La Visión Artificial Industrial es una tecnología que es imprescindible para el desarrollo y gestión de la Automatización Industrial. Los sistemas de Visión Artificial integran hardware y software en aplicaciones robóticas con el fin de obtener información más información de un producto, mejorar la logística y los controles de calidad de un proceso industrial.
Destacan por ser sistemas inteligentes que pueden transmitir datos capturando una secuencia de imágenes digitales de objetos, procesándolas en una computadora mediante algoritmos y actuando sobre el producto analizado de manera automática. Para lograrlo trabajan en tres áreas de la ingeniería, que son la óptica, la electrónica y la informática.
En el siguiente artículo vas a aprender qué es la Visión Artificial, un sensor de visión y las aplicaciones de los diferentes tipos de sistemas que existen en la actualidad.
¿Qué es la Visión Artificial para la industria robótica?
La Visión Artificial es una tecnología que se utiliza en la logística y en la industria para adquirir, procesar y analizar imágenes. Podríamos resumir la Visión Artificial como una herramienta que ejerce de ojos para que una máquina entienda su entorno.
Se emplea en los procesos de producción industrial con el objetivo de producir información por medio de sistemas, sensores digitales y cámaras industriales. Por lo tanto es el software quién procesa y toma las decisiones para que actúe una máquina automatizada.
Por medio de capturas de imágenes unitarias, evita la inspección de muestreo de piezas, ofreciendo una supervisión de un proceso con mayor grado de calidad y de analítica. También se encarga de contar y detectar productos defectuosos. El sistema inteligente o software, es el encargado de tomar una decisión en tiempo real evitando detener la línea de producción y ofreciendo mayor fiabilidad al producto.
Ventajas y beneficios de la Visión Artificial en robots
Los sistemas automatizados e inteligentes ofrecen soluciones a las empresas en:
- Aumentar la productividad de los sistemas productivos
- Controlar la trazabilidad y la calidad de un producto
- Elimina la subjetividad durante la inspección de un operario
- Evitan los problemas derivados de la fatiga de los trabajadores en trabajos repetitivos
- Reduce los costes de fabricación del producto final
- Los sistemas de inspección automatizados en los controles de calidad permiten tener mayor grado de analítica de un producto
- Detecta con mayor precisión y reduce los errores de un proceso manual repetitivo antes de que llegue al cliente
- Favorece la organización de un proceso ya que el proceso es medible de una forma objetiva
- La visión 3D permite el control dimensional de una pieza sin que un humano tenga que tocarla, es decir, realizar una medición sin contacto.
- Es una herramienta flexible que puede revisar diferentes productos
¿Para qué sirven los sistemas de Visión Artificial Automatizados?
Los sistemas programados que integran Visión Artificial se dedican principalmente al guiado de los robots, a la identificación de fallos y a la inspección de piezas de una línea de ensamblaje o de un proceso automatizado. La utilización de imágenes captadas por medio de cámaras de visión industrial, son especialmente beneficiosas en trabajos tediosos y repetitivos. Ahora es un software el que puede trabajar las 24h del día inspeccionando materiales, midiéndolos y verificándolos, y si es oportuno, toma acciones de manera automática y autónoma.
Los sistemas inteligentes automatizados son capaces de controlar todas las fases de un proceso, lo que ayuda a encontrar la eficiencia del mismo. Además de utilizarse en controles de calidad, esta tecnología es especialmente interesante para que los robots Industriales realicen trabajos de Pick & Place, empaquetado y paletizado, montaje en líneas de producción, etc…
Tipos de sistemas de Visión Artificial
Existen diferentes soluciones de Visión Artificial que se diferencian entre sí por sus características y sus capacidades a aplicar en brazos robóticos. Todas las soluciones de Visión artificial (imagen 2D RGB y NIR, imagen térmica, imagen 3D, imagen hiperespectral) buscan optimizar el control de calidad de las aplicaciones industriales mediante la detección de posibles errores.
Sensores de Visión en robots colaborativos
Son unos sensores de última generación que mejorar a los sensores fotoeléctricos y se utilizan para detectar anomalías en una muestra, es decir, que son los visores que hacen de pasa no pasa en una línea de montaje. Destacan porque son muy sencillos de integrar en una aplicación automatizada.
Cámaras inteligentes y sistemas de visión integrados
Sin duda es la tecnología más desarrollada ya que destacan por su capacidad de cálculo a la hora de extraer información, por su capacidad de procesamiento y por su calidad de imagen. Las cámaras inteligentes sirven prácticamente para resolver cualquier necesidad industrial y dispone de mecanismos de entrada y salida para procesar la información. Una de las ventajas de los sistemas de visión integrados es que trabajan en remoto, facilitando su conectividad y manipulación.
Sistemas de Visión avanzados
Estas aplicaciones destacan por disponer de un software más potente favoreciendo al procesamiento de datos del software. Se utilizan principalmente en donde las máquinas requieren mayor utilización de recursos de datos, por lo que es conveniente realizar la integración del sistema desde que se fabrica la máquina robótica.
Aplicaciones de la Visión Artificial
Los sistemas de Visión Artificial se pueden utilizar en prácticamente cualquier actividad industrial, ya que destacan por su versatilidad, su fácil instalación y su rápida adaptación a los procesos productivos. Destacan por ser aplicaciones tecnológicas que favorecen la precisión de un trabajo y la reducción de los errores que cometemos los humanos mediante el control continuo y la supervisión.
- Los sistemas de Visión Artificial integrados en robots industriales favorecen el posicionamiento y el guiado automático de los gripper que van instalados en los robots colaborativos.
- En las líneas de llenado de embotelladoras se utilizan estos sistemas industriales para comprobar el nivel del líquido y dar una señal de aprobado o fallo. En las líneas de montaje, los sistemas de Visión Artificial mejoran los procesos principalmente en la inspección de piezas, revisión de soldaduras o el control del ensamblaje de las mismas.
- En el sector alimenticio se utiliza principalmente para que sea más eficiente el proceso y en el control de calidad del producto, detectando grados de madurez, geometría, etc…
- En el sector sanitario se emplean se utilizan durante el proceso de procesado del producto, mientras que en el electrónico destaca por ayudar en la optimización de los procesos, control de calidad de soldaduras.
Cómo funciona una célula de inspección de Visión
Los sistemas pueden realizar labores de inspección de piezas y materiales en cualquier punto de una cadena de montaje, ya sea en un robot o en una célula de inspección. En primer lugar detecta que hay una pieza, seguido saca una imagen que es procesada por el software, quien se encarga de realizar las mediciones en función de los datos tomados.
El sistema consigue descomponer la información descomponiendo la imagen en pequeños fragmentos (se mide en píxeles), los cuales son analizados en función de la intensidad de la luz recibida. Si la pieza cumple unos standares establecidos, pasa al siguiente proceso de manera automática. Además de los sensores, existen otros elementos que conforman el sistema, como es la cámara y su iluminación.
Toda esta interacción entre máquina y sistema se denomina M2M (Comunicación de máquina a Máquina). Una parte importante de la Visión Artificial es la luz externa que recibe un objeto para que la cámara recoja correctamente la información. Existen tres modos de iluminación: directa, indirecta y posterior (Backlight)
Empresas de visión Artificial industrial
En la actualidad existen diferentes empresas de robótica y fabricantes que se encargan de desarrollar e instalar sistemas de Visión Artificial para el sector de la automatización.
Algunas de las más importantes que desarrollan su propia tecnología son Cognex, Keyence, Sensopart, Infaimon y BCN Vision.
¿La Visión Artificial utiliza Inteligencia Artificial?
Esta es una duda que suele ser muy recurrente y la respuesta es sí, utiliza algoritmos de IA. Hay que tener en cuenta que un sistema de Visión Artificial replica las funciones de los ojos y del cerebro humano, y por ello requiere de algoritmos que imiten las Redes Neuronales.
Un ejemplo es el modelo In-Sight D900 del fabricante Cognex. Este innovador sistema de Visión Artificial utiliza un software gestionado con Deep learning (Aprendizaje profundo), aunque por supuesto los hay que emplean Machine Learning (Aprendizaje Automático).
Historia de la Visión Artificial
La Visión Artificial es una tecnología que lleva décadas evolucionando el procesamiento de imágenes desde su implementación en la Industria. Su llegada se produjo en la década de los 60 del siglo XX, cuando se produjeron los primeros experimentos automatizados por medio de cámaras de visión y sistemas que se encargaban de procesar las imágenes.
Sin embargo no será hasta la década de los 80 cuando el desarrollo de la informática permitió la creación de procesadores que fuesen capaces de analizar los datos captados y reproducir las imágenes.
¿Cuál es el futuro de la Visión Artificial por computador?
La tecnología se reinventa continuamente buscando mejorar la inspección de calidad y control de materiales dentro de la Industria 4.0. En la actualidad se está investigando que estos sistemas permitan realizar predicciones en función de los parámetros de la información que recibe.
Aprender Visión Artificial con Arduino, Python y OpenCV
Si deseas aprender a codificar e iniciarte en la Visión Artificial, tienes la posibilidad de aprender a programar desde cero con software de código abierto como son Python y Arduino. También tienes a tu disposición plataformas gratuitas muy recomendables como Open CV.
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