OPTICAL CONTROL SYSTEMS

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Sistemes d’inspecció de defectes superficials per a linies d’extrusió, mitjançant càmares CCD de visió artificial

Sistemes d’inspecció òptica de defectes i contaminació en pols i granulats, així com tamany i forma

Linies d’extrusió de laboratori amb sistema de visió artificial per al control de qualitat en films (gels, contaminació, etc)

Reòmetres per al control de la viscositat en linia, de granulats i pols

OPTICAL CONTROL SYSTEMS GmbH – OCS– es el fabricante líder en el mundo, de sistemas de inspección óptica para el control de calidad, que emplean un gran numero de productores de granza y empresas petroquímicas. La industria demanda cada vez más materia prima de alta calidad, lo que implica una necesidad de control en línea que garantice las propiedades de los productos fabricados. Es importante controlar el nivel de geles y contaminación en un film extruido, así como conocer la viscosidad en tiempo real de las granzas fabricadas. También proporciona información muy valiosa conocer la forma y tamaño de la granza. Para ello, OCS ha desarollodao el siguiente programa de fabricación, y que puede ser visualizado en el catálogo general OCS Brochure (descargar).

  • Sistema de Control de Polvo PT2C
  • Sistema de Control de Contaminación en Granza PS25C
  • Sistema de Control de Contaminación en Granza de Alta Velocidad PS200C
  • Analizador de Tamaño y Forma de Granza PSSA
  • Distribución de Tamaño y Forma de Granza PSSD
  • Analizador de Granza PA66
  • Torre de Blown Film BFT 300/400
  • Chill Roll & Bobinadora CR9/WU9
  • Analizador de superficie (control geles) FSA 100
  • Analizador muestras ST4
  • Reómetro en línea OP5
  • Espectrómetro infrarojo en línea APLAIRS
  • Hazemeter Gamma 12
  • Glossmeter GM
  • Medidor de espesores TM9
  • Sistema de transporte de granza PTS
  • Laboratorio Completo de Calidad, para la indústria del plástico
  • Sistema de INSPECCIÓN DE CALIDAD DE FILMS Y LÁMINAS FSP 600 (leer artículo a continuación)

Sistema de INSPECCIÓN DE CALIDAD DE FILMS Y LÁMINAS FSP 600

Control de Producción en Tiempo Real

Closed-Frame-2Los sistemas de inspección de defectos superficiales por visión artificial, en films y láminas plásticas, pueden ayudar a las empresas transformadoras a alcanzar sus objetivos de calidad y a la optimización de sus procesos.

Cuando se desea instalar un equipo de estas características, la pregunta es siempre la misma: ¿se deberá instalar en la linea de extrusión, en el proceso de laminación o antes del corte? Cada uno de estos emplazamientos tiene sus ventajas…

Por un lado, el cliente siempre espera una calidad perfecta. Por el otro, el transformador siempre persigue la optimización de sus procesos productivos. De esta forma, ya tenemos motivos suficientes para instalar un sistema de inspección de defectos superficiales de films y láminas.

Al fin y al cabo, sin la integración de tal sistema, resulta casi imposible obtener información objetiva sobre la calidad del film fabricado en tiempo real. No obstante, una vez se ha tomado la decisión de instalar un equipo de visión artificial, la pregunta es siempre la misma: ¿dónde emplazarlo, cúal es el sitio ideal para colocarlo? ¿deberemos instalarlo en la linea de extrusión, en el proceso de laminación o antes del sistema de corte y bobinado?

Objetivos del Sistema

La primera pregunta a responder es de qué es capaz el sistema y qué se espera de él. De forma resumida, un sistema de inspección de calidad ayuda a la localización y clasificación de fallos y defectos superficiales en láminas y films plásticos, tales como geles, insectos, agujeros, puntos negros, lineas, etc. lo que se traduce en una disminución de las tasas de devoluciones, rechazos y reclamaciones, una optimización de la productividad de las lineas de extrusión, y en definitiva, una mejora en la percepción de calidad de nuestros productos por parte de los clientes. 
Los fabricantes de films y láminas para los mercados farmacéuticos, médicos, de alimentación, films técnicos, recubrimientos, laminación, impresión, etc. han sido los primeros a descubrir los beneficios de los sistemas de inspección de calidad.

La tecnología más moderna se basa en el uso de cámaras CCD de visión artificial y alta velocidad, desde 80 hasta 120 MHz, y 2048, 4096, 6144 y 8192 píxeles de resolución. Este amplio rango permite cubrir las más variadas velocidades de extrusión y los diferentes anchos a inspeccionar en cada linea de extrusión.

Los sistemas de inspección superficial utilizan dos técnicas distintas para lograr sus objetivos: mediante el uso de luz de transmisión (para films transparentes y translúcidos) o bien mediante la luz de reflexión (para films opacos). Para aquellos transformadores que procesan ambos tipos de materiales en una misma linea de extrusión, la combinación de ambas tecnologías (transmisión y reflexión) es también posible en un único sistema de inspección. Éste detectará todo tipo de defectos superficiales como geles, insectos, agujeros, puntos negros, lineas, rayas, micro fisuras, etc. (ver Fig. 1) los visualizará en pantalla y automáticamente los clasificará según tipo y tamaño. Dependiendo de la configuración que deseamos establecer, el sistema alertará al operario cuando detecte un defecto del tipo A que sea superior al tamaño X, es decir, aquellos defectos que consideremos críticos. El equipo es totalmente configurable en este sentido, por lo que podrá ajustarse a las necesidades de cada linea de extrusión, por ejemplo, podrá considerar como alarma, la detección de un único defecto, o bien la concentración de más de 10 geles de entre 200 y 300 micras en un metro cuadrado de film, avisando al operario que la bobina está fuera de las especificaciones. Todos estos datos se almacenan como históricos y pueden recuperarse posteriormente en cualquier momento, por ejemplo, en caso de una reclamación de un cliente. Además, el equipo puede imprimir informes de calidad de cada una de las bobinas.

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Posibilidades de instalación

Volvamos sin embargo a la pregunta inicial de dónde instalar el equipo. El primer emplazamiento será la propia linea de extrusión. La principal ventaja de esta alternativa es el control directo del proceso (bucle de control). De esta forma, podremos diagnosticar a priori cuando el cabezal empieza a estar contaminado y podremos programar la parada de la linea para la limpieza del cabezal, con el ahorro de materia prima. El “feed-back” directo ayuda al operario con el manejo de los equipos, durante la puesta en marcha de una linea, por ejemplo. Al mismo tiempo, el sistema se ocupa del control de calidad final de las bobinas.

Si el film deberá ser posteriormente laminado o revestido, vale la pena considerar la ubicación del sistema de inspección en algun lugar de la estación de laminación, ya que si se instala en la linea de extrusión, el transformador no tendrá ninguna información de la calidad durante el proceso de laminación. Defectos de recubrimiento, fallos de laminación, defectos externos (un insecto atraido por la carga estática del film, por ej.) no estaran sujetos a ningún tipo de inspección. Contrariamente, si el sistema se instala en el proceso de laminación o recubrimiento, el fabricante conocerá en todo momento el nivel de calidad de las bobinas.

En tercer lugar, existe la posibilidad de instalar un sistema de inspección antes del proceso de corte y bobinado, en general, la última etapa del proceso de transformación de films y láminas. En este caso, el control de calidad final será del 100%, pues no existe manipulación posterior ni la posible aparición de nuevos defectos por lo tanto. No obstante, el control directo del proceso será más limitado que si instalamos el sistema en la misma linea de extrusión, ya que podemos estar muy lejos de la etapa donde se originó el defecto.

Como vemos, la pregunta de dónde instalar un sistema de inspección no es, por lo general, tan fácil de responder. Suele ser el propio transformador del film o lámina, quien, en su caso, conoce mejor su linea de producción y sabe dónde precisa de un sistema de inspección de defectos superficiales. Si, por ejemplo, se busca una optimización de la linea de extrusión, entonces la ubicación ideal será en la misma linea de extrusión, después del cabezal. Si por el contrario, se precisa de un control del 100% de la calidad de los films acabados, el sistema deberá situarse en la sección de corte y bobinado.

Costes del sistema

Los costes asociados a la instalación de un sistema de inspección pueden clasificarse en costes directos y costes indirectos. Los primeros son el precio del sistema, incluyendo gastos de entrega, instalación, puesta en marcha y formación de los operarios. Los segundos, los costes indirectos, son aquellos relacionados con el mantenimiento del sistema.

La formación de los operarios suele completarse con éxito con 1 o 2 días de cursillo. Por lo general, se programa una sesión unos días antes de la puesta en marcha, otra sesión durante la puesta en marcha del sistema y una última sesión de seguimiento al cabo de unas semanas de funcionamiento del equipo. El objetivo no es otro que enseñar a definir las recetas de defectos a detectar y que el operario aprenda a interpretar las señales de alarma cuando efectivamente se detecta un defecto.

Ejemplos prácticos

Finalmente, citaremos algunos ejemplos de instalaciones reales en aplicaciones diversas, a modo de ilustarar las distintas posibilidades de integración de un sistema de inspección de defectos superficiales.

En primer lugar, hablaremos de una linea de extrusión de “blown film”. En este caso, el sistema se instaló justo antes del bobinador, donde se monitorizaba el ancho total del film, mediante el uso de una luz por transmisión. La resolución deseada fue de unas 200 o 300 micras. A parte de controlar la unidad de extrusión (y diagnosticar, por ejemplo, cuando el cabezal necesita ser limpiado), el sistema tiene la función de detectar los geles que, a partir de un tamaño crítico, puedan afectar posteriormente al proceso de laminación.

El segundo ejemplo habla de una linea de “cast film”. En este caso, como no existe rotación de la burbuja como sucede en las lineas de “blown”, la utilidad del sistema de inspección aumenta notablemente, ya que gracias a su precisa información, resulta mucho más fácil localizar los defectos en la bobina acabada.

En tercer lugar, trataremos de una linea de extrusión de lámina para termoconformar. Especialmente en aplicaciones coextruidas donde existe un material que hace de capa barrera, deberemos combinar ambas tecnologías de transmisión y reflexión si deseamos inspeccionar tanto láminas transparentes como opacas con un mismo equipo. En este caso, a parte de monitorizar constantemente el proceso de extrusión, resulta de vital importancia detectar todo tipo de defectos, geles y puntos negros de más de 500 micras en especial, para reducir los ciclos de termoconformado y aumentar la productividad.

Para la extrusión de films mono o biorientados, se abre una nueva ventana de posibilidades. Aunque la opción más lógica desde el punto de vista económico es instalar un sistema que inspeccione el 100% del proceso de extrusión y a su vez realice un control parcial del estiramiento, también es posible realizar un control del ancho total una vez estirado, incluso hasta 10 metros. Si el tiempo entre el proceso de estirado y el corte/bobinado final no es muy largo, la opción ideal resulta una inspección del 100% del ancho total justo antes de la etapa de corte/bobinado final.

Otro ejemplo muy claro de la utilidad de un sistema de inspección son las lineas de extrusión de lámina de Policarbonato con calidad óptica. Instalado justo después de la calandra (ver Fig 2), el sistema de inspección visualiza el 100% de la lámina y alarma al operario tan pronto sudece algún defecto (burbujas, puntos negros, geles, etc.), lo que permite una reacción rápida y un derroche de material mínimo. Unos metros más allá, aguas abajo, se encuentra la sierra, que corta la lámina, ya cubierta por un film de protección. En este punto, también se puede conectar una alarma que, sincronizada con la velocidad de la linea, avisa al operario que la lámina está fuera de especificaciones. Al mismo tiempo, un informe de calidad se imprime automáticamente para etiquetar la lámina defectuosa. Como el sistema está conectado con el servidor de la compañía, tanto el jefe de producción como el departamento de calidad reciben el informe para su conocimiento y eventual análisis.

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Finalmente, citaremos un ejemplo de una instalación realizada en una linea de recubrimiento por extrusión de un material adhesivo, donde las altas velocidades no son ningún problema. El sistema de inspección tiene doble función, por un lado, controlar los defectos de la base o sustrato, y por el otro, visualizar el propio proceso de recubrimiento. Nuevamente, como se transforman tanto soportes transparentes como opacos, se combinan las luces por transmisión y reflexión en un mismo equipo de control.