El grupo interdisciplinar del Instituto Ai2 de la UPV formado por los profesores José Simó, Roberto Vivó y José Luis Navarro, ha desarrollado diversos algoritmos de visión artificial que se han incorporado a la maquinaria industrial de corte por láser de TCI Cutting. El resultado del trabajo se ha traducido en la incorporación de diversas funcionalidades que aportan mejoras tecnológicas de última generación para conseguir el corte autónomo y la consiguiente automatización inteligente.

El primero de estos proyectos conjuntos entre la firma valenciana y el instituto de investigación arrancó en 2017. Los investigadores del Ai2 desarrollaron un sensor de visión que empotraron en los controladores industriales integrados en la máquina de corte de chapa. El sensor es capaz de detectar el posicionamiento de la chapa de metal al entrar en la maquinaria para corregir el corte. José Enrique Simó, investigador del Grupo de Informática Industrial del Ai2, explica que “estamos hablando de detección con décimas de milímetro y en condiciones muy adversas de temperatura”. “Esas pequeñas variaciones le permiten al sistema disminuir la merma de acero en los marcos que quedan en el plan de corte, lo cual es muy interesante desde el punto de vista de aumento de la calidad durante la producción y marca un factor diferenciador con respecto a la competencia”, añade el investigador.

Actualmente, este sensor se monta de serie en todas las máquinas, pero ya se está trabajando en que el sistema empotrado que procesa la imagen incorpore nuevos sensores que proporcionen funcionalidades extra.

Corte láser de tubos de metal

Paralelamente, a lo largo de 2020, la colaboración con la empresa se extendió a otros dos proyectos en la misma línea.

El primero trabaja sobre maquinaria de corte láser de tubos, una estructura que se fabrica con una soldadura que necesita colocarse en una determinada posición por cuestiones de estética o de funcionalidad del producto final. “Hay mecanizados que necesitan detectar esa soldadura y, en lugar de que sea el operario quien posicione el tubo, hemos conseguido, con la incorporación de sensores, que sea la cámara quien detecte la soldadura y determine su posición en el tubo”, explica Simó.

El segundo proyecto en el que equipo ha trabajado durante los últimos meses también está basado en procesamiento de imagen a través de un sistema empotrado, esta vez, para la inspección y centrado de rayo láser en boquillas. El experto explica que “el corte se realiza con un láser que pasa por una boquilla con un diámetro diminuto, de entre 1 y 3 milímetros, dependiendo de qué tipo sea. El láser ha de pasar por el centro de la boquilla, que además se encuentra a una distancia también milimétrica de la chapa”. Eso hace que, con el tiempo, dadas las condiciones adversas en las que trabaja el material, las boquillas se deterioren. De esta manera, en el revólver de intercambio de la boquilla, los investigadores, en colaboración con el personal de TCI Cutting, han incorporado un sensor que inspecciona la boquilla y centra automáticamente el rayo láser en el hueco, “lo cual es muy importante para la calidad del corte”, puntualiza Simó.

El proyecto, que continúa abierto, busca ahora que el sistema sea también capaz de determinar de manera automática el nivel de deterioro de la boquilla. “Actualmente, esta tarea la realiza un operario, ayudado de un sistema de inspección visual, que le permite verla en pantalla y valorar su estado”, explica Simó. El objetivo es ir un paso más allá e incorporar a la maquinaria un sistema basado en redes neuronales para, apoyados en la base de datos de imágenes recogida por ese sistema de inspección visual, determinar el nivel de deterioro de la boquilla de manera automática.

Automatización total inteligente del proceso de corte

Todos estos proyectos de colaboración se enmarcan dentro de la unidad de negocio de TCI Cutting, dedicada a soluciones de automatización inteligente a medida y focalizada en la optimización de las fábricas de corte de sus clientes, a quienes acompaña en su camino de transformación en una smart factory en el actual entorno digital.

La empresa valenciana, referente mundial en la fabricación de máquinas de corte láser y waterjet, sistemas de automatización inteligente a medida y softwares inteligentes de gestión de la producción para toma de decisiones autónomas, forma parte del Patronato de empresas del Instituto ai2.

Por su parte, al respecto de los servicios personalizados que pueden ofrecer desde su grupo de investigación, Simó explica: “entendemos la Industria 4.0 como la integración de cualquier algoritmo, en este caso, de visión artificial, en ordenadores empotrados de propósito general totalmente integrados con los protocolos de comunicación y de interacción con los controladores industriales que se implementan en las máquinas”.