Tecnología de Calidad en El Vidrio

8/18/2019 Tecnología de Calidad en El Vidrio

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FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y SISTEMASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍAAGROINDUSTRIAL

UNIVERSIDADNACIONAL FEDERICO

VILLARREAL

MAQUINARIA UTILIZADAPARA EL ANÁLISIS DECONTROL DE CALIDAD

ALUMNA:

∞ VELASCO TORRES, DEYSIALEXANDRA

CURSO:ENVASES, EMBALAJES Y

TRANSPORTES

SECCIÓN:

“B

PROFESOR:ING! GERARDO VENEGAS


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PÁG!

"! INTRODUCCIÓN 4

#! ELEMENTOS O APARTOS PARA $ACERANÁLISIS DE CONTROL DE CALIDAD DEL

VIDRIO

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#!" MÁQUINA DE INSPECCIÓN MULTI %#& 5

#!# MÁQUINA DE INSPECCIÓN MR"'7

#!% SISTEMA PCA9

#!'! SISTEMA DE CONTROLESADICIONALES

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#!( EAGLE QUADVIE) 13

#!* $EUFT I+L+- 14

#!. EQUIPOS UNIC$EC/ 16

#!0 MCAL ' 17

#!1! MULTI ' "1

#!"2! VISIÓN ARTIFICIAL #"

%! CONCLUSIONES %2

'! RECOMENDACIONES %2

(! BIBLIOGRAFÍA %"


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ÍNDICE

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"! INTRODUCCIÓN:

Para obtener una mayor calidad en la producción de envases, existen

medios de control automáticos muy sosticados, !eneralmente consisten en

má"uinas optoelectrónicas "ue se encar!an de reali#ar controles

dimensionales y $uncionales del art%culo, as% como de su aspecto, ya "ue,

son puntos cr%ticos para el cliente&

'stas má"uinas están vinculadas a un ordenador, donde se almacena y trata

toda la in$ormación& (ado el elevado n)mero de envases "ue se producen

anualmente, estas má"uinas reali#an un proceso de control, "ue ser%a

imposible reali#ar *oy al 1++ con personas y con un muy superior !rado de

e$ectividad& 'l control *umano se reali#a por personal altamente

especiali#ado, sobre la ecacia en cada momento de las má"uinas y estecontrol y medida de ecacia de las mismas, es el "ue determina si los

envases producidos son aceptados o rec*a#ados&

#! ELEMENTOS O APARATOS PARA $ACER ANÁLISIS DECONTROL DE CALIDAD

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#!" MAQUINARIAS PARA LOS "' PUNTOS DEL CONTROL DECALIDAD DE VIDRIO

-a má"uina de inspección ./-0 32c permite el control de art%culos de vidriocon alta cadencia& racias a su radio de trabao de 3+ mm y su !estión de losmovimientos por servomotores !aranti#a un auste de los art%culos con una!ran precisión& dministrado en su totalidad por un autómata pro!ramable porparte la parte procesamiento de la seal las in$ormaciones son transmitidas ala pantalla táctil P industrial& sociada a su módulo de cambio rápido de

$ormato 8"uic c*an!e system: !aranti#a una parada de producción de solo 3+minutos durante un cambio de $ormato de art%culo& 'sta má"uina competitiva ypolivalente, puede inte!rar numerosos controles como calibración, planeidad,aspecto espesor sin contacto, ovali#ación sin contacto, lector de n)mero demolde con cámara 8perlas o letras:, y cual"uier otro tipo de control "ue sepuede montar en una má"uina a carrusel&

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#!" MÁQUINA DE INSPECCIÓN


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-a má"uina de inspección .;14 permite el control de art%culos de 2+ mm a13+ mm de diámetro a !ran cadencia&


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FIC$A T3CNICA DE LA MÁQUINA MR"'


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-a !rande novedad de esta evolución reside en la sustitución de la electrónicade ori!en por un autómata pro!ramable& 'so permite una utili#ación y unmantenimiento más $ácil& 'l !rupo de los elementos variables como lasestrellas, los sables, los tonillos de introducción as% "ue los caones de controlpueden ser conservados y reutili#ados&

CARACTERÍSTICAS

MÁQUINA MR"'

#!% SISTEMA PCA


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PARTE AUTOMATISMO

.a"uina enteramente administrada por unautómata pro!ramable&


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∞ 'lementos variables de ori!en reutili#ables 8estrella, sables, tornillo deintroducción:&

∞ -ector n)mero de molde por cabe#a de lectura de ori!en&∞ sciloscopio inte!rado a la supervisión&∞ =onexión 't*ernet por visuali#ación del estado de la ma"uina a

distancia&

∞ estión de la visuali#ación y supervisión por un P= industrial&∞ Pupitre pivotante con pantalla táctil 19@

SISTEMA PCA

#!' SISTEMA DE CONTROLES


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'l sistema de inspección con rayos D EuadAieF es el más adecuado para la

inspección de $rascos de vidrio de cuello anc*o y no uni$orme&


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nspección completa 836+G: de envases de vidrio y plástico antes de llenado& 'l

e"uipo >'/C0 n-ine consi!ue esta $unción ocupando un espacio m%nimo, a la

ve# "ue proporciona la máxima calidad de inspección& (e$ectos en el vidrio,

obetos extraos y contaminación se detectan mediante un compacto y preciso

nspector de Hotellas Aac%as& 'l e"uipo >'/C0 n-ine abarca el volumen del

envase al completo, boca, base e inspección de las cuatro paredes laterales&

FUNCIONES

∞ nspección de base∞ nspección del área de acabado∞ nspección de pared lateral para detección de contaminación y peli!ro∞ nspección de daos en la boca∞ nspección para detectar $oil transparente in la botella∞ (etección de anillo mineral∞ (etección de ro#ado∞ (os inspecciones de l%"uido residual, para le%a y a!ua as% como para

barni# y aceite∞ nspección de anillo de óxido

#!* $EUFT I+L+-


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VENTAJAS

∞ Producción en serie "ue propician un cortos pla#os de entre!a y unprecio atractivo

∞ ;ápidos y exactos austes de $ormato

∞ 'xcelente inspección de calidad con la $abricación de *ardFare yso$tFare se!)n necesidades del cliente&∞ '/C0 para una meor inspección

de calidad con un m%nimo porcentae de $also rec*a#o&∞ (iseo *i!i?nico, debido a una construcción abierta y sin recovecos∞ .ódulo de inspección de laterales ple!ables para accesibilidad óptima∞ Cácil actuali#ación debido al su diseo

modular∞ =onexión de red inte!rado 8ndustrial

't*ernet, 0=PIP:

∞


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-as inspecciones incluyen cuello, supercie de sellado, inspección de $ondo,

inspección de paredes, l%"uidos residuales conductivos y no conductivos, rosca

o paredes desde el $ondo& Aelocidades de inspección desde 3+&+++ *asta

65&+++ botellasI*ora dependiendo del tipo 8vidrio o P'0: y su diámetro 8entre

65 y 11+ mm:&

$EUFT I+L+-

#!. EQUIPOS UNIC$EC/


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-a )ltima !eneración de e"uipos de inspección de cuerpoJ

∞ UNIVERSAL Y FLEXIBLE: adaptado a la con!uración de todos losmercados y l%neas de producción&

∞ SENCILLO Y POTENTE: adecuado para todos los usuarios y para todotipo de detecciones

∞ SELECTIVO Y PRODUCTIVOJ diseado para proporcionar calidad yoptimi#ar los costes de producción&

.=-4 combina diversas $unciones para permitir un completo control del

cuerpo 8*asta 24 cámaras:J

∞ nspección de cuerpo y del *ombro∞ 0ensión∞ =ontrol dimensional

EQUIPOS

#!0 MCAL '


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∞ Hao contraste∞ rt%culos !rabados

∞ Proporcionar una tecnolo!%a de $uente de lu# innovadora y exclusiva8pendiente de obtener la patente: para cubrir toda su producción&

∞ Kuevas deteccionesJ bao contraste, verticalidad en 3(, superposición a36+L

∞ Kueva ar"uitectura abierta y modularJ veredicto )nico mediantem)ltiples combinaciones de imá!enes

∞ .)ltiples tecnolo!%as innovadorasJB >erramientas para la clasicación de de$ectos

B =oncepto de aprendi#aeB denticación de escudosB .áscaras dinámicasB Pruebas de muestras virtuales en producciónB estión de producción mixta

∞ nnovadora inter$a# para operadores


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.ulti 4 proporciona un control completo de calidad para el $ondo y la corona de

los art%culos de vidrio& Puede combinar *asta 7 controles distintos en una )nica

estructura, lo "ue permiteJ

•

nspección de $ondo, incluyendo tecnolo!%as modernas• =lasicación de de$ectos

• =ámaras de alta resolución

• estión de art%culos !rabados e irre!ulares

• ;econocimiento automático de puntos !u%a con reconocimiento de las

costuras del molde• Hao contraste en el $ondo

• nspecciones de la tensión de la base

•

nspección de la boca• (etección de rebarbas de boca

MCAL '

#!1 MULTI '


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/no de los problemas a la *ora de envasar un producto alimenticio en $rascos

de vidrio es la presencia en la l%nea de llenado de al!unos envases conde$ectos del vidrio o cuerpos extraos& 'sto obli!a a la incorporación de un

puesto de inspección "ue detecte las anomal%as del envase& 'sta inspección

debe reali#arse de tal manera "ue los resultados no se vean alterados por las

perturbaciones debidas a los m)ltiples inter$erencias "ue existen en un

ambiente industrial&

MULTI '

#!"2 VISIÓN ARTIFICIAL


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Para la reali#ación de este puesto de inspección se propone un sistema de

inspección automática utili#ando t?cnicas de visión articial& -a detección de

de$ectos superciales es una tarea de suma importancia en inspección visual

automática y corresponde a una inspección de aspecto cosm?tico o de

apariencia 8=o*en, et al, 1992:& 'n esta tarea se *ace importante el tiempo de

cálculo de los al!oritmos utili#ados, "ue deben ser muy ecientestemporalmente, para evitar el aumento del costo del *ardFare necesario&

Para llevar a cabo la inspección se dividió el problema en dos tipos de

inspecciónJ

nspección lateral, en donde se inspecciona las paredes laterales del

$rasco en busca de de$ectos como, vidrios pe!ados, raaduras, de$ectos

del tipo M*ilos de tel?$ono@, etc&

nspección de $ondo, en donde el obeto de inter?s es el $ondo del $rasco

y se buscan de$ectos de los denominados Mp)as de mac*o@ y vidriospe!ados o sueltos&

'n todos los casos los cuerpos extraos "ue no sean de vidrio resultan

$ácilmente detectables&

'ste puesto de medición se prev? sea intercalado en una l%nea de envasado de

mermelada, en la cual se deben inspeccionar todos y cada uno de los $rascos

mientras se están moviendo a lo lar!o de esta& -os $rascos "ue se encuentren

con al!una anomal%a deben eliminarse& -a velocidad de los $rascos en la l%nea

de envasado es de 1+ $rascos por minuto implicando un tiempo de

procesamiento máximo por cada envase de 3++ mse!&

'l diseo de un sistema completo de inspección visual consiste en la elección

apropiada de todos los elementos "ue $orman el sistema 8Hatc*elor, 1992:& 'n

la !ura 1 se muestra un es"uema con los distintos componentes de un

sistema de inspección automático&


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PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES!

"! ADQUISICIÓN DE LA IMAGEN

-a primera tarea de un sistema de inspección visual automático es la

ad"uisición de la ima!en, mediante una cámara de v%deo ==( y su óptica

asociada, y su trans$erencia a la memoria del sistema de procesamiento,utili#ando un di!itali#ador de ima!en 8$rame !rabber:&

0odas las aplicaciones de inspección visual, obtienen in$ormación de

caracter%stica de inter?s, a trav?s del contraste de la escena& 'l contraste es

creado por variaciones en los niveles de !ris o cambios en color&

-a t?cnica usada para distin!uir estos cambios es $unción del sensor óptico y la

iluminación&

-a t?cnica de iluminación ele!ida, por las caracter%sticas de la inspección $ue la

de iluminación posterior di$usa& -a experiencia en el desarrollo de sistema de

medición de $rascos medicinales 8=astro y Kasisi, 1994: $ue $undamental en

esta elección& 'sta t?cnica de iluminación permite resaltar los de$ectos del

vidrio&

#! PREPROCESAMIENTO!

'n la etapa de pre procesamiento se pretende meorar la calidad de la ima!en

para posteriormente reali#ar la se!mentación& (entro de esta cate!or%a de

procesamiento se puede citarJ

'liminación de ruidoJ (ebido a la disponibilidad de poco tiempo para el

procesamiento di!ital es de suma importancia optimi#ar las t?cnicas de

iluminación, con el n de *acer casi innecesario la utili#ación de ltros

pasa baos para la eliminación de ruido& -a utili#ación de al!oritmos de


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se!mentación simples y rápidos como la binari#ación, disminuye la

sensibilidad a los ruidos con respecto a otros al!oritmos como ser el de

la derivada&

'liminación de $ondoJ /na $orma de detección de de$ectos superciales

es tomando imá!enes en la misma posición del obeto para compararlo

con una ima!en del obeto libre de errores& 'sto *ace "ue se obten!a un$ondo aproximadamente constante "ue puede ser eliminado $ácilmente

restando de la ima!en ad"uirida la ima!en del $ondo obtenida

previamente&


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la ima!en eliminando la in$ormación espacial 8solo interesa detectar los

de$ectos, no su ubicación:& Por lo tanto se reduce el tiempo de cálculo,

muy escaso en aplicaciones industriales&

• EXTRACTORES DE CONTORNOS: -os extractores de contorno

$undamentan su actuación en el estudio del contexto de cada punto dela ima!en& /tili#an como *erramienta la derivada, tanto la derivada

primera como, la derivada se!unda "ue presenta las ventaas, $rente a la

primera, de no ser direccional, y de proporcionar meores resultados

cuando los cambios espaciales del nivel de !ris son lentos&

'! M3TODOS DE CÁLCULO DEL UMBRAL ÓPTIMO

'xisten varios m?todos para el cálculo del umbral de binari#ación, entre los

"ue se puede citarN ver 8-ópe# y (%a#, 1992 N .yler y Oees,1993:J

• 'l m?todo del m%nimo error

• .?todo de la $recuencia acumulada

• .?todo de los momentos

• .?todo de la máxima distancia al pol%!ono circunscrito

• .?todo de la entrop%a

'!" M3TODO UTILIZADO

=on la iluminación utili#ada se intenta "ue el *isto!rama de la ima!en se

acer"ue a la $orma bimodal, pero en la práctica se obtiene un *isto!rama

como se observa en el primer !ráco de la !ura 2& -os datos suministrados

por este *isto!rama son di$%ciles de procesar con cual"uiera de los m?todos

mencionados anteriormente& Por ello es necesario *acer un

preprocesamiento de estos datos, el al!oritmo utili#ado es la combinación

de dos operacionesJ

•

/n a!rupamiento de varios niveles de !ris, eli!iendo el valorpromedio, esto produce una disminución de niveles de !ris&

• /n ltrado para suavi#ar el *isto!rama&


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'l resultado es un *isto!rama

claramente bimodal, donde se puede

distin!uir el obeto 8los bordes y

cuerpos extraos: y el $ondo como se

puede ver en el se!undo !ráco de la

!ura 2&

(e esta $orma se calcula el umbral de

binari#ación como promedio de ambos

picos del *isto!rama, y la ima!en

binari#ada se ve en la !ura 3&

=omo los bordes son conocidos, este puede ser enmascarado en la ima!en

con lo "ue solo los cuerpos extraos, como los vidrios pe!ados, raaduras,

etc&, "ue producen sombras son detectados&

(! TOMA DE DECISIÓN

(!" CLASIFICACIÓN

'l )ltimo paso en el proceso de inspección es la clasicación de la pie#a en

de$ectuosa o no& 'ste proceso de clasicación se determina en base a

descriptores de las caracter%sticas de la ima!en y es un proceso de análisis&

'l análisis se distin!ue de los anteriores procesamientos de imá!enes, en"ue el resultado en !eneral es num?rico en lu!ar de ser una ima!en& 'l

problema es la determinación de los descriptores adecuados 8=astleman,

1979: o los "ue más se aproximen a ello para lo!rar una correcta asi!nación

en pie#a de$ectuosa ó no& 's posible considerar "ue el n)mero de pixels de

error puede representar una di$erencia susceptible de rec*a#o si estos se

encuentran concentrados en un área pe"uea pero dic*o error puede


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resultar insi!nicante si los pixels están más o menos distribuidos en la

supercie de la ima!en& 'l parámetro más simple "ue eval)a dic*o

concepto es el n)mero de variaciones de la ima!en error binari#ada,

dividido por el total de puntos erróneos&

'n una concentración !rande de puntos la variación de la ima!en es

pe"uea mientras "ue en el caso contrario ?sta tendrá un valor máximo de

1 8uno: cuando todos los puntos se encuentran inconexos&

/n descriptor, "ue tiene en cuenta la concentración de puntos, se construye

con la sumatoria pesada de las áreas de error de la ima!en di$erencia& 'l

pesado se lo!ra elevando al cuadrado las áreas antes de sumarlas de

manera de dar mayor preponderancia a las !randes concentraciones sobre

las pe"ueas, como un elemento adicional al pesado no se consideran en la

sumatoria los puntos aislados&

'ste descriptor o$rece una adecuada discriminación pero presenta el

inconveniente de "ue para calcularlo se necesita se!mentar la ima!en

error, esto se debe reali#ar en l%nea y resulta un procesamiento demasiad

lento&

tro descriptor es el "ue se basa en el concepto de conectividad "ue suma

en $orma pesada todos los pixels de error de un mismo obeto& 'l peso

dependerá al !rado de conectividad y valdrá 1 si el pixel se encuentra

aislado, 2 si está conectado con otro y as% sucesivamente *asta lle!ar a 9

cuando el pixel se encuentra en medio de otros&

v


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'ste descriptor presenta caracter%sticas semeantes al anterior con la

ventaa de no necesitar la se!mentación de la ima!en en l%nea& Por eso es el

"ue se utili#a en este trabao para determinar si el envase se encuentra con

al!una anomal%a&

(!# ENTRENAMIENTO DEL CLASIFICADOR


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'n la inspección lateral es necesario cubrir los 36+ !rados de la supercie

lateral del $rasco& Por eso se debe tomar más de una ima!en !irando el $rasco,

ó utili#ando más de una cámara, la cantidad ideal son 3 cámaras "ue cubra

12+ !rados cada una&

6&1 ;esultados nspección de $ondo

'n la inspección de $ondo solamente *ay "ue tomar una ima!en, y la máscara

"ue se aplica a la ima!en binari#ada es de $orma circular& 'n la !ura se

observa una ima!en de un $rasco con el de$ecto denominado Mp)a de mac*o@,

y su respectiva binari#ación automática&

v


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%! CONCLUSIONES:

/n sistema de inspección con rayos D instalado en su proceso le permite

tener la se!uridad de "ue cumple los re"uisitos del plan actual de

análisis de peli!ros y puntos cr%ticos de control 8>==P: y de "ue sureputación, sus marcas y sus clientes están bien prote!ido&

-a elaboración de productos de vidrio tiene asociada una serie de

emisiones atmos$?ricas, siendo las más importantes las ori!inadas en los

*ornos de $undición, tanto por al volumen como por las caracter%sticas

de los contaminantes, para ello se re"uiere de "ue el envase antes de

salir al mercado y ser distribuido debe pasar por un ri!uroso control de

calidad donde certi"ue su inocuidad esto con ayuda de ma"uinarias&

-a iluminación es un punto clave a la *ora de disear el sistema de

inspección, existe una amplia variedad "ue depende de la aplicación en

particular& Ko existe una )nica solución para cada caso&

v


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'! RECOMENDACIONES:

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