InspectionAdaptMark sistema inteligente de inspeção e correção de parâmetros de marcações a laser

Abstract

No mercado global em que a indústria se encontra atualmente, a capacidade de produção e a exigência da qualidade tendo em atenção a melhoria contínua, leva a que as indústrias recorram à automação para conseguir tornar as suas linhas de produção mais eficientes e por conseguinte dar resposta a esta expansão económica - Indústria 4.0. O caso prático descrito ao longo desta dissertação descreve uma linha de marcação laser na JPM Indústria, que atualmente ainda necessita de uma grande intervenção por parte do operador, gerando falhas constantes e perdas de eficiência. Nesta perspetiva, este projeto InspectionAdaptMark vem propor um sistema integrador com recurso à inteligência artificial, que vai desde o controlo do equipamento laser, passando pela inspeção da marcação efetuada por este, até ao ajuste dinâmico dos seus parâmetros em caso de não conformidade. Para isso são utilizados diferentes tipos de ferramentas desde a programação em linguagem C++ para o controlo do equipamento laser, passando pelas várias técnicas de visão artificial como o OCR e o Template Matching, até ao uso de algoritmos de Machine Learning para ajuste dos parâmetros. A implementação resultou em três programas desenvolvidos, o programa de controlo do equipamento laser, o programa de inspeção visual e o programa de ajuste de parâmetros do laser. Para comprovar o bom funcionamento de cada um deles realizaram-se testes a cada um dos módulos desenvolvidos, alcançando todos os objetivos definidos. Assim, as metodologias propostas apresentam-se como promissoras para serem implementadas na linha de marcação a laser da empresa, reduzindo tempos de operações e a probabilidade de marcações defeituosas.

In the global market in which the industry currently finds itself, the production capacity and the demand for quality, taking into account the continuous improvement, leads industries to resort to automation to make their production lines more efficient and therefore respond to this economic expansion - Industry 4.0. The practical case described throughout this dissertation describes a laser marking line at JPM Indústria, which currently still needs a great intervention by the operator, generating constant failures and efficiency losses. In this perspective, this InspectionAdaptMark project proposes an integrative system using artificial intelligence, which goes from the control of the laser equipment, through the inspection of the marking made by it, to the dynamic adjustment of its parameters in case of non-compliance. For that, different types of tools are used, from programming in C++ language for controlling the laser equipment, to the various techniques of artificial vision such as OCR and Template Matching, to the use of Machine Learning algorithms for adjusting the parameters. The implementation resulted in three programs developed, the laser equipment control program, the visual inspection program and the laser parameter adjustment program. To prove the good operation of each one of them, tests were carried out to each one of the developed modules, reaching all the defined objectives. Thus, the proposed methodologies present themselves as promising to be implemented in the laser marking line of the company, reducing operation times and reducing the probability of defective markings.