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1 SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE IMAGENES DE USO INDUSTRIAL Series CVS & MVS Alltronics Peru SAC Julio CSR Sept. 2009

2 INTRODUCCION La sofisticación de los procesos industriales exige de equipos cada vez más modernos y especializados. La calidad del producto, las mejoras y los volúmenes de la producción exigen invertir cada vez más en la automatización de los procesos. Reducir los costes de producción e invertir en las mejoras con la finalidad de hacer el producto final más accesible a las manos del usuario final y el contar con la plena convicción de que el retorno de la inversión se dará en breve tiempo, impulsaalaindustria moderna a optar por alternativas modernas que mejoran y simplifican las labores cotidianas, tediosas y monótonas ayudando a reubicar al recurso humano en labores en las que se pueda aprovechar mejor su potencial y reduciendo a casi cero los errores de inspección que suelen ocurrir emplear a una persona en estas tareas de inspección de productos, en especial en líneas de producción a altas velocidades. El uso de sensores es ampliamente reconocido y no existe proceso productivo alguno que prescinda de ello. Entre los sensores sofisticados que encontramos para aplicaciones industriales de inspección, tenemos a los sensores de detección de colores y de tratamiento de imágenes. OPTEX FA ofrece diversas alternativas para diversas aplicaciones industriales

3 En el proceso de elaboración de una Bebida gaseosa o de agua mineral han Intervenido muchas personas y empresas. Desde el inicioi i del ciclo il productivo: Ciclo Ejemplo: productivo 1. La empresa SMI importó el Insumo. 2. La empresa SMI elaboro la preforma del PET 3. La empresa SMI realizó el soplado de la preforma a solicitud del Cliente IK 4. La empresa EE elaboró la etiqueta 5. La empresa SMI realizo el etiquetado 6. La empresa IK realizo el llenado del producto en el envase Pet. 7. La empresa A fabricó la tapa rosca 8. La empresa IK realizo el tapado del embase 9. La empresa TS realizo el despacho del producto 10. Finalmente llego a manos del consumidor.

4 . Qué es la visión Artificial.?

5 Concepción general. La Visión artificial, también conocida como Visión por Computador (del ingles Computer Vision) o Visión técnica, es un sub campo de la inteligencia artificial. El propósito p de la visión artificial es programar un computador para que "entienda" una escena o las características de una imagen. Los objetivos típicos de la visión artificial incluyen: La detección, segmentación, localización y reconocimiento de ciertos objetos en imágenes. La evaluación de los resultados (ejemplo: segmentación, registro). Registro de diferentes imágenes de una misma escena u objeto. Seguimiento de un objeto en una secuencia de imágenes. Mapeo de una escena para generar un modelo tridimensional de la escena; tal modelo podría ser usado por un robot.

6 Visión Artificial en la Industria La visión industrial o visión artificial aplicada a la industrial abarca la informática, la óptica, la ingeniería mecánica y la automatización industrial. A diferencia de la visión artificial académica, que se centra principalmente en máquinas basadas en el procesamiento de imágenes, las aplicaciones de visión artificial industrial integran sistemas de captura de imágenes digitales, dispositivos de entrada/salida y redes de ordenador para el control de equipos destinados a la fabricación tales como brazos robóticos. Los sistemas de visión artificial se destinan a realizar inspecciones visuales que requieren alta velocidad, gran aumento, funcionamiento las 24 horas del día o la repetibilidad de las medidas. El objetivo de un sistema de inspección por visión artificial suele ser comprobar la conformidad de una pieza con ciertos requisitos, tales como las dimensiones, números de serie, la presencia de componentes, etc. Aplicaciones de la visión artificial en la industria Industria del Alimento Industria Automotriz Industria de la Electrónica Industria Farmacéutica Industria del empaque y envasados Otras industrias

7 Visión Artificial en la Industria En los sistemas de visión artificial industrial generalmente los equipos cuentan con cámaras de vídeo y/o conjuntos de células fotoeléctricas o mecánicas que están enlazadas con una computadora que contiene un programa que le permite reconocer forma, imágenes y productos, para control de calidad, posicionamiento, sistemas de inspección y seguridad. Otra aplicación se encuentra en las industrias que emplean robots en sus procesos productivos, normalmente se utilizan para identificar objetos o piezas que posteriormente serán ensambladas. Este tipo de equipos se encuentra muy difundido en las industrias automotriz y electrónica.

8 SISTEMAS DE VISION

9 Series CVS El CVS ( Compact Vision System) es una unidad electrónica de avanzada tecnología utilizada en diversas aplicaciones industriales, para propósitos específicos. El CVS esta provisto de una micro cámara, una pantalla TFT y sistema de luz tipo LED y procesador de imágenes diseñado por OPTEX FA para propósitos industriales. La gama variada de sistemas de tratamiento de imágenes de OPTEX FA permiten usuario realizar labores tales como: Detección de colores en imágenes CVS1 Seleccionar patrones de color Detectar relieves en imágenes Detectar caracteres en envases Tratamiento de imágenes, forma y color CVS2 CVS3 CVS4 MVS

10 ALTERNATIVAS Un modelo para cada propósito: Detección de colores en imágenes CVS1 Seleccionar patrones de color CVS2 Detectar relieves en imágenes CVS3 Detectar caracteres en envases CVS4 Tratamiento de imágenes, forma y color MVS

11 EL CVS 1 CVS1 es la primera unidad de su genero desarrollada por OPTEX FA, destinada a la detección de colores específicos en un producto. Ideal para aquellas aplicaciones en las que se quiere mantener el control de calidad del producto el cual es identificada por un color específico y que en caso contrario deberá enviar una señal de aviso para separar al producto defectuoso de la línea de producción. El principio de funcionamiento se base en tratamiento de los píxel de color del objetivo. Así por ejemplo: La detección del color de la tapa de un envase. La detección de la presencia de la etiqueta sobre un producto. La detección del color del envase. Etc.

12 EL CVS 2 Desarrollada por OPTEX FA destinada a la detección de colores entre una gama de colores para aplicaciones en las que se quiere capturar y controlar la existencia de un color específico entre otros colores cercanos y/o parecidos. Su objetivo principal es la clasificación por color y de patrones de color coincidentes El sensor es capaz de sortear entre dos a quince colores en su memoria interna. Opcionalmente cuenta con fuente de luz remota y/o monitor remoto. Capacidad de guardar 16 ajustes de selección rápida productos. para diversos Capaz de Identificar uno o dos colores en cada producto guardado en memoria. Comunicación RS232 para monitoreo vía PC. Dos modos de funcionamiento identificación de Colores o identificación de patrones de color coincidentes. Cuatro rangos de detección de ángulos de vista y tamaño compacto

13 EL CVS 3 Desarrollada por OPTEX FA destinada a la detección de bordes y relieves, captura y controla la existencia del error en la impresión de imágenes comparadas con un patrón. Detecta con precisión la colocación de etiquetas Verifique que la etiqueta se ha aplicado Opcional fuente de luz a distancia y monitor Guarda hasta 16 ajuste de parámetros para el cambio rápido de producto Dos rangos de detección y ángulos de vista Cámara de alta resolución píxeles full color con sensor de imágenes CMOS. Pantalla TFT a color - 1,5 pulgadas QVGA Tamaño compacto

14 EL CVS 4 Desarrollada por OPTEX FA destinada a la detección de caracteres, con capacidad de controlar la existencia del error en la impresión de texto comparadas con un patrón. El CVS4 es ideal para reconocer caracteres en impresiones de punto por inyección e impresiones de etiquetas. Opera como un OCR ounocv para añadirle flexibilidad al sistema de reconocimiento. Posee interface de comunicacion RS232 Opcionalmente cuenta con fuente de luz remota y monitor. Guarda hasta 16 ajuste de parámetros para el cambio rápido de producto Dos rangos de detección. Cámara de alta resolución píxeles full color con sensor de imágenes CMOS. Pantalla TFT a color - 1,5 pulgadas QVGA compacto y es de tamaño

15 El OCR y el OCV. EL CVS4 al operar como un OCR y OCV. Ofrece un proceso de capacitación fácil para armar una tipoteca de caracteres El OCR encuentra concordancias de caracteres de la tipoteca de caracteres enseñados El OCV confirma la presencia del carácter deseado en una ubicación precisa

16 Reconocimiento de caracteres OCR Mediante estos sistemas se reconocen caracteres impresos y cuya forma constituye la información que se desea procesar. La lectura se efectúa automáticamente mediante un haz de luz y se interpretan o convierten a través de procedimientos matemáticos en información digital (señal discreta), analógica (señal continua) o ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Estandarizar, registrar y controlar la producción a través de las diversas alternativas de codificación en la industria moderna es una tarea imprescindible y cotidiana. Son muchas las industrias en las que se emplea, por lo tanto no es extraño ver envases de plástico, cartón, vidrio, laminado, enlatados, u otros, codificados. La diversidad de industrias que hacen uso de esta herramienta de registro impreso son: La industria de alimentos. La industria farmacéutica. La industria de bebidas. La industria tabacalera. La industria del material de construcción. La industria minera. La industria de la electrónica, ETC.

17 Accesorios para sistemas de tratamiento t t de imágenes. La capacidad de reconocer imágenes y textos puede ampliarse valiéndose de los diversos accesorios y sistemas de iluminación LED de OPTEX-FA. Con los accesorios de iluminación usted podra: Obtener iluminación exterior que hace que el sistema sea más estable Encontrar el sistema de iluminación adecuado para su aplicación específica a través de OPTEX-FA línea de productos LED Obtener alta flexibilidad en las formas y modelos Facilidad de selección entre las diversas alternativas de color de luz para propósitos especiales Sistemas de iluminación LED de larga vida útil Respuesta rápida y una fácil sincronización para la captura de imágenes.

18 Ejemplos aplicativos de detección de caracteres CVS 4. Sin fuente externa de luz Con fuente externa de luz En el ejemplo de aplicación se puede apreciar como se mejora la capacidad de reconocimiento de los caracteres impresos en el sticker del lote de producción, a pesar de que la superficie del producto es brilloso y su superficie es irregular. Ello permite evitar reflejos y el color de la luz Amarilla emitida sera esencial para este propósito

19 Ejemplos aplicativos de detección de caracteres CVS 4. Sin fuente externa de luz Con fuente externa de luz En el ejemplo de aplicación se puede apreciar como se mejora la capacidad de reconocimiento de los caracteres impresos en el envase, a pesar de que la superficie del producto es brilloso y su superficie es irregular. Ello permite evitar reflejos y el color de la luz Amarilla emitida sera esencial para este propósito

20 Ejemplos aplicativos de detección de caracteres CVS 4. Sin fuente externa de luz Con fuente externa de luz En el ejemplo de aplicación se puede apreciar como se mejora la capacidad de reconocimiento de los caracteres impresos en el laminado de fondo oscuro, el lote de producción es capturado gracias a la ayuda de la fuente de luz LED Azul con difusor, ello a pesar de que la superficie del producto es brilloso, oscuro y de superficie es irregular. Ello permite evitar reflejos y el color de la luz Azul emitida sera esencial para este propósito

21 Ejemplos aplicativos de detección de caracteres CVS 4. Sin fuente externa de luz Con fuente externa de luz En el ejemplo de aplicación se puede apreciar como se mejora la capacidad de reconocimiento de los caracteres impresos en la superficie del envase PET, el lote de producción es capturado gracias a la ayuda de la fuente de luz LED Amarilla con difusor, ello a pesar de que la superficie del producto es brilloso y translucido, de superficie cónica. Ello permite mejorar la capacidad de lectura, de la luz Amarilla emitida sera esencial para este propósito

22 Ejemplos aplicativos de detección de caracteres CVS 4. Sin fuente externa de luz Con fuente externa de luz En el ejemplo de aplicación se puede apreciar como se mejora la capacidad de reconocimiento de los caracteres impresos en la superficie negra aún con una impresión negra, el lote de producción es capturado gracias a la ayuda de la fuente de luz LED Amarilla con difusor, ello a pesar de que la superficie del producto es brilloso y la impresión es en color negro mate. El uso del LED con difusor Amarillo mejorar la capacidad de lectura del lote del producto, esencial para este propósito

23 EL MVS El siguiente y más avanzado paso en la tecnología del tratamiento de imágenes de OPTEX FA El MVS Consta de: Cámaras con función de procesamiento de visión. Cada cámara tiene un procesador y memoria para el procesamiento de procesamiento de imágenes capturadas El procesador a sido desarrollado para el tratamiento de imágenes a color a alta velocidad dedicado exclusivamente para la serie MVS. Hasta 3 cámaras por 1 unidad de control de 3 procesamientos de visión pueden trabajar simultáneamente Sistema de enseñanza intuitivo (teclado de secuencia de ajuste auto iluminado) Alta velocidad y gran rendimiento

24 Características del MVS Con el MVS el usuario puede tener hasta 6 funciones de inspección de en un solo equipo. Forma y Color Contorno Comparación Diferencial Fondo y coincidencia de color Cantidad de píxeles en color Cantidad de píxeles en superficies metálicas. 16 ventanas de inspección 32 bancos de memoria para diferentes productos. Hasta 360 grados de rotación completa para búsqueda de color Captura de imágenes continua con la velocidad de obturación variable Comunicación con PC mediante USB I / F Umbral de ajuste automático Función zoom in / out para obtener una mejor imagen de objeto Diferencial de búsqueda para ambientes de iluminación inestable

25 Ejemplos aplicativos de Inspección de imágenes en metales con MVS. Entre las funciones avanzadas de MVS se puede realizar la Inspección de cuerpos metálicos y de las partes del mismo, la Sin fuente externa de luz relación binaria del número de píxeles que se diferencian de objetivo por el umbral de todos los píxeles en el ventana de inspección permitirá la detección del error en el objeto sometido a inspección. Cuando se excede el límite superior o inferior a límite inferior, es definida como NG. (negado). Esto es para el caso de detectar existencia de un objeto de metal y partes faltantes en el objeto respecto del patrón. Con fuente externa de luz

26 Ejemplos aplicativos de Inspección de imágenes en metales con MVS. Entre las funciones avanzadas de MVS se puede realizar la Inspección de contornos. Contorno de la imagen es creada por binarizacion diferencial de la imagen con umbral. El MVS Inspecciona el número de píxeles que la falta en el contorno del sector del objetivo. Inspecciona el número de píxeles con el mismo color en el contorno del objetivo de fondo. Cuando el número de los píxeles excede el umbral, es definido como NG. (negado).

27 ALGUNAS APLICACIONES INDUSTRIALES

28 Aplicaciones Industriales Detección de etiquetado En los procesos de envasado de alimentos y bebidas es imprescindible el contar con la capacidad de detectar anomalías a alta velocidad.

29 Aplicaciones Industriales Detección de Color Impreso. En los procesos de envasado de productos de limpieza y/o cosméticos es imprescindible el contar con la capacidad de detectar anomalías en el empaque a altas velocidad.

30 Aplicaciones Industriales Detección de Caracteres En los procesos industriales en el que es imprescindible contar con un sistema capaz de detectar el N. de lote o fecha de vencimiento. El CVS 4 es la herramienta ideal..

31 Aplicaciones Industriales Detección de Tapas a alta velocidad En los procesos industriales en el que la estabilidad y alta velocidad en la detección de tapas es necesario. El CVS 2 es la herramienta ideal..

32 Aplicaciones Industriales Detección de Tapas a alta velocidad En los procesos industriales en el que la estabilidad y alta velocidad en la detección de tapas e impresiones es necesario. El CVS1 y CVS2 es la herramienta ideal..

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37 En general EL CVS y MVS son los mejores aliados para el control de calidad en los procesos industrializados.

38 OPTEX FA, es una empresa Japonesa, la cual forma parte del afamado grupo OPTEX de Japón el cual es ampliamente reconocido en el mundo como una de las mejores compañías fabricantes de foto sensores para aplicaciones industriales, comerciales e inclusive domestica. Fabrica y desarrolla sensores de alta tecnología para la reconocida marca Alemana SICK y es conocida mundialmente como SICK-OPTEX.