Sistema de digitalización 3D a partir de visión termográfica

La finalidad del presente trabajo es la obtención de modelos gráficos tridimensionales de piezas, a partir del procesamiento de imágenes termográficas capturadas con una sola cámara,aprovechando el proceso de calentamiento controlado aplicado a las piezas a estudiar.Para tales efectos, se estudió el comportamiento térmico de algunos materiales utilizados comúnmente en procesos industriales, mediante el planteamiento de modelos matemáticos y simulaciones computacionales por elementos finitos; adicionalmente se abordaron trabajos anteriores relacionados con la medición de superficies por termografía. Se diseñó el montaje de las pruebas con el fin de garantizar la obtención de imágenes termográficas de las piezas seleccionadas como modelo de estudio. Con el fin de determinar la relevancia de las variables consideradas dentro del proceso, se llevó a cabo el respectivo diseño experimental para determinar la cantidad pruebas a realizar del proceso de digitalización. Una vez obtenidas las imágenes térmicas de la pieza, cada una de ellas es procesada en un algoritmo desarrollado en plataforma LabView, el cual entrega una matriz de puntos en coordenadas x, y, z; dicha matriz es procesada en el programa Rapidform para obtener el modelo geométrico en 3D en el programa SolidWorks. En este mismo programa, el modelo reproducido es validado volumétricamente al compararlo con el modelo original. / Abstract. The purpose of this study is to obtain three-dimensional graphicalmodels of pieces, from the processing of thermal images captured witha single camera, using the controlled heating process applied to thepieces to study. For this purpose, the thermal behavior of somematerials commonly used in industrial processes was studied, using theapproach of mathematical models and computer simulations by finiteelement; further addressed earlier works related to surfacemeasurement by thermography. I designed the test assembly to ensurethe thermographic imaging of the selected pieces as a study model. Todetermine the relevance of the variables considered in the process,took out the respectiveexperimental design to determine the amount of evidence to make the digitizing process. After obtaining the thermalimages of the piece, each one is processed in an algorithm developedin LabView platform, which delivers an array of points x, y, z, thismatrix is used to obtain the 3D geometric model in SolidWorks. In thesame program, the reproduced model is validated volumetrically compared to the original model.Maestrí

Identificación y detección de fallas en accionamiento utilizando NN-NARX

In this paper, the use of a Nonlinear Auto Regressive eXogenous Neural Networks model or NN-NARX for identification and fault detection in the actuator of an industrial thermal process is presented. Initially, the techniques of fault detection and diagnosis are exposed; then, emphasis is placed on the models of Artificial Neural Networks for identification and fault detection. Subsequently, the control system of a thermal process used as a case study is described. A monitoring system allows data recording under normal operation conditions for identification using the NN-NARX model. The model is used for residual online generation due to faults that are introduced randomly. Finally, the results of residual generation and evaluation are presented. The designed system is useful for implementation through a hardware device that can be incorporated into the process equipment and support the operator in the presence of failures.En este artículo se presenta la utilización de un modelo de Red Neuronal no lineal Auto Regresivo de Variable Exógena o NN-NARX (por sus siglas en inglés), para la identificación y detección de fallas en un accionamiento de un proceso térmico industrial. Inicialmente, se exponen las técnicas de detección y diagnóstico de fallas; luego, se hace énfasis en los modelos de Redes Neuronales Artificiales para identificación y detección de fallas. Posteriormente, se describe el sistema de control de un proceso térmico utilizado como caso de estudio. Un sistema de monitorización permite el registro de datos en condiciones normales de operación para la identificación usando el modelo NN-NARX. El modelo es utilizado para la generación en línea de residuos ante fallas que son introducidas aleatoriamente. Finalmente, se presentan los resultados de la generación y evaluación de residuos. El sistema diseñado es útil para la implementación a través de un dispositivo hardware que puede incorporarse en el equipo del proceso y apoyar al operador ante la presencia de fallas

Visión artificial aplicada al proceso de manufactura

This article presents the results of the implementation of artificial vision and image processing projects applied to a parts manufacturing process. In a first scenario, three-dimensional computational geometric models of the parts to be manufactured were obtained from the capture and processing of thermo-graphic images. In a later stage of the manufacturing process, a direct measurement system for cutting tool wear was implemented using HD images with image processing software using NI Lab VIEW from National Instruments®. In the final stage of parts manufacturing, the development of software (UDmetaL Handbook) for the quantitative metallographic analysis of micrographs for hypoeutectoid steels is presented. The software determines the type of steel based on the percentage of carbon and finds the mechanical properties of the material in a database that is incorporated into the software. The software's basis of operation is computational analysis through digital processing of metallographic images obtained through experimental laboratory processes using NI Lab VIEW software from National Instruments®.En este artículo se presentan los resultados de la implementación de proyectos de visión artificial y procesamiento de imágenes aplicados a un proceso de manufactura de piezas. En un primer escenario se obtuvieron modelos geométricos computacionales tridimensionales de las piezas a fabricar a partir de la captura y procesamiento de imágenes termográficas. En una fase posterior del proceso de fabricación se implementó un sistema de medición directo del desgaste de la herramienta de corte mediante imágenes HD con un software de procesamiento de imagen por medio de NI LabVIEW de National Instruments®. Y en una de las fases finales de manufactura de las piezas se presenta el desarrollo de un software (UDmetaL Handbook) para el análisis metalográfico cuantitativo de micrografías para aceros hipoeutectoides. El software es capaz de determinar el tipo de acero de acuerdo al porcentaje de carbono y con base a éste encontrar las propiedades mecánicas del material con una base de datos que viene incorporada al software. La base de funcionamiento del software es el análisis computacional mediante el procesamiento digital de imágenes metalográficas obtenidas mediante procesos experimentales de laboratorio por medio del software NI LabVIEW de National Instruments®

Tecnologías automatizadas implementadas en la FMS HAS200

This paper presents the automation implemented through a series of projects oriented towards the continuous improvement and development of the didactic systems present in HAS200 flexible manufacturing cells of the Facultad Tecnológica of the Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Through these projects, it has been possible to implement a series of automated improvements such as (i) a virtual environment of the flexible manufacturing cell, geometrically modeled for remote simulation of the didactic processes; (ii) a new automated station for recycling pellets that is integrated with the other stations to classify the raw material in three separate colors; (iii) a new user-machine interface for a Melfa Mitsubishi RV-M1 manipulator arm, which allows the recycling station to be integrated with the rest of the flexible manufacturing cell; iv) an automated gripper design for handling and subsequent opening of containers within the cell; v) an artificial vision system implemented to alternate autonomous transport of product between stations using unmanned ground vehicles; vi) a virtual course for the management and operation of the flexible manufacturing cell. The automation strategies proposed in the HAS200 can be extrapolated to real production environments under the same automation concepts, which makes each result obtained doubly beneficial.En este artículo se presenta la automatización implementada a través de una serie de proyectos orientados hacia el continuo mejoramiento y desarrollo de los sistemas didácticos presentes en celdas de manufactura flexibles HAS200 de la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Por medio de dichos proyectos se ha logrado implementar una serie de mejoras automatizadas como por ejemplo: i) un entorno virtual de la celda de manufactura flexible, modelado geométricamente para la simulación remota de los procesos didácticos; ii) una novedosa estación automatizada para el reciclaje de pellets que se integra con las demás estaciones para clasificar la materia prima en tres colores separados; iii) una nueva interfaz de usuario-máquina para un brazo manipulador Melfa Mitsubishi RV-M1, que permite integrar la estación de reciclaje con el resto de la celda de manufactura flexible; iv) un diseño de gripper automatizado, para la manipulación y posterior apertura de recipientes dentro de la celda; v) un sistema de visión artificial implementado al transporte autónomo alterno de producto entre estaciones mediante vehículos terrestres no tripulados; vi) un curso virtual para el manejo y operación de la celda de manufactura flexible. La automatización propuesta en la HAS200 puede ser extrapolable hacia entornos productivos reales bajo los mismos conceptos de automatización, lo cual hace que cada resultado obtenido sea doblemente beneficioso

Recolector autónomo de bolas de tenis mediante visión artificial

The article presents the design, programming and construction of an autonomous system for the collection of tennis balls using an artificial vision device and the programmable robotic platform Lego® Mindstorms, whose main application is that of the balls that are located in the periphery of the court during games between two people (singles), or more competitors (doubles). The goal of the system is to prevent players from becoming a place to pick up the balls that are on the court, and where the robot is from a distance. For the development of the project, a coding of the system was included in the programming language provided by the LabVIEW® software of the North American company National Instruments.El artículo presenta el diseño, la programación y la construcción de un sistema autónomo para la recolección de pelotas de tenis utilizando un dispositivo de visión artificial y la plataforma robótica programable Lego® Mindstorms, cuya aplicación principal es levantar las bolas que quedan ubicadas en la periferia de la cancha durante los juegos entre dos personas (singles), o más competidores (doubles). El objetivo del sistema elaborado es evitar que los jugadores o asistentes del juego, estén desplazándose de un lugar a otro a recoger las pelotas que quedan esparcidas en la cancha, y en lugar de ir ellos enviar al robot desde cierta distancia. Para el desarrollo del proyecto se llevó a cabo la codificación del sistema en el lenguaje de programación suministrado por el software LabVIEW® de la compañía norteamericana National Instruments

Arquitectura paralela robótica: modelado y simulación con siemens nx®

This article describes the development of parallel architecture using Siemens NX ® platform modeling shown-, given as multifunctional devices designed to move parts or tools through programmed to perform specific tasks movements, consisting of kinematic chains connected to a fixed link. Through the kinematic trajectories versus time links joined by joints which limit their mobility are studied. The development perspective shown is on track to guide classroom implementations of basic robotics labs.  Se muestra el desarrollo de modelamientos basados en la arquitectura paralela, describiendo detalladamente el proceso con la plataforma Siemens NX®; vista esta como dispositivos multifuncionales diseñados para mover partes o herramientas a través de movimientos programados para la realización de tareas específicas, compuestos por cadenas cinemáticas conectadas a un eslabón fijo. Gracias a esta cinemática es posible estudiar las trayectorias de los eslabones en función del tiempo, unidos por juntas, las cuales limitan su movilidad. La perspectiva de desarrollo que se muestra está en la vía de orientar implementaciones de laboratorios presenciales en robótica básica

XVI International Congress of Control Electronics and Telecommunications: "Techno-scientific considerations for a post-pandemic world intensive in knowledge, innovation and sustainable local development"

Este título, sugestivo por los impactos durante la situación de la Covid 19 en el mundo, y que en Colombia lastimosamente han sido muy críticos, permiten asumir la obligada superación de tensiones sociales, políticas, y económicas; pero sobre todo científicas y tecnológicas. Inicialmente, esto supone la existencia de una capacidad de la sociedad colombiana por recuperar su estado inicial después de que haya cesado la perturbación a la que fue sometida por la catastrófica pandemia, y superar ese anterior estado de cosas ya que se encontraban -y aún se encuentran- muchos problemas locales mal resueltos, medianamente resueltos, y muchos sin resolver: es decir, habrá que rediseñar y fortalecer una probada resiliencia social existente - producto del prolongado conflicto social colombiano superado parcialmente por un proceso de paz exitoso - desde la tecnociencia local; como lo indicaba Markus Brunnermeier - economista alemán y catedrático de economía de la Universidad de Princeton- en su libro The Resilient Society…La cuestión no es preveerlo todo sino poder reaccionar…aprender a recuperarse rápido.This title, suggestive of the impacts during the Covid 19 situation in the world, and which have unfortunately been very critical in Colombia, allows us to assume the obligatory overcoming of social, political, and economic tensions; but above all scientific and technological. Initially, this supposes the existence of a capacity of Colombian society to recover its initial state after the disturbance to which it was subjected by the catastrophic pandemic has ceased, and to overcome that previous state of affairs since it was found -and still is find - many local problems poorly resolved, moderately resolved, and many unresolved: that is, an existing social resilience test will have to be redesigned and strengthened - product of the prolonged Colombian social conflict partially overcome by a successful peace process - from local technoscience; As Markus Brunnermeier - German economist and professor of economics at Princeton University - indicates in his book The Resilient Society...The question is not to foresee everything but to be able to react...learn to recover quickly.Bogot

Identification and fault detection in actuator using NN-NARX

In this paper, the use of a Nonlinear Auto Regressive eXogenous Neural Networks model or NN-NARX for identification and fault detection in the actuator of an industrial thermal process is presented. Initially, the techniques of fault detection and diagnosis are exposed; then, emphasis is placed on the models of Artificial Neural Networks for identification and fault detection. Subsequently, the control system of a thermal process used as a case study is described. A monitoring system allows data recording under normal operation conditions for identification using the NN-NARX model. The model is used for residual online generation due to faults that are introduced randomly. Finally, the results of residual generation and evaluation are presented. The designed system is useful for implementation through a hardware device that can be incorporated into the process equipment and support the operator in the presence of failures.En este artículo se presenta la utilización de un modelo de Red Neuronal no lineal Auto Regresivo de Variable Exógena o NN-NARX (por sus siglas en inglés), para la identificación y detección de fallas en un accionamiento de un proceso térmico industrial. Inicialmente, se exponen las técnicas de detección y diagnóstico de fallas; luego, se hace énfasis en los modelos de Redes Neuronales Artificiales para identificación y detección de fallas. Posteriormente, se describe el sistema de control de un proceso térmico utilizado como caso de estudio. Un sistema de monitorización permite el registro de datos en condiciones normales de operación para la identificación usando el modelo NN-NARX. El modelo es utilizado para la generación en línea de residuos ante fallas que son introducidas aleatoriamente. Finalmente, se presentan los resultados de la generación y evaluación de residuos. El sistema diseñado es útil para la implementación a través de un dispositivo hardware que puede incorporarse en el equipo del proceso y apoyar al operador ante la presencia de fallas

Parallel architecture robotics: modeling and simulation with siemens nx®

Se muestra el desarrollo de modelamientos basados en la arquitectura paralela, describiendo detalladamente el proceso con la plataforma Siemens NX®; vista esta como dispositivos multifuncionales diseñados para mover partes o herramientas a través de movimientos programados para la realización de tareas específicas, compuestos por cadenas cinemáticas conectadas a un eslabón fijo. Gracias a esta cinemática es posible estudiar las trayectorias de los eslabones en función del tiempo, unidos por juntas, las cuales limitan su movilidad. La perspectiva de desarrollo que se muestra está en la vía de orientar implementaciones de laboratorios presenciales en robótica básica.This article describes the development of parallel architecture using Siemens NX ® platform modeling shown-, given as multifunctional devices designed to move parts or tools through programmed to perform specific tasks movements, consisting of kinematic chains connected to a fixed link. Through the kinematic trajectories versus time links joined by joints which limit their mobility are studied. The development perspective shown is on track to guide classroom implementations of basic robotics labs.

Arquitectura paralela robótica: modelado y simulación con siemens nx®

This article describes the development of parallel architecture using Siemens NX ® platform modeling shown-, given as multifunctional devices designed to move parts or tools through programmed to perform specific tasks movements, consisting of kinematic chains connected to a fixed link. Through the kinematic trajectories versus time links joined by joints which limit their mobility are studied. The development perspective shown is on track to guide classroom implementations of basic robotics labs.  Se muestra el desarrollo de modelamientos basados en la arquitectura paralela, describiendo detalladamente el proceso con la plataforma Siemens NX®; vista esta como dispositivos multifuncionales diseñados para mover partes o herramientas a través de movimientos programados para la realización de tareas específicas, compuestos por cadenas cinemáticas conectadas a un eslabón fijo. Gracias a esta cinemática es posible estudiar las trayectorias de los eslabones en función del tiempo, unidos por juntas, las cuales limitan su movilidad. La perspectiva de desarrollo que se muestra está en la vía de orientar implementaciones de laboratorios presenciales en robótica básica