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Applicazioni per la qualità e la produzione

I sistemi di visione possono essere integrati in quasi tutti i punti delle linee di produzione, eliminando costose lavorazioni aggiuntive sul prodotto finale. I sistemi di visione assicurano anche una maggior efficienza degli impianti produttivi ed evitano il danneggiamento dei prodotti causato da misure di contatto. Anche in termini di costi globali, il recupero dell’investimento di un’applicazione di visione industriale avviene in tempi relativamente brevi.
Naturalmente non tutti i sistemi di visione si equivalgono. La qualità e i costi di un sistema di visione dipendono dalle caratteristiche del sensore di visione, dai sistemi di illuminazione e acquisizione immagini, dai tool di elaborazione dati e dalle interfacce di comunicazione.

controllo qualita'

Sistemi di visione per controllo qualita’

In termini di controllo qualità industriale i sistemi di visione sono preposti al riconoscimento dei difetti di un prodotto, alla verifica delle tolleranze, all’orientamento, al posizionamento e alla guida di robot, alla lettura di caratteri e codici, alle verifiche su nastri in continuo. La quasi totalità delle difettosità di un prodotto possono essere riconosciute mediante ispezione visiva.

I controlli di qualità per la produzione sono di due tipi: statistico e puntuale. Il primo garantisce, grazie a rigide matrici di accettazione, che lo scarto massimo in un lotto di produzione sia inferiore, con una certo grado di sicurezza, a una percentuale nota. Il metodo di ispezione puntuale, pezzo per pezzo, prevede invece che il sistema di visione svolga verifiche sul 100% i prodotti in uscita dalla linea. Tutto ciò ha un immediato riscontro economico, in quanto i sistemi di visione riducono sia gli scarti sia i costi di manodopera e manutenzione.

Spesso i sistemi di visione per la qualità sono parte di sistemi più complessi (manipolatori, robot antropomorfi, carrelli) a cui forniscono le informazioni necessarie per l’esecuzione di compiti in un contesto non statico: oggetti non perfettamente posizionati, aree di lavoro dove si muovono operatori e altri macchinari, aree di carico e scarico merci.
Nella robotica le tecniche di visione possono essere asservite al posizionamento del robot (ad esempio in applicazioni di pick&place o per l’allineamento di pezzi), ma esistono anche molte applicazioni in cui il robot viene asservito alla movimentazione e al posizionamento della videocamera. Infatti i sistemi di controllo basati sulla visione possono essere suddivisi in due categorie: Position Based e Image Based. A quest’ultima categoria possono essere ricondotti il controllo di qualità su più linee di produzione, la verifica di assemblaggi complessi, allineamenti e controlli dimensionali e in generale le tecniche di Visual Servoing, disciplina che ha come obiettivo il controllo dei loop e dei movimenti di un robot.

I sistemi di visione possono inoltre essere impiegati per riconoscere automaticamente parti e prodotti, attraverso la lettura di caratteri e codici identificativi mono e bidimensionali (es. barcode e data matrix).
Un caso particolare di ispezione e di riconoscimento dei codici è la cosiddetta lettura in continuo, ovvero la possibilità di effettuare letture o rilevare difetti su oggetti in scorrimento veloce (pezzi su nastri trasportatori, prodotti su bobine, laminati, stampe su carta o su tessuto).
Un caso esemplare è quello dei prodotti per il settore automotive, nel quale i difetti non solo possono comportare reclami, ma hanno un forte impatto sulla sicurezza delle persone.
Anche nell’industria elettronica i sistemi di controllo qualità sono un eccellente strumento per rilevare potenziali difetti, come cavi disconnessi e saldature difettose, sin dalle prime fasi del processo produttivo.
Nell’industria della plastica le parti devono essere frequentemente controllate per scoprire eventuali difetti di stampaggio, macchie sulle superfici, e in generale tutti i difetti rilevabili.

controllo laser

Controlli diprecisione nell’industria metalmeccanica

Molto particolari sono l’industria dei metalli e i processi di saldatura. In entrambi i settori sono richiesti controlli ad alte prestazioni in termini di precisione e tempi di elaborazione.
Nel settore alimentare e in quello farmaceutico il controllo della qualità è un fattore imprescindibile. I prodotti devono essere tracciati in qualsiasi momento tramite data di scadenza, lotto di produzione, correttezza di contenuto e posizionamento delle etichette. I sistemi di visione sono lo strumento essenziale per effettuare questi controlli, grazie anche alle numerose possibilità di documentazione dei difetti e di controllo degli imballi.
(Armando Martin, da Automazione e Strumentazione, Ottobre 2014)

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