Tecnología de Calidad en El Vidrio
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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
5
#!" MÁQUINA DE INSPECCIÓN MULTI %#& 5
#!# MÁQUINA DE INSPECCIÓN MR"'7
#!% SISTEMA PCA9
#!'! SISTEMA DE CONTROLESADICIONALES
12
#!( 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: