IT202000007837A1 - Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione riguarda un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica. In aggiunta, la presente invenzione riguarda un sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto che comprende almeno un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica.

[0002] In particolare, con ?dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica? si intende che il dispositivo ? adatto misurare la distanza tra la sua posizione e un oggetto, in particolare un suo piano di riferimento o una sua superficie, con risoluzione e accuratezza dell?ordine del micron e su un range di misura compreso tra 1 millimetro e 100 millimetri.

[0003] Preferibilmente, una analoga definizione del ?dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica? ? anche ?dispositivo trasduttore non a contatto di spostamento a risoluzione micrometrica? (in inglese ?displacement transducer?).

[0004] Per contestualizzare ulteriormente la presente invenzione, si puntualizza che il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica si colloca nel settore della tecnica dei dispositivi di controllo dimensionale per misure di precisione in ambito industriale.

[0005] In tale contesto, detti dispositivi di controllo dimensionale sono classificati come dispositivi a contatto e dispositivi non a contatto.

[0006] Entrambe le suddette categorie trovano applicazione oltre che nella misura dimensionale di pezzi meccanici anche nell?industria della fabbricazione di componenti in vetro, aventi superfici sia piane che curve. Trattasi ad esempio della misura di vetri e di altri materiali trasparenti anche di grande dimensione come ad esempio quelli utilizzati nel settore automobilistico, o ferroviario o aereonautico, dove ? necessaria un?accurata verifica delle loro caratteristiche metrologiche sia prima dell?immissione sul mercato che durante il loro processo di fabbricazione.

[0007] I dispositivi a contatto sono caratterizzati da una parte mobile che durante la misura contatta la superficie dell?oggetto rispetto alla quale si vuole misurare la distanza o la dimensione.

[0008] Limitazione tipica dei dispositivi a contatto ? insita nella loro natura, ossia nella modalit? di funzionamento.

[0009] ? stato infatti riscontrato che il contatto della parte mobile del dispositivo con la superficie pu? causare spostamenti e/o deformazioni dell?oggetto in misura, non garantendo, quindi, una misurazione accurata e/o dando luogo a possibili danneggiamenti dell?oggetto stesso.

[00010] I dispositivi non a contatto noti sono classificabili in differenti tipologie, in funzione del proprio principio di funzionamento.

[00011] I dispositivi non a contatto pi? importanti sono quelli di tipo ottico, ovvero utilizzanti la luce come mezzo per effettuare la misura. Tali dispositivi eseguono la misurazione della distanza da un oggetto, ad esempio analizzando l?intensit? di un fascio di luce riflessa, oppure utilizzando la tecnologia di triangolazione laser, oppure sono di tipo confocale (monocromatico o policromatico), oppure utilizzando il principio dell?interferometria.

[00012] I dispositivi non a contatto risolvono le criticit? tipiche dei dispositivi a contatto sopra descritte; tuttavia i noti dispositivi non a contatto presentano a loro volta una serie di problematiche dovute sia alla metodologia di misura, sia alla natura e alle caratteristiche della superficie dell?oggetto rispetto al quale si esegue la misura.

[00013] In particolare, l?esecuzione di misure dimensionali non a contatto di tipo ottico su oggetti con superfici trasparenti o semitrasparenti presenta significative difficolt?. Ad esempio, se la superficie ? trasparente il metodo della triangolazione laser non ? utilizzabile. Ad esempio, i sensori di rilevazione che analizzano l?intensit? di un fascio di luce riflesso come segnale utile per la misura della distanza sono affetti da errori dovuti ad altre grandezze fisiche come il valore della temperatura ambiente e la riflettanza della superficie stessa. Ad esempio, i dispositivi con sensori di tipo confocale o con interferometri, superano alcune delle suddette problematiche e limitazioni, ma sono estremamente complessi e costosi e quindi di limitato utilizzo per misure su larga scala in ambiente industriale.

[00014] Il quadro dello stato della tecnica sopra esposto evidenzia come ? estremamente sentita l?esigenza di disporre di un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica che esegua le rilevazioni non a contatto superando le problematiche e le limitazioni delle soluzioni note.

[00015] Lo scopo della presente invenzione ? quindi quello di fornire un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica di semplice utilizzo, elevata accuratezza ed affidabilit? nonch? costi contenuti, in maniera tale da risultare applicabile nel settore della misura in ambito industriale e nei settori di tecnologia avanzata.

[00016] Tale scopo ? raggiunto mediante un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica dalle caratteristiche rivendicate nella rivendicazione 1. Analogamente, tale scopo ? raggiunto mediante un sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto che comprende un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica in accordo con la rivendicazione 12.

[00017] Le rivendicazioni da queste dipendenti mostrano varianti di realizzazione preferite comportanti ulteriori aspetti vantaggiosi.

[00018] Inoltre, ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione appariranno dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo non limitativo, con riferimento alle annesse figure nelle quali:

[00019] - la figura 1 mostra una schematizzazione di un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica secondo la presente invenzione, in una vista in prospettiva in sezione assiale;

[00020] ? le figure 2 e 2a sono due viste schematizzate in sezione, rispettivamente longitudinale e trasversale, di un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica secondo una forma preferita di realizzazione;

[00021] ? la figura 3 mostra una schematizzazione di una prima misura su un bersaglio caratterizzato da riflessione speculare eseguita mediante un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica in accordo con la presente invenzione;

[00022] ? le figure 3? e 3? rappresentano due grafici relativi alla misura di cui alla schematizzazione di figura 3;

[00023] ? la figura 4 mostra una schematizzazione di una seconda misura eseguita su un bersaglio caratterizzato da riflessione speculare mediante un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica in accordo con la presente invenzione, in cui l?oggetto ? posizionato ad una distanza diversa rispetto alla schematizzazione di cui alla figura 3;

[00024] ? le figure 4? e 4? rappresentano due grafici relativi alla misura di cui alla schematizzazione di figura 4;

[00025] ? la figura 5 mostra una schematizzazione di una terza misura eseguita su un bersaglio semitrasparente mediante un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica in accordo con la presente invenzione;

[00026] ? le figure 5? e 5? rappresentano due grafici relativi alla misura di cui alla schematizzazione di figura 5;

[00027] ? la figura 6 mostra una schematizzazione di una quarta misura eseguita su un bersaglio caratterizzato da riflessione speculare e inclinato mediante un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica in accordo con la presente invenzione;

[00028] ? le figure 6? e 6? rappresentano due grafici relativi alla misura di cui alla schematizzazione di figura 6;

[00029] ? la figura 7 mostra un segnale ottenuto tramite un sensore di immagine compreso in un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica secondo la presente rilevazione, secondo la misura di cui alla figura 4;

[00030] ? la figura 8 mostra un segnale ottenuto tramite un sensore di immagine compreso in un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica secondo la presente rilevazione, secondo la misura di cui alla figura 5;

[00031] ? la figura 9 mostra un segnale ottenuto tramite un sensore di immagine compreso in un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica secondo la presente rilevazione, secondo la misura di cui alla figura 6;

[00032] ? la figura 10 illustra una vista ingrandita di una forma di realizzazione preferita di alcuni componenti compresi nel dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica, in particolare di una sorgente luminosa, di un elemento di barriera alla luce e di un gruppo ottico.

[00033] Nelle figure in allegato, con il numero di riferimento 1 ? indicato un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica, in accordo con la presente invenzione.

[00034] Il dispositivo di rilevazione 1 oggetto della presente invenzione ? adatto a rilevare la distanza da un oggetto 900 dotato di una superficie riflettente 950. Preferibilmente, nella presente trattazione i termini ?oggetto? o ?prodotto? sono utilizzati sostanzialmente come sinonimi.

[00035] Preferibilmente, l?oggetto 900 ? un corpo comprendente almeno una superficie caratterizzata da riflessione speculare totale o parziale.

[00036] Preferibilmente, l?oggetto 900 ? in vetro o in altro materiale trasparente o semi-trasparente.

[00037] Preferibilmente, l?oggetto 900 ? una lastra o un foglio in vetro. Nella forma di realizzazione, in cui l?oggetto 900 ? una lastra o un foglio in materiale trasparente o semi-trasparente, ad esempio in vetro, questo comprende sul primo lato la superficie riflettente 950 e sul secondo lato una seconda superficie riflettente 955. Preferibilmente, le due superfici riflettenti rappresentano le superfici esterne di una lastra in vetro. Preferibilmente, il primo lato ? in una posizione prossimale al dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 mentre il secondo lato ? in una posizione distale dal dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1.

[00038] ? oggetto della presente invenzione anche un sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto, adatto a verificare la conformit? e le caratteristiche di un oggetto 900 comprendendo almeno un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 in accordo con la presente invenzione.

[00039] Secondo una forma preferita di realizzazione, il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto comprende un telaio di supporto sul quale sono posizionati una pluralit? di dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica 1. Preferibilmente, detto telaio di supporto ? adatto a supportare i dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica 1 ciascuno in una rispettiva posizione preferita e prestabilita. Preferibilmente, detti dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica 1 rilevano simultaneamente caratteristiche dell?oggetto 900, in punti diversi.

[00040] In accordo con una forma preferita di realizzazione, il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto comprende un sistema di movimentazione che monta uno o pi? dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica 1 per effettuare una scansione di un oggetto 900.

[00041] Secondo una forma preferita di realizzazione, il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto trova specifica applicazione nell?industria produttiva di prodotti lastriformi in vetro, ad esempio nell?industria produttiva di vetri per il settore automobilistico, ferroviario o aereonautico.

[00042] Preferibilmente, il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto ? adatto a verificare le caratteristiche del prodotto ?vetro? nella sua interezza. Preferibilmente, il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto ? adatto a verificare l?integrit?, lo spessore ed eventualmente la curvatura e/o la planarit? del vetro.

[00043] In accordo con la presente invenzione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 si estende lungo un asse X-X.

[00044] Preferibilmente, come di seguito ampiamente descritto, l?asse X-X ? anche l?asse lungo il quale ? eseguita la misura.

[00045] Indicativamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 misura la posizione dell?oggetto 900 lungo detto asse X-X, in cui detto oggetto 900 ? posizionato ad una distanza compresa tra 1 millimetro e 100 millimetri. Preferibilmente, detto oggetto 900 ? posizionato ad una distanza compresa tra 1 millimetro e 100 millimetri dall?estremit? del dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1.

[00046] In accordo con la presente invenzione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 comprende una sorgente luminosa 2 che produce un fascio di luce emessa ?Le? verso l?oggetto 900.

[00047] In particolare, la sorgente luminosa 2 produce un fascio di luce emessa ?Le? in una direzione di emissione, preferibilmente sostanzialmente parallela all?asse X-X. In altre parole, la sorgente luminosa 2 produce un fascio di luce incoerente e divergente lungo l?asse X-X.

[00048] Secondo una forma preferita di realizzazione, la sorgente luminosa 2 ? posizionata corrispondentemente all?asse X-X.

[00049] In accordo con una forma preferita di realizzazione, la sorgente luminosa 2 ? un LED.

[00050] Secondo una forma preferita di realizzazione, la sorgente luminosa 2 ? un LED BLU.

[00051] In accordo con una forma preferita di realizzazione, la sorgente luminosa 2 ? un LED BLU in forma di chip nudo (in inglese ?bare die?).

[00052] In accordo con la presente invenzione, la sorgente luminosa 2 produce un fascio di luce emessa ?Le? verso la superficie riflettente 950 in maniera tale che la superficie riflettente 950 riflette un fascio di luce riflessa ?Lr? lungo una direzione di riflessione sostanzialmente opposta alla direzione di emissione.

[00053] In accordo con la presente invenzione, inoltre, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 comprende un elemento di barriera alla luce 3 posizionato sul lato opposto della sorgente luminosa 2 rispetto alla detta direzione di emissione. In altre parole, detto elemento di barriera alla luce 3 ? adatto ad impedire il passaggio del fascio di luce riflessa ?Lr?.

[00054] Preferibilmente, l?elemento di barriera alla luce 3 ? sostanzialmente piano e ortogonale rispetto all?asse X-X.

[00055] Secondo la presente invenzione, detto elemento di barriera alla luce 3 comprende almeno una fenditura 30 attraversabile dal fascio di luce riflessa ?Lr?. Preferibilmente, detta fenditura 30 ? si estende, in maniera passante, in una direzione parallela all?asse X-X.

[00056] In altre parole, l?elemento di barriera alla luce 3 impedisce il passaggio della luce, vale a dire che impedisce il passaggio del fascio di luce riflessa ?Lr?, ad eccezione che per lo spazio dell?almeno una fenditura 30.

[00057] In accordo con la presente invenzione, la fenditura 30 ? appositamente sagomata.

[00058] In accordo con una forma preferita di realizzazione, la fenditura 30 ha sagoma sostanzialmente circolare. In altre parole, la fenditura 30 si estende sostanzialmente di 360?. Preferibilmente, la fenditura 30 ? centrata sull?asse X-X.

[00059] Preferibilmente, la fenditura 30 comprende, ed ? delimitata da, un primo bordo fenditura 31, preferibilmente il bordo interno, e un secondo bordo fenditura 32, preferibilmente il bordo esterno.

[00060] Secondo una forma preferita di realizzazione, la fenditura 30 ha larghezza compresa tra il primo bordo fenditura 31 e il secondo bordo fenditura 32, tra i 5 micron e i 500 micron. Preferibilmente, la fenditura 30 ha larghezza compresa tra il primo bordo fenditura 31 e il secondo bordo fenditura compresa tra 10 e 100 micron.

[00061] In accordo con la presente invenzione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 comprende un gruppo di rilevazione 5 adatto a rilevare e analizzare il fascio di luce che attraversa la fenditura 30.

[00062] Detto gruppo di rilevazione 5 comprende un sensore di immagine 50 sul quale ? rilevata una proiezione 500 del fascio di luce riflessa ?Lr? che attraversa la fenditura 30.

[00063] In accordo con una forma preferita di realizzazione, la proiezione 500 presenta un primo bordo proiezione 501 e un secondo bordo proiezione 502, funzione della forma della fenditura 30.

[00064] Ad esempio, in una forma preferita di realizzazione, con fenditura 30 di forma sostanzialmente circolare, anche le proiezioni 500 rilevate sul sensore di immagine 50 hanno forma sostanzialmente circolare.

[00065] In accordo con una forma preferita di realizzazione, la fenditura 30 ? sostanzialmente circolare. Tuttavia, la forma della fenditura 30 non ? limitante nei confronti della presente invenzione.

[00066] Secondo una forma preferita di realizzazione, il sensore di immagine 50 ? un sensore CMOS.

[00067] Secondo una forma preferita di realizzazione, il sensore CMOS ha un?area attiva compresa tra 1*1 millimetri^2 e 30*30 millimetri^2. Preferibilmente, il sensore CMOS ha un?area attiva compresa tra 1*1 millimetri^2 e 10*10 millimetri^2. Preferibilmente, il sensore CMOS ha un?area attiva compresa tra 1*1 millimetri^2 e 4*4 millimetri^2. Preferibilmente, il sensore CMOS ha un?area attiva di circa 1.5*1.5 millimetri^2.

[00068] Secondo una forma preferita di realizzazione il sensore di immagine 50 ? posizionato in maniera tale da avere il centro dell?area attiva in corrispondenza con l?asse X-X.

[00069] In aggiunta, il gruppo di rilevazione 5 comprende un assieme di elaborazione e controllo 51 operativamente connesso al sensore di immagine 50 adatto ad analizzare la sagoma e la posizione di detta proiezione 500.

[00070] Preferibilmente, l?assieme di elaborazione e controllo 51, analizzando la sagoma e la posizione della proiezione 500, ? adatto ad individuare distanza e caratteristiche della superficie riflettente 950 dell?oggetto 900.

[00071] In accordo con una forma preferita di realizzazione, l?assieme di elaborazione e controllo 51 comprende una unit? di conversione e trasmissione dati 51? operativamente connessa con il sensore di rilevazione 50 adatta a leggere e convertire i dati generati da detto sensore di rilevazione 50.

[00072] Inoltre, l?assieme di elaborazione e controllo 51 comprende una unit? di elaborazione e controllo 51?, operativamente connessa con l?unit? di conversione e trasmissione dati 51?, adatta a ricevere i dati letti dall?unit? di conversione e trasmissione dati 51? per analizzarli e per verificare quindi la geometria e la posizione di detta proiezione 500.

[00073] Secondo una forma preferita di realizzazione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 comprende, inoltre, un gruppo ottico 4 adatto a convergere il fascio di luce di riflessa ?Lr? che attraversa la fenditura 30 verso il sensore di immagine 50.

[00074] Nelle tavole in allegato, il gruppo ottico 4 ? mostrato in una forma preferita di realizzazione, puramente schematica e simulata. Ad eccezione delle caratteristiche di seguito descritte, il gruppo ottico 4 non ? limitato ad una specifica forma di realizzazione.

[00075] Secondo una forma preferita di realizzazione, il gruppo ottico 4 comprende una o pi? lenti. Preferibilmente, dette lenti sono sferiche o asferiche.

[00076] In accordo con una forma preferita di realizzazione, il numero di lenti comprese nel gruppo ottico 4 ? quanto pi? limitato possibile.

[00077] Preferibilmente, il gruppo ottico 4, infatti, ? progettabile in maniera tale da raggiungere il giusto compromesso tra prestazioni richieste, efficacia, dimensioni e costi.

[00078] In accordo con una forma preferita di realizzazione, il gruppo ottico 4 comprende due lenti sferiche piano-convesse assialmente distanziate.

[00079] Secondo una forma preferita di realizzazione, il gruppo ottico 4 comprende una superficie di base 41 affacciata all?oggetto 900. Preferibilmente, detta superficie di base 41 ? assialmente prossimale all?oggetto 900.

[00080] In accordo con una forma preferita di realizzazione detta superficie di base 41 ? planare. Preferibilmente, la superficie di base 41 ? ortogonale all?asse X-X.

[00081] In accordo con una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce 30 ? posizionato sulla superficie di base 41.

[00082] In accordo con una forma preferita di realizzazione, sorgente luminosa 2 e elemento di barriera alla luce 3 sono solidalmente connessi.

[00083] Preferibilmente, entrambi sono quindi solidalmente connessi con il gruppo ottico 4.

[00084] Secondo una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce 3 ? in metallo.

[00085] In accordo con una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce 3 ? in un materiale conduttivo alla corrente. Preferibilmente, l?elemento di barriera alla luce 3 ? adatto ad alimentare elettricamente la sorgente luminosa 2 su di esso montato. Preferibilmente, l?elemento di barriera alla luce 3 ha forma tale da individuare un polo positivo e un polo negativo operativamente connessi con la sorgente luminosa 2. In accordo con una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce 3 ? ottenuto depositando almeno un film di materiale non attraversabile dalla luce su detta superficie di base 41.

[00086] Preferibilmente, l?elemento di barriera alla luce 3 ? costituito da almeno un film di materiale elettricamente conduttivo. Preferibilmente, l?elemento di barriera alla luce 3 ? costituito da uno o pi? film di materiale metallico conduttivo. Preferibilmente, detta operazione di deposito dell?almeno un film di materiale sulla superficie di base 41 ? eseguita mediante operazioni di metallizzazione.

[00087] La figura 10, mostra un esempio non limitante di con una forma preferita di realizzazione di un gruppo ottico 4 (schematizzato), di un elemento di barriera alla luce 3 solidalmente poggiato alla superficie di base 41 di detto gruppo ottico 4 e di una sorgente luminosa 2 a LED montata ed alimentata elettricamente dall?elemento di barriera alla luce 3. In accordo con tale forma preferita di realizzazione, la fenditura 30 ? appositamente conformata per dividere il polo positivo dal polo negativo.

[00088] Inoltre, sempre in accordo con tale forma preferita di realizzazione, la sorgente luminosa 2 ? operativamente connessa all?elemento di barriera per la luce 3 tramite tecniche di die bonding e di wire bonding.

[00089] In accordo con una forma preferita di realizzazione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 ? adatto a rilevare anche lo spessore di un oggetto 900 trasparente. Detto oggetto 900 trasparente ha infatti su un primo lato la superficie riflettente 950 e sul secondo lato (o lato opposto) una seconda superficie riflettente 955.

[00090] In particolare, il gruppo di rilevazione 5 rileva e analizza sul sensore di immagine 50 la proiezione 500 dovuta alla superficie riflettente 950 e una proiezione ausiliaria 510 dovuta alla seconda superficie riflettente 955.

[00091] Preferibilmente, infatti, la proiezione ausiliaria 510 comprende un primo bordo proiezione ausiliaria 511 e un secondo bordo proiezione ausiliaria 512.

[00092] In altre parole, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 quando emette un fascio di luce emessa ?Le? verso un oggetto 900 trasparente, riceve due fasci di luce riflessa ?Lr?, ?Lr??: un fascio di luce riflessa ?Lr? dovuto alla prima superficie riflettente 950 e un secondo fascio di luce riflessa ?Lr?? dovuto alla seconda superficie riflettente 955.

[00093] Nelle figure da 3 a 9 sono mostrate, schematizzate e rappresentate in grafico alcune situazioni di misura. In particolare, tali figure fanno riferimento alle misure relative ad un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 che comprende una fenditura 30 di forma sostanzialmente circolare.

[00094] Nello specifico, le figure 3, 3? e 3? mostrano una prima misura, nella quale l?oggetto 900, in particolare la sua superficie riflettente 950, ? posizionato a distanza ?d?.

[00095] Con riferimento a detta prima situazione di misura, la figura 7 mostra una sagoma della proiezione 500 sul sensore di immagine 50. In particolare, mediante l?assieme di elaborazione e controllo dati 51, che sfrutta un appositamente configurato algoritmo di elaborazione d?immagine, si individua il valore del raggio della proiezione 500, indicato con ?R?, il cui valore ? correlato alla distanza ?d?. Quindi, misurando il raggio della proiezione 500 si individua il desiderato valore della distanza ?d?. In ulteriori altre parole, i segnali generati dal sensore di immagine 50 sono inviati tramite l?unit? di conversione e trasmissione all?unit? di elaborazione e controllo, la quale ricostruisce la geometria della proiezione 500 sfruttando un opportuno algoritmo di elaborazione d?immagine, individuando detto raggio indicato con ?R?.

[00096] Nelle figure 4, 4? e 4? ? mostrata una seconda situazione di misura, nella quale l?oggetto 900, in particolare la superficie riflettente 950, ? posizionata ad una distanza ?d?? (differente dalla distanza ?d? di cui alle precedenti figure). Nelle figure 4? e 4? sono infatti evidenti le differenze presenti tra la prima situazione di misura, come detto mostrata nelle figure 3? e 3?, rispetto alla seconda situazione di misura.

[00097] Le figure 5, 5? e 5? mostrano, una terza situazione di misura, nella quale l?oggetto 900 ? una lamina trasparente o semitrasparente di spessore ?s?, compreso tra una prima superficie riflettente 950 e una seconda superficie riflettente 955. La prima superficie riflettente 950 ? ad una distanza ?d? dal dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 mentre la seconda superficie riflettente 955 ? distanziata da uno spessore ?s? dalla prima superficie riflettente 950.

[00098] Con riferimento a detta terza situazione di misura, la figura 8 mostra una immagine della proiezione 500 e della proiezione ausiliaria 510 sul sensore di immagine 50. in particolare mediante l?assieme di elaborazione e controllo dati 51, che sfrutta un appositamente configurato algoritmo di elaborazione d?immagine, si individua il valore della distanza che ? presente tra le due proiezioni, indicata con ?S?, il cui valore ? correlato allo spessore ?s? dell?oggetto 900 di tipo trasparente. Quindi, misurando la distanza tra le due proiezioni si individua il desiderato valore dello spessore ?s?. In ulteriori altre parole, i segnali generati dal sensore di immagine 50 sono inviati tramite l?unit? di conversione e trasmissione all?unit? di elaborazione e controllo, la quale ricostruisce la geometria della proiezione 500 e della proiezione ausiliaria 510 sfruttando un appositamente configurato algoritmo di elaborazione d?immagine in maniera tale da calcolare detta distanza ?S?.

[00099] Inoltre, le figure 6, 6? e 6? mostrano una quarta situazione di misura, nella quale l?oggetto 900 ? inclinato rispetto all?asse X-X, o presenta una superficie riflettente 950 inclinata rispetto all?asse X-X. In particolare detto angolo di inclinazione ? indicato con l?angolo ???.

[000100] Con riferimento a detta quarta situazione di misura, la figura 9 mostra una immagine della proiezione 500 ottenuta sul sensore di immagine 50. L?assieme di elaborazione e controllo 51, sfruttando un appositamente configurato algoritmo di elaborazione d?immagine, calcola un valore di offset ?D?: il valore di offset ?D? ? la differenza tra la posizione del centro della proiezione 500 ottenuta con oggetto 900 inclinato di un angolo di inclinazione ??? e del centro della proiezione 500 ottenuta con angolo di inclinazione nullo (ossia con ??? uguale a zero). Quindi, misurando detto offset ?D?, si individua il desiderato valore dell?angolo ???.

[000101] In accordo con una forma preferita di realizzazione, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica 1 comprende un corpo dispositivo 6 che si estende lungo l?asse X-X.

[000102] Preferibilmente, il corpo dispositivo 6 individua una estremit? di misura 60 attraverso la quale avviene l?emissione del fascio di luce emessa ?Le? e attraverso la quale avviene la ricezione del fascio di luce riflessa ?Lr?.

[000103] Secondo una forma preferita di realizzazione, il corpo dispositivo 6 ha ingombro radiale compreso tra i 6 millimetri e 60 millimetri. Preferibilmente il corpo dispositivo 6 ha ingombro radiale compreso tra 6 millimetri e 15 millimetri. Preferibilmente il corpo dispositivo 6 ha ingombro radiale di 8 millimetri.

[000104] Secondo una forma preferita di realizzazione, il corpo dispositivo 6 ha forma assialsimmetrica.

[000105] Preferibilmente, il corpo dispositivo 6 ha forma cilindrica.

[000106] Preferibilmente, il corpo dispositivo 6 ha forma rastremata in una regione prossimale all?estremit? di misura 60, e si allarga in una regione assialmente distale da detta estremit? di misura.

[000107] In accordo con una forma preferita di realizzazione, tutti i componenti sopra descritti trovano alloggio nel corpo dispositivo 6.

[000108] Secondo una variante di realizzazione, tutti i componenti sopra descritti trovano alloggio nel corpo dispositivo 6 tranne l?unit? di elaborazione e controllo 51? che ? posizionata in remoto dall?unit? di conversione e trasmissione dati 51?. In tale forma di realizzazione, nel corpo dispositivo 6 sono alloggiati tutti i componenti sopra descritti adatti ad eseguire la rilevazione, mentre mediante l?unit? di elaborazione e controllo 51? in remoto sono eseguite le analisi necessarie per giungere alla misurazione desiderata attraverso appositamente configurati algoritmi di elaborazione d?immagine.

[000109] Secondo una forma preferita di realizzazione, il corpo dispositivo 6 ha ingombro assiale compreso tra i 50 millimetri e i 200 millimetri. Secondo una forma preferita di realizzazione, la distanza assiale tra l?elemento di barriera alla luce 3 e il sensore di immagine 50 ? compreso tra i 5 millimetri e i 100 millimetri.

[000110] Innovativamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica e il sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto secondo la presente invenzione adempiono ampiamente agli scopi preposti risolvendo le problematiche emerse nelle soluzioni tipiche dello stato dell?arte.

[000111] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica oggetto della presente invenzione, si inserisce nel contesto dei dispositivi di rilevazione a contatto o non a contatto parte dello stato della tecnica, proponendosi come alternativa di questi ultimi.

[000112] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica ? adatto ad eseguire in maniera semplice ed affidabile la rilevazione della distanza tra s? stesso e l?oggetto.

[000113] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica ? adatto a rilevare in maniera semplice ed affidabile anche altre caratteristiche dell?oggetto, come la sua inclinazione, ed in particolare l?inclinazione della sua superficie riflettente.

[000114] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica ? adatto a rilevare lo spessore di un oggetto trasparente o semitrasparente.

[000115] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica ? adatto ad avere larga diffusione e larghi utilizzi nel settore industriale.

[000116] Vantaggiosamente, per verificare la dimensione e la forma di un oggetto, come ad esempio una lastra di vetro, sono utilizzabili, seppur con costi contenuti, un elevato numero di dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica posizionati reciprocamente in posizioni predefinite o movimentati da un apposito sistema di movimentazione e scansione.

[000117] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica presenta un numero limitato di componenti.

[000118] Vantaggiosamente, il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica ha misure estremamente compatte. Vantaggiosamente, in una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce e la sorgente luminosa sono solidalmente connessi. Vantaggiosamente, in una in una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce e il gruppo ottico sono solidalmente connessi.

[000119] Vantaggiosamente, in una forma preferita di realizzazione, l?elemento di barriera alla luce oltre ad espletare la funzionalit? di fare da barriera alla luce riflessa, ? anche adatto ad alimentare elettricamente la sorgente luminosa.

[000120] ? chiaro che un tecnico del settore, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche all?oggetto della presente invenzione, tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) adatto a misurare la distanza da un oggetto (900) dotato di almeno una superficie riflettente (950), in cui il dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) si estende lungo un asse (X-X) e comprende: i) una sorgente luminosa (2) che produce un fascio di luce emessa (Le) verso l?oggetto (900) in maniera tale che la superficie riflettente (950) dell?oggetto produce un fascio di luce riflessa (Lr) in una direzione di riflessione sostanzialmente opposta alla direzione di emissione; ii) un elemento di barriera alla luce (3) posizionato sul lato opposto della sorgente luminosa (2) rispetto alla direzione di emissione, in cui detto elemento di barriera alla luce (3) comprende almeno una fenditura (30), appositamente sagomata, in maniera tale che l?elemento di barriera alla luce (3) permette il passaggio del fascio di luce riflessa (Lr) solo attraverso detta fenditura (30); iii) un gruppo di rilevazione (5) comprendente: - un sensore di immagine (50) sul quale ? rilevata una proiezione (500) del fascio di luce riflessa (Lr) che attraversa la fenditura (30); - un assieme di elaborazione e controllo (51) operativamente connesso al sensore di immagine (50) adatto ad analizzare la sagoma e la posizione di detta proiezione (500) in maniera tale da individuare distanza e caratteristiche della superficie riflettente (950) dell?oggetto (900).
2. 2. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con la rivendicazione 1, comprendente, inoltre, un gruppo ottico (4), preferibilmente comprendente almeno una lente sferica o asferica, adatto a convogliare il fascio di luce di riflessa (Lr) che attraversa la fenditura (30) verso il sensore di immagine (50).
3. 3. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con la rivendicazione 2, in cui il gruppo ottico (4) comprende una superficie di base (41), preferibilmente planare, posizionata in una posizione prossimale all?oggetto (900), in cui l?elemento di barriera alla luce (3) ? posizionato sulla superficie di base (41).
4. 4. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la sorgente luminosa (2) ? posizionata sull?elemento di barriera alla luce (3), in cui l?elemento di barriera alla luce (3) ? in materiale elettricamente conduttivo, preferibilmente metallico, ed ? adatto ad alimentare elettricamente la sorgente luminosa (2).
5. 5. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con la rivendicazione 4 e con la rivendicazione 3, in cui l?elemento di barriera alla luce (3) ? costituito da almeno un film materiale metallico depositato, preferibilmente con operazioni di metallizzazione superficiale, su detta superficie di base (41).
6. 6. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fenditura (30) comprende un primo bordo fenditura (31) e un secondo bordo fenditura (32), in cui la proiezione (500) riflessa presenta un primo bordo proiezione (501) e un secondo bordo proiezione (502).
7. 7. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, essendo adatto a rilevare lo spessore di un oggetto (900) trasparente o semitrasparente che quindi presenta su un primo lato la superficie riflettente (950) e sul secondo lato una seconda superficie riflettente (955), rilevando sul sensore di immagine (50) la proiezione (500) dovuta alla superficie riflettente (950) e una proiezione ausiliaria (510) dovuta alla seconda superficie riflettente (955).
8. 8. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con la rivendicazione 7, in cui la proiezione ausiliaria (510) riflessa presenta un primo bordo proiezione ausiliaria (511) e un secondo bordo proiezione ausiliaria (512).
9. 9. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la sorgente luminosa (2), l?elemento di barriera alla luce (3) e il sensore di immagine (50) hanno posizione tale da essere centrati sull?asse (X-X), in cui la fenditura (30) ? sagomata simmetricamente rispetto all?asse (X-X).
10. 10. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con la rivendicazione 9, in cui la fenditura (30) ha forma sostanzialmente circolare con centro sull?asse (X-X) e le proiezioni rilevate sul sensore di immagine (50) hanno forma sostanzialmente circolare, in cui posizione e forma delle proiezioni ? funzione del posizionamento assiale e angolare della superficie riflettente dell?oggetto (900).
11. 11. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore di immagine (50) ? del tipo CMOS.
12. 12. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un corpo dispositivo (6) che si estende lungo l?asse (X-X), individuando una estremit? di misura (60) attraverso la quale avviene l?emissione del fascio di luce emessa (Le) e avviene la ricezione del fascio di luce riflessa (Lr).
13. 13. Dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo la rivendicazione 11, in cui il corpo dispositivo (6) ha ingombro radiale compreso tra i 6 millimetri e i 60 millimetri.
14. 14. Sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto adatto a verificare la conformit? e le caratteristiche di un oggetto (900) dotato di una superficie riflettente (950), ad esempio in cui l?oggetto (900) ? una lastra o un foglio o un prodotto in vetro o in altro materiale trasparente o semitrasparente, in cui il sistema di verifica conformit? comprende almeno un dispositivo di misura dimensionale non a contatto con risoluzione micrometrica (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
15. 15. Sistema di controllo dimensionale e/o di forma prodotto in accordo con la rivendicazione 14, comprendente un telaio di supporto sul quale sono posizionati una pluralit? di dispositivi di misura dimensionale con risoluzione micrometrica (1), in maniera tale da rilevare in contemporanea una pluralit? di caratteristiche dell?oggetto (900) in punti diversi.