I.A.C.I. Ingeniería en Automatización y Control Industrial
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Informe anual 1999

VA1-Medición de Parámetros Geométricos de Roscas.

Responsable: Roberto Saco
Colaboradores: anibal Zanini, Julio Braslavsky


Este subproyecto explora la aplicación de visión artificial para la medición de paso y conicidad de roscas en tubos sin costura usados en tuberías de petróleo y gas.
La medición precisa de roscas es una operación importante en la industria de producción de tubos sin costura. Estos tubos son principalmente usados en la implementación de tuberías de petróleo y gas, construídas con secciones de tubos unidos mediante cuplas roscadas. Las longitudes típicas de tuberías alcanzan varios kilómetros, mientras que las secciones de tubo varían entre 6 y 10 metros.
Un factor crítico en la producción estandarizada de estos tubos es la precisión con la que se producen los extremos roscados. Estas roscas, tanto en los extremos de los tubos como en las cuplas, tienen una conicidad, que al igual que el paso de la rosca, deben cumplir rigurosas especificaciones para prevenir fracturas o pérdidas en las uniones. La Figura 3 muestra un diagrama con las dimensiones típicas para un extremo de los tubos considerados.

Figura 3: Diagrama con las dimensiones del extremo del tubo.

En la mayoría de las plantas de manufactura, la medición de conicidad y paso de estas roscas, por su complejidad, es una operación aún realizada en forma manual, aunque la producción en sí de las secciones de tubos se realiza en forma continua y automatizada. Esta etapa manual necesariamente acarrea una reducción significativa en la eficiencia del proceso de producción global.
La automatización de esta operación de medición ofrecería la posibilidad de una significativa reducción de costos y mejora en la eficiencia en la producción de estos tubos, y es por consiguiente un objetivo prioritario de este sector industrial.
Este subproyecto propone aplicar técnicas de visión artificial y procesamiento de imágenes para automatizar la medición de roscas en estos tubos. Las ventajas inherentes para el sensado y monitoreo de la visión artificial son bien conocidas y han sido exitosamente demostradas en numerosas aplicaciones en mediciones automáticas y a distancia en otras áreas.
En cooperación con la empresa productora de tubos sin costura SIDERCA S.A., se montó un banco de trabajo prototipo en los laboratorios de automatización de la UNQ para determinar la viabilidad de esta aplicación. SIDERCA proveyó muestras de tubos para los ensayos, y donó al laboratorio una cámara SANYO modelo VCC-3370P y una placa de adquisición de video (Frame Grabber).
Para efectuar la medición mediante visión artificial, se utilizaron imágenes de 768x576 pixeles de resolución y 256 niveles de grises, tomadas en los laboratorios de la UNQ utilizando una computadora personal (PC) (Figura 4).

Figura 4: Imagen del tubo

El procesamiento de las imágenes, en primer lugar, detecta la ubicación del tubo dentro de la imagen, para así identificar la zona la roscada. Luego la medición de la conicidad y el paso se realiza a través de algoritmos de procesamientos de datos. Los resultados experimentales preliminares son positivos, e indican la factibilidad de automatización de este proceso en línea, dentro de los estándares de fabricación provistos por la compañía. Los algoritmos utilizados y los resultados obtenidos se detallan en informe interno, enviado para su presentación el la conferencia nacional anual 2000 de la Asociación Argentina de Control Automático (AADECA).



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