INSTITUTO TECNOLOGICO DE COSTA RICA

Automatización y Redes Industriales

PROYECTO: Sistema de Visión en la celda de producción

INTEGRANTES:

Luis Acuña López

201232358

Oscar Acuña López

201232357

Mario Ríos Mora

201281252

Verny Morales **

2011****

David Valle Zúñiga

201207801

II semestre 2015

Tabla de contenido2. Reseña de la Empresa..............................................................................................................3

2.1. Actividad que realiza la empresa.......................................................................................3

2.2. Ubicación...........................................................................................................................3

2.3. Orígenes (historia, fundación)...........................................................................................3

2.4. Organigrama (división interna de la empresa)..................................................................3

2.5. Productos producidos.......................................................................................................3

3. Nombre del Proyecto...............................................................................................................4

3.1. Descripción del proyecto...................................................................................................4

3.2. Beneficiarios......................................................................................................................4

3.3. Antecedentes....................................................................................................................4

3.4. Situación que da origen al proyecto..................................................................................4

3.5. Problema/necesidad.........................................................................................................4

4. Alternativas de solución al problema planteado......................................................................5

5. Alternativa seleccionada..........................................................................................................5

6. Objetivos..................................................................................................................................6

6.1. Objetivo General...............................................................................................................6

6.2. Objetivos Específicos.........................................................................................................6

Plan Estratégico de solución.........................................................................................................7

Integrantes del grupo.......................................................................................................7

La definición inicial del problema.....................................................................................7

La tabla de fortalezas y carencias.....................................................................................8

El Diagrama de Gantt a seguir para la solución del problema. Usar Microsoft Project.....8

Asignación de actividades a los miembros.......................................................................8

2. Reseña de la Empresa2.1. Actividad que realiza la empresaEsta empresa está comprometida con la investigación, la transferencia tecnológica y la vinculación empresarial, actividades que generan y sustentan la integración de conocimientos para la mejora continua de la formación de profesionales.

2.2. UbicaciónEdificio I3, del Instituto Tecnológico de Costa Rica, Ubicado en Paraíso de Cartago.

2.3. Orígenes (historia, fundación)Con 38 años de fundada, la Escuela de Ingeniería en Producción Industrial es una unidad académica dedicada a la formación de profesionales para el sector productivo de bienes y servicios.

2.4. Organigrama (división interna de la empresa)Básicamente la organización se subdivide en 3 principales grupos, el director, los docentes y el personal administrativo.

2.5. Productos producidos Su principal producto son profesionales capaces de diseñar, controlar y mejorar la productividad de los procesos industriales y de generación de servicios, bajo un enfoque de desarrollo sostenible.

3. Nombre del Proyecto.3.1. Descripción del proyecto.Se desea implementar un sistema de visión en una de las celdas de producción ubicadas en el laboratorio de automatización de la escuela de Ing. Producción Industrial, este sistema de visión determinará si las fichas vienen con tapa, en caso contrario el sistema de visión enviará una señal al PLC respectivo para que estas sean descartadas y se les coloque la tapa. Es por esto que se programará la línea de producción para que se ejecuten las acciones correctivas por medio de los PLC’s. Este sistema deberá ser desarrollado en un ambiente amigable con el usuario, de manera tal que los estudiantes del curso de Ing. en Producción Industrial lo puedan utilizar con facilidad.

3.2. Beneficiarios.Los estudiantes del curso de automatización impartido por la escuela de producción industrial y cualquier otro estudiante que utilice este laboratorio, ya que van a poder observar como los sistemas de visión capturan imágenes y luego las procesan, analizan e interpretan para dar una retroalimentación a tiempo. Lo cual se está usando muy frecuentemente en la industria.

3.3. Antecedentes.Se trató de implementar un sistema similar el semestre anterior, sin embargo para ello se utilizó el software de Matlab del cual lamentablemente no se cuenta con las licencias.

3.4. Situación que da origen al proyecto.En años recientes, los procesadores han empezado a utilizar los sistemas de visión ópticos en línea y las máquinas de visión para lograr mejoras en la calidad.

Las visualizaciones gráficas en tiempo real y las alarmas alertan a los operadores para que efectúen cambios mucho antes de que las diferencias sean visibles para el ojo humano.

Eso significa ajustar las condiciones de la línea antes de que el producto fuera de especificación sea hecho. Y permite a un operador trabajar múltiples líneas extendiendo el costo de mano de obra más hacia el rendimiento. La conformidad de las especificaciones puede ser pasada a través de los diferentes turnos, reduciendo la variación y ofreciendo una manera no incriminatoria de resolver problemas.

Y es por eso que se planteó la creación de un puesto de visión en la celda de producción, además de así al trabajar en la celda relacionarnos más no solo con estos sistemas, sino con un proceso automatizado con PLCs, actuadores y sensores variados.

3.5. Problema/necesidad.Los sistemas de visión son muy utilizados actualmente en la industria, especialmente para inspeccionar rasgos que otros sensores no pueden como un código impreso en una etiqueta, grafico de una imagen o varios rasgos en una sola imagen, y la celda de producción que se nos asignó para el proyecto no contaba con un sistema de estos, por lo que es importante que se le implemente uno para que tanto los estudiantes de Producción Industrial como cualquier otro que utilice ese laboratorio interactúe con estos sistemas y tenga una noción de su función a la hora de salir al campo laboral.

4. Alternativas de solución al problema planteado. Software Open CV: La escuela de Ingeniería en Producción Industrial cuenta con una

estación de visión puesto que ya se había intentado implementarla con anterioridad. Reutilizando los componentes existentes (cámara tipo Webcam, PLC, Arduino, soportes…) se considera utilizar el software de programación OpenCV orientado a procesamiento de imagen computacional en tiempo real. Tiene la ventaja de ser un software libre por lo que nos evitamos problemas de licencia. El lenguaje de programación está basado en C/C++ y cuenta con gran variedad de librerías.

Software Octave: es un lenguaje de alto nivel para operaciones matemáticas muy similar y compatible con Matlab. Es también un software libre por lo que no existe inconveniente con las licencias. El software cuenta con gran cantidad de librerías que permiten realizar operaciones matemáticas fácilmente como el Software/ MATLAB and Octave Functions for Computer Vision and Image Processing que contiene un conjunto de funciones de software libre y el código de Visión por Computador y Procesamiento de Imágenes bajo licencia MIT. Por otro lado se cuenta con gran cantidad de programas de visión ya desarrollados que servirían de base para nuestra aplicación.

Imagen 1: Ejemplo de Vinculación bordes y Segmento de línea de montaje

Cámara Cognex y Cognex Designer Vision Software: La empresa Cognex cuenta con cámaras para aplicaciones industriales y de líneas de producción. Del mismo modo cuenta con un software de programación grafica propietario (permite programar rápidamente sus sistemas sin necesidad de programación avanzada). Es un entorno de desarrollo integrado para 2D multi-cámara y aplicaciones de visión 3D. Permite la creación de aplicaciones de visión artificial de manera intuitiva y fácil reduciendo la complejidad para completar proyectos de visión con éxito en un período corto de tiempo y cuenta con una Interfaz de usuario (HMI) de gran versatilidad.

5. Alternativa seleccionada.Dado el alto costo de una cámara Cognex se opta por utilizar las opciones de software libre. Entre las consideraciones a tener en cuenta son que OpenCV es un programa específico y optimizado para el procesamiento de imágenes. Sin embargo C/C++ es un lenguaje de propósito general orientado a objetos. Por otro lado Octave ofrece las facilidades de Matlab junto con un lenguaje de programación de alto nivel que destaca por su sencillez y fácil implementación. Por el contario es un lenguaje para operaciones matemáticas. Es por esto que se considerara trabajar con ambos programas ya que OpenCv cuenta con soporte para Octave/Mathlab.

6. Objetivos.6.1. Objetivo GeneralImplementar un sistema de visión en un entorno de desarrollo de software libre, para automatizar el proceso de una celda de producción mediante la inspección, detección y corrección de los elementos, además de proporcionar un sistema de visión para el control de procesos y calidad, flexible e interactivo.

6.2. Objetivos Específicos Diseñar el sistema de visión que se ajuste e integre a las dimensiones de la línea de

producción de la celda y que pase a formar parte de esta. Programar una subrutina en el PLC para encargarse de la corrección de fichas sin tapa. Seleccionar el software libre que facilite la tarea de programación para nuevas

subrutinas y futuros usuarios. Automatizar tareas de inspección y detección realizadas por operarios. Facilitar la visualización de los resultados e imágenes en pantalla de forma amigable

con el usuario.

Plan Estratégico de solución Integrantes del grupo.

Luis Acuña López 201232358

Oscar Acuña López 201232357

Mario Ríos Mora 201281252

Verny Morales ** 2011****

David Valle 201207801

La definición inicial del problema.Los sistemas de visión son muy utilizados actualmente en la industria, especialmente

para inspeccionar rasgos que otros sensores no pueden como un código impreso en una etiqueta, grafico de una imagen o varios rasgos en una sola imagen, y la celda de producción que se nos asignó para el proyecto no contaba con un sistema de estos, por lo

que es importante que se le implemente uno para que tanto los estudiantes de Producción Industrial como cualquier otro que utilice ese laboratorio interactúe con estos sistemas y tenga una noción de su función a la hora de salir al campo laboral.

La tabla de fortalezas y carencias.

¿Cuáles son las metas o pasos que debemos hacer o conseguir para alcanzar la solución?

¿Qué sabemos? (Fortalezas para alcanzar cada tapa)

¿Qué nos hace falta saber? (Carencias para alcanzar la meta)

¿Qué necesitamos aprender?(Mecanismo de solución para alcanzar cada meta)

-Implementar un sistema de visión con el software Octave.-Programar una subrutina para el tratamiento de las fichas sin tapa.-Obtener una interfaz final amigable con el usuario.

-Conocimiento previo en Matlab el cual es muy similar a Octave (Software que usaremos).-Familiaridad con el entorno de programación TIA y los PLCs SIEMMENS.

-Como analizar una imagen en un sistema de visión.-Como enviar la señal al PLC indicando si hay o no Tapa.

-Teoría de procesamiento de imágenes.-Conexión Octave-PLC

El Diagrama de Gantt a seguir para la solución del problema. Usar Microsoft Project

Asignación de actividades a los miembros Lider: Mario Ríos Reportero: Luis Acuña Abogado del Diablo: Verny Morales Tracker: Oscar Acuña Secretario: David Valle