Luces de área flexibles LUMIMAX ML

Soluciones eficaces para las distintas necesidades de tratamiento de imágenes

Siempre hay demanda de soluciones de iluminación especiales si hay que cumplir requisitos específicos de la aplicación en cuanto a tamaños, características lumínicas, durabilidad o similares. Sin embargo, estos productos suelen ser costosos y requieren mucho tiempo en función de la complejidad y el coste de desarrollo. El concepto flexible de las nuevas luminarias de superficie LUMIMAX ML (ML = iluminación modular) resulta útil en este caso. Gracias a su diseño modular, las modificaciones personalizadas del tamaño, la forma y las características de iluminación para el desarrollo pueden llevarse a cabo rápidamente sin costes adicionales. De este modo, la gama ML llena el vacío existente entre los productos estándar fácilmente disponibles y los intrincados productos especiales.

Con las luces LED de área de la serie ML, LUMIMAX dispone ahora de un nuevo concepto de iluminación flexible en su gama de productos. Aunque a primera vista parece una simple luz de área para aplicaciones de visión artificial, en realidad es la base para soluciones de iluminación mucho más complejas. Su diseño modular permite diseñar soluciones de iluminación personalizadas sin necesidad de invertir mucho tiempo ni de elevados costes de desarrollo y adquisición. Además, el diseño permite tamaños de iluminación de hasta 1 m² y más. Esto permite iluminar de forma fiable áreas de detección considerablemente mayores que nunca, incluso desde distancias mayores.

La longitud y la anchura de la iluminación se pueden personalizar libremente en incrementos de 50 mm. Además de los sencillos diseños cuadrados y rectangulares, es posible crear formas especiales como formas en L, en U o iluminación de marcos con un hueco rectangular. Los clásicos orificios redondos para cámaras también pueden colocarse de forma flexible en el campo de iluminación. Por ejemplo, es posible iluminar uniformemente estaciones de prueba completas que incluyan varias cámaras con la ayuda de una luz de gran superficie. La disposición de los LED garantiza la homogeneidad de todo el campo luminoso hasta los bordes de la iluminación.

Aunque la nueva serie ML Lighting no lleva mucho tiempo en el mercado, ya se ha utilizado para resolver algunas aplicaciones complejas. He aquí dos aplicaciones basadas en clientes que ilustran lo flexible que es esta nueva gama de luminarias en términos de integración. Junto con MM-SmartMachine, un fabricante de maquinaria especializado, se optimizó una instalación de producción para el premontaje de cápsulas de café después de que el cliente descubriera un problema en el control de calidad. La instalación consta de máquinas de una o dos vías con una entrada de ocho o 16 componentes. Gracias al sistema de procesamiento de imágenes, se comprobaban un máximo de 16 piezas diferentes por ciclo, con 45 ciclos por minuto. En este punto, el puesto de control realiza diversos controles de calidad de las cápsulas de café con papel de filtro. Además de comprobar los cordones de soldadura, también se comprueba que el papel de filtro no presente agujeros, errores, suciedad ni recortes de papel. También se inspeccionan los arañazos en la cúpula de la pieza de plástico durante el proceso de prueba. Con el sistema anterior, el tiempo de proceso para todo el control de calidad era de 1,2 s para el análisis de los 16 componentes, incluida la transmisión del resultado al software utilizado. Sin embargo, el antiguo sistema de cámara basado en PC provocaba averías esporádicas y daba lugar a problemas de calidad debido al desplazamiento de la imagen. Esto dio lugar a resultados de evaluación que no se aplicaban al componente real. Como los factores de calidad requeridos no podían reconocerse a simple vista, estas averías solían detectarse demasiado tarde, lo que provocaba repetidas pérdidas de producción y elevados costes. Además, el anterior proveedor de sistemas ya no ofrecía asistencia técnica para el antiguo sistema, que databa de 2006. La adquisición de las piezas de repuesto necesarias también era limitada. En general, ya no era posible mantener adecuadamente las instalaciones de producción.

El objetivo del proyecto con MM-SmartMachine era, por tanto, implantar un nuevo sistema de procesamiento de imágenes que ofreciera tecnología punta, funcionamiento remoto y potencial para ampliar las pruebas. Como era de esperar, había varios retos que superar. Por un lado, no se podía modificar la estructura de la planta de producción existente. Por lo tanto, era necesario desarrollar una luz de área que se adaptara perfectamente al hueco disponible, ya que la iluminación estándar no cubriría la totalidad de la carcasa en cuestión.

Se optó por la iluminación de superficie modular de la serie LUMIMAX ML. La carcasa de la iluminación está formada por perfiles de aluminio en lugar de conjuntos de aluminio totalmente fresados, lo que garantiza una mayor flexibilidad en cuanto a tamaños. El espacio de instalación disponible era tan limitado que la iluminación de área también tuvo que equiparse con un marco especialmente estrecho en dos lados. Como resultado, se puede garantizar la máxima potencia lumínica a pesar de las compactas condiciones de instalación. En general, se puede solicitar un borde estrecho por uno o dos lados para diseños especialmente compactos en todos los tamaños de la serie ML Lighting.

Otro reto estructural era el actual sistema de transferencia lineal, que produce puntos oscuros en diferentes posiciones e impide, por tanto, una iluminación homogénea de las piezas probadas. Para equilibrar esta falta de homogeneidad se creó una curva de luminosidad deliberada dentro de la luz de área. Entre otras cosas, fue necesario realizar pruebas especiales y los ajustes correspondientes en las instalaciones del cliente en Estados Unidos. De este modo se contrarrestaron las condiciones de luz cambiantes, de modo que los 16 componentes pudieron comprobarse al mismo tiempo y evaluarse también con el software en uso con un solo ajuste de la cámara. Por tanto, ya no es necesaria una adquisición de imágenes basada en la posición.

Como suele ocurrir en la automatización industrial, se trata de un proceso de inspección muy rápido, por lo que hay que tener en cuenta otros factores a la hora de optimizar el sistema de procesamiento de imágenes. El control de calidad no debe ralentizar la producción de filtros de café. Para que las imágenes y la evaluación de las imágenes de prueba puedan realizarse en movimiento, las luces de área funcionan en modo flash. La iluminación con flash no es sólo órdenes de magnitud más brillante: cuando se envía la señal de disparo, la máxima potencia luminosa de la iluminación está disponible en un periodo de tiempo medible en microsegundos de un solo dígito. Esta rápida disponibilidad junto con la enorme intensidad luminosa permite ajustar un tiempo de exposición muy corto en la cámara. El movimiento de los 16 objetos de prueba puede congelarse. Para el ojo humano y la cámara, los objetos en movimiento parecen detenerse por completo. El nuevo sistema de procesamiento de imágenes crea ahora las 16 imágenes componentes, incluida la evaluación en 560 ms. En general, el usuario ha podido mejorar la garantía de calidad y minimizar las pérdidas de producción.

La flexibilidad de la serie LUMIMAX ML también supuso una ventaja en otro caso práctico. Se desarrolló una solución de visión artificial para la empresa Netstal junto con IMD AG, un proveedor suizo de sistemas industriales de medición e inspección dentro del sector de los materiales de embalaje de plástico. Netstal también tiene su sede en Suiza y es líder mundial en la fabricación de maquinaria de moldeo por inyección para preformas (piezas brutas de botellas), juntas en los sectores alimentario y no alimentario, envases de pared delgada e IML y productos médicos. Era necesario desarrollar una nueva generación de sistemas de supervisión de la producción para el sector de las preformas de PET. En este caso, el sistema de procesamiento de imágenes se utiliza para comprobar diversos parámetros y posibles defectos de color y forma. Por ejemplo, pueden aparecer puntos negros, burbujas de aire y manchas. También puede producirse un fenómeno conocido como disparos cortos. Se trata de inyecciones incompletas de material, que se hacen transparentes en la parte superior de la rosca y significan que la botella no es estanca. La contrapartida a estos se conoce como disparos largos, que significa que el punto de inyección es demasiado largo.

Se desarrolló una aplicación de retroiluminación que pudiera integrarse plenamente en el proceso de producción para controlar mejor las preformas de acuerdo con los criterios de calidad mencionados. El sistema PECO LUX consta de una superficie deslizante retroiluminada sobre la que se disponen varias cámaras que inspeccionan los formatos de botella con luz transmisiva. Mientras que el modelo anterior constaba de dos superficies deslizantes más pequeñas, la última generación tiene ahora una superficie continua. Esto aumenta la homogeneidad de la iluminación, que era un requisito clave de la aplicación. Además, las guías retroiluminadas se necesitan en diferentes anchuras, ya que se integran directamente en el sistema para que se adapten a la máquina de moldeo por inyección correspondiente. Actualmente se utilizan tres tamaños diferentes. La flexibilidad de la serie LUMIMAX ML volvió a ponerse de manifiesto, incluso a mayor escala. Actualmente, la iluminación más grande que se necesita tiene un campo luminoso activo de 1.100 x 300 mm, así como un peso considerablemente menor en relación con campos luminosos comparables. Gracias a la mayor superficie de deslizamiento continua y al mayor número de cámaras, se ha podido aumentar la tasa de inspección, es decir, la relación entre las preformas producidas y las inspeccionadas. Este aspecto es de especial importancia en las máquinas de moldeo por inyección con herramientas de gran tamaño. Además, la sustitución de la antigua iluminación, más pequeña, por la nueva, de mayor superficie, resuelve el problema que se planteaba cuando los objetos de prueba se almacenaban en la barra central, donde antes las dos luces chocaban entre sí. Como las botellas se comprueban en movimiento y al deslizarse por la luz de área, los especialistas en iluminación de LUMIMAX también eligieron el modo de flash para esta aplicación. De este modo, el sistema también se beneficia de las ventajas ya mencionadas de una elevada potencia luminosa y del efecto de parada de las preformas deslizantes.

En resumen, la optimización de PECO LUX aportó mejoras en todo el proceso de ensayo, mientras que la calibración del sistema es más sencilla y precisa. Gracias a la solución de iluminación continua de gran tamaño, se garantiza un grado muy elevado de homogeneidad junto con la máxima luminosidad. Gracias a su diseño flexible basado en perfiles de aluminio, pueden instalarse otros tamaños de luz de forma rápida y sencilla cuando sea necesario.

Las dos aplicaciones descritas demuestran una vez más que la iluminación a menudo tiene que satisfacer requisitos extremadamente específicos en el campo del procesamiento industrial de imágenes. Con la ayuda de la serie LUMIMAX ML se ha creado una alternativa que proporciona soluciones rápidas al tiempo que mantiene bajos los costes y el tiempo de desarrollo. Gracias a su diseño modular, el desarrollador de iluminación dispone ahora de un modelo básico práctico que puede adaptarse fácilmente y utilizarse para resolver retos mecánicos de forma más sencilla. Aproximadamente el 60% del trabajo de desarrollo puede ahorrarse por proyecto. Esto permite reducir los plazos de entrega y mejorar las condiciones de precio. La carcasa del alumbrado está fabricada con perfiles de aluminio, lo que aporta una serie de ventajas, como una buena disponibilidad, menores costes de fabricación y mayor flexibilidad en términos de diseño. Una ranura en forma de T (tamaño 5) en la circunferencia de la carcasa simplifica la manipulación, así como la integración mecánica en entornos industriales, incluso con grandes superficies de iluminación.

La puesta en servicio eléctrica es sencilla y ahorra recursos gracias a la tecnología de controlador integrada, así como al conector enchufable M16 normalizado. Al igual que la salida, las señales de conmutación también pueden suministrarse a través de un único cable. Incluso con áreas de iluminación más grandes, las altas salidas de luz pueden proporcionar imágenes brillantes y muy contrastadas y, por lo tanto, garantizar una ejecución fiable y reproducible de las aplicaciones de prueba.

Para tener en cuenta todas las opciones, en la página web de LUMIMAX se puede ver una serie de configuraciones de producto, a través de las cuales se pueden realizar muchas aplicaciones de prueba típicas. Además, también se pueden realizar muchos ajustes para sus aplicaciones específicas de visión artificial.