternativas basadas en Microsoft® Windows®, ya que requieren menos mantenimiento. Al ser configurables en lugar de programables, los sistemas de visión con cámaras inteligentes también hacen que sea más fácil adaptar futuros cambios.

Con este plan listo, AMS Solutions desarrolló el sistema de inspección de visión artificial IdealSTICK para evaluar de forma económica los defectos geométricos de las varas en su totalidad a velocidades de hasta 300 LPM. El sistema IdealSTICK se ha implementado con éxito en múltiples ubicaciones.

"Seleccionamos el sistema de vision In-Sight de Cognex debido a que proporciona una resolución de 1600 por 1200 píxeles que es suficiente para inspeccionar toda la superficie superior de la vara con una precisión de aproximadamente 0.050” (1.3mm) y debido a que su procesador de alta velocidad puede completar fácilmente la operación de inspección dentro del tiempo requerido", dijo Vetter. "También nos gusta la resistencia, que incluye su carcasa de aluminio resistente fundido a presión, conectores sellados M12, y una cubierta protectora del lente que brinda una protección con certificación IP67 y IP68 contra polvo y humedad".

Operación del sistema de visión

Con la utilización de los láser y un análisis de la imagen la plataforma In-Sight de Cognex, IdealSTICK puede evaluar el espesor, el ancho, la longitud, la inclinación, el recodo, la curva, la rotura y la forma en general de la vara. El sistema IdealSTICK se calibra simplemente capturando una imagen de una vara con las dimensiones deseadas. El operador frena la banda transportadora, coloca esta vara "ideal" en una posición en la que el sistema de visión la pueda ver y pulsa el botón calibrar. De aquí en adelante, el sistema de visión compara cada vara con la que se utilizó para el calibrado y rechaza las varas cuyas dimensiones varíen demasiado con respecto a la vara ideal. El programa del sistema de visión se desarrolló utilizando la interfaz In-Sight Explorer Spreadsheet de Cognex. Esta interfaz posibilita programar una aplicación de visión arrastrando y soltando herramientas de visión en una matriz sin tener que escribir una línea de código.

Un sensor fotoelectrónico detecta cuando una vara se encuentra debajo de la cámara y activa la cámara para tomar la fotografía. Los programadores de AMS utilizaban las herramientas de visión disponibles en el software de programación de Cognex para analizar la vara y generar un resultado de aprobado/reprobado. El resultado del análisis que incluye una fotografía de la vara inspeccionada se muestra en tiempo real utilizando una PC industrial de pantalla táctil montada en el marco del escáner y ejecutando el software VisionView® de Cognex. El software VisionView se utilizó para crear una interfaz de usuario dinámica en tiempo real que se puede utilizar no solo para monitorear la pieza que se está analizando actualmente, sino también para revisar las varas rechazadas previamente. El mecanismo de revisión le permite al operador ver fácilmente por qué el sistema rechazó las varas inspeccionadas previamente.

"Los primeros sistemas IdealSTICK están funcionando muy bien", concluyó Vetter. "Los clientes están muy contentos con los sistemas de inspección, y nuestra expectativa es que un número cada vez mayor de aserraderos reconocerán las ventajas de la inspección de varas basada en la visión artificial, que incluyen el costo relativamente bajo, la alta precisión y la capacidad de funcionar de manera confiable en el entorno del aserradero".

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