IT202000004786A1

IT202000004786A1 - SCANNING HEAD FOR DETECTION OF DEFECTS ON SURFACES AND DETECTION STATION WITH THIS HEAD

Info

Publication number: IT202000004786A1
Application number: IT102020000004786A
Authority: IT
Inventors: Daniel Raspone; Marco Piloni
Original assignee: Geico Spa
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-09-06
Also published as: WO2021176389A1

Description

Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo "Testa di scansione per la rilevazione di difetti su superfici e stazione di rilevazione con tale testa" Description of the industrial invention entitled "Scanning head for the detection of defects on surfaces and detection station with this head"

La presente invenzione si riferisce ad una testa di scansione per la rilevazione di difetti su superfici complesse, quali ad esempio le carrozzerie di autoveicoli. In particolare, i difetti da rilevare possono ad esempio essere difetti estetici su superfici verniciate. The present invention relates to a scanning head for detecting defects on complex surfaces, such as for example motor vehicle bodies. In particular, the defects to be detected can for example be aesthetic defects on painted surfaces.

Ad esempio, i difetti presenti sulle superfici verniciate hanno spesso un carattere tridimensionale, cio? non sono semplicemente delle variazioni locali di colore, ma dei rilievi, delle mancanze di materiale o comunque delle irregolarit? sulla superficie. For example, defects on painted surfaces often have a three-dimensional character, that is? are not simply local variations of color, but reliefs, lack of material or anyway irregularities? on surface.

Questi difetti vengono in gergo chiamati difetti ?estetici? in quanto l?utilizzatore li pu? percepire visivamente. In genere essi hanno dimensioni di almeno 10-20 micron. These defects are commonly referred to as? Aesthetic? as the user can them? perceive visually. Typically they are at least 10-20 microns in size.

Le superfici spaziali da scansionare vengono definite complesse in quanto possono essere una combinazione tra superfici concave e superfici convesse, entrambe anche con raggi di curvatura variabili e con la presenza di cuspidi e di raccordi curvilinei tra le diverse parti che costituiscono la superficie stessa. The spatial surfaces to be scanned are defined as complex as they can be a combination of concave surfaces and convex surfaces, both also with variable radii of curvature and with the presence of cusps and curvilinear connections between the different parts that make up the surface itself.

Ad esempio una scocca di un autoveicolo pu? essere considerata una superficie complessa in quanto possiede le caratteristiche appena descritte. La localizzazione dei difetti su una superficie complessa ? una fase fondamentale del processo industriale in quanto permette di rintracciare ed eventualmente correggere le difettosit? estetiche del prodotto che possono essere percepite dall?utilizzatore finale e che spesso sono considerate un indice di qualit? dell?intero prodotto. For example, a car body can? be considered a complex surface as it possesses the characteristics just described. The localization of defects on a complex surface? a fundamental phase of the industrial process as it allows to trace and eventually correct the defects? aesthetics of the product that can be perceived by the end user and which are often considered an index of quality. of the whole product.

Nella tecnica nota, sono stati proposti sistemi automatici che scansionano la superficie da esaminare in modo da ottenere immagini elettroniche di porzioni della superficie. Le immagini cos? ottenute sono poi elaborate da appositi programmi per computer, appositamente realizzati per individuare difetti sulle superfici. I programmi possono anche suddividere i difetti in base alla loro tipologia (ad esempio, irregolarit? di colore, depressioni, bolle, graffi, ecc.) cos? da segnalare anche il tipo di difetto ed eventualmente proporre possibili rimedi al personale umano o a sistemi automatici di riparazione. In the known art, automatic systems have been proposed which scan the surface to be examined in order to obtain electronic images of portions of the surface. The images so? obtained are then processed by special computer programs, specially designed to identify defects on the surfaces. The programs can also divide the defects according to their type (for example, color irregularities, depressions, bubbles, scratches, etc.). the type of defect should also be reported and possibly proposed remedies to human personnel or automatic repair systems.

Per la corretta individuazione e catalogazione di un difetto ? necessario che la testa di scansione, che produce le immagini da elaborare dai programmi di rilevazione, abbia una sufficiente risoluzione spaziale. Purtroppo, i tradizionali sistemi di scansione ad alta risoluzione, quali ad esempio gli scanner piani, devono essere utilizzati ad una piccola distanza dalla superficie da scansionare (nell?ordine dei 2-3 cm) se non addirittura a contatto con la superficie. Tali distanze sono per? incompatibili con le superfici di forma complessa, come sono ad esempio le carrozzerie di autoveicoli, dove le tradizionali concavit? e sporgenze sulla superfice impediscono uno scorrimento realmente ravvicinato di una tradizionale testa di scansione ad alta risoluzione. For the correct identification and cataloging of a defect? the scanning head, which produces the images to be processed by the detection programs, must have a sufficient spatial resolution. Unfortunately, traditional high resolution scanning systems, such as flatbed scanners, must be used at a small distance from the surface to be scanned (in the order of 2-3 cm) or even in contact with the surface. Such distances are for? incompatible with surfaces with a complex shape, such as car bodies, where the traditional concavit? and protrusions on the surface prevent a really close sliding of a traditional high resolution scan head.

Nella tecnica nota ci si deve perci? in genere accontentare di immagini a relativamente basse risoluzioni e la conseguente rilevazione dei difetti risulta deficitaria per i difetti di pi? piccola dimensione. In the known art one must therefore? generally content with images at relatively low resolutions and the consequent detection of defects is deficient for the defects of pi? small size.

Inoltre, nel caso sia richiesta la catalogazione dei difetti, la relativamente bassa risoluzione offerta dai sistemi noti non sempre permette una precisa catalogazione e provoca sia errori di catalogazione sia la necessit? di utilizzare una catalogazione con poche e ampie classi di difetti. Furthermore, if the cataloging of defects is required, the relatively low resolution offered by the known systems does not always allow a precise cataloging and causes both cataloging errors and the necessity? to use a catalog with few and large classes of defects.

Quest?ultima necessit? costringe in sostanza ad inserire in una stessa classe anche difetti fra loro diversi ma che il sistema noto trova indistinguibili fra loro. L?indicazione del tipo di difetto offerta del sistema noto sar? perci? pi? grossolana e la eventuale proposta per un possibile rimedio o, addirittura, l?operazione automatizzata di riparazione, potr? essere non ottimale e, in alcuni casi, anche completamente errata. This last necessity? it essentially forces to insert in the same class also defects which are different from each other but which the known system finds indistinguishable from each other. The indication of the type of defect offered by the known system will be? why? pi? gross and the possible proposal for a possible remedy or, even, the automated repair operation, can? be suboptimal and, in some cases, even completely incorrect.

Ad esempio, il sistema pu? non essere in grado di distinguere una piccola bolla da una piccola mancanza di vernice e i due difetti verranno perci? necessariamente fatti rientrare in una pi? generica classe di difetto superficiale che verr? probabilmente risolto con una costosa riverniciatura, anche se in realt? la bolla, se correttamente classificata, poteva essere rimossa semplicemente con una leggera abrasione e lucidatura superficiale. For example, the system can? not being able to distinguish a small bubble from a small lack of paint and the two defects will therefore come? necessarily made to fall into a pi? generic class of surface defect that will come? probably solved with an expensive repaint, even if in reality? the bubble, if correctly classified, could be removed simply with a light abrasion and surface polishing.

La relativamente bassa risoluzione dei sistemi noti incrementa inoltre la presenza di falsi positivi, vale a dire le segnalazioni di difetti inesistenti e che possono essere dovute ad irregolarit? ottiche, disturbi del processo di acquisizione della superficie, semplice sporco superficiale, ecc. e che non richiederebbero in realt? alcun intervento riparatore. The relatively low resolution of the known systems also increases the presence of false positives, that is to say the reports of non-existent defects which may be due to irregularities. optics, disturbances of the surface acquisition process, simple surface dirt, etc. and that would not actually require? any repairs.

Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare una testa di scansione che permetta una pi? precisa rilevazione di difetti su superfici anche complesse, come ad esempio le scocche di autoveicoli. Purpose of the present invention? to realize a scan head that allows a pi? precise detection of defects on even complex surfaces, such as vehicle bodies.

In vista di tale scopo, si ? pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una testa di scansione per la rilevazione di difetti su superfici di un oggetto, destinata ad essere movimentata lungo traiettorie di scansione sulle superfici dell?oggetto e comprendente almeno: una telecamera lineare con segmento di ripresa che ? trasversale alle traiettorie di scansione per permettere di comporre immagini delle superfici mediante somma di segmenti di ripresa acquisiti in successione dalla telecamera durante il movimento della testa lungo le traiettorie di scansione; un illuminatore principale disposto prossimo alla telecamera; due illuminatori secondari disposti pi? lontano dalla telecamera nella direzione di movimento della testa lungo le traiettorie di scansione, con uno dei due illuminatori secondari posto anteriormente e l?altro posto posteriormente alla telecamera rispetto alla direzione di movimento della testa lungo le traiettorie di scansione; l?illuminatore principale e gli illuminatori secondari essendo disposti per dirigere propri fasci luminosi a convergere in corrispondenza del segmento di ripresa della telecamera su una superficie da sottoporre a scansione. In view of that purpose, yes? thought of realizing, according to the invention, a scanning head for detecting defects on surfaces of an object, intended to be moved along scanning trajectories on the surfaces of the object and comprising at least: a linear camera with a shooting segment which? transversal to the scan trajectories to allow composing images of the surfaces by adding up the shooting segments acquired in succession by the camera during the movement of the head along the scan trajectories; a main illuminator arranged next to the camera; two secondary illuminators arranged more? away from the camera in the direction of movement of the head along the scan trajectories, with one of the two secondary illuminators placed in front and the other placed behind the camera with respect to the direction of movement of the head along the scan trajectories; the main illuminator and the secondary illuminators being arranged to direct their light beams to converge at the shooting segment of the camera on a surface to be scanned.

Sempre secondo l?invenzione, si ? pensato di realizzare una stazione per la rilevazione di difetti su superfici di un oggetto posto nella stazione, comprendente almeno una delle teste di scansione secondo l?invenzione e un posizionatore che movimenta la testa di scansione lungo traiettorie di scansione sulle superfici dell?oggetto per scansionare con la testa tali superfici. Always according to the invention, yes? thought of creating a station for detecting defects on surfaces of an object placed in the station, comprising at least one of the scanning heads according to the invention and a positioner that moves the scanning head along scanning trajectories on the surfaces of the object to scan with the head such surfaces.

Per rendere pi? chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriver? di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni: To make more? the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the known art will be clearly described. hereinafter, with the help of the attached drawings, an exemplary embodiment applying these principles. In the drawings:

-figura 1 rappresenta una vista schematica di una stazione di rilevazione di difetti con la testa realizzata secondo l?invenzione; figure 1 represents a schematic view of a defect detection station with the head made according to the invention;

-figura 2 rappresenta una vista schematica in sezione longitudinale della testa di scansione secondo l?invenzione; figure 2 represents a schematic view in longitudinal section of the scanning head according to the invention;

-figura 3 rappresenta una vista schematica in prospettiva dall?alto dell?interno della testa di scansione di figura 2; figure 3 represents a schematic perspective view from above of the inside of the scanning head of figure 2;

-figura 4 rappresenta una vista schematica dell?interno della testa, presa secondo la linea IV-IV di figura 2. -figure 4 represents a schematic view of the interior of the head, taken along the line IV-IV of figure 2.

Con riferimento alle figure, in figura 1 ? mostrata una stazione 10 realizzata secondo l?invenzione per rilevare difetti superficiali su un oggetto 11, ad esempio la scocca verniciata di un autoveicolo. I difetti superficiali possono ad esempio comprendere bolle, infossamenti, graffi, mancanze di eventuale vernice, incorporamento di corpi estranei (fili, polvere, ecc.) nella eventuale vernice, ecc. With reference to the figures, in figure 1? shown a station 10 made according to the invention to detect surface defects on an object 11, for example the painted body of a motor vehicle. Surface defects can for example include bubbles, hollows, scratches, lack of any paint, incorporation of foreign bodies (threads, dust, etc.) in any paint, etc.

Vantaggiosamente, la stazione 10 pu? anche comprendere un noto sistema di trasporto 12 che porta sequenzialmente gli oggetti 11 nella stazione e li rimuove dalla stazione dopo le operazioni di rilevazione di eventuali difetti. Il sistema di trasporto pu? essere ad esempio un convogliatore. Nel caso che gli oggetti 11 siano scocche di veicoli, il sistema di trasporto 12 potr? essere un noto trasportatore a skid con le scocche montate su noti skid. La stazione 10 comprende almeno una testa di scansione 13 movimentata per seguire opportune traiettorie 14 (di cui una mostrata a titolo di esempio in figura 1) e scorrere adeguatamente lungo le superfici 15 dell?oggetto 11 sulle quali si desiderano individuare gli eventuali difetti. Advantageously, station 10 can? also comprising a known transport system 12 which sequentially carries the objects 11 into the station and removes them from the station after the operations for detecting any defects. The transport system can? be for example a conveyor. In the event that the objects 11 are vehicle bodies, the transport system 12 will be able to? being a known skid conveyor with the bodies mounted on known skids. The station 10 comprises at least one scanning head 13 which is moved to follow suitable trajectories 14 (one of which is shown by way of example in Figure 1) and to slide adequately along the surfaces 15 of the object 11 on which any defects are to be identified.

In particolare, la testa 13 ? movimentata da un adatto posizionatore motorizzato 16 che pu? vantaggiosamente essere un robot opportunamente programmato per fare scorrere automaticamente la testa lungo le dette traiettorie sopra le superfici dell?oggetto 11. Il robot 16 pu? essere vantaggiosamente un noto braccio robot antropomorfo, ad esempio con sei assi controllabili in modo interpolato, con la testa 13 montata sul polso 17 del robot. Specifically, the head 13? moved by a suitable motorized positioner 16 which can? advantageously to be a robot suitably programmed to automatically slide the head along the said trajectories over the surfaces of the object 11. The robot 16 can? advantageously being a known anthropomorphic robot arm, for example with six axes that can be controlled in an interpolated manner, with the head 13 mounted on the wrist 17 of the robot.

Preferibilmente, come mostrato in figura 1, la testa 13 realizza una scansione sulle superfici 15 dell?oggetto 11 per segmenti di scansione 18 paralleli e trasversali alla traiettoria di movimento della testa. I segmenti di scansione 18 paralleli, che sono via via acquisiti con la testa di scansione grazie al movimento relativo fra testa e superficie da scansionare, compongono cos? le immagini della superficie come somma dei singoli segmenti di scansione. L?acquisizione e somma dei segmenti di scansione, sincronizzate con il movimento del posizionatore 16 possono essere controllate da un opportuno sistema elettronico 41, in s? sostanzialmente noto e perci? qui non ulteriormente mostrato o descritto. Il sistema elettronico 41 potr? anche individuare e classificare i difetti nelle immagini prodotte con il movimento della testa 13, secondo metodi di elaborazione delle immagini in s? noti e perci? qui non ulteriormente mostrati o descritti. In figura 2 ? mostrato schematicamente, in parziale sezione trasversale, l?interno di una testa 13 realizzata secondo l?invenzione. Come si vede nelle figura, all?interno di un involucro 19 della testa ? presente una telecamera 20 e almeno tre illuminatori 21, 22 e 23. Preferably, as shown in Figure 1, the head 13 performs a scan on the surfaces 15 of the object 11 for scanning segments 18 parallel and transverse to the trajectory of movement of the head. The parallel scanning segments 18, which are gradually acquired with the scanning head thanks to the relative movement between the head and the surface to be scanned, compose cos? the surface images as the sum of the individual scan segments. The acquisition and sum of the scanning segments, synchronized with the movement of the positioner 16, can be controlled by an appropriate electronic system 41, in s? substantially known and therefore? not further shown or described here. The electronic system 41 will be able to? also identify and classify defects in images produced with head movement 13, according to image processing methods in s? you notice and therefore? not further shown or described here. In Figure 2? schematically shown, in partial cross section, the interior of a head 13 made according to the invention. How can it be seen in the figure, inside a shell 19 of the head? present a camera 20 and at least three illuminators 21, 22 and 23.

Come si vede sempre in figura 2, vantaggiosamente i tre illuminatori e la telecamera possono avere superficie frontale disposta sostanzialmente su uno stesso piano che definisce o ? prossimo alla faccia 40 di scansione della testa, vale a dire la faccia che viene rivolta verso la superficie da scansionare. Tale faccia pu? essere totalmente aperta oppure chiusa da una superficie trasparente. As can also be seen in Figure 2, advantageously the three illuminators and the camera can have a front surface arranged substantially on the same plane which defines or? next to the scan face 40 of the head, i.e. the face which faces the surface to be scanned. Such a face can? be totally open or closed by a transparent surface.

La telecamera impiegata ? vantaggiosamente di tipo lineare, vale a dire formata da sensori di luce posti su una sola linea, per ottenere sul suo asse ottico, o direzione di vista, una immagine che ? formata sostanzialmente da un segmento di ripresa 24. L?orientamento della telecamera nella testa ? tale da avere il segmento di ripresa 24 che ? trasversale alle traiettorie di scansione della testa. Grazie al movimento relativo della testa sulla superficie, la successione di segmenti 24, ripresi dalla telecamera in modo ravvicinato gli uni agli altri, permetter? di formare l?immagine bidimensionale della superficie scansionata. La telecamera lineare avr? fuoco nel segmento di ripresa 24 e tale fuoco dovr? essere portato a coincidere con la superficie da scansionare. In una stazione di scansione il posizionatore della stazione (ad esempio il posizionatore 16 nella stazione 10) porr? la testa alla corretta distanza dalla superficie da scansionare, cos? che tale fuoco cadr? sulla superficie dell?oggetto nella stazione e il segmento di ripresa 24 coincider? con i segmenti di scansione 18 della testa che si muove lungo le traiettorie 14. The camera used? advantageously of the linear type, ie formed by light sensors placed on a single line, to obtain on its optical axis, or direction of view, an image which? essentially formed by a shooting segment 24. The orientation of the camera in the head? such as to have the recovery segment 24 which? transverse to the scan trajectories of the head. Thanks to the relative movement of the head on the surface, the succession of segments 24, shot by the camera in a close proximity to each other, will allow? to form the two-dimensional image of the scanned surface. The linear camera will have? fire in the shooting segment 24 and this fire will have to? be brought to coincide with the surface to be scanned. In a scanning station the station positioner (for example positioner 16 in station 10) porr? the head at the correct distance from the surface to be scanned, so? that such a fire will fall? on the surface of the object in the station and the shooting segment 24 coincide? with the scanning segments 18 of the head moving along the trajectories 14.

Vantaggiosamente, la telecamera avr? risoluzione lineare fra 1000 e 4000 pixel/linea (vantaggiosamente nell?intorno 2666 pixel/linea), estensione del segmento di ripresa 24 sul piano di fuoco fra 3 e 6 cm, vantaggiosamente di 4cm, una risoluzione in altezza fra 2 e 5micron, preferibilmente 3micron, con un range di funzionamento in altezza fra 1 e 4mm, preferibilmente nell?intorno di 2,6mm. Advantageously, the camera will have? linear resolution between 1000 and 4000 pixels / line (advantageously around 2666 pixels / line), extension of the shooting segment 24 on the plane of focus between 3 and 6 cm, advantageously of 4cm, a resolution in height between 2 and 5micron, preferably 3micron, with an operating height range between 1 and 4mm, preferably around 2.6mm.

Vantaggiosamente la telecamera pu? essere di tipo stereoscopico, in modo da fornire immagini tridimensionali al sistema di elaborazione e catalogazione dei difetti. Ci? permette di classificare pi? facilmente difetti che comportano variazioni di altezza della superficie, distinguendo con maggiore chiarezza ad esempio fra bolle in rilievo e incavi nella superficie verniciata. Advantageously, the camera can? be of a stereoscopic type, in order to provide three-dimensional images to the defect processing and cataloging system. There? allows you to classify more? easily defects that involve variations in the height of the surface, distinguishing with greater clarity, for example, between raised bubbles and hollows in the painted surface.

Vantaggiosamente, gli illuminatori possono essere di tipo a LED preferibilmente cool-white nell?intorno di 5500K. Inoltre, gli illuminatori possono essere con due tipo di focalit? (ad esempio, vantaggiosamente dark field per escludere l?area non esaminata dal sensore, e bright field per fornire una adeguata luminosit? alla linea di cui si sta acquisendo l?immagine. Advantageously, the illuminators can be of the LED type, preferably cool-white in the range of 5500K. Furthermore, the illuminators can be with two types of focus. (for example, advantageously dark field to exclude the area not examined by the sensor, and bright field to provide adequate brightness to the line of which the image is being acquired.

Vantaggiosamente, l?illuminatore 21, detto illuminatore principale, ? il pi? vicino alla telecamera 20 mentre gli altri due illuminatori 22 e 23, detti illuminatori secondari, sono disposti pi? lontano dalla telecamera nella direzione di movimento della testa lungo le traiettorie di scansione. In particolare, uno dei due illuminatori secondari ? posto anteriormente e l?altro ? posto posteriormente alla telecamera rispetto alla direzione di movimento della testa lungo le sue traiettorie di scansione. Advantageously, the illuminator 21, called main illuminator,? the pi? close to the camera 20 while the other two illuminators 22 and 23, called secondary illuminators, are arranged more? away from the camera in the direction of movement of the head along the scan paths. Specifically, one of the two secondary illuminators? placed in front and the other? positioned behind the camera with respect to the direction of movement of the head along its scanning trajectories.

Gli illuminatori 21, 22, 23 sono inclinati rispetto alla direzione di vista della telecamera in modo da indirizzare i propri fasci di luce cos? che siano convergenti verso il segmento di ripresa 34 della telecamera. Inoltre, come bene si vede nelle figure 3 e 4, gli illuminatori sono estesi parallelamente al segmento di ripresa 24 per illuminare la zona della superficie 15 in corrispondenza del segmento di ripresa 24 della telecamera. In particolare, gli illuminatori possono vantaggiosamente emettere fasci di luce sostanzialmente a lama di luce, vale a dire di larghezza comparabile alla lunghezza del segmento di ripresa 24 e di spessore (nella direzione trasversale al segmento di ripresa 24) molto minore della larghezza ma sufficiente ad illuminare in modo sostanzialmente uniforme la superficie 15 in corrispondenza del segmento di ripresa 24 della telecamera. La telecamera sar? impostata per essere a fuoco sul segmento di ripresa 24 sulla superficie 15 sottoposta a scansione. The illuminators 21, 22, 23 are inclined with respect to the direction of view of the camera in order to direct their light beams thus? that are converging towards the shooting segment 34 of the camera. Furthermore, as can be seen in figures 3 and 4, the illuminators are extended parallel to the shooting segment 24 to illuminate the area of the surface 15 in correspondence with the shooting segment 24 of the camera. In particular, the illuminators can advantageously emit substantially blade-like light beams, i.e. of a width comparable to the length of the shooting segment 24 and of a thickness (in the direction transverse to the shooting segment 24) much smaller than the width but sufficient to substantially uniformly illuminating the surface 15 in correspondence with the shooting segment 24 of the camera. The camera will be? set to be focused on shot segment 24 on scanned surface 15.

Vantaggiosamente, i fasci di luce emessi dai tre illuminatori 21, 22 e 23 si incrociano proprio in corrispondenza del segmento di ripresa 34 sulla superficie 15, come bene si vede in figura 2. Advantageously, the light beams emitted by the three illuminators 21, 22 and 23 intersect precisely at the shooting segment 34 on the surface 15, as can be seen in figure 2.

Per comodit?, per definire le inclinazioni di telecamera, illuminatori e testa si far? qui riferimento ad assi 25, 26, 27, 28 e 29 (come visti in figura 2) che sono formati rispettivamente dall?intersezione di un piano trasversale alla estensione principale della testa (vale a dire il piano del disegno in figura 2) con il piano di vista della telecamera lineare (che sulla superficie 15 da scansionare produce un segmento di ripresa 24), i piani delle lame di luce emesse dagli illuminatori ed estesi parallelamente al segmento di ripresa 24, e al piano di ripresa della testa che ? qui definito come piano che si estende trasversalmente alla traiettoria ed ? in genere perpendicolare alla superficie da scansionare lungo il segmento di ripresa 24 (in altre parole, l?asse 29 ? l?asse principale di visione della testa che il posizionatore 16 mantiene sostanzialmente perpendicolare alla superficie 15 durante la scansione). Vantaggiosamente, l?asse principale 29 pu? essere sostanzialmente perpendicolare alla summenzionata faccia 40 di scansione della testa. For convenience, to define the inclinations of the camera, lights and head will be done? here reference to axes 25, 26, 27, 28 and 29 (as seen in figure 2) which are formed respectively by the intersection of a transversal plane to the main extension of the head (i.e. the plane of the drawing in figure 2) with the view plane of the linear camera (which on the surface 15 to be scanned produces a shooting segment 24), the planes of the blades of light emitted by the illuminators and extended parallel to the shooting segment 24, and the shooting plane of the head which? defined here as a plane that extends transversely to the trajectory and d? generally perpendicular to the surface to be scanned along the shooting segment 24 (in other words, axis 29 is the main viewing axis of the head which the positioner 16 maintains substantially perpendicular to the surface 15 during scanning). Advantageously, the main axis 29 can? be substantially perpendicular to the aforementioned scan face 40 of the head.

? stato trovato particolarmente vantaggioso che l?illuminatore principale 21 abbia il suo asse 26 di emissione della luce che ? inclinato di un angolo 33 compreso fra 10? e 60? rispetto all?asse 25 della telecamera e, preferibilmente, nell?intorno di 26 gradi. ? it has been found particularly advantageous for the main illuminator 21 to have its light-emitting axis 26 which? inclined by an angle 33 between 10? and 60? with respect to the axis 25 of the camera and, preferably, around 26 degrees.

? stato trovato particolarmente vantaggioso che i due illuminatori secondari 22 e 23 abbiano i rispettivi assi 27 e 28 di emissione della luce oppostamente inclinati rispetto all?asse 25 della telecamera, rispettivamente con un angolo 30 compreso fra 10? e 90?, e preferibilmente nell?intorno di 39?, e un angolo 31 compreso fra 10? e 90? e preferibilmente nell?intorno di 65?. ? It has been found particularly advantageous for the two secondary illuminators 22 and 23 to have their respective light emission axes 27 and 28 oppositely inclined with respect to the axis 25 of the camera, respectively with an angle 30 comprised between 10? and 90?, and preferably around 39?, and an angle 31 between 10? and 90? and preferably around 65 ?.

Preferibilmente, gli illuminatori secondari hanno i rispettivi assi 27 e 28 con inclinazione simmetrica rispetto all?asse principale 29, vale a dire con angolo totale fra gli assi 27 e 28 che ? bisecato dall?asse principale 29. Tale telecamera 20 ha il suo asse ottico 25, o direzione di vista, che ? vantaggiosamente inclinato di un angolo 32 rispetto all?asse principale 29 della testa. L?angolo 32 pu? essere vantaggiosamente compreso fra 5? e 40? e, preferibilmente, nell?intorno di 13?. Preferably, the secondary illuminators have their respective axes 27 and 28 with symmetrical inclination with respect to the main axis 29, that is to say with a total angle between the axes 27 and 28 which? bisected by the main axis 29. This camera 20 has its optical axis 25, or direction of view, which? advantageously inclined at an angle 32 with respect to the main axis 29 of the head. Corner 32 can advantageously be included between 5? and 40? and, preferably, around 13 ?.

Come si vede bene in figura 2, le inclinazioni di telecamera 20 e dell?illuminatore principale 21 sono preferibilmente simmetriche rispetto all?asse principale 29, cosicch? l?angolo fra gli assi 27 e 28 ? bisecato dall?asse 29. As can be clearly seen in Figure 2, the inclinations of the camera 20 and of the main illuminator 21 are preferably symmetrical with respect to the main axis 29, so that the angle between the axes 27 and 28? bisected by axis 29.

Con la testa secondo l?invenzione, si ha una perfetta linea di scansione che ? illuminata con una illuminazione uniforme sostanzialmente somma dei tre illuminatori e con tre differenti inclinazioni della luce nella direzione di movimento della testa (e perci? in direzione trasversale al segmento di scansione 24 della telecamera). Tale illuminazione composita ? stata trovata permettere una elevata risoluzione e una migliorata individuazione dei difetti e delle classi di difetti mantenendo anche una sensibile distanza dalla superficie da scansionare. Ci? permette di seguire con la testa 13 le superficie complesse di una scocca di autoveicolo e ottenere la desiderata scansione ad alta risoluzione necessaria per distinguere adeguatamente i difetti su tali superfici complesse. Inoltre, la possibilit? di mantenere la testa ad una buona distanza dalla superficie semplifica il funzionamento del posizionatore 16 che pu? pi? facilmente evitare interferenze fra la testa di scansione e l?oggetto 11 da scansionare. With the head according to the invention, you have a perfect scan line that? illuminated with a uniform illumination substantially sum of the three illuminators and with three different inclinations of the light in the direction of movement of the head (and therefore in a direction transverse to the scanning segment 24 of the camera). Such composite lighting? has been found to allow a high resolution and an improved detection of defects and defect classes while also maintaining a significant distance from the surface to be scanned. There? it allows to follow with the head 13 the complex surfaces of a motor vehicle body and to obtain the desired high resolution scan necessary to adequately distinguish the defects on such complex surfaces. Furthermore, the possibility? to keep the head at a good distance from the surface simplifies the operation of the positioner 16 which can? pi? easily avoid interference between the scanning head and the object 11 to be scanned.

Ad esempio, la risoluzione ottica pu? essere anche di soli 15micron/pixel o anche meno, rimanendo con la testa ad una distanza dalla superficie 15 sufficientemente elevata da non avere problemi nei movimenti su di essa. For example, the optical resolution can? be even only 15micron / pixel or even less, remaining with the head at a sufficiently high distance from the surface 15 not to have problems in the movements on it.

Una stazione dotata della testa di scansione secondo l?invenzione pu? cos? rilevare i difetti e permetterne la corretta catalogazione per segnalarne la posizione e le eventuali misure correttive con una elevata precisione. A station equipped with the scanning head according to the invention can cos? detect defects and allow their correct cataloging to indicate their position and any corrective measures with high precision.

A titolo di esempio, con la testa secondo l?invenzione ? possibile distinguere tra loro e catalogare con ottima precisione bolle, disuniformit? o mancanze di vernice, graffi o corpi estranei inglobati nella vernice, ecc. anche di dimensioni nell?ordine di pochi micrometri o decine di micrometri. By way of example, with the head according to the invention? Is it possible to distinguish between them and catalog bubbles, non-uniformities with excellent precision? or lack of paint, scratches or foreign bodies embedded in the paint, etc. even of dimensions in the order of a few micrometers or tens of micrometers.

E? a questo punto chiaro come si siano raggiunti gli scopi dell?invenzione. Grazie ai principi dell?invenzione, la localizzazione, la catalogazione e l?eventuale rimozione dei difetti ? rapida, precisa ed efficiente. AND? at this point it is clear how the purposes of the invention have been achieved. Thanks to the principles of the invention, the localization, the cataloging and the eventual removal of defects? fast, precise and efficient.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione ? riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perci? essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Of course, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention? reported as an example of these innovative principles and must not therefore? be taken as a limitation of the scope of the patent claimed herein.

Ad esempio, la testa pu? avere una forma e/o proporzioni differenti da quelle mostrate, a seconda ad esempio della forma della telecamere e degli illuminatori impiegati per realizzarla e/o della conformazione ed estensione delle superfici da scansionare. Ad esempio, la testa pu? avere pianta quadrata anzich? rettangolare ed essere anche di dimensioni pi? ridotte di quelle mostrate nei disegni, in modo ad esempio di ispezionare superfici pi? piccole, co maggiore concavit? o in spazi angusti. Il segmento di scansione della telecamera (e perci? della testa) potr? anche essere pi? o meno lungo a seconda della estensione delle superfici e della velocit? di scansione desiderata. For example, the head can? have a shape and / or proportions different from those shown, depending for example on the shape of the cameras and the illuminators used to make it and / or on the conformation and extension of the surfaces to be scanned. For example, the head can? have a square plan instead? rectangular and also be of a larger size? reduced than those shown in the drawings, in order, for example, to inspect larger surfaces? small, co greater concavity? or in tight spaces. The scan segment of the camera (and therefore of the head) can? also be more? or less long depending on the extension of the surfaces and the speed? desired scan.

Come ora facilmente immaginabile dal tecnico, ? anche possibile realizzare la testa con pi? telecamere e/o pi? illuminatori affiancati nella direzione trasversale alle traiettorie di scansione, in modo da ottenere segmenti di ripresa pi? o meno lunghi a seconda delle specifiche esigenze. How now easily imaginable by the technician,? it is also possible to make the head with more? cameras and / or more? illuminators placed side by side in the direction transversal to the scanning trajectories, in order to obtain more shooting segments? or shorter depending on specific needs.

Inoltre, potr? essere impiegato un posizionatore della testa differente da quello mostrato e descritto a titolo di esempio. In particolare, potrebbe essere impiegato un posizionatore cartesiano o un portale, anche in funzione della geometria dell?oggetto da scansionare. Nella stazione possono anche essere presenti pi? teste di scansione, anche di differente tipologia e anche supportate da differenti posizionatori, per operare in parallelo e velocizzare le operazioni di scansione di tutte le superfici dell?oggetto da controllare. In addition, it can? a head positioner different from that shown and described by way of example be used. In particular, a Cartesian positioner or a portal could be used, also depending on the geometry of the object to be scanned. In the station can also be present more? scanning heads, even of different types and also supported by different positioners, to operate in parallel and speed up the scanning operations of all the surfaces of the object to be controlled.

Claims

Claims 1. Scanning head (13) for detecting defects on surfaces (15) of an object (11), intended to be moved along scanning trajectories (14) on the surfaces of the object and comprising at least: -a linear camera (20) with shooting segment (24) which? transversal to the scanning trajectories (14) to allow composing images of the surfaces by adding up the shooting segments (24) acquired in succession by the camera during the movement of the head along the scanning trajectories (14); - a main illuminator (21) arranged close to the camera (20); -two secondary illuminators (22, 23) arranged more? away from the camera (20) in the direction of movement of the head along the scanning trajectories (14), with one of the two secondary illuminators (22, 23) placed in front and the other placed behind the camera (20) with respect to the direction of movement of the head along the scanning trajectories (14); the main illuminator (21) and the secondary illuminators (22, 23) being arranged to direct their own light beams to converge at the shooting segment (24) of the camera on a surface (15) to be scanned.

2. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that the main illuminator (21) has a light emission axis (26) which? inclined by an angle (33) between 10? and 60? with respect to the axis (25) of the camera and, preferably, around 26 degrees.

3. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that the two secondary illuminators (22, 23) have their respective light emission axes (27, 28) which are oppositely inclined with respect to a direction of view (25 ) of the camera, respectively with an angle (30) between 10? and 90?, and preferably around 39?, and an angle (31) between 10? and 90? and preferably around 65 ?.

4. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that the two secondary illuminators (22, 23) have the respective light emission axes (27, 28) which have a symmetrical inclination with respect to a main axis (29). ) of view of the head.

5. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that the camera (20) has a viewing direction (25) which? advantageously inclined at an angle (32) with respect to the main axis (29) of view of the head which is between 5? and 40? and, preferably, around 13 ?.

6. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that the camera (20) has a view direction (25) and the main illuminator (21) has a light emission axis (26) which are symmetrically inclined with respect to a main axis (29) of view of the head.

7. Scanning head (13) according to claim 1, characterized in that? intended to scan objects (11) in the form of vehicle bodies.

8. Station for the detection of defects on surfaces (15) of an object (11) placed in the station, comprising at least one scanning head (13) made according to any one of the preceding claims and a positioner (16) which moves the scanning (13) along scanning trajectories (14) on the surfaces of the object to scan these surfaces with the head (15).

Station according to claim 8, characterized in that the positioner (16)? a robot programmed to slide the head along the said trajectories over the surfaces of the object (11).

Station according to claim 9, characterized in that the robot (16)? an anthropomorphic robot arm with the head (13) mounted on a wrist (17) of the robot.

11. Station according to claim 8, characterized in that? there is a line (12) for the sequential transport of the objects (11) inside and outside the station.

Station according to claim 8, characterized in that? intended to scan objects (11) in the form of vehicle bodies.