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O sistema de visão detecta varas defeituosas do empilhador de madeira

AMS Solutions laser inspection

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A AMS Solutions desenvolveu um sistema de inspeção de visão mecânica para detectar varas do separador de madeira que podem atolar o equipamento de empilhamento de madeira em serrarias. O sistema de visão usa as ferramentas de visão do In-Sight da Cognex para controle de qualidade na linha de processamento de madeira e o software VisionView da Cognex para exibir e analisar os resultados da inspeção. O sistema garante a operação ininterrupta de empilhadores de madeira mecânicos.

Empilhamento em serraria

Depois que os produtos de madeira são cortados em uma serraria, eles são empilhados em embalagens antes de serem enviados para um processo de secagem em estufa que aquece a madeira a uma temperatura especificada a fim de remover a umidade e eliminar qualquer infestação por insetos. A madeira é empilhada em camadas e cada camada é separada por placas pequenas chamadas de varas, um produto de madeira especial usado para manter o espaçamento durante o processo de secagem em estufa. Dependendo dos requisitos específicos do moinho, as varas são fornecidas em vários tamanhos, mas têm normalmente de 122 a 152 centímetros de comprimento, 3,8 a 6,4 cm de largura e 1,9 centímetros de espessura. As varas deslocam-se ciclica e continuamente na serraria, estufa e aplanador e podem ser reutilizadas muitas vezes antes de serem substituídas.

Colocação automática de varas

Antes de sistemas de colocação automática de varas serem desenvolvidos, as pessoas colocavam manualmente as varas entre cada camada conforme a embalagem era empilhada e descartavam as varas quebradas quando necessário. Com os sistemas de colocação automática de varas, as varas são carregadas em tremonhas localizadas ao longo do comprimento das embalagens e são automaticamente soltas nos locais necessários. Essas tremonhas são automaticamente reabastecidas usando um sistema impulsor de sobrecarga com desviadores que encaminham as varas para as tremonhas. Para alimentar o sistema impulsor de sobrecarga, as varas são primeiro individualizadas por um sistema de classificação e, em seguida, transportadas por uma cadeia que mantém cada vara em seu próprio espaço até que sejam entregues à cadeia impulsora de sobrecarga. Enquanto estão sendo transportadas na seção da cadeia, as varas são inspecionadas e recusadas, conforme a necessidade.

As máquinas de colocação automática de varas usadas em operações de empilhamento de madeira mecânico exigem a detecção de varas que possam atolar a máquina de empilhamento. O sistema deve rejeitar de forma confiável varas que estão quebradas ou que não são do tamanho correto para caber na máquina de modo a manter a operação contínua. Existe uma série de métodos usados atualmente para detectar essas varas defeituosas. Alguns sistemas mais antigos contam com inspeção manual para rejeitar as varas antes que entrem na máquina. Os sistemas manuais são caros, causam preocupação em termos de segurança e não são tão confiáveis como os sistemas automatizados. Outros sistemas usam uma série de "célula fotossensível" para medir automaticamente as características da vara em alguns locais. Esses não são sistemas de detecção confiáveis porque reúnem informações limitadas.

Opção de digitalização de perfil

Uma solução proposta para o problema de detecção de varas defeituosas usa uma tecnologia de digitalização linear. Em uma configuração normal, vários scanners são posicionados ao redor das varas na correia transportadora. Cada scanner captura uma imagem 3D de uma parte da vara e as diversas imagens são então combinadas em um computador para fornecer o perfil 3D completo da vara. O custo desta abordagem é facilmente justificado em aplicações do otimizador de registro e placa, mas não é rentável para a inspeção de varas. Como resultado do custo elevado, a maioria das serrarias escolheu métodos alternativos de inspeção de vara menos eficazes.

Seleção do sistema de visão

“Geralmente, os sistemas de visão atuais são divididos em dois grupos: sistemas de visão de câmera inteligente independentes e baseados em PC”, disse Richard Vetter, Vice-Presidente da AMS Solutions. “Nós optamos por um sistema de visão porque eles são geralmente mais fáceis de configurar, validar e manter.” Como eles estão em estado sólido, os sistemas de visão de câmera inteligente fornecem intrinsecamente uma plataforma mais estável do que as alternativas baseadas em Microsoft® Windows®, exigindo menos manutenção. Ao ser configurável em vez de programável, os sistemas de visão de câmera inteligente também tornam mais fácil acomodar mudanças futuras.

Com este plano em vigor, a AMS Solutions desenvolveu o sistema de inspeção de visão mecânica IdealSTICK para avaliar a relação custo-benefício dos defeitos geométricos de toda vara em taxas de até 300 LPM. O sistema IdealSTICK foi implantado com êxito em vários locais.

“Nós selecionamos o sistema de visão In-Sight da Cognex porque ele fornece uma resolução de 1600 por 1200 pixels, que é suficiente para inspecionar toda a superfície superior da vara com aproximadamente 1,3 mm de precisão e devido ao ser processador de alta velocidade que pode completar cm facilidade a operação de inspeção dentro do tempo necessário”, disse Vetter. “Também gostamos da robustez que inclui seu estojo de alumínio fundido, conectores M12 vedados e tampa de lente protetora, que fornece proteção nominal de IP67 e IP68 contra poeira e umidade.”

Operação do sistema de visão

Ao usar uma série de lasers e análise de imagem de exibição simples na plataforma In-Sight da Cognex, o IdealSTICK é capaz de avaliar espessura, largura, comprimento, arco, curvatura, torção, ruptura e forma geral da vara. O sistema IdealSTICK é calibrado apenas capturando uma imagem de uma vara com as dimensões desejadas. O operador para a correia, coloca essa vara "ideal" na posição a ser vista pelo sistema de visão e aperta o botão de calibragem. Deste ponto em diante, o sistema de visão compara cada vara àquela usada para calibração e rejeita as varas cujas dimensões variam muito da vara ideal. O programa do sistema de visão foi desenvolvido usando a interface da planilha do In-Sight Explorer da Cognex. Essa interface torna possível programar um aplicativo de visão, arrastando e soltando ferramentas de visão em uma matriz sem gravar uma linha de código.

Uma célula fotossensível detecta quando uma vara está na posição abaixo da câmera e aciona a câmera para tirar a foto. Os programadores da AMS usaram as ferramentas de visão disponíveis no software de programação da Cognex para analisar a vara e gerar um resultado/Aprovado/Reprovado. O resultado da análise, inclusive uma imagem da vara inspecionada, é exibido em tempo real usando um PC industrial de tela sensível ao toque montado na estrutura do scanner e executando o software VisionView® da Cognex. O software VisionView foi usado para criar uma interface do usuário dinâmica em tempo real que pode ser usada não apenas para monitorar a peça atual que está sendo analisada, mas também para analisar as varas rejeitadas anteriormente. O mecanismo de análise permite ao operador ver com facilidade por que o sistema rejeitou as varas inspecionadas anteriormente.

“Os primeiros sistemas IdealSTICK estão funcionando muito bem”, concluiu Vetter. “Os clientes estão muito satisfeitos com os sistemas de inspeção e nossa expectativa é que um número crescente de serrarias reconhecerá as vantagens da inspeção de varas baseada em visão mecânica incluindo o custo relativamente baixo, a alta precisão e a capacidade de funcionar de forma fiável no ambiente de serraria.”

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