EoW September 2012

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Artículo técnico
Setiembre de 2012 106
▲ ▲ Figura 8: Prueba de falta de banda (se muestran solo los canales a* y b*) La co-extrusora fue apagada en la
posición 10s de la escala x y encendida de nuevo en la posición 50s
▲ ▲ Figura 9 : Interfaz del usuario del sistema de medición de color. Arriba en el centro, una sección transversal
esquemática del alambre muestra el color principal y la banda detectados. Abajo en el centro se puede ver el estado
transferido al PLC (verde=ambos colores entre los valores de tolerancia, amarillo=uno falta o fuera de los valores de
tolerancia, rojo=fallo doble o receta incorrecta). A la derecha se puede ver la información sobre el color actual
▼ ▼ Figura 10: Prototipo del sistema de medición del
color de Siebe durante una prueba en la línea de un
cliente. Instalación entre el dispositivo de ensayo
de chispa y la cámara de detección de defectos. IPC
arriba y abajo, dispositivos mecánicos de rotación y
sensor (debajo de una cubierta para la luz)
el alambre puede girar alrededor del eje
longitudinal de manera irregular. Por lo
tanto, el sensor detecta a veces el color
principal, a veces el color de la banda, o
ambos al mismo tiempo en el campo de
barrido. La Figura 3 muestra una imagen
del campo de visión del sensor en un
alambre de dos colores. Con sistemas
mecánicos sofisticados se puede cambiar
la rotación del alambre para que sea más
regular y sea posible detectar el color
principal y el de las bandas con un solo
sensor.
Aplicaciones típicas
y resultados de las
pruebas de medición
en línea
Se han probado varias configuraciones de
producción para cubrir las aplicaciones
más corrientes.
La primera prueba con alambres de un
solo color se efectuó con el objetivo de
obtener una resolución de por lo menos
ΔE≈3, para tener un resultado igual o
mejor que con el ojo humano. La Figura
4 muestra un gráfico yt detallado de
un periodo de medición de 15 minutos
para las 3 coordenadas L*a*b* de un
alambre amarillo. Los valores máximos del
histograma (88 / -66 / 39,25) corresponden
muy bien a los valores medios (87,62 /
-66,04 / 39,10) usados para calcular ΔE
según la ecuación (1). Debido al jitter
citado y a las variaciones superficiales, el
valor FWHM del canal de luminosidad L*
es más alto que el valor de los canales del
color puro a* y b*. El histograma de todos
los valores ΔE de la Figura 5 muestra un
máximo de aproximadamente 0,75 (valor
medio 0,89) y es una prueba de que el
sistema presenta una resolución de ΔE=1
como mínimo. No se registraron valores
mayores de 3 y, por lo tanto, se puede
configurar un umbral para la alarma de
fallo de color en valores de 5-7.
Poniendo un gránulo de mezcla madre
(masterbatch ) azul en la alimentación del
tornillo, ΔE aumenta significativamente a
valores ≥10 (mitad de la Figura 6) por 1-2
minutos. El menor aumento de ΔE, unos 3
minutos más tarde, puede ser interpretado
como residuos azules que se habían
quedado un rato en el tornillo. Con la
inspección visual realizada sucesivamente
se detectó sólo la desviación principal.
El segundo paso era efectuar las
mediciones de un alambre codificado
con banda. Para separar los dos colores
de la señal en bruto se usan métodos
estadísticos, dado que la porción de color
principal y de la banda en el campo de
barrido es variable. La Figura 7 muestra
el gráfico L*a*b* en bruto de un alambre
con el azul como color principal y la banda
verde. Dado que la velocidad de rotación
longitudinal del alambre cambia, no se
puede prever el tiempo de residencia de
un color debajo de la posición del sensor.
Se utilizó un “mecanismo de rotación”
para obtener una rotación más regular
y asegurar que ambos colores entrasen
en el campo de barrido en un intervalo
de tiempo más corto que el tiempo de
alarma.
Con un alambre de tamaño muy pequeño
(<1,5mm de diámetro) y/o con bandas
Prueba de falta de banda (extr.), rojo-gris
Canal a*/b* [.]
Tiempo (s)