Autor(es):
Ribeiro, Igor André Almeida 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/4308
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Automação; Sistemas de controlo automático; Embalagens - Controlo de qualidade; Visão artificial (robótica); Sensores; Actuadores
Descrição
O presente trabalho teve como objectivo o desenvolvimento de um sistema de
visão industrial para controlo de qualidade de embalagens. Foi ainda
projectada uma aplicação em visão para inspeccionar determinadas
características em cúpulas de aerossóis e detectar não conformidades.
As não conformidades a inspeccionar nas embalagens de plástico inclui pontos
pretos na superfície externa da embalagem, excesso ou falta de material no
gargalo, circularidade do gargalo e inclinação do gargalo. A primeira etapa do
trabalho consistiu em estudar o problema e encontrar soluções em algoritmos
de visão que atingissem resultados satisfatórios considerando os objectivos
propostos.
Após a análise do problema, e definição exacta das não conformidades a
detectar, foi seleccionado o equipamento e componentes de hardware
necessários para a montagem completa do sistema tendo como base em
ensaios laboratoriais. A selecção abrange os componentes de visão (câmaras,
ópticas, sistema integrado e iluminação), os sensores, as electro-válvulas, os
actuadores pneumáticos e os componentes do quadro eléctrico.
Outra fase importante foi projectar uma estrutura que permitisse a integração
do sistema numa linha de montagem padrão; A estrutura deve eliminar a
influência da iluminação exterior de forma a tornar a solução robusta.
A componente principal, e mais relevante, deste trabalho foi aplicação de visão
desenvolvida com recurso ao programa Sherlock. A aplicação detecta não
conformidades em embalagens através de várias metodologias e ferramentas
disponíveis. A aplicação, em conjunto com os sensores e actuadores, retira, no
caso de detectar uma não conformidade, a embalagem da linha de produção.
Seguindo indicações dadas pela indústria, e potenciais utilizadores do sistema,
este é totalmente personalizável através de uma interface em que se poderá
ajustar os níveis e limites das não conformidades das embalagens, dado que
nem todos os clientes exigem o mesmo nível de controlo.
Em ensaios laboratoriais, utilizando equipamentos industriais, a aplicação foi
testada em 60 embalagens, entre as quais 12 não conformes. Para este
conjunto de embalagens a taxa de eficácia na detecção foi de 100% provandose
a robustez da solução. Na instalação final em unidade fabril e na sua
operação inicial serão admissíveis ainda adaptações finais do sistema. This study aimed to develop an industrial vision system for quality control of
plastic flasks. Also, some analyses have been made to inspect some
characteristics of aerosols domes, and solutions were also proposed to
detect defects.
Non-conformities to be detect on the plastic flask include black dots on the
outer surface, excess or shortage of material in the neck, roundness and
inclination of the neck.The first stage of this work was to study the problem
and to devise solutions with artificial vision to reach satisfactory results to the
manufacturing requirements.
After analyzing the problem and having defined precisely the defects to
inspect, the necessary equipment and hardware components were selected
based also on several laboratorial tests that were carried out. The selection
covers the components of vision (cameras, lenses, integrated system and
lighting), sensors, solenoid valves, pneumatic actuators, and components of
the switchboard.
Another important phase has been the design of a structure to allow the
integration of the system on a standard assembly line; this structure takes
into account precautions against the influence of outdoor lighting for
additional robustness of the system.
The central and most relevant component of the work was the vision
application developed using the Sherlock industrial software. The developed
application detects non-conformities in flasks through various methodologies
and available tools. The application, by means of sensors and actuators, also
removes the faulty flasks out of the production line, whenever they are found.
Following indications of manufacturers, and potentially the future operators of
the developed system, this equipment is fully customizable at the user
interface stage in order to adjust the levels and thresholds of defects in
flasks, since not all customers require the same level of quality control.
In laboratories tests, using industrial equipment, and real flasks the
application was tested in 60 units, 12 of which had various non-conformities.
The effective detection rate was 100% for this set showing the preliminary
robustness of the solution. Further adjustments will still be possible during
the final installation on the shop floor and even during operation. Mestrado em Engenharia de Automação Industrial
