IT201800010374A1 - Metodo e sistema automatico di misura per la misurazione di parametri fisici e dimensionali di articoli combinati. - Google Patents

Metodo e sistema automatico di misura per la misurazione di parametri fisici e dimensionali di articoli combinati. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“METODO E SISTEMA AUTOMATICO DI MISURA PER LA MISURAZIONE DI PARAMETRI FISICI E DIMENSIONALI DI ARTICOLI COMBINATI”.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un sistema di misura e ispezione di caratteristiche fisiche e dimensionali di articoli combinati comprendenti più segmenti di forma cilindrica, in cui i segmenti disposti alle estremità dell’articolo non sono totalmente opachi ad una radiazione luminosa. Tale articolo comprende almeno due segmenti adiacenti, che possono essere anche i due segmenti d’estremità. I due segmenti addicenti hanno un’opacità alla radiazione luminosa differente. In questo modo si genera un’interfaccia tra i due segmenti adiacenti in cui c’è un cambio di opacità. Ulteriore oggetto della presente invenzione è un metodo per la misura di dette caratteristiche fisiche e dimensionali degli articoli.
In particolare, il settore di riferimento è quello dell’analisi quantitativa e qualitativa di sigarette e/o filtri. Gli articoli combinati comprendenti più segmenti di forma cilindrica, quali ad esempio sigarette e/o filtri, vengono definiti comunemente nell’industria di tabacco “multi-segment rod-like article”.
La presente invenzione si riferisce in particolare a prodotti semilavorati dell'industria del tabacco, quali ad esempio filtri a più segmenti, filtri comprendenti componenti aggiuntivi, sigarette, sigarette a più segmenti con tabacco ridotto e simili. In ogni caso, i segmenti d’estremità (detti segmento frontale e posteriore) di tali articoli devono essere segmenti di materiale non totalmente opaco alla radiazione luminosa, e ci devono essere almeno due segmenti adiacenti con opacità alla radiazione luminosa differente.
Gli articoli combinati di forma cilindrica, una volta prodotti, necessitano di controlli di qualità e conformità, in modo tale da essere idonei e appropriati per essere introdotti sul mercato.
Tali controlli di qualità consistono nell’analisi di parametri geometrici, quali ad esempio la lunghezza dei singoli segmenti, la lunghezza dell’articolo, il diametro dell'articolo, le dimensioni di componenti inseriti nei segmenti dell’articolo combinato, la posizione di tali componenti aggiunti, ecc., al fine di verificare la conformità del prodotto.
Allo stato dell’arte, la rilevazione dei parametri geometrici di interesse si basa sul modo in cui i segmenti di un articolo combinato o gli elementi differenti dell’articolo combinato rispondono alla radiazione luminosa.
In particolare, una tecnica consolidata per l’analisi di questi articoli si basa sulla trasmissione di un fascio di radiazione luminosa attraverso l’articolo combinato. Tale metodo consiste nell’illuminare un articolo combinato di forma cilindrica a più segmenti mediante una sorgente luminosa disposta in posizione opposta ad un rilevatore (fotodiodi o una telecamera). In tal modo sul rilevatore viene proiettata la radiazione luminosa che passa attraverso l’articolo, evidenziando nell’immagine i diversi segmenti e i componenti eventualmente aggiunti al loro interno.
Una simile tecnologia presenta inconvenienti legati a particolari configurazioni nella combinazione dell’articolo. Nel caso in cui vengano combinati segmenti non totalmente opachi particolarmente corti, la radiazione luminosa trasmessa attraverso i segmenti risulta insufficiente a individuare nell’immagine, una netta distinzione tra segmenti di differente opacità. Infatti il contrasto non è sufficiente e non è possibile effettuare misure in modo preciso e accurato.
Di conseguenza risulta impossibile poter effettuare elaborazioni che permettano di estrapolare dati e informazioni quantitative dimensionali esatte sugli elementi che compongono detto articolo combinato di forma cilindrica. In particolare, il basso contrasto tra i diversi segmenti, genera un errore di incertezza sulla misura del posizionamento esatto dei confini di ogni singolo segmento, rendendo così intrinsecamente inaccurate le misure dei segmenti dell’articolo combinato di forma cilindrica.
Un altro inconveniente è quello che l’illuminazione dell’articolo combinato di forma cilindrica risulta non omogenea. Più precisamente, l’illuminazione risulta massima al centro di illuminazione e si attenua allontanandosi dal centro di illuminazione.
Questa non uniformità di illuminazione comporta accuratezza differente per segmenti che si trovano al centro dell’articolo combinato di forma cilindrica e segmenti che sono disposti agli estremi di detto articolo combinato di forma cilindrica.
A causa delle problematiche anzidette gli articoli combinati di forma cilindrica, ispezionati secondo un sistema di misurazione della tecnica nota, risultano valutati e controllati in modo non preciso.
Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota, ideando un sistema di misura che permetta di ottenere un’immagine dell’articolo ad alta definizione ed elevato contrasto delle interfacce tra i segmenti estremità di materiale non totalmente opaco e i segmenti intermedi di materiale con opacità alla radiazione luminosa differente rispetto all’opacità dei segmenti d’estremità.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ideare un sistema di misura automatico, in cui l’immagine rilevata non presenti sfocature alle interfacce tra i segmenti d’estremità e i segmenti intermedi adiacenti ai segmenti d’estremità, in modo tale da poter estrarre parametri quantitativi estremamente precisi, minimizzando gli errori di incertezza.
Altro scopo della presente invenzione è quello di ideare un sistema di misura automatico, in cui l’illuminazione dell’articolo combinato di forma cilindrica sia uniforme lungo tutta la lunghezza dell’articolo.
Altro scopo è quello di fornire un metodo per la misura di parametri dimensionali, geometrici e fisici dell’articolo e degli elementi dell’articolo combinato di forma cilindrica.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il sistema di misura secondo l’invenzione è definito dalla rivendicazione 1.
Per maggior chiarezza esplicativa, la descrizione del sistema di misura secondo l’invenzione prosegue con riferimento alle tavole di disegno allegate, aventi solo valore illustrativo e non limitativo, dove:
la Fig. 1 è una vista assonometrica del sistema di misura secondo l’invenzione in una prima forma realizzativa;
la Fig. 2 è una vista assonometrica parziale del sistema di misura secondo l’invenzione in una seconda forma realizzativa;
la Fig. 3 mostra un’immagine esemplificativa di un articolo combinato di forma cilindrica;
la Fig. 3A mostra un’immagine complessiva di un articolo combinato di forma cilindrica, in cui l’articolo ha attraversato l’asse di rilevazione ad una velocità prestabilita; la Fig. 3B mostra un’immagine complessiva di un articolo combinato di forma cilindrica, in cui l’articolo ha attraversato l’asse di rilevazione ad una velocità maggiore rispetto alla velocità prestabilita;
la Fig. 3C mostra un’immagine complessiva di un articolo combinato di forma cilindrica, in cui l’articolo ha attraversato l’asse di rilevazione ad una velocità minore rispetto alla velocità prestabilita;
la Fig. 4 è uno schema a blocchi illustrante un controllo del sistema di misura secondo l’invenzione; e
la Fig. 5 è un diagramma di flusso illustrante il funzionamento del sistema di misura secondo l’invenzione.
Con riferimento alle Figg. 1 e 2, viene descritto un sistema di misura per un articolo combinato di forma cilindrica secondo l’invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 100.
Il sistema di misura (100) è stato ideato per la misura di parametri geometrici, dimensionali e fisici di almeno un articolo combinato di forma cilindrica, indicato con la lettera Q e dei segmenti che compongono detto articolo (Q).
Con riferimento alla Fig. 3, l’articolo (Q) ha una forma sostanzialmente cilindrica ed un asse longitudinale (X).
L’articolo (Q) deve necessariamente avere due segmenti di estremità: un segmento frontale (S1) e un segmento posteriore (S4). Il segmento frontale (S1) e il segmento posteriore (S4) sono in materiale non totalmente opaco alla radiazione luminosa.
L’articolo deve avere almeno due segmenti addicenti, che possono essere il segmento frontale (S1) e il segmento posteriore (S4). I due segmenti adiacenti sono in materiali aventi opacità diversa tra loro, in modo da generare un’interfaccia tra loro in cui si ha una variazione di opacità.
Nell’esempio di Fig. 3 il segmento frontale (S1) è adiacente ad un primo segmento intermedio (S2) di materiale con opacità alla radiazione luminosa differente dall’opacità del materiale del segmento frontale. Tra il segmento frontale (S1) e il segmento intermedio (S2) c’è un’interfaccia (I1).
Il segmento posteriore (S4) è adiacente ad un ultimo segmento intermedio (S3) di materiale con opacità alla radiazione luminosa differente dall’opacità del materiale del segmento posteriore. Tra il segmento posteriore (S4) e il segmento intermedio (S3) c’è un’interfaccia (I2).
L’articolo (Q) può essere assimilabile a una sigaretta e/o un filtro di una sigaretta.
Il sistema di misura (100) comprende un primo dispositivo di illuminazione (1) e un secondo dispositivo di illuminazione (2) disposti l’uno di fronte all’altro.
Ogni dispositivo di illuminazione comprende un asse di illuminazione (X1, X2). Gli assi di illuminazione (X1, X2) del primo e del secondo dispositivo di illuminazione (1, 2) sono allineati tra loro così che ogni dispositivo di illuminazione (1, 2) genera un fascio luminoso (F1, F2) rivolto verso l’altro dispositivo di illuminazione (1, 2). L’articolo (Q) è disposto in modo tale che l’asse longitudinale (X) dell’articolo coincida con gli assi di illuminazione (X1, X2).
Tale arrangiamento dei due dispositivi di illuminazione (1, 2) permette che la radiazione luminosa penetri all’interno del segmento frontale (S1) e del segmento posteriore (S4) dell’articolo (Q), fino ad arrivare nell’interfaccia o interfacce (I, I2) del segmento frontale (S1) e del segmento posteriore (S4).
Percorrendo l’asse di illuminazione (X) partendo dal primo dispositivo di illuminazione (1) verso il secondo dispositivo di illuminazione (2), l’attenuazione del fascio luminoso (F1) generato dal primo dispositivo di illuminazione (1) è compensata dall’intensificazione del fascio luminoso (F2) generato dal secondo dispositivo di illuminazione (2).
Con particolare riferimento alle Figg. 1 e 2, il primo e il secondo dispositivo di illuminazione (1, 2) presentano la medesima distanza rispetto ad un punto medio dell’articolo (Q).
Con riferimento alla Fig. 1, il sistema di misura (100) comprende un sensore di rilevazione di immagini (4). Il sensore di rilevazione di immagini (4) ha un asse di rilevazione (Z).
Il sensore di rilevazione di immagini (4) è disposto in modo che l’asse di rilevazione (Z) incida radialmente sull’asse longitudinale (X) dell’articolo (Q) che coincide con gli assi di illuminazione (X1, X2).
Il sensore di rilevazione di immagini (4) è atto ad acquisire una serie di immagini dell’articolo (Q). Preferibilmente il sensore di rilevazione di immagini (4) è una camera lineare. Detta camera lineare prevede l’acquisizione di una serie di immagini lineari (linee di immagini) nel tempo, tutte allineate con l’asse longitudinale dell’articolo (X) coincidete con gli assi di illuminazione (X1, X2) e centrate sul punto di incidenza in cui l’asse di rilevazione (Z) incide radialmente sull’articolo (Q).
Con riferimento a Fig. 4, il sistema di misura (100) comprende un’unità di controllo ed elaborazione (7) collegata elettricamente al sensore di rilevazione di immagini (4).
L’unita di controllo ed elaborazione (7) inoltre riceve le immagini dal sensore di rilevazione immagini (4) e le elabora.
L’unita di controllo ed elaborazione (7) inoltre è
configurata per generare un segnale di scarto sulla base delle elaborazioni delle immagini eseguite. Il segnale di scarto è un segnale di tipo “buono/non-buono” e viene generato dall’unità di controllo ed elaborazione (7) confrontando le misure eseguite con dei parametri di validità dell’articolo (Q) e/o di una o più sezioni di detto articolo (Q). L’unità di controllo ed elaborazione (7) confronta le misure eseguite su ogni singolo articolo (Q) e/o su ogni sezione di esso con una serie di parametri impostati dall’utente che riguardano le specifiche dell’articolo.
Se il confronto tra le misure eseguite dall’unità di controllo ed elaborazione (7) e le specifiche restituisce esito positivo, il segnale di scarto sarà di tipo “buono” e l’articolo (Q) può essere ritenuto conforme alle specifiche. In caso contrario, quando il confronto tra le misure eseguite dall’unità di controllo ed elaborazione (7) e le specifiche restituisce esito negativo, il segnale di scarto sarà di tipo “non-buono” e l’articolo (Q) deve essere ritenuto non conforme alle specifiche.
Il sistema di misura (100) permette di effettuare un’analisi dettagliata dell’articolo (Q), sia qualitativamente che quantitativamente.
In particolare, grazie ai due dispositivi di illuminazione (1, 2) rivolti l’uno verso l’altro e aventi asse di illuminazione (X1, X2) coincidente con l’asse longitudinale (X) dell’articolo, il sistema di misura (100) permette che i fasci luminosi (F1, F2) penetrino all’interno del segmento frontale (S1) e del segmento posteriore (S4) dell’articolo (Q), enfatizzando il contrasto alle interfacce (I1, I2) con i segmenti intermedi (S2, S3).
I fasci luminosi (F1, F2), penetrando assialmente all’interno dell’articolo (Q) evidenziano inoltre le caratteristiche geometriche degli eventuali componenti aggiuntivi disposti all’interno dell’articolo (Q).
Inoltre, grazie al fatto che il sensore di rilevazione di immagine (4) è una camera lineare, le immagini lineari rilevate sono focalizzate in corrispondenza degli assi di illuminazione (X1, X2), in cui l’illuminazione è massima e uniforme.
Il sistema di misura (100) permette dunque di effettuare una scansione di ogni articolo (Q), che attraversa l’asse di rilevazione (Z).
Con particolare riferimento alla Fig. 1, il sistema di misura (100) può comprendere un dispositivo trasportatore (6). Il dispositivo trasportatore (6) comprende una pluralità di sedi (60) conformate in modo tale da alloggiare detti articoli (Q).
Vantaggiosamente il dispositivo trasportatore (6) è un dispositivo trasportatore a tamburo, ma può essere un comune dispositivo trasportatore lineare, quale ad esempio un nastro o un dispositivo trasportatore a catena.
Il dispositivo trasportatore (6) comprende un tamburo (5) avente una superficie laterale cilindrica (50) sulla quale sono ricavate detta pluralità di sedi (60). La superfice cilindrica (50) del tamburo (5) ha un raggio (r). Il tamburo (5) presenta un asse di rotazione (Y).
Con riferimento alla Fig. 4, il sistema di misurazione (100) comprende mezzi di movimentazione (M) per muovere il dispositivo trasportatore (6). In particolare, nella forma realizzativa dell’invenzione mostrata nelle Figg. 1 e 2, i mezzi di movimentazione (M) sono atti a far ruotare il tamburo (5) ad una prestabilita velocità di rotazione. A titolo di esempio i mezzi di movimentazione (M) possono comprendere un motore elettrico comprendente un albero motore, sul quale è calettato direttamente il tamburo (5) (direct drive). In alternativa possono essere previsti mezzi di trasmissione che collegano l’albero motore al tamburo (5).
L’asse di rotazione (Y) del tamburo è parallelo agli assi di illuminazione (X1, X2) e ortogonale all’asse di rilevazione (Z). L’asse di rilevazione (Z) è incidente radialmente sulla superficie laterale cilindrica (50).
La frequenza di acquisizione delle immagini può essere fissa o controllata tramite un dispositivo di sincronizzazione tra il dispositivo trasportatore (6) e il sensore di rilevazione di immagini (4). In caso di sincronizzazione, il sistema (100) comprende mezzi di rilevazione di velocità atti a rilevare la velocità del trasportatore (6).
Il sensore di rilevazione di immagini (4) è disposto ad una distanza (d) da detto asse di rotazione (Y) del tamburo (5), maggiore rispetto al raggio (r) della superficie laterale cilindrica (50). Dunque, detto sensore di rilevazione di immagini (4) è disposto all’esterno di detto tamburo (5).
Con riferimento alla Fig. 1, ogni sede (60) del dispositivo di trasporto è un’asola ricavata nella superficie laterale cilindrica (50) del tamburo. Detta asola è conformata in modo tale da alloggiare stabilmente detto articolo (Q).
Ciascuna sede (60) comprende un asse longitudinale (T) parallelo a detti assi di illuminazione (X1, X2). L’asse longitudinale (T) della sede coincide con l’asse longitudinale (X) dell’articolo (Q) quando l’articolo è disposto nella sede (60).
Con riferimento alla Fig. 1, gli assi di illuminazione (X1, X2) sono orientati in modo tale che durante la rotazione del tamburo (5), ogni qualvolta che una sede (60) attraversa l’asse di rilevazione (Z) del sensore di rilevazione di immagini (4), l’asse longitudinale (T) della sede (60) coincide con detti assi di illuminazione (X1, X2).
Con riferimento a Fig. 4, il sistema di misura (100) comprende mezzi di rilevazione velocità (8) atti a rilevare la velocità del trasportatore (6). In questo caso, l’unità di controllo ed elaborazione (7) è collegata elettricamente ai mezzi di rilevazione velocità (4), ai mezzi di movimentazione (M) e al sensore di rilevazione di immagini (4).
Se il trasportatore comprende un tamburo rotante, i mezzi di rilevazione velocità (8) possono essere un encoder atto a contare il numero di giri del tamburo nell’unità di tempo.
L’unita di controllo ed elaborazione (7) riceve dai mezzi di rilevazione velocità (8) la velocità del trasportatore (6). L’unita di controllo ed elaborazione (7) è configurata in modo da controllare:
- i mezzi di movimentazione (M) per controllare la velocità del trasportatore (6), e
- il sensore di rilevazione di immagini (4) per controllare la frequenza con la quale il sensore di rilevazione di immagini (4) acquisisce le immagini.
Preferibilmente detti mezzi di movimentazione (M) movimentano il tamburo (5) in modo tale che l’asse di rilevazione (Z) venga attraversato per esempio da 35 articoli al secondo.
Il sensore di rilevazione di immagini (4) può avere una frequenza di acquisizione prestabilita pari a 60.000 Hz. In alternativa, il sensore di rilevazione di immagini (4) può avere una frequenza di acquisizione sincronizzata con la velocità del dispositivo trasportatore (6). Per tale sincronizzazione si usano i mezzi di rilevazione velocità (8) e l’unita di controllo ed elaborazione (7).
Conoscendo precisamente sia la frequenza di acquisizione del sensore di rilevazione di immagini (4), che la rotazione del tamburo (5), e dunque la velocità con la quale un articolo (Q) attraversa l’asse di rilevazione (Z), si può ricostruire un’immagine complessiva (H1, H2, H3) (Fig. 3A, 3B, 3C) di un articolo (Q) a partire dalle linee di immagini acquisite dal sensore di rilevazione di immagini (4).
A causa di imperfezioni meccaniche, il tamburo (5) può accelerare o decelerare, aumentando o diminuendo la velocità con cui un articolo (Q) passa attraverso l’asse di rilevazione (Z). Quando la frequenza di acquisizione del sensore di rilevazione di immagini (4) è costante, una variazione della velocità con cui l’articolo (Q) passa attraverso l’asse di rilevazione (Z) comporta una distorsione dell’immagine complessiva (H1, H2, H3) dell’articolo (Q) con conseguenti errori di valutazione e misurazione.
In particolare, se la frequenza di acquisizione delle immagini è costante, facendo riferimento alle Figg. 3A, 3B e 3C, in caso di accelerazione del dispositivo trasportatore (6), le linee di immagine acquisite per un singolo articolo (Q) diminuiscono, ottenendo così un’immagine complessiva (H2) dell’articolo (Q) di dimensioni minori rispetto all’immagine complessiva (H1) dell’articolo (Q) reale (ottenibile se il dispositivo trasportatore (6) avesse una velocità costante e pari a quella prestabilita); mentre in caso di decelerazione del dispositivo trasportatore (6), le linee di immagine acquisite per un singolo articolo (Q) aumentano, ottenendo così
un’immagine complessiva (H3) dell’articolo (Q), di dimensioni maggiori rispetto all’immagine complessiva (H1) dell’articolo (Q) reale (Fig. 3A).
L’unità di controllo ed elaborazione (7) è configurata in modo tale da compensare le eventuali accelerazioni/decelerazioni del trasportatore (6), mediante un sistema di sincronizzazione esterno che utilizza i mezzi di rilevazione velocità (8).
Nel caso in cui la frequenza di acquisizione immagini sia prefissata, l’unità di controllo ed elaborazione (7) può usare un opportuno algoritmo di ricostruzione, così che l’immagine complessiva (H1) dell’articolo (Q) abbia dimensioni che corrispondono alle dimensioni reali dell’articolo (Q).
Ulteriormente detta unità di controllo ed elaborazione (7) è configurata in modo tale da elaborare l’immagine ricostruita e compensata. Più precisamente l’unità di controllo ed elaborazione è configurata in modo tale da segmentare l’immagine e/o rilevare le interfacce (I1, I2) tra i segmenti che compongono l’articolo (Q), in modo da ricavare caratteristiche geometriche e dimensionali dei segmenti che compongono detto articolo combinato di forma cilindrica (Q).
Con riferimento alla Fig. 2, il sistema di misura (100) può essere corredato altresì, di un terzo dispositivo di illuminazione (3), il quale ha un asse di illuminazione allineato con l’asse di rilevazione (Z) e genera un fascio luminoso (F3) verso detto sensore di rilevazione di immagini (4).
Il terzo dispositivo di illuminazione (3) ha una distanza, rispetto all’asse di rotazione (Y) del tamburo (5), che è minore del raggio (r) della superficie laterale cilindrica (50), dunque è disposto internamente a detto tamburo (5) e la superficie laterale cilindrica (50) risulta interposta tra detto terzo dispositivo di illuminazione (3) e detto sensore di rilevazione di immagini (4).
Il terzo dispositivo di illuminazione (3) permette l’aumento di contrasto tra segmenti dell’articolo (Q) eventualmente interposti tra segmenti totalmente opachi alla radiazione luminosa, fornendo indicazioni aggiuntive sulla composizione dell’articolo (Q).
Con riferimento a Fig. 5 viene descritto un metodo per la misurazione di parametri geometrici e dimensionali di un articolo (Q) e dei segmenti che lo compongono, mediante l’ausilio del sistema di misura (100) secondo l’invenzione.
Il metodo comprende un passo di alimentazione (201) in cui gli articoli (Q) disposti sul dispositivo trasportatore (6) sono alimentati in modo continuo verso detto sensore di rilevazione immagini (4).
Il passo di alimentazione (201) è un processo continuo che avviene durante la movimentazione del dispositivo trasportatore (6). Gli articoli (Q) possono essere disposti sulle sedi (60) del trasportatore (6) mediante dei tamburi ausiliari di alimentazione (non mostrati) che rilasciano un singolo articolo (Q) per ogni sede (60) del trasportatore (6).
Se il trasportatore (6) è un trasportatore a tamburo, il tamburo (5) ruotando, trasporta uno alla volta gli articoli (Q) attraverso l’asse di rilevazione (Z) del sensore di rilevazione (4).
Quando un articolo passa attraverso l’asse di rilevazione (Z) del sensore di rilevazione (4), il sensore di rilevazione (4) esegue un passo di acquisizione (202) in cui acquisisce una serie di immagini dell’articolo (Q) che vengono inviate all’unità di controllo e elaborazione (7).
L’unità di controllo ed elaborazione (7) dopo aver ricevuto la serie di immagini, esegue un passo di ricostruzione immagine (203) in cui viene creata un’immagine complessiva (H1, H2, H3) dell’articolo (Q).
L’unità di controllo ed elaborazione (7) dopo aver ricostruito l’immagine complessiva (H1, H2, H3), esegue un passo di correzione (204), in cui l’immagine complessiva (H1, H2, H3) viene elaborata in modo tale da compensare eventuali distorsioni.
L’uscita dal passo di correzione (204) è un’immagine complessiva (H1) dell’articolo (Q) ad alta risoluzione, che permette al sistema di eseguire correttamente misure sull’articolo (Q) e sui segmenti che lo costituiscono.
Per ottenere le misure, l’unità di controllo ed
elaborazione (7) effettua un passo di elaborazione (205) sull’immagine complessiva (H1) dell’articolo (Q). In tale passo di elaborazione sono utilizzati algoritmi di elaborazione di immagini, quali ad esempio algoritmi di segmentazione ed estrazione bordi. L’immagine complessiva (H1), corretta, viene segmentata in modo tale da rilevare le interfacce (I1, I2) tra segmenti adiacenti.
Una volta estratte le interfacce (I1, I2) dei segmenti adiacenti, l’unità di controllo ed elaborazione (7) esegue un passo di misura (206) in cui vengono calcolati parametri dimensionali e fisici in modo tale da avere informazioni quantitative oltre che qualitative dell’articolo (Q).
Sulla base delle misure ottenute, l’unità di controllo ed elaborazione (7) comunica una valutazione (207) della conformità dell’articolo (Q) misurato, tramite un segnale di scarto, valutato confrontando le misure eseguite sull’articolo (Q) e/o su segmenti con le specifiche impostate dall’utente. In base al segnale di scarto, l’articolo (Q) può essere scartato dalla produzione o meno.
A seguito della descrizione del sistema di misura (100) e del metodo per il calcolo dei parametri geometrici e dimensionali di un articolo (Q) e dei segmenti che lo compongono, appare evidente come la disposizione di due dispositivi di illuminazione (1, 2) contrapposti tra loro e rivolti l’uno verso l’altro permette, attraverso l’ausilio dell’unità di controllo ed elaborazione (7) e degli algoritmi di segmentazione e di rilevazione bordi, di definire le interfacce (I1, I2) tra segmento adiacenti con opacità differente. Le interfacce (I1, I2) vengono utilizzate per estrapolare parametri dimensionali, geometrici e fisici estremamente precisi e accurati, che consentono di valutare la conformità dell’articolo (Q).
Alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (2)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di misura (100) per la misura e rilevazione di parametri fisici e dimensionali di articoli combinati di forma cilindrica, in cui ciascun articolo (Q) ha un asse longitudinale (X) e comprende un segmento frontale (S1) e un segmento posteriore (S4) in materiale non totalmente opaco e due segmenti adiacenti con opacità diversa tra loro, in modo da generare un’interfaccia (I1, I2) tra i due segmenti adiacenti; detto sistema di misura (100) comprendendo: - un primo dispositivo di illuminazione (1) che genera un fascio luminoso (F1) che incide e attraversa il segmento frontale (S1), in cui il fascio luminoso (F1) del primo dispositivo di illuminazione ha un asse di illuminazione (X1) coincidente con l’asse longitudinale (X) dell’articolo; - un secondo dispositivo di illuminazione (2) che genera un fascio luminoso (F2) che incide e attraversa il segmento posteriore (S4), in cui il fascio luminoso (F2) del secondo dispositivo di illuminazione ha un asse di illuminazione (X2) coincidente con l’asse longitudinale (X) dell’articolo; - un sensore di rilevazione di immagini (4) comprendente un asse di rilevazione (Z) che incide radialmente sull’asse longitudinale (X) dell’articolo; detto sensore di rilevazione di immagini (4) essendo atto ad acquisire una serie di immagini dell’articolo (Q); - un’unità di controllo ed elaborazione (7) configurata in modo elaborare le immagini acquisite dal sensore di rilevazione immagine (4) e calcolare caratteristiche dimensionali, geometriche e fisiche dei segmenti che compongono detto articolo (Q).
  2. 2) Sistema di misura (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: - un dispositivo trasportatore (6) comprendente almeno una sede (60) per l’alloggio di almeno un articolo (Q); e - mezzi di movimentazione (M) per movimentare detto dispositivo trasportatore (6); in cui detta unità di controllo ed elaborazione (7) è configurata in modo da controllare i mezzi di movimentazione (M) del dispositivo trasportatore (6) e/o la frequenza con la quale il sensore di rilevazione di immagini (4) acquisisce immagini, 3) Sistema di misura (100) secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo trasportatore (6) comprende un tamburo (5) avente una superficie laterale cilindrica (50), sulla quale è ricavata detta almeno una sede (60). 4) Sistema di misura (100) secondo la rivendicazione 3, in cui detto tamburo (5) ha un asse di rotazione (Y) parallelo agli assi di illuminazione (X1, X2) di detti primo e secondo dispositivo di illuminazione (1, 2). 5) Sistema di misura (100) secondo la rivendicazione 3, in cui detto primo e detto secondo dispositivo di illuminazione (1, 2) hanno la stessa distanza rispetto ad un piano passante per l’asse di rilevazione (Z) del sensore di rilevazione di immagine e ortogonale a detti assi di illuminazione (X1, X2) di detti primo e secondo dispositivo di illuminazione (1, 2). 6) Sistema di misura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detta superficie laterale cilindrica (50) del tamburo (5) ha un raggio (r); detto sensore di rilevazione di immagini (4) essendo disposto ad una distanza (d) da detto asse di rotazione (Y) del tamburo (5), maggiore rispetto al raggio (r) della superficie laterale cilindrica (50). 7) Sistema di misura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un terzo dispositivo di illuminazione (3) rivolto verso detto sensore di rilevazione di immagini (4); detto terzo dispositivo di illuminazione comprendendo un asse di illuminazione allineato con l’asse di rilevazione (Z) di detto sensore di rilevazione di immagini (4) e generando un fascio luminoso (F3) che investe radialmente l’asse longitudinale (X) dell’articolo. 8) Sistema di misura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sensore di rilevazione di immagini (4) è una camera lineare. 9) Sistema di misura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui detta unità di controllo ed elaborazione (7) è configurata in modo da compensare distorsioni delle immagini, rilevate da detto sensore di rilevazione immagini (4), dovute a accelerazioni/decelerazioni del dispositivo trasportatore (6). 10) Sistema di misura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 9, comprendente inoltre mezzi di rilevazione velocità (8) atti a rilevare la velocità del trasportatore (6); detta unità di controllo e elaborazione (7) essendo configurata in modo da ricevere la velocità del trasportatore dai mezzi di rilevazione velocità e regolare la frequenza di acquisizione immagine del sensore di rilevazione immagine. 11) Metodo per la rilevazione di parametri geometrici e dimensionali di articoli combinati di forma cilindrica, in cui ciascun articolo (Q) ha un asse longitudinale (X) e comprende un segmento frontale (S1) e un segmento posteriore (S4) in materiale non totalmente opaco e due segmenti adiacenti con opacità diversa tra loro, in modo da generare un’interfaccia (I1, I2) tra i due segmenti adiacenti, detto metodo comprendendo i seguenti passi: - illuminazione di detto articolo combinato di forma cilindrica (Q) mediante un primo dispositivo di illuminazione (1) che genera un fascio luminoso (F1) che incide e attraversa il segmento frontale (S1), in cui il fascio luminoso (F1) del primo dispositivo di illuminazione ha un asse di illuminazione (X1) coincidente con l’asse longitudinale (X) dell’articolo e un secondo dispositivo di illuminazione (2) che genera un fascio luminoso (F2) che incide e attraversa il segmento posteriore (S4), in cui il fascio luminoso (F2) del secondo dispositivo di illuminazione ha un asse di illuminazione (X2) coincidente con l’asse longitudinale (X) dell’articolo, e - rilevazione di un’immagine dell’articolo secondo un asse di rilevazione (Z) ortogonale a detti assi di illuminazione (X1). 12) Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente i seguenti passi: - alimentazione (201), in cui almeno un articolo (Q) è disposto su almeno una sede (60) di un dispositivo trasportatore (6) ed alimentato verso un sensore di rilevazione immagini (4); - acquisizione (202), in cui una serie di immagini dell’articolo (Q) vengono rilevate mediante detto sensore di rilevazione di immagini (4); - ricostruzione dell’immagine (203) in cui viene ricostruita un’immagine complessiva (H1, H2, H3) dell’articolo (Q) mediante la serie di immagini rilevate nel passo di acquisizione (202); - correzione (204), in cui vengono compensate eventuali distorsioni dell’immagine complessiva (H1, H2, H3); - elaborazione (205) in cui viene segmentata l’immagine complessiva (H1, H2, H3) e viene identificata almeno un’interfaccia (I1, I2) tra almeno due segmenti adiacenti tra loro che compongono l’articolo (Q); - misura (206), in cui vengono calcolati i parametri dimensionali e geometrici dell’articolo (Q) e dei segmenti che compongono l’articolo (Q), mediante l’ausilio di detta almeno un’interfaccia (I1, I2) identificata nella fase di elaborazione (205); - valutazione (207), in cui viene valutata una conformità dell’articolo (Q) rispetto a determinate specifiche e comunicato un segnale di scarto.
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