Detección de estrechamiento de grumos a alta velocidad con medición precisa del diámetro

Sr. Craig Girdwood, Sr. Max Fondyga
Taymer International Inc., Markham, Ontario, Canadá, +1-905-479-2614

Resumen

De Taymer Sistema de detección de bultos y estrechamiento (ZT) Con medición precisa de diámetro, esta herramienta permite a los fabricantes inspeccionar y registrar los diámetros de los productos en entornos de producción de alta velocidad. Es ideal para aplicaciones de alta velocidad, como la producción de cables de fibra óptica en torres de trefilado y líneas de trefilado. Debido a las altísimas velocidades de estas líneas de producción, las tecnologías de inspección anteriores tenían dificultades para proporcionar una medición de diámetro adecuada y la detección de bultos y estrechamientos. El sistema ZT permite la medición de diámetro y la detección de defectos de diámetro a lo largo del 100 % de la longitud del producto a velocidades de hasta 3000 m/min. El sistema también guarda imágenes de todos los defectos, lo que permite a los operadores e ingenieros validarlos. Esta tecnología mejora la calidad del producto y permite a los fabricantes evitar que los productos defectuosos lleguen a los clientes.

Introducción

El aumento del tráfico y la velocidad de internet está provocando un fuerte aumento en la demanda de cable de fibra óptica. Para satisfacer esta demanda, los fabricantes deben producir cantidades cada vez mayores de fibra. El diámetro es un factor crítico para la fibra, ya que incluso pequeñas variaciones pueden causar fallos estructurales o pérdida de señal. Por lo tanto, es necesario medir el diámetro continuamente y detectar defectos en él. Sin embargo, las altas velocidades de producción de las torres de dibujo —hasta varios miles de metros por minuto— suponen un reto para la mayoría de las tecnologías de inspección actuales, lo que requiere innovación.

El trefilado se utiliza para producir alambre para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la fabricación de varillas corrugadas, resortes, clips y, quizás lo más importante, cable eléctrico. Esta también es una industria en crecimiento, con un aumento similar en la demanda, que requiere una inspección de diámetros comparables para verificar que el alambre producido tenga el calibre deseado. Las velocidades de las aplicaciones de trefilado pueden igualar o incluso superar las de las torres de trefilado, incluso hasta varios miles de metros por minuto.

La tecnología ZT de Taymer es el único sistema diseñado específicamente para medir y registrar imágenes de defectos de diámetro en estas aplicaciones de alta velocidad. Puede detectar defectos de diámetro de hasta 1 micrón a velocidades de hasta 3000 m/min y escanea el 100 % de la longitud del producto a estas velocidades. El sistema también guarda imágenes reales de todos los defectos detectados, lo que permite al ingeniero u operador revisarlos y mejorar la calidad del producto al comprender y abordar sus causas.

Además de las imágenes de defectos, las mediciones de diámetro de toda la producción se guardan en una base de datos, junto con un registro de cualquier información sobre defectos de diámetro. Esta información incluye el tamaño y la ubicación del defecto en el producto. Esto permite a los operadores identificar los defectos rápidamente una vez finalizada la producción.

Por lo tanto, el sistema ZT ofrece beneficios inmediatos y a largo plazo, al evitar la entrega de productos defectuosos a los clientes y mejorar la calidad del producto con el tiempo. Además, se integra fácilmente en las líneas de producción existentes o en las nuevas. La vida útil de las luces puede superar las 50,000 horas de uso y son las únicas piezas consumibles.

Técnicas y limitaciones actuales de inspección de impresión

Medidor de inspección láser

Un medidor láser es el método más común para inspeccionar productos redondos en busca de defectos de diámetro. Estas máquinas utilizan tecnología láser/de sombra para medir el diámetro con gran precisión y clasificar grumos o estrechamientos. Sin embargo, una vez reportado un defecto, no hay forma de verificarlo salvo mediante una línea de rebobinado. Esto puede generar falsos positivos por polvo o gotas de agua (por ejemplo), lo que resulta en el descarte o la repetición innecesaria del trabajo del producto. Además, la baja velocidad de escaneo de la mayoría de los medidores láser permite que muchos defectos pequeños y moderados pasen desapercibidos cuando el producto se mueve a alta velocidad. Los medidores láser también pueden tener dificultades para medir el diámetro de materiales transparentes.

Sistemas de visión anteriores

Las generaciones anteriores de sistemas de diámetro basados ​​en visión compensaron varias deficiencias de los medidores láser. Ofrecían la posibilidad de guardar imágenes de defectos, lo que permitía reducir los falsos defectos sin corregir y evitar el descarte y la repetición del trabajo. Sin embargo, se enfrentaban a dificultades similares para medir el diámetro con precisión a altas velocidades debido a limitaciones de procesamiento y resolución.

Sistema de inspección por visión artificial

Diseño óptico-mecánico

El sistema ZT utiliza una intensa retroiluminación LED para crear un borde del producto nítido. Una cámara de alta velocidad, orientada perpendicularmente al producto, captura continuamente imágenes de todo su ancho a velocidades de hasta 3000 m/min.

Las lentes ópticas especializadas garantizan que el producto no parezca cambiar de tamaño mientras permanece dentro del campo de visión de la cámara. La posible vibración del producto se controla mediante software de procesamiento de imágenes para estabilizar las imágenes capturadas.

Para garantizar la consistencia de la imagen y evitar que la iluminación ambiental afecte el funcionamiento, el sistema ZT incluye un gabinete para la iluminación y la cámara.

Una vez capturadas las imágenes, se utiliza un algoritmo avanzado para procesarlas, medir el diámetro y escanearlas en busca de defectos de diámetro, como bultos, estrechamientos y cambios de diámetro.

Si el sistema ZT detecta un defecto, una alarma notificará al operador y se guardará un informe de error, junto con una imagen real del defecto. El defecto también aparecerá en pantalla para que el operador lo valide o lo rechace.

Mejorar la garantía de calidad

Adecuado para cualquier aplicación de alta velocidad.

Dado que el sistema de medición de diámetro de alta velocidad de Taymer utiliza visión artificial, es ideal para escanear defectos de diámetro en cualquier tipo de producto redondo, incluyendo: alambre desnudo, fibra óptica, tuberías, tubos, alambre revestido y más. Es el método más completo disponible para detectar defectos de diámetro gracias a su exclusivo algoritmo de escaneo y hardware óptico especializado. Esta tecnología de medición de diámetro está diseñada para medir productos con una precisión de 1 micrón.

Reducir la frecuencia de defectos

El sistema proporciona al operador imágenes actuales del producto, así como el defecto de diámetro más reciente y el diámetro actual del cable. Este flujo continuo de información en tiempo real, especialmente datos de fallos, permite al operador identificar las causas de las imperfecciones del diámetro. Identificar cuándo y cómo se produce un defecto permite al personal técnico conocer su causa raíz y reducir su incidencia.

Garantía de Calidad

El sistema ZT monitoriza continuamente el diámetro del producto. Las mediciones y la información sobre defectos se pueden registrar para su posterior análisis. Las imágenes de defectos de diámetro, como bultos y estrechamientos, se capturan y se guardan en un disco duro para su uso en informes de calidad. La pantalla del sistema ZT facilita a los supervisores de ingeniería y producción la evaluación de posibles defectos sin tener que visualizarlos en el producto, lo que ahorra mucho tiempo. Las imágenes de los defectos se guardan junto con la información de ubicación, lo que permite a los operadores encontrarlos y eliminarlos rápidamente antes de que se realicen más procesos o de que el producto falle en campo.

Limitaciones

El sistema ZT tiene algunas limitaciones.

• Dado que las líneas de producción actuales optimizan el espacio, instalar equipos adicionales en línea puede ser un problema. La ZT puede modificar su soporte y la caja de la cámara para optimizar el espacio disponible, e incluso puede instalarse con diferentes orientaciones para mayor flexibilidad.
• Mientras la cámara del sistema observa la superficie, las gotas de agua, grasa o partículas de polvo afectarán la geometría del producto y las mediciones de diámetro. Generalmente, esto se puede solucionar con un filtro de aire bien ubicado. Como alternativa, se puede reducir la sensibilidad del sistema, lo que podría provocar que algunos defectos más pequeños pasen a través del filtro.

resultados de la prueba

El sistema ZT se ha probado en numerosas áreas de producción de alta velocidad en todo el mundo (por ejemplo, torres de estirado). Las siguientes imágenes se tomaron de defectos reales en líneas a velocidades de producción que oscilan entre varios cientos y miles de metros por minuto.

La figura 1 muestra una imagen de defecto guardada del sistema ZT en comparación con una imagen de microscopio del mismo defecto.
La figura 2 muestra una imagen de muestra de un defecto de diámetro.