ES2318994B1 - Equipo de control dimensional. - Google Patents
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Abstract
Equipo de control dimensional.
Permite efectuar controles de calidad sobre
piezas mecanizadas tales como tornillos, bulones, pasadores u otros
objetos (5). El equipo (1) comprende una cámara negra inmune a
contaminación lumínica externa que incluye un soporte (4) sobre el
que se coloca dicho objeto (5), una lámpara de iluminación (3)
ubicada tras el soporte (4), y una cámara de toma de imágenes (2)
ubicada delante del soporte (4) y montada en un dispositivo de
desplazamientos (6); comprendiendo además el equipo (1) un
ordenador (9) con monitor (7) y teclado (8) para control de
funciones de dicho equipo (1).
Description
Equipo de control dimensional.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un equipo
de control dimensional cuya finalidad consiste en facilitar un
equipo para control dimensional de piezas, tanto de revolución como
irregulares, pudiendo determinar características de las piezas
relativas tanto a su tamaño como a su superficie, siendo capaz de
apreciar golpes, excesos de baño, u otros defectos, con lo que se
facilita un control de calidad sobre piezas mecanizadas tales como
tornillos, bulones, pasadores u otros objetos, de manera sencilla,
fiable y altamente automatizada.
En los procesos de fabricación se necesita
habitualmente controlar la calidad de las piezas obtenidas, siendo
necesaria en muchos casos la determinación de parámetros tales como
el tamaño y la superficie de dichas piezas. Tradicionalmente, para
la medición de las piezas se utilizan diferentes aparatos manuales,
tales como relojes, proyector de perfiles, pie de rey u otros que
obligan a cambiar de útil para cada sección a medir (longitud,
radio, arco), lo cual implica inconvenientes relativos a unos
tiempos elevados de medición y a que el análisis de la superficie
que se realiza por inspección visual requiere una gran experiencia y
habilidad del operador correspondiente.
Existen otros dispositivos más avanzados de
medición de piezas, que utilizan rayos láser que inciden sobre la
pieza y miden sus dimensiones, dándose en este caso inconvenientes
relativos a que sólo analizan el contorno de la pieza en función de
los rayos ocluidos. Además estos equipos tienen un precio elevado y
a su vez son muy delicados. Por otra parte, hay equipos de visión
artificial que utilizan bien cámaras de baja resolución o bien
lentes convencionales que deforman la imagen y hacen que las
medidas no sean suficientemente precisas. Dichos equipos presentan
un único foco o fuentes de lectura que crea un cono de visión con
distorsiones en las lecturas realizadas en la parte superior e
inferior de dicho foco, produciéndose errores de medición en estas
zonas.
Otras técnicas de medición de piezas utilizan
luces que se proyectan sobre las piezas a medir, determinando su
tamaño mediante sensores que actúan en función de los rayos
absorbidos, presentándose en estos casos inconvenientes relativos a
que la cantidad de datos recogidos hace que se requieran complejos
sistemas de procesamiento de datos que encarecen notablemente los
correspondientes sistemas.
Para lograr los objetivos y evitar los
inconvenientes indicados anteriormente, la invención consiste en un
equipo de control de calidad que permite efectuar controles de
calidad sobre piezas mecanizadas tales como tornillos, bulones,
pasadores u otros objetos.
Novedosamente, según la invención, el equipo
correspondiente comprende una cámara negra inmune a contaminación
lumínica externa que incluye un soporte sobre el que se coloca
dicho objeto, una lámpara de iluminación ubicada tras el soporte, y
una cámara de toma de imágenes ubicada delante del soporte y
montada en un dispositivo de desplazamiento; comprendiendo además
el equipo un ordenador con monitor y teclado para control de
funciones de dicho equipo.
Según una realización preferente de la
invención, el referido ordenador incluye funcionalmente al menos un
elemento de control de desplazamiento que permite mover la cámara
y cuya señal se recibe en una tarjeta digitalizadora para su
procesamiento, en el que primero se genera una matriz de imágenes
obteniendo una única imagen virtual de toda la pieza sobre la que
se le aplican los algoritmos de medida desarrollados.
El dispositivo de desplazamiento en el que se
ubica la cámara de toma de imágenes presenta capacidad de
desplazamiento vertical y/o horizontal. En general, la luz es
suficientemente larga como para que no necesite ser movida.
Además, según la realización preferente de la
invención, el referido dispositivo de desplazamiento se mueve en un
intervalo máximo que está en función de la resolución de la lente
de la cámara de toma de imágenes al objeto de evitar el efecto cono
y los errores de lectura dimensional que dicho efecto
produciría.
Por otra parte, el referido soporte puede
presentar capacidad de rotar y de ajuste en sus grados de
revolución en función del tipo de objeto a examinar.
Además, el soporte rotatorio es susceptible de
incorporar indicadores de posición para la colocación del objeto a
examinar.
Para determinados casos en los que no interese
medir toda la revolución de la pieza, este soporte también puede
ser fijo.
Según la realización preferente de la invención,
la aludida lámpara de iluminación es una lámpara de tipo
"blacklight" con una luz de LEDs de tipo continuo de color rojo, siendo su tamaño superior al del objeto a examinar.
"blacklight" con una luz de LEDs de tipo continuo de color rojo, siendo su tamaño superior al del objeto a examinar.
La alimentación del objeto a examinar sobre el
soporte rotatorio y su retirada del mismo se puede efectuar
manualmente y/o automáticamente con brazo de robot o dispositivo
análogo.
Con la estructura que se ha descrito, el equipo
de la invención presenta ventajas relativas a su robustez,
fiabilidad y precisión para efectuar controles de calidad sobre muy
diversas piezas, siendo además de un coste 4 relativamente bajo y
de fácil utilización. Además, el equipo presenta ventajas tales como
la posibilidad de medir las dimensiones de la pieza, longitud,
diámetro, radio, punta, ángulo y otros análisis más complejos tales
como concentricidad, perpendicularidad u otros, y en el caso de
roscas, número de filetes, paso de rosca, ángulo de rosca,
diámetros exterior e interior y otros parámetros sin necesidad de
hacer comparaciones con una pieza patrón, pudiendo además medir el
equipo de la invención defectos superficiales como golpes o excesos
de baño, en cualquier tipo de pieza sea ésta de revolución o no y
para cualquier material que constituya a la pieza. Otra ventaja del
equipo de la invención consiste en que elimina el efecto cono y
los errores de lectura consecuentes que se producen en otros
dispositivos.
El equipo de la invención puede integrarse en un
sistema informático de empresa y conectarse a la red de la
misma.
misma.
A continuación, para facilitar una mejor
comprensión de esa memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Representa una vista en alzado de un
equipo de control de calidad realizado según la presente
invención, mostrando sus componentes.
Figura 2.- Representa una vista en planta del
equipo de la anterior figura 1.
Figura 3.- Representa un diagrama de bloques
funcionales del equipo de las anteriores figuras.
Seguidamente se realiza una descripción de un
ejemplo de la invención haciendo referencia a la numeración
adoptada en las figuras.
Así, el equipo de control de calidad del
presente ejemplo consiste en un equipo 1 para control dimensional
que consta de una cámara de visión artificial 2, una lámpara 3 y un
soporte 4 para colocar la pieza 5 a inspeccionar. La cámara 2 está
colocada sobre un dispositivo de desplazamiento vertical 6,
moviéndose en un intervalo máximo según la resolución de la lente
de la cámara (pixeles), evitándose así el efecto cono de la lente
en las áreas superior e inferior respecto de una zona central de
enfoque de la lente, y consecuentemente evitando los errores de
lectura dimensional que generaría dicho efecto. Para piezas en las
que su ancho sea superior a la resolución de la cámara 2, y según
otras realizaciones de la invención, además del desplazamiento
vertical, o en lugar de éste, dicha cámara 2, puede situarse sobre
un dispositivo de desplazamiento horizontal. Los aludidos
elementos referenciados numéricamente pueden apreciarse en las
figuras 1 y 2.
La pieza a analizar 5 se sitúa sobre el soporte
4 del equipo 1, pudiendo tener este soporte 4 la capacidad de
girar sobre su eje para permitir la lectura de toda la pieza 5,
pudiendo ajustarse los grados de revolución del soporte 4 según el
tipo de pieza, y pudiendo llevar dicho soporte 4 indicadores de
posición para la colocación de la pieza.
La lámpara 3 que se emplea es de tipo
"blacklight", siendo una luz de LEDs de tipo continuo de color
rojo, y siendo su tamaño superior a la dimensión de la pieza 5. La
iluminación que se produce es inmune a contaminaciones lumínicas
externas tales como reflejos lumínicos, ya que la cámara 2, el
objeto a examinar 5 y la lámpara 3 se encuentran en una cámara
cerrada negra que es completamente opaca tras el cierre de su
correspondiente puerta.
La cámara 2 es una cámara digital que se
encuentra mirando hacia el origen de la luz de la lámpara 3, de
manera que da una superficie blanca uniforme y al colocar cualquier
objeto entre la cámara y la fuente de luz se produce una sombra que
es detectada por la cámara 2 como una sombra negra con un contraste
máximo. La pieza a examinar 5 se coloca en el soporte 4 según los
posicionadores a través de una puerta/ventana del equipo 1, entre
la cámara 2 y la lámpara 3. Al cerrar la correspondiente puerta y
tras accionar el mando de comienzo de funcionamiento, la cámara 2
empieza a tomar lecturas de la pieza 5 realizando disparos desde un
control externo (pc de la máquina) vía trigger externo o a través
de bus IEEE 1349, desplazándose a intervalos determinados vertical
y/o horizontalmente, en función de la longitud/anchura de la pieza
hasta que la lectura determine el final de la pieza.
Todas las lecturas son recogidas en un ordenador
9 que incluye un elemento de control de desplazamiento 10, que
realiza el desplazamiento de la cámara 2 para la toma de imágenes
de la pieza hasta que determina el final de la misma, una tarjeta
digitalizadora 11, una matriz de imágenes 12, un procesador de la
imagen virtual 13 y un bloque de análisis y medición de imagen
virtual 14 con los algoritmos de medida correspondientes, todos
ellos conectados consecutivamente, tal y como se ilustra en la
figura 3.
Así, todas las lecturas realizadas por la cámara
2 son recogidas en la tarjeta digitalizadora 11 que recibe la
señal de la cámara, que a su vez son pasadas a la memoria del
ordenador para que se genere una matriz de imágenes en el bloque
funcional 12, de manera que mediante el procesador 13 se unen
dichas imágenes para reconstruir virtualmente la pieza 5,
obteniendo una única imagen virtual de la pieza sobre la que se
aplican los algoritmos de medida desarrollados para medir sus
dimensiones, ya sea para clasificarla o compararla respecto de las
dimensiones y tolerancias que debe tener esa pieza, pudiéndose
analizar defectos superficiales, análisis de longitudes, diámetros,
radios, arcos, puntas, ángulos, concentricidad, perpendicularidad y
en piezas con roscas, número de filetes, paso de rosca, ángulo de
rosca, diámetro exterior e interior, excesos de baño, golpes y
otros parámetros.
Aunque la alimentación y posicionamiento de la
pieza 5 en el presente ejemplo de la invención es manual, según
otras realizaciones de la invención se pueden utilizar otros
dispositivos que faciliten colocaciones y retiradas de las piezas
de manera automática, tales como un brazo de robot que coloque y
retire las correspondientes piezas del soporte 4.
La imagen de la pieza 5 reproducida para su
análisis podrá observarse a través de la pantalla 7 del ordenador
9, junto con las mediciones realizadas, disponiendo dicho
ordenador 9 de teclado 8 para ajuste y programación de los análisis
a efectuar. Además el ordenador 9, permite la integración del
equipo 1 en un sistema informático de empresa, pudiendo conectarse
a la correspondiente red de la misma.
Claims (8)
1. Equipo de control dimensional, que permite
efectuar controles de calidad sobre piezas mecanizadas tales como
tornillos, bulones, pasadores u otros objetos (5);
caracterizado porque el equipo (1) comprende una cámara
negra inmune a contaminación lumínica externa que incluye un
soporte (4) sobre el que se coloca dicho objeto (5), una lámpara de
iluminación (3) ubicada tras el soporte (4), y una cámara de toma
de imágenes (2) ubicada delante del soporte (4) y montada en un
dispositivo de desplazamiento (6); comprendiendo además el equipo
(1) un ordenador (9) con monitor (7) y teclado (8) para control de
funciones de dicho equipo (1).
2. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque el ordenador (9)
incluye funcionalmente al menos un bloque de lectura desplazamiento
(10) y una tarjeta digitalizadora (11) que recibe señal de la
cámara (2) conectada a su vez a un bloque de generación de una
matriz de imágenes (12) que se encuentra unido a un procesador de
imagen virtual (13) conectado a un bloque de análisis y medición de
la imagen virtual (14) mediante la aplicación de algoritmos de
medida.
3. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de
desplazamiento (6) presenta capacidad de desplazamiento vertical
y/o horizontal.
4. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de
desplazamiento (6) se mueve en un intervalo máximo que está en
función de la resolución de la lente de la cámara de toma de
imágenes (2) al objeto de evitar el efecto cono y los errores de
lectura dimensional que dicho efecto produciría.
5. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho soporte (4)
presenta capacidad de rotar y de ajuste en sus grados de revolución
en función del tipo de objeto a examinar (5).
6. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho soporte
rotatorio (4) es susceptible de incorporar indicadores de posición
para la colocación del objeto a examinar (5).
7. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha lámpara (3) es
una lámpara de tipo "blacklight" con una luz de LEDs de tipo
continuo de color rojo, siendo su tamaño superior al del objeto a
examinar (5).
8. Equipo de control dimensional, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación del
objeto a examinar (5) sobre el soporte (4) y su retirada del mismo
se efectúa manualmente y/o automáticamente con brazo de robot o
dispositivo análogo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602555A ES2318994B1 (es) | 2006-10-09 | 2006-10-09 | Equipo de control dimensional. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602555A ES2318994B1 (es) | 2006-10-09 | 2006-10-09 | Equipo de control dimensional. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2318994A1 ES2318994A1 (es) | 2009-05-01 |
| ES2318994B1 true ES2318994B1 (es) | 2010-02-03 |
Family
ID=40560367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200602555A Active ES2318994B1 (es) | 2006-10-09 | 2006-10-09 | Equipo de control dimensional. |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-10-09 ES ES200602555A patent/ES2318994B1/es active Active
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| ES2318994A1 (es) | 2009-05-01 |
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