Sistema de Câmera com IA para Detecção Precisa de Fissuras em Tampas em Linhas de Produção de Alta Velocidade

A forte pressão por preços combinada com elevados requisitos de qualidade – a indústria de bebidas e embalagens enfrenta o clássico dilema de muitos setores.

Este também é o caso no departamento de controle de qualidade de um fabricante francês de tampas plásticas. Detectar de forma confiável fissuras e microfissuras em tampas plásticas de 40 cores e tonalidades diferentes, em alta velocidade na linha de produção, é um verdadeiro desafio.

A APREX Solutions, de Nancy, França, alcançou esse objetivo com sucesso graças à tecnologia de processamento de imagem e inteligência artificial. As imagens base são fornecidas por uma câmera industrial USB 3 da IDS Imaging Development Systems.

A SOLOCAP é uma subsidiária da La Maison Mélan Moutet – "condicionadora de sabores desde 1880" – e fabrica todos os tipos de tampas plásticas para o setor alimentício em sua unidade industrial em Contrexéville.

Entre seus produtos, destaca-se uma tampa de rosca de alta qualidade, adequada para qualquer garrafa de vidro ou PET. Graças a um anel de lamelas fixável disposto ao redor do gargalo da garrafa, ela permite uma vedação simples, rápida, absolutamente hermética e segura.

No entanto, as lamelas devem ser verificadas de forma confiável e extremamente cuidadosa quanto a fissuras, rasgos e torções durante a produção. Esta é a única forma de garantir a estanqueidade absoluta.

O sistema de inspeção anterior não conseguia atender a esses altos requisitos. A APREX Solutions desenvolveu a nova solução com inteligência artificial individualmente, baseada em algoritmos de software próprios.

As especificações necessárias foram desenvolvidas previamente em cooperação com o cliente. Isso também incluiu várias etapas de inspeção, uma das quais, por exemplo, era o controle de rejeito para evitar falsos relatórios. A implementação ocorreu em duas fases:

Fase 1: Treinamento da Aplicação Específica

Primeiro, a "aplicação SOLOCAP" específica foi treinada com a ajuda da solução inteligente APREX Track AI. O software inclui vários detectores de objetos, classificadores e métodos padrão que operam em diferentes níveis.

Interconectados adequadamente, eles finalmente entregam o resultado desejado, adaptado ao cliente. Quatro níveis de controle com vários pontos de teste garantem uma taxa de confiabilidade superior a 99,99%.

Fase 2: Implementação na Linha de Produção

Em um segundo passo, essa aplicação foi implementada na linha de produção logo após a primeira montagem com o APREX Track C&M. Este último foi desenvolvido especialmente para os diversos requisitos de processamento de imagem no setor industrial.

Isso inclui, entre outras coisas, o controle e a salvaguarda de uma linha de produção até a medição, identificação e classificação de defeitos no ambiente de produção.

O pacote de software fornece os resultados desejados de forma rápida e eficiente, sem processos de desenvolvimento demorados. Após um breve treinamento dos métodos de IA, o sistema completo está pronto para uso no cliente.

No caso da SOLOCAP, ele combina uma câmera industrial IDS UI-3280CP-C-HQ, iluminação de anel potente e um controlador lógico programável (CLP) para fornecer controle abrangente sobre todos os processos de inspeção.

Ao mesmo tempo, registra todos os fluxos de trabalho em tempo real e garante total rastreabilidade. Apenas uma câmera é necessária para isso. No entanto, o APREX TRACK C&M poderia gerenciar até 5 câmeras.

Romain Baude, fundador da APREX Solutions, diz: "A dificuldade deste projeto consistia principalmente na expressão muito sutil dos defeitos que procurávamos e na multiplicidade de cores. Com nosso pacote de software, foi possível configurar rapidamente uma aplicação de processamento de imagem. Apesar da complexidade."

A imagem da câmera fornece a base para as avaliações. Ela captura cada tampa individual diretamente na linha de produção em alta velocidade e torna os menores detalhes visíveis para o software.

Componente Crucial: A Câmera

A câmera industrial UI-3280CP-C-HQ integrada ao sistema com o sensor CMOS IMX264 de 5 MP da Sony estabelece novos padrões em termos de sensibilidade à luz, faixa dinâmica e reprodução de cores.

A câmera industrial USB 3 oferece excelente qualidade de imagem com desempenho de ruído extraordinariamente baixo – a taxas de quadros de até 36 fps. CP significa "Compact Power".

Isso porque a pequena potência para aplicações industriais de todos os tipos é rápida, confiável e permite uma alta taxa de dados de 420 MByte/s com baixa carga de CPU.

Os usuários podem escolher entre um grande número de sensores CMOS modernos de fabricantes como Sony, CMOSIS, e2v e ON Semiconductor com uma ampla gama de resoluções.

Seu design inovador de carcaça patenteado com dimensões de apenas 29 x 29 x 29 milímetros a torna adequada para tarefas nas áreas de automação, automotiva, tecnologia médica e ciências da vida, agricultura, logística, bem como tráfego e transporte, entre outras.

Cabos rosqueáveis garantem uma conexão elétrica confiável. Graças ao princípio plug & play característico da IDS, as câmeras são reconhecidas automaticamente pelo sistema e estão prontas para uso imediato.

Romain Baude diz: "A excelente reprodução de cores da UI-3280CP-C-HQ e sua alta resolução de 5 MP foram fatores decisivos para nós na escolha da câmera. Ao mesmo tempo, o modelo permitiu uma integração rápida e descomplicada em nosso sistema."

Perspectivas

Anthony Vastel, chefe de tecnologia e indústria da SOLOCAP, vê muito potencial no novo sistema de inspeção.

Ele diz: "A abordagem baseada em IA da APREX abriu novas portas para nosso controle de qualidade 100% baseado em visão. Nossos requisitos para segurança do produto, mas também para controle de rejeito, especialmente no caso de falsos relatórios, foram rapidamente atendidos.

"Estamos convencidos de que podemos ir um passo além, continuando a aumentar a eficiência do sistema na SOLOCAP e transferindo-o para outras linhas de produção."

A IA oferece à garantia de qualidade, mas também a todas as outras indústrias em que a tecnologia de processamento de imagem é usada, novos campos de aplicação inimagináveis.

Ela torna possível resolver tarefas nas quais o processamento de imagem clássico baseado em regras atinge seus limites. Assim, resultados de alta qualidade podem ser alcançados com esforço comparativamente pequeno – rapidamente, criativamente e eficientemente.

A APREX Solutions e a IDS reconheceram isso e oferecem soluções com produtos inteligentes que facilitam a entrada dos clientes neste novo mundo. Processamento de imagem e IA – uma verdadeira equipe dos sonhos em curso de crescimento.