La industria estadounidense necesita algo más que un»cámara inteligente«en una caja. El verdadero poder proviene de la conexión. Este es el mundo de las integraciones de sistemas de visión. El mercado de visión artificial de EE. UU. está creciendo rápidamente y se proyecta que alcanzará una tasa compuesta anual de más del 12% entre 2025 y 2030.
Este crecimiento no se debe solo a la mejora de las cámaras. Se trata de integrar la IA en la visión artificial en la fábrica. Los informes se muestran 60% de fabricantes, consulte integración de visión robótica según sea necesario para una automatización flexible de la fábrica.
Pero, ¿cómo se hace para que una cámara, un robot y un PLC hablen el mismo idioma?
Esta guía cubre los aspectos esenciales para una buena integración de los sistemas de visión, desde la interfaz de visión del PLC hasta los sistemas de construcción que detienen la línea cuando se produce un defecto, un concepto denominado Jidoka.
¿Qué son las integraciones de sistemas de visión (y por qué representan el 90% del proyecto)?
Comprar una cámara de alta resolución es la parte más fácil. La integración es el trabajo complejo y valioso de convertir esa cámara en una parte funcional de su línea de producción. Este trabajo es lo que define las integraciones exitosas de los sistemas de visión.
Es la diferencia entre un»demostración tecnológica genial«y un»proceso de fabricación fiable.«Una cámara independiente puede detectar un defecto, pero un sistema integrado puede actuar sobre él en tiempo real. Aquí es donde un integrador de visión artificial aporta valor.
Los tres pilares fundamentales de la integración
La verdadera integración de los sistemas de visión se basa en tres pilares.
- Integración mecánica: Esto significa montar físicamente la cámara, las luces y la óptica. Se trata de soportes personalizados, Carcasas con clasificación IP67, y asegurarse de que la configuración sea rígida. Debe estar a salvo de las vibraciones de la máquina y de las fallas comunes del sistema de visión.
- Integración eléctrica: Se trata de alimentar los componentes de visión artificial y cablear las E/S. Incluye conectar los activadores de los sensores y enviar»Aprobado/rechazado«señales a las puertas de rechazo.
Integración de datos y controles: Esto es lo digital»apretón de manos.«La buena integración de los sistemas de visión depende de ello. Es la forma en que el sistema de visión comparte lo que ve con la configuración de automatización de la fábrica, a menudo mediante una interfaz de visión PLC.
Esa conexión de datos, la interfaz de visión del PLC, es el cerebro de toda la operación. Veamos eso a continuación.
El «cerebro»: dominar la interfaz de visión del PLC
Tu PLC (controlador lógico programable) es el policía de tráfico de la línea de producción. La interfaz de visión del PLC es el canal de comunicación que utiliza para controlar el sistema de visión y recibir sus datos. Sin una interfaz de visión PLC sólida, su línea se detiene. Esta comunicación es una parte fundamental de todas las integraciones exitosas de sistemas de visión.
1. Cómo elegir su idioma: protocolos de comunicación comunes
El protocolo que utiliza es la opción más importante para su interfaz de visión PLC. Estos son los protocolos de comunicación industrial que permiten que sus dispositivos hablen.
- EtherNet/IP (EIP): Este es el estándar dominante en los EE. UU., especialmente para PLC Rockwell/Allen-Bradley. Es rápido, robusto y permite paquetes de datos de gran tamaño.
- PROFINET: Este es el estándar de alta velocidad para los PLC de Siemens. Lo verás en muchas plantas de diseño europeo.
- Modbus TCP: Este es un protocolo simple y antiguo. Funciona bien para lo básico»Aprobado/rechazado«emite señales, pero es menos ideal para integraciones complejas de sistemas de visión.
2. Datos frente a E/S: ¿qué está enviando?
- E/S discretas: Este es el método «tonto». Un simple».Encendido/apagado«señal a través de un cable. (p. ej.,»Pin 1 HIGH = Aprobado», «Pin 2 HIGH = Fallo«).
- Mensajería de datos: Este es el método «inteligente». El sistema de visión envía una cadena de datos completa al PLC, como:»Pieza OK, X = 150,2, Y = 301,5, R = 90,1«. Esta gran cantidad de datos de las integraciones de sus sistemas de visión es esencial para la integración de la visión robótica.
Ahora que el «cerebro» envía datos inteligentes, veamos cómo los usa el «músculo».
El «músculo»: mejores prácticas para la integración de la visión robótica
Aquí es donde la automatización se vuelve flexible. La integración de la visión robótica le da a su robot «ojos». Esto le permite seleccionar piezas de un contenedor aleatorio o guiar un componente con una precisión submilimétrica.
Para la robótica guiada por visión, la configuración lo es todo. Las buenas integraciones de los sistemas de visión en este caso marcan una gran diferencia.
1. La decisión «cara a mano» frente a la decisión «cara a mano»
Tiene dos opciones principales para colocar la cámara en las integraciones de sus sistemas de visión.
A) Ojo en mano: La cámara está montada en la muñeca del robot.
- Ventajas: Puede obtener vistas de cerca desde varios ángulos. Es ideal para inspeccionar una pieza después el robot lo recoge.
- Contras: La cámara está sujeta a vibraciones y a un posible desgaste del cable. También significa tiempos de ciclo más lentos, ya que el robot tiene que detenerse para tomar una fotografía.
B) Ojo a mano: La cámara está montada en una posición fija, mirando hacia abajo en el espacio de trabajo del robot.
- Ventajas: Esta configuración es muy rápida y estable. El robot puede moverse para elegir la parte A mientras la cámara encuentra la parte B.
Contras: El propio brazo del robot puede bloquear la visión de la cámara (esto se denomina oclusión).
2. La pesadilla de la calibración «mano-ojo»
El mayor desafío en la integración de la visión robótica es la calibración. Aquí es donde fallan muchas integraciones de sistemas de visión. Debes enseñarle a la cámara Coordenadas de píxeles 2D a la del robot Coordenadas mundiales 3D. Una mala calibración es una de las fallas más comunes del sistema de visión y es por eso que un robot «perderá» la pieza por 5 mm.
Esto es lo que implica:
- Crear un «apretón de manos»: Debe crear un enlace matemático preciso entre los píxeles de la cámara (p. ej., «píxel 800, 600") y el espacio mundial del robot (p. ej., «X, Y, Z»).
- Administración de datos: Este protocolo de enlace de datos a menudo depende de la interfaz de visión del PLC para gestionar el intercambio de coordenadas.
- Apuntando a la perfección: La perfecta integración de los sistemas de visión depende de que esta calibración sea perfecta.
Este proceso de encontrar piezas y actuar sobre ellas no es solo para seleccionarlas. También es la clave para evitar que las piezas defectuosas salgan de la línea.
Cómo puede ayudar Jidoka a prevenir los fallos
Tecnologías Jidoka es una empresa de automatización industrial que ofrece soluciones de visión de IA autónomas. Su modelo de negocio se basa en proporcionar sistemas completos e integrados (no solo software) que resuelvan los desafíos del control de calidad y la optimización de procesos.
Así es como funciona:
- Detectar: La cámara detecta automáticamente un defecto crítico, como la falta de un sello.
- Parada: La interfaz de visión del PLC está programada para detener inmediatamente la línea si detecta un problema grave.
- Alerta: Una torre de iluminación «Andon» parpadea en rojo y llama a un operador.
- Prevenir: El operador no se reinicia sin más. Investigan la causa raíz (por ejemplo, la taponadora está desalineada) y arreglan el proceso.
Hemos construido esta lógica exacta en Más de 100 implementaciones exitosas por Más de 48 clientes de confianza en todo el mundo. Así es como las integraciones de los sistemas de visión permiten pasar de encontrar defectos a prevenirlos.
¿Quieres ver cómo Jidoka ¿se puede integrar en su línea? Hablemos.
Conclusión: deje de encontrar defectos, comience a prevenirlos
Las integraciones exitosas de los sistemas de visión tienen menos que ver con la marca de la cámara y más con la calidad de la conexión. El verdadero trabajo está en la ingeniería.
Un integrador de visión artificial debe resolver problemas complejos de iluminación, vibraciones y malas calibraciones para la integración de la visión robótica. La interfaz de visión del PLC debe ser rápida y confiable.
Te enfrentas a paradas de línea constantes e inexplicables. Peor aún, envía piezas defectuosas a sus clientes, lo que provoca devoluciones y perjudica la confianza. Su costoso sistema robótico guiado por visión pierde puntos, lo que ralentiza toda la línea. Se termina con un sistema que detecta defectos, pero es demasiado lento o poco fiable para hacer algo al respecto.
Conectémonos con Jidoka hoy para pasar de la detección de defectos a la prevención de defectos.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la diferencia entre un sistema de visión y un sensor de visión?
Un sensor de visión es una unidad compacta, a menudo denominada cámara inteligente, que emite una simple señal de «aprobación/error». La integración completa del sistema de visión es más potente. Utiliza un controlador independiente para la IA compleja en la visión artificial y envía datos detallados, como coordenadas 3D, a través de la interfaz de visión del PLC.
2. ¿Cuál es el mayor error en las integraciones de sistemas de visión?
El mayor error que provoca fallos comunes en los sistemas de visión es la iluminación descontrolada. La iluminación incoherente provoca errores de lectura y falsos rechazos. Un integrador profesional de visión artificial resuelve este problema construyendo carcasas robustas y utilizando luces LED estroboscópicas para garantizar condiciones estables para la automatización de la fábrica.
3. ¿Qué es un «integrador de sistemas de visión» y por qué lo necesito?
Un integrador es el socio de ingeniería que se encarga de todo el alcance de las integraciones de sistemas de visión. Lo necesita porque ellos dominan la física (óptica, iluminación) y el intercambio de datos, lo que crea una interfaz de visión PLC fiable y una integración impecable de la visión robótica exclusiva de su producto.
4. ¿El sistema de visión debe ser de la misma marca que mi PLC?
No, las marcas no tienen que coincidir. Cualquier integración de un sistema de visión moderno puede conectarse a cualquier PLC moderno (como Rockwell o Siemens) mediante protocolos de comunicación industrial estándar, como EtherNet/IP o PROFINET. La compatibilidad está integrada en el protocolo.
5. ¿Para qué es mejor la integración de visión robótica «ojo a mano»?
La integración de la visión robótica «ojo a mano» es la mejor opción para tareas flexibles y de alta precisión en la robótica guiada por visión. Monta la cámara en la muñeca del robot para obtener vistas de cerca. Esto permite al robot inspeccionar varios lados o guiar una herramienta hasta un ensamblaje complejo con una precisión submilimétrica.
