Componentes de vehículos en el punto de mira

Los sistemas de cámara con el correspondiente software permiten aumentar la seguridad de los vehículos, ya que durante la producción realizan controles, por ejemplo, en componentes de dirección o frenos. Esto demuestra lo importante que son los sistemas de procesamiento de imágenes para la producción de vehículos. Este aspecto se reflejará en la Vision 2014, la feria mundial especializada en tratamiento de imágenes, que se celebrará del 4 al 6 de noviembre en Stuttgart. El próximo otoño, los aproximadamente 400 expositores mostrarán las últimas tendencias, tecnologías y componentes con respecto al procesamiento de imágenes: cámaras, digitalizadores de vídeo, sistemas de iluminación, ópticas, software, soluciones completas y aplicaciones concretas.

“El procesamiento de imágenes es la clave para la automatización de numerosas aplicaciones en la industria del automóvil. De este modo es posible estandarizar la calidad para las series completas en todas las plantas productivas. Además, pueden reducirse radicalmente los costes por pieza gracias al procesamiento de imágenes”, comenta Nicole Rüffer, directora sénior de marketing de Isra Vision AG, basándose en su experiencia.

Pero no sóolo el sector de automóvil y los proveedores forman parte de los grupos destinatarios de la Vision 2014, también la construcción de maquinaria, la industria de mecánica de precisión, la óptica, la electrotecnia y la electrónica, la producción de semiconductores, la industria de impresión, el procesamiento de vidrio, las industrias maderera, farmacéutica, química y alimenticia, y muchos más. Además, numerosos sectores no industriales como la medicina, el tráfico, la seguridad, la agricultura, la publicidad y el deporte utilizan el procesamiento de imágenes para cumplir sus objetivos. Por tanto, la gama de aplicaciones de los sistemas de procesamiento de imágenes crece constantemente, y con ello también los grupos de visitantes a la plataforma de exposición e información Vision, única a nivel mundial “Gracias a que ahora se va a celebrar cada dos años, la Vision 2014 será más amplia y más atractiva que hasta ahora”, comenta Florian Niethammer, director del proyecto de la Vision de Messe Stuttgart.

“La industria del automóvil y sus proveedores ha sido desde siempre un importante campo de aplicación para el procesamiento de imágenes, con una clara tendencia al alza”, resume Jean-Philippe Roman, gerente de marketing corporativo de Allied Vision Technologies GmbH. “El motivo es”, explica Roman, “que el sector se enfrenta a una enorme presión de costes, pero cumpliendo a su vez con unas exigencias de calidad muy elevadas. Aquí la solución suele ser utilizar sistemas de control de calidad automatizados con una comprobación visual integrada para poder aunar ambos aspectos”. Los principales componentes que garantizan la seguridad en un vehículo pueden poner en peligro las vidas humanas cuando están defectuosos o averiados. “Es por ello que en estos casos no basta con una prueba al azar”, argumenta Roman, “sino que se debe controlar todo al cien por cien, garantizando la rastreabilidad. Los sistemas de procesamiento de imágenes resultan realmente ideales para estas tareas”.

En cuanto al uso del sistema de procesamiento de imágenes en la industria del automóvil, es necesario diferenciar dos sectores, opina Heinz Haaf, gerente de cuentas clave de automoción en la empresa Stemmer Imaging GmbH: primero, el entorno de producción propiamente dicho en el que se realiza la producción de los componentes del automóvil en grandes cantidades. “En este ámbito”, explica Haaf, “sobre todo es necesario que los sistemas de procesamiento de imágenes sean robustos y que su manejo y mantenimiento resulten sencillos. Es por ello que se utilizan a menudo compactos sistemas inteligentes”. Michael Noffz, jefe de marketing de Silicon Manager Automotive GmbH, añade: “Y en el campo de la robótica todavía existen considerables potenciales de velocidad, especialmente gracias a la mayor independencia del robot o incluso trabajando conjuntamente con personas en la misma zona de trabajo”. Es precisamente aquí donde la técnica de sensores desempeña rol importante a nivel visual.

La segundo área que menciona Haaf es el entorno que acompaña a la producción como, por ejemplo, los departamentos de investigación y desarrollo: “Aquí se utilizan a menudo sistemas de procesamiento de imágenes de gama alta para comprobar la calidad de piezas de preserie o para ensayar nuevos procedimientos de producción. Además, sigue aumentando la importancia de los sistemas de confort en el automóvil que, entre otras funciones, incluyen la asistencia a la hora de aparcar”, afirma Noffz.

Hasta ahora, la industria del automóvil siempre ha tenido un papel precursor cuando se trataba de llevar a la práctica de producción las últimas innovaciones como, por ejemplo, el procesamiento de imágenes. Algunos de los expositores de la Vision 2014 muestran aquí a modo de ejemplo lo que el procesamiento de imágenes es capaz de hacer a día de hoy en una producción automatizada de vehículos, poniendo de manifiesto que realizan una aportación más que considerable para obtener unos procesos de producción más eficientes y económicos.

“A pesar de la alta dedicación por parte del personal, hasta ahora la localización de fallos en superficies pintadas de vehículos mostraba unos resultados poco satisfactorios”, informa Rüffer. Al final de un proceso de pintado de carrocerías con un alto grado de automatización, son los empleados mejor cualificados quienes inspeccionan determinados segmentos de la carrocería. “Aunque tienen muchos años de experiencia y la vista muy entrenada”, continúa Rüffer, “las comprobaciones son subjetivas y los resultados apenas son reproducibles. A veces se les escapan fallos, lo que puede provocar retoques costosos”. Isra Vision ha desarrollado ‘Car paint Vision’, un sofisticado sistema de cámara que incluye una lógica de evaluación. Durante la inspección, la carrocería va pasando por una estación con cuatro robots y los correspondientes sistemas de comprobación van escaneando la superficie en una pasada. Las cámaras de alta resolución detectan todos los fallos de pintura topológicos y de mucho contraste que sean relevantes. Inclusiones de polvo, poros, pinchazos, gotas, marcas de pintura corrida, rasguños y piel de naranja pueden localizarse con seguridad, permitiendo guardar las coordenadas correspondientes. “Los fallos superficiales se localizan ahora de forma completamente reproducible y según las definiciones específicas de la empresa”, resume Rüffer “y los empleados pueden centrarse en la eliminación de fallos en vez de en la fatigosa comprobación visual”.

Cualquier conductor comprende que los frenos son uno de los componentes más importantes del vehículo. Stemmer Imaging, expositor de la Vision desde la primera edición, ha suministrado un sistema de procesamiento de imágenes para la línea de series pequeñas de la empresa Knorr-Bremse que fabrica sistemas de frenos para vehículos industriales. Este sistema de procesamiento de imágenes verifica si los frenos están montados correctamente. Para ello se utilizan tres cámaras de Allied Vision Technologies con ópticas de Schneider, así como dos láser de línea de Z-Laser en combinación el software de procesamiento de imágenes Sherlock de Teledyne Dalsa. El software calcula en cuestión de milisegundos si el freno de disco está ensamblado según la lista de piezas y las especificaciones de montaje. El principal objetivo es la tolerancia de cero fallos. La empresa fabrica en esta línea de producción una gran variedad de sistemas de frenos, tanto para autocares como para semirremolques pesados; se trata de 1.200 variantes de frenos en combinación con 64 diferentes características de comprobación. “Es precisamente esta gran variedad la que ha supuesto el mayor reto del proyecto”, comenta Haaf.

Un fabricante multinacional de automóviles asiático utiliza robots que buscan los taladros para el remachado o atornillamiento de componentes. “Para mantener la competitividad en este sector”, informa Noffz, “la nueva solución debería ser diez veces más rápida que la actual”. Con la implantación de un digitalizador de vídeo FPGA basado en el hardware programado de Silicon Software, ha sido posible cumplir con estas exigencias en un mínimo de tiempo. Noffz resume: “La aplicación demuestra los potenciales de la robótica en la producción automovilística, cuando los procesos se hacen más inteligentes e independientes”.

Los robots también intervienen cuando se trata del montaje de alta precisión de piezas de acoplamiento como, por ejemplo, puertas. Mediante sensores se averiguan de antemano las medidas para la ranura y el paso por cada puerta producida, así como el recorte en la pared lateral del vehículo para calcular entonces la posición ideal de montaje de la puerta. A continuación, el robot de ensamblaje se dirige directamente a esta posición para montar la puerta de alta calidad. Este sensor inteligente que incluye una cámara digital de Allied Vision Technologies (AVT), ha sido desarrollado por Edag en colaboración con AVT. Una particularidad especial del sistema es que es capaz de aprender, por lo que puede regular automáticamente el comportamiento de asentamiento a lo largo del proceso de ensamblaje. “Con la ayuda del procesamiento de imágenes, los sistemas robotizados son cada vez más inteligentes y se van adaptando mejor”, afirma Roman. Y en muchas otras tareas del aseguramiento de la calidad intervienen los sistemas de cámara, por ejemplo, en el control de cartuchos de airbags, la comprobación geométrica en 3D de tuberías de combustible y líquido de frenos, o en la inspección del salpicadero.

“Los ingenieros en el sector del automóvil están convencidos de la capacidad de rendimiento de los sistemas actuales de procesamiento de imágenes y perciben el potencial para las instalaciones de producción de la siguiente generación en la que la relevancia de la tecnología seguirá creciendo”, resume Haaf. Las tecnologías del futuro se caracterizarán todavía más por su inteligencia e independencia. Para ello, se necesitan sensores, por ejemplo, sistemas de cámara que actúen como ojos y sean capaces de captar, transferir, procesar y analizar imágenes de alta resolución a alta velocidad.

La feria Vision presentará estas novedosas tecnologías. Al convertirse en bienal, cabe esperar todavía más expositores e innovaciones lo que hace que la relevancia de la Vision para los visitantes sea aún mayor. Durante sus más de 25 años de existencia, la Vision se ha convertido en parte del sector de procesamiento de imágenes y ha crecido junto a él. Un programa marco de alta calidad en la Vision 2014 volverá a garantizar que los tanto los visitantes como también los expositores puedan refrescar sus conocimientos, encontrar propuestas para nuevas ideas y soluciones, así como establecer contactos útiles.