Un sistema de visión 3D abre nuevas posibilidades de inspección automatizada

Un nuevo e interesante sistema de visión 3D hace que la inspección de piezas en 3D sea tan fácil como utilizar una cámara inteligente 2D. La nueva tecnología de Cognex aporta una mejor calidad de imagen, un desarrollo de aplicaciones simplificado y una amplia gama de verdaderas herramientas de inspección en 3D, lo que amplía significativamente la gama de aplicaciones en la automatización industrial.

Cuando se trata de inspeccionar piezas, los usuarios pueden elegir entre varias tecnologías establecidas. Si se decide por la visión artificial, surge la pregunta: ¿Necesita una inspección en 2D o en 3D y cuánto esfuerzo requiere la implementación de la solución respectiva? Dependiendo de la aplicación, un sistema 2D probado suele ser la primera opción, aunque las ventajas (teóricas) del procesamiento de imágenes 3D sean evidentes.

Esto se debe a dos razones. La primera: hasta ahora no existía ningún sistema de visión 3D que cumpliera los requisitos de la mayoría de las aplicaciones de inspección en términos de facilidad de uso y coste. La inspección por visión tridimensional era demasiado cara y complicada para la mayoría de las empresas, y además había pocas herramientas de visión que funcionaran con verdaderas imágenes 3D. Por lo tanto, había que instalar un PC adicional para resolver realmente la aplicación, lo que suponía un aumento significativo del espacio y de los requisitos de programación. La segunda razón: la inspección en 2D con una cámara inteligente funciona de forma muy sólida y con gran facilidad de uso. Debido a esto, en muchos casos, no hay o no había necesidad real de hacer la costosa y difícil transición a un sistema de inspección en 3D.

Esta situación está cambiando ahora con la introducción del sistema de visión In-Sight 3D-L4000 de Cognex, especialista en visión artificial. Esta cámara inteligente permite a los ingenieros resolver una serie de aplicaciones de inspección, guiado y medición en líneas de producción automatizadas de forma rápida, precisa y rentable. Ofrece un conjunto completo de verdaderas herramientas de visión 3D que son tan fáciles de usar como las herramientas de visión 2D de Cognex, probadas en la industria, gracias a la intuitiva interfaz del usuario In-Sight Spreadsheet. Además, la óptica patentada de láser azul sin manchas es una novedad en la industria, que permite la captura de imágenes 3D de alta calidad.

Los usuarios del procesamiento de imágenes 3D probablemente estén familiarizados con esto: Normalmente, los sistemas de imágenes 3D tienen problemas con el moteado: son efectos de luz que se producen cuando la luz láser se dispersa desde la superficie de la pieza hacia el sistema de imágenes. El moteado es un problema en los actuales sistemas de visión 3D porque cambia el aspecto de la pieza y reduce la precisión de la imagen. El sistema sólo puede estimar dónde se encuentra el láser. Hasta la fecha, ningún sistema 3D ha sido capaz de eliminar el moteado y, por tanto, producir imágenes lo suficientemente buenas como para realizar aplicaciones de inspección fiables en 3D.

Sin embargo, el tipo de láser utilizado en el In-Sight 3D-L4000 es un avance técnico significativo en la obtención de imágenes basadas en láser, y una de las razones de los excelentes resultados obtenidos. El 3D-L4000 elimina el moteado utilizando un láser especial en la gama de luz azul. Como resultado, el generador de imágenes ve una línea láser clara, lo que da lugar a imágenes 3D de mayor precisión. Además, el láser proporciona su propia iluminación tanto para las imágenes 3D como para las 2D: el sistema no necesita ninguna luz externa.

En la mayoría de los sistemas ‘tradicionales’ de visión 3D basados en láser, el cabezal láser captura una imagen que se envía a un PC para su procesamiento. Al mismo tiempo, ofrecen una selección limitada de herramientas, la mayoría de las cuales sólo pueden utilizarse para una simple medición de altura. La dependencia de la programación del PC hace que las inspecciones en 3D sean rentables sólo para aplicaciones muy complejas. La In-Sight 3D-L4000, en cambio, tiene su potencia de procesamiento incorporada. Esto permite que las herramientas de visión realicen inspecciones de nubes de puntos en 3D sin necesidad de un controlador externo o de un software de terceros basado en PC. Una ventaja adicional es que, con el procesamiento integrado, el análisis de imágenes puede completarse en muy poco tiempo.

En el pasado, la inspección visual en 3D era difícil de entender y utilizar. La mayoría de los sistemas existentes transforman los datos 3D en imágenes 2D. Al hacerlo, la altura de un punto se representa como un valor gris. Por tanto, para entender la información sobre la altura, se utiliza una falsa representación en color de la imagen 3D rasterizada en la imagen 2D. En esta representación es muy difícil ver y procesar con éxito los matices de la parte 3D. Un método habitual es convertir una sección de la imagen 2D rasterizada en un perfil de altura 1D. Sin embargo, con la nueva tecnología utilizada en la 3D-L4000, la imagen es una nube de puntos pura; lo que se ve y se evalúa es una verdadera imagen 3D, no una reducción a un perfil de altura 1D. Y como la inspección en 3D es nueva para la mayoría de los usuarios, las herramientas 3D están diseñadas para que todos puedan comprender y utilizar plenamente las nuevas herramientas tridimensionales. En otras palabras, usted está haciendo esencialmente lo mismo, pero a diferencia de antes, está trabajando en una imagen que se ve exactamente como la pieza misma.

Otra novedad de la In-Sight 3D-L4000 es el uso de la intuitiva interfaz de desarrollo In-Sight Spreadsheet para configurar y ejecutar rápida y fácilmente aplicaciones 3D sin necesidad de programación o procesamiento externo. Simplifica el desarrollo de aplicaciones y agiliza la integración en fábrica con un completo conjunto de funciones de E/S y comunicaciones. También permite combinar las herramientas de visión 2D y 3D en la misma aplicación, lo que da lugar a implementaciones más rápidas.

La In-Sight 3D-L4000 incluye todas las herramientas de medición 3D tradicionales que se esperan de un sistema de visión 3D, como la determinación de planos y alturas. Además, cuenta con un completo conjunto de herramientas de visión 3D, como PatMax3D, Blob3D, 3D Geometry y muchas más, diseñadas desde cero para realizar inspecciones en un espacio 3D real. Esto facilita la medición o identificación de piezas o irregularidades en la superficie, así como de huecos, bordes y ángulos, incluso en el caso de piezas con geometría compleja, como pistones o bisagras.

Al inspeccionar soldaduras en mangueras de goma, la 3D-L4000 detecta incluso los defectos más pequeños y puede realizar mediciones precisas.

Los avances técnicos y la facilidad de uso de la nueva 3D-L4000 la hacen idónea para una amplia gama de aplicaciones en diferentes industrias, como el de la alimentación y las bebidas, los productos de consumo, los envases, la automoción, los dispositivos médicos y la electrónica. Su gran facilidad de uso y el hecho de que no se requiera un PC externo, y por lo tanto no se necesiten conocimientos de programación, para la configuración y el procesamiento, hacen que las imágenes 3D basadas en láser sean finalmente una opción viable y asequible. Los ingenieros de automatización tienen ahora realmente la posibilidad de elegir entre 2D y 3D.