Le camere 3D a triangolazione laser di SICK offrono precisione e velocità nel controllo di qualità, come testimonia Tekna Automazione e Controllo
Controllo qualità degli pneumatici semplice, rapido e accurato con la camera Ruler3000 di SICK: il case study di Tekna Automazione e Controllo
9-gen-2024
Il controllo qualità è per le aziende un’operazione indispensabile ad assicurare che i prodotti immessi sul mercato siano conformi agli standard di settore e al risultato desiderato. Tuttavia, si tratta di un processo spesso molto sfidante, sia per i ritmi di produzione (ormai sempre più rapidi) che per la complessità di individuare difetti, magari di natura variabile, in prodotti con geometrie diverse.
Fortunatamente, ad oggi, le aziende possono contare su soluzioni intelligenti per il controllo qualità che automatizzano questo processo e permettono che l'ispezione sia non solo approfondita ed accurata, ma che avvenga in tempo reale.
Tra queste, spiccano le camere 3D a triangolazione laser di SICK della famiglia Ruler3000, una nuova generazione di camere dal design compatto e robusto, che offrono estrema risoluzione e velocità di acquisizione. Si tratta di dispositivi calibrati in fabbrica e pronti all’uso.
Le fasi di progettazione e messa in servizio del sistema di visione, grazie alla possibilità di ricevere i dati direttamente in millimetri e di scegliere la geometria più adatta alla specifica applicazione fra le numerose varianti messe a disposizione da SICK, che comprendono campi di dimensioni diverse e laser accuratamente selezionati per ottenere le migliori performance, vengono eseguite in tempi ridotti con conseguenti vantaggi economici.
Controllo qualità degli pneumatici, perché c’è bisogno di soluzioni altamente precise e compatte
Uno degli ambiti di applicazione più rilevanti per il controllo qualità è l’industria dell’automotive dove l’ispezione degli pneumatici è un’applicazione particolarmente sfidante per un sistema di visione, sia per la natura stessa della gomma, che è un materiale fortemente assorbente, sia per le diverse dimensioni dei pneumatici e sia per la geometria e per le sezioni del pneumatico (interne ed esterne) da analizzare. Attività che devono essere eseguite ad elevate velocità, alta risoluzione e su una grande eterogeneità di difetti.
Le esigenze, quindi, possono variare sia per quanto riguarda la risoluzione della camera che le sue dimensioni: ad esempio, nel caso del controllo delle scritte sul fianco dello pneumatico o dei difetti potenzialmente presenti nella parte interna del pneumatico stesso, necessita di un sistema in grado di poter “entrare” all’interno dello pneumatico e, quindi, di una camera compatta.
E sono proprio queste le sfide che ha dovuto affrontare Tekna Automazione e Controllo, azienda nata nel ‘94 e che negli anni è riuscita a posizionarsi, sia in Italia che all’estero, come system integrator di soluzioni di automazione dedicate a diversi settori industriali.
“Negli anni abbiamo ampliato il nostro raggio di azione grazie ad esperienze acquisite sul campo. Questo fornisce ai nostri clienti la sicurezza che le applicazioni che offriamo sono frutto di esperienze consolidate”, spiega Michele De Stasio, Presidente del Consiglio di Amministrazione dell’azienda.
L’azienda ha iniziato a operare nel campo della visione già da qualche anno, dapprima con soluzioni altamente customizzate che implementavano sistemi 3D a triangolazione laser con soluzioni e geometrie progettate ad hoc, impiegati anche per il controllo della difettosità degli pneumatici sulle loro Macchine Vision Tire System 3D Defects Detection, in grado di rilevare i difetti presenti sulle superfici dei pneumatici, interne ed esterne, quali graffi, bolle o deformazioni
Dopo aver consolidato il proprio know-how tecnologico, l’azienda è andata alla ricerca di una soluzione più pronta, ma ugualmente affidabile, da poter offrire ai propri clienti per la lettura dei caratteri sul fianco degli pneumatici, applicazione estremamente sfidante sia per via del colore della scritta (nero su nero) che per le sue dimensioni (1mm x 1mm x 0,4mm in altezza).
“Non eravamo mai riusciti a trovare un prodotto commerciale che potesse fare al caso nostro. Un prodotto già completo e integrato che ci garantisse la stessa affidabilità delle soluzioni che abbiamo sviluppato internamente e le performance di velocità e risoluzione necessari alle nostre applicazioni, caratteristiche che i profilometri SICK hanno dimostrato di avere”, spiega Antonio De Stasio, responsabile del settore Visione Artificiale della Tekna Automazione e Controllo.
“Dopo i necessari test, abbiamo valutato che adottare i Ruler3000 fosse particolarmente semplice, anche grazie alle API fornite da SICK, che ci hanno aiutato nell’integrazione della camera nel nostro sistema. Inoltre, la possibilità di poter contare su un partner come SICK è particolarmente apprezzata anche dai nostri clienti, poiché la presenza di soluzioni standard e la reperibilità dei prodotti in tutto il mondo rendono più veloci gli interventi di sostituzione dei componenti”, aggiunge.
Più precisione e semplicità grazie alla camera Ruler3000 di SICK: la success story di Tekna Automazione e Controllo
La scelta è quindi ricaduta su SICK - con cui Tekna Automazione e Controllo ha stabilito una partnership di lunga durata nell’ambito di altre soluzioni tecnologiche e, più nello specifico, sulla nuova famiglia di camere 3D a triangolazione laser Ruler3000.
Le camere Ruler 3000 sono in grado di acquisire immagini ad alta risoluzione in modo estremamente rapido, grazie all’innovativo sensore CMOS di SICK da 2560 x 832 pixel, con tecnologia ROCC (Rapid On Chip Calculation) di SICK che permette di raggiungere una velocità di scansione molto elevata: è infatti possibile acquisire profili fino a 7 KHz su tutto il sensore e fino ad un massimo di 46 KHz utilizzando circa 100 righe del sensore. Ciò significa che Ruler3000 permette di acquisire immagini ad alta risoluzione anche nella direzione del movimento.
Queste elevatissime velocità di scansione possono essere raggiunte anche grazie alla elevata sensibilità alla luce del sensore, che permette di mantenere tempi di esposizione piccoli anche in presenza di materiali altamente assorbenti, come nel caso della gomma degli pneumatici.
Fra i diversi modelli disponibili nella famiglia Ruler3000, che mettono a disposizione varianti con campi inquadrati di dimensioni differenti, i modelli Ruler 3010 e Ruler 3020, con campi medio-grandi (di larghezza massima di circa 10 e 20 cm circa), sono particolarmente adatti per risolvere applicazioni di ispezione dei dettagli sugli pneumatici, come nel caso specifico dell’applicazione sviluppata da Tekna Automazione e Controllo per la Macchina Vision Tire System 3D Lettering, che esegue l’OCR dei caratteri presenti sulla spalla dei pneumatici, al fine di verificarne la leggibilità, la correttezza e l’integrità, in accordo allo Sheet Data del pneumatico
Nel suo ruolo di system integrator, Tekna Automazione e Controllo ha integrato le camere Ruler3000 all’interno della struttura di automazione della machina, ha acquisito le immagini 3D ad alta risoluzione ed ha realizzato il software specifico per la valutazione della correttezza (o meno) delle scritte presenti sul fianco dello pneumatico, utilizzando algoritmi complessi di intelligenza artificiale e machine learning.
“Senza un dato preciso, garantito e veloce non saremmo mai potuti arrivare a questi risultati e in SICK abbiamo trovato un partner ideale per rispondere a questa nostra necessità”, spiega Michele De Stasio.
Nuove applicazioni grazie alle tante varianti offerte da SICK
Dopo questa partnership, che ha consentito all’azienda di integrare le camere SICK nelle sue macchine - che impiegano due Ruler3000 per vedere gli pneumatici sotto diverse angolazioni - Tekna Automazione e Controllo ha avviato altri progetti in collaborazione con SICK per risolvere problemi reali che si verificano in applicazioni avanzate, come per esempio lo studio di un sistema basato su camere Ranger3 multiple, per risolvere il problema occlusioni, tipico dei sistemi a triangolazione laser.
Una partnership che può contare sul supporto tecnico di SICK e sui tanti modelli di camere per l’ispezione e il controllo qualità offerte dall’azienda. La famiglia Ruler3000 si è infatti recentemente ampliata con il lancio di nuove varianti con campi di vista che vanno da 20 mm di larghezza fino a 1690 mm e risoluzioni in altezza che possono variare da 1 a circa 700 micron in base al modello.
Questa ampia scelta in tema di campi di vista consente di coprire una vasta gamma di applicazioni, dalle ispezioni dettagliate su oggetti di piccole dimensioni nel settore dell'elettronica fino alle applicazioni su nastri trasportatori di grandi dimensioni nel campo della logistica.
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