Sistema de Adquisición y Procesado de Imágenes para el Control

Sistema de Adquisición y Procesado de Imágenes para el Control de Calidad en Piezas
Mecanizadas de Aluminio.
"En el análisis visual el operario invertía una media
de treinta minutos y actualmente mediante el
análisis automático con la aplicación desarrollada
en LabVIEW el análisis es inmediato y sin la
posibilidad de cometer algunos de los errores
producidos por la estimación del operario"
- Jaume Tort Guzmán, Universidad Politécnica de Catalunya, Vilanova i la Geltrú
El Reto:
El control de polución de las piezas se realiza de manera manual mediante la observación de la imagen del microscopio y la valoración más o menos subjetiva del
operario que realiza la cuenta de impurezas. Mediante esta solución se pretende realizar un análisis de polución de la pieza de forma automática, mediante un
sistema de visión artificial
La Solución:
Utilizando NI LabVIEW, ActiveX y NI Vision Assistant, se realiza una aplicación de captura de la imagen a través de una cámara instalada sobre un microscopio, para
su posterior procesado, con la finalidad de realizar un conteo del numero de partículas de aluminio (impurezas) encontradas, clasificarlas por tamaños y finalmente la
realización de un informe compatible con MS-Excel en función de los procedimientos de calidad que apliquen al proceso de producción de dichas piezas.
Lea el Caso de Estudio Completo
Autor(es):
Jaume Tort Guzmán - Universidad Politécnica de Catalunya, Vilanova i la Geltrú
Joaquín del Río Fernández - Universidad Politécnica de Catalunya, Vilanova i la Geltrú
El sistema de adquisición y procesado de imágenes que se presenta en el siguiente artículo para el control de calidad en piezas mecanizadas
de aluminio, permite la realización de un análisis de polución de la pieza de una forma rápida y fiable, sustituyendo de esta manera el
análisis manual que se realizaba hasta el momento.
La pieza final una vez acabada se somete a un proceso de calidad para comprobar que el proceso de producción es correcto y no deja
impurezas en la superficie de la pieza.En primer lugar vamos a explicar cual es el proceso de calidad aplicado para así poder comprender la
problemática existente y la necesidad de realizar esta aplicación en LabVIEW.
El proceso de calidad, se basa en controlar la polución que existe en la pieza. Este control es necesario puesto que la pieza forma parte del
motor de un vehículo, consecuentemente no se puede permitir la existencia de partículas de aluminio mayores a 1000µm, ya que podrían
provocar la rotura del motor. El proceso se realiza de la siguiente forma: en primer lugar se rocía la pieza con un disolvente puro (Nafta) con
una pistola de aire comprimido a 3bar de presión, posteriormente se filtra y se seca en un horno a una temperatura de 60ºC y finalmente se
procede a analizar los residuos que se encuentran en el filtro . Una vez tenemos el filtro, se analiza la cantidad de partículas mayores a una
serie de tamaños definido en el protocolo de calidad con el cliente, a través de un microscopio, el cual dispone de una cámara de video
conectada a un televisor, en el que se ha colocado una cuadrícula milimetrada para así poder medir el tamaño de las partículas y
cuantificarlas en número. El proceso de barrer toda el área del filtro contando visualmente el número de impurezas es muy lento y de aquí
surge la necesidad de realizar una aplicación en LabVIEW para realizar el análisis de partículas de forma automática, consiguiendo una
reducción del tiempo del análisis.
EL SISTEMA (Hardware)
El sistema de análisis de partículas, se basa en la conexión de la cámara de vídeo instalada en el microscopio a una tarjeta capturadota de
video que a ha su vez ésta es conectada a través del puerto USB de un PC en el cual se ejecuta la aplicación que se detalla a continuación.
EL SISTEMA (Software)
El sistema de análisis de partículas, realiza en primer lugar la adquisición de la imagen del microscopio. Esta imagen es procesada,
aplicándole una serie de filtros como “color Threshold” para resaltar la partículas, filtro de eliminación de pequeñas partículas “remove small
objects” y la función de “particle análisis” donde obtenemos el “Max Feret diameter” para saber el tamaño de la partícula en píxeles.
Seguidamente la aplicación realiza cálculos aritméticos necesarios para realizar el conteo de partículas, agrupación de tamaños, número de
partículas totales y filtrar los datos obtenidos para dar por valida la prueba o no. Finalmente utilizando ActiveX, la aplicación genera un
informe sobre una plantilla creada en MS office Excel, en la cual se almacena todos los datos obtenidos, añadiendo datos típicos como la
fecha de realización del análisis, turno del ensayo, operario que realiza el ensayo, etc.
En la interfaz de usuario (Fig.3), se puede observar, una imagen de microscopio del filtro que contiene las impurezas ya procesada, una serie
de indicadores para conocer si el resultado de la prueba ha sido correcto y datos que debe introducir el usuario para la complementación del
informe
CONCLUSIONES
Esta aplicación ha permitido acelerar el proceso de control de calidad en la fase del análisis de polución de partículas de aluminio en las
piezas mecanizadas en cada turno, (tres turnos diarios): En el análisis visual el operario invertía una media de treinta minutos y actualmente
mediante el análisis automático con la aplicación desarrollada en LabVIEW el análisis es inmediato y sin la posibilidad de cometer algunos de
los errores producidos por la estimación del operario. El no cometer errores en el proceso de control es muy importante pues esto repercute
en la satisfacción del cliente y en el coste de reproceso de piezas. El otro aspecto considerado es el valor del tiempo empleado en realizar
este análisis. Esta aplicación realiza una función realmente valiosa para el operario, el empresario y el cliente.
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Información del Autor:
Jaume Tort Guzmán
Universidad Politécnica de Catalunya, Vilanova i la Geltrú
Legal
Este caso de estudio (este "caso de estudio") fue desarrollado por un cliente de National Instruments ("NI"). ESTE CASO DE ESTUDIO ES PROPORCIONADO
"COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM.
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