IT202000024811A1 - Metodo ed unità di controllo ottico di un bordo di un nastro con analisi statistica - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

?METODO ED UNIT? DI CONTROLLO OTTICO DI UN BORDO DI UN NASTRO CON ANALISI STATISTICA?

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione riguarda un metodo ed una unit? di controllo ottico di un bordo di un nastro.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nel controllo di un bordo (ottenuto per effetto di un taglio trasversale) di un nastro destinato alla realizzazione di un elettrodo (anodo o catodo) di una batteria, cui la trattazione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere di generalit?.

ARTE ANTERIORE

Uno dei componenti fondamentali di una batteria sono gli elettrodi che, per ridurre al minimo le dimensioni della batteria, sono normalmente costituiti da un sottile nastro comprendente uno strato centrale metallico (ovvero di materiale elettricamente conduttore come il rame oppure l?alluminio) racchiuso tra due strati esterni isolanti (ovvero di materiale elettricamente isolante come l?ossido di zinco). Il nastro viene realizzato partendo da una lamina metallica di grandi dimensioni che viene inizialmente rivestita su entrambi i lati con del materiale isolante e viene successivamente tagliata a strisce per separare i singoli nastri.

Il taglio della lamina metallica ? un?operazione delicata, in quanto se i coltelli che eseguono il taglio non sono regolati correttamente o sono usurati il taglio pu? produrre sui due bordi del taglio delle bave metalliche che possono attraversare gli strati isolanti. Se i bordi di un nastro presentano delle bave metalliche si possono facilmente innescare nella batteria dei cortocircuiti tra due elettrodi adiacenti che, oltre a degradare le prestazioni della batteria, possono anche dare l?avvio a fenomeni distruttivi della batteria stessa.

Nel processo produttivo dei nastri ? quindi noto eseguire dei controlli a campione dei bordi dei nastri in modo tale da verificare ciclicamente la qualit? del taglio; in particolare, vengono ciclicamente prelevati dei campioni dei nastri i cui bordi vengono visionati da un operatore mediante un microscopio. Tuttavia, i controlli a campione richiedono l?impegno di un operatore il cui giudizio sulla qualit? del taglio ? soggettivo; inoltre i controlli a campione non permettono di intervenire in modo tempestivo in caso di problemi rilevati nelle operazioni di taglio.

Per risolvere i problemi derivanti dai controlli a campione, ? stato proposto di eseguire un controllo ottico in linea del bordo di un nastro immediatamente dopo il taglio; in particolare viene utilizzata una telecamera che inquadra il bordo per acquisire una serie di immagini digitali del bordo e successivamente tali immagini digitali vengono analizzate per verificare l?eventuale presenza di bave metalliche. Tuttavia, i sistemi di controllo ottico di un bordo di un nastro noti presentano prestazioni insoddisfacenti in quanto non riescono a coniugare l?efficacia (ovvero l?individuazione dei difetti evitando i falsi negativi) e l?efficienza (ovvero l?assenza di falsi positivi).

In particolare, uno dei problemi nell?analisi delle immagini digitali ? determinare gli spigoli del bordo del nastro, ovvero dove il bordo del nastro si trova all?interno di una immagine digitale, in quanto i due strati esterni isolanti presentano una colorazione molto scura (quasi nera) che tende a confondersi con lo sfondo che ? sostanzialmente nero.

Un altro problema nell?analisi delle immagini digitali ? che una percentuale significativa delle immagini digitali ? pi? o meno sfocata, in quanto il sistema ottico microscopico che ? necessario utilizzare per vedere degli oggetti molto piccoli (il nastro presenta uno spessore complessivo tipicamente inferiore ad un decimo di millimetro) presenta una profondit? di campo molto limitata e durante l?avanzamento il nastro ? soggetto a continui piccoli movimenti trasversali (ovvero piccoli movimenti in avvicinamento o in allontanamento al sistema ottico microscopico accoppiato alla telecamera).

Un altro problema nell?analisi delle immagini digitali, quando lo strato centrale metallico ? in rame, ? che il materiale isolante che costituisce gli strati esterni isolanti presenta dei grani di colorazione rossastra che possono molto facilmente venire confusi con bave o detriti di rame e quindi possono dare luogo a rilevare la falsa presenza di difetti; una possibile soluzione a questo problema ? di non riconoscere come parti metalliche gli oggetti di colore rosso di dimensione relativamente piccola (infatti i grani di colorazione rossastra del materiale isolante sono piuttosto piccoli), ma in questo modo si perde la capacit? di riconoscere la presenza di bave o detriti di rame di piccola dimensione.

Un ulteriore problema nell?analisi delle immagini digitali ? che il nastro avanza con una velocit? elevata (generalmente compresa tra 1 e 3 metri al secondo) e quindi per ispezionare otticamente tutta l?estensione del bordo del nastro ? necessario sia utilizzare un hardware (comprendente la telecamera ed il dispositivo di elaborazione che analizza le immagini digitali) molto performante e quindi molto costoso, sia eseguire una analisi particolarmente veloce (e quindi inevitabilmente meno accurata e pi? soggetta ad errori) delle immagini digitali.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione ? di fornire un metodo ed una unit? di controllo ottico di un bordo di un nastro che permettano di verificare la qualit? del taglio che ha generato il bordo in modo efficace (ovvero evitando i falsi negativi) ed efficiente (ovvero evitando i falsi positivi).

Secondo la presente invenzione vengono forniti un metodo ed una unit? di controllo ottico di un bordo di un nastro, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

? la figura 1 ? una vista prospettica e con l?assenza di parti per chiarezza di una unit? di controllo ottico di un bordo di un nastro realizzata in accordo con la presente invenzione;

? la figura 2 ? una vista prospettica ed esplosa di parte della unit? di controllo ottico della figura 1; ? la figura 3 ? una vista in pianta di parte della unit? di controllo ottico della figura 1;

? la figura 4 ? una vista schematica che mette in evidenza l?illuminazione del bordo del nastro secondo una preferita forma di attuazione;

? le figure 5 e 6 mostrano schematicamente due diverse immagini digitali acquisite dalla unit? di controllo ottico della figura 1 rispettivamente in presenza ed in assenza di una retroilluminazione del nastro;

? la figura 7 ? una vista schematica della unit? di controllo ottico della figura 1 che mette in evidenza una distanza tra un sistema ottico della telecamera ed il bordo del nastro; e

? la figura 8 mostra schematicamente una immagine digitale acquisita dalla unit? di controllo ottico della figura 1.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 ? indicata nel suo complesso una unit? di controllo ottico di un bordo 2 di un nastro 3.

Il nastro 3 presenta uno strato 4 centrale metallico (ovvero di materiale elettricamente conduttore come il rame oppure l?alluminio) racchiuso tra due strati 5 esterni isolanti (ovvero di materiale elettricamente isolante come l?ossido di zinco). Il nastro 3 viene utilizzato per realizzare gli elettrodi di una batteria e viene realizzato partendo da una lamina metallica di grandi dimensioni che viene inizialmente rivestita su entrambi i lati con materiale isolante e viene successivamente tagliata in strisce.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1, 2 e 3, l?unit? 1 di controllo comprende un convogliatore 6 che avanza il nastro 3 lungo un percorso P ed una telecamera 7 che ? disposta di fianco al percorso P ed ? configurata per inquadrare attraverso un sistema 8 ottico il bordo 2 del nastro 3 ed acquisire una successione di immagini 9 digitali (illustrate nelle figure 5, 6, e 8) del bordo 2 stesso. Ciascuna immagine 9 digitale ha una forma rettangolare e quindi, come illustrato nella figura 8, presenta una estensione longitudinale (lungo un asse X) parallela al nastro 3 ed una estensione trasversale (lungo un asse Y) perpendicolare al nastro 3; inoltre ciascuna immagine 9 digitale ? a colori secondo lo standard RGB che prevede che a ciascun pixel dell?immagine 9 digitale corrisponda un rispettivo valore della componente rossa, un rispettivo valore della componente verde, ed un rispettivo valore della componente blu (in particolare, ciascun valore ? memorizzato in un byte da 8 bit e varia tra 0 e 255).

Secondo quanto illustrato nella figura 1, l?unit? 1 di controllo comprende (almeno) un dispositivo 10 di illuminazione che ? configurato per generare un fascio 11 di luce (schematicamente illustrato in figura 4) destinato ad illuminare il nastro 3 (come meglio descritto in seguito).

L?unit? 1 di controllo comprende un dispositivo 12 di elaborazione (schematicamente illustrato nella figura 1) che ? collegato alla telecamera 7 per pilotare la telecamera 7 e ricevere dalla telecamera 7 stessa le immagini 9 digitali.

Secondo quanto illustrato in figura 4, parte del fascio 11 di luce generato dal dispositivo 10 di illuminazione ? diretto dal sistema 8 ottico verso il bordo 2 del nastro 3 in modo da illuminare direttamente il bordo 2 (illuminazione diretta) mentre la restante parte del fascio 11 di luce generato dal dispositivo 10 di illuminazione ? diretto verso il sistema 8 ottico e rende luminosa una area che circonda il bordo 2 del nastro 3 (retroilluminazione). In altre parole parte del fascio 11 di luce generato dal dispositivo 10 di illuminazione ? destinato a rendere pi? visibile la superficie del bordo 2 del nastro 3 realizzando una illuminazione diretta del bordo 2 e la restante parte del fascio 11 di luce generato dal dispositivo 10 di illuminazione ? destinato a rendere luminosa una area che circonda il bordo 2 del nastro 3 realizzando una retroilluminazione.

In particolare, la parte del fascio 11 di luce generato dal dispositivo 10 di illuminazione e destinato alla retroilluminazione incide sul nastro 3 in corrispondenza di spigoli del bordo 2 con una direzione diretta verso il sistema 8 ottico, provenendo dal retro del bordo 2 rispetto al sistema 8 ottico.

La retroilluminazione del bordo 2 del nastro 3 permette di migliorare notevolmente il riconoscimento nelle immagini 9 digitali degli spigoli (confini) del bordo 2, ovvero il riconoscimento nelle immagini 9 digitali di dove si trova il bordo 2 del nastro 3; infatti, i due strati 5 esterni isolanti presentano una colorazione molto scura (quasi nera) che tende a confondersi con lo sfondo che ? sostanzialmente nero in assenza di una adeguata retroilluminazione del bordo 2. A titolo di esempio, si osservino le due immagini 9 digitali illustrate nelle figure 5 e 6 che mostrano una immagine 9 digitale in presenza di una adeguata retroilluminazione del bordo 2 (illustrata nella figura 5) ed una immagine 9 digitale in assenza di retroilluminazione del bordo 2 (illustrata nella figura 6): la retroilluminazione del bordo 2 rende lo sfondo dietro al bordo 2 molto luminoso (e quindi sostanzialmente ?bianco? nelle immagini 9 digitali) permettendo di distinguere facilmente dove il bordo 2 finisce (ovvero la posizione degli spigoli del bordo 2).

Secondo quanto illustrato nella figura 4, il dispositivo 10 di illuminazione comprende un emettitore 13 (preferibilmente a LED a luce bianca) che ? disposto dalla stessa parte del sistema 8 ottico rispetto al bordo 2 del nastro 3 ed ? orientato verso il bordo 2 del nastro 3; in particolare, l?emettitore 13 ? disposto coassialmente al sistema 8 ottico ed emette il fascio 11 di luce all?interno del sistema 8 ottico in modo tale che il fascio 11 di luce esca dal sistema 8 ottico coassialmente al sistema 8 ottico. Inoltre, il dispositivo 10 di illuminazione comprende due elementi 14 riflettenti (ovvero due ?specchietti?) che sono disposti uno di fianco all?altro dalla parte opposta del sistema 8 ottico rispetto al bordo 2 del nastro 3 e sono orientati verso il sistema 8 ottico per riflettere verso il bordo 2 parte del fascio 11 di luce emesso dall?emettitore 13 (attraverso il sistema 8 ottico). In particolare, i due elementi 14 riflettenti sono disposti uno di fianco all?altro su lati opposti del nastro 3, ovvero tra i due elementi 14 riflettenti vi ? uno spazio vuoto in cui si dispone il nastro 3. Di conseguenza, il fascio 11 di luce che esce dal sistema 8 ottico in parte illumina direttamente il bordo 2 del nastro 3 ed in parte viene riflesso dagli elementi 14 riflettenti per creare una retroilluminazione; quindi il sistema 8 ottico ? configurato per focalizzare parte del fascio 11 di luce emesso dall?emettitore 13 sul bordo 2 del nastro 3 (illuminazione diretta) e per focalizzare la restante parte del fascio 11 di luce emesso dall?emettitore 13 sugli elementi 14 riflettenti (retroilluminazione).

Seconda una possibile forma di attuazione illustrata nelle figure 1-3, ? prevista una unica struttura 15 di sostegno (visibile anche nella figura 2) che supporta la telecamera 7, il sistema 8 ottico, l?emettitore 13 e gli elementi 14 riflettenti.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, l?emettitore 13 ? disposto coassialmente al sistema 8 ottico e la telecamera 7 ? disposta perpendicolarmente al sistema 8 ottico (ovvero il sistema 8 ottico presenta una conformazione a ?T?).

Secondo quanto illustrato nelle figure allegate, l?unit? 1 di controllo comprende un dispositivo 17 di misura, supportato dalla struttura di sostegno 15, che ? configurato per rilevare un cambiamento di una distanza D (illustrata nella figura 7) tra il bordo 2 del nastro 3 ed il sistema 8 ottico accoppiato alla telecamera 7; inoltre, il dispositivo 12 di elaborazione ? configurato per comandare dispositivi di attuazione, ad esempio un motore elettrico connesso alla telecamera 7, per variare una messa a fuoco della telecamera 7 (agendo sulla telecamera 7 e/o sul sistema 8 ottico) in funzione del cambiamento della distanza D tra il bordo 2 del nastro 3 ed il sistema 8 ottico.

Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo 17 di misura comprende una telecamera addizionale 18 che ? disposta di fianco al percorso P ed ? configurata per inquadrare il bordo 2 del nastro 3 ed acquisire una successione di ulteriori immagini digitali del bordo 2 stesso. In particolare, la telecamera 7 inquadra il bordo 2 del nastro 3 lungo una prima direzione (parallela al nastro 3) e la telecamera addizionale 18 inquadra il bordo 2 del nastro 3 lungo una seconda direzione (perpendicolare al nastro 3) perpendicolare alla prima direzione. Di conseguenza, il dispositivo 12 di elaborazione ? configurato per analizzare le ulteriori immagini digitali acquisite dalla telecamera addizionale 18 in modo da riconoscere, all?interno di tali ulteriori immagini digitali, la posizione del bordo 2 del nastro 3; confrontando la posizione del bordo 2 del nastro 3 nella successione delle ulteriori immagini digitali acquisite dalla telecamera addizionale 18 ? possibile determinare se il bordo 2 del nastro 3 rimane nella stessa posizione (quindi la distanza D ? costante), se il bordo 2 del nastro 3 si avvicina al sistema 8 ottico (quindi la distanza D diminuisce), oppure se il bordo 2 del nastro 3 si allontana dal sistema 8 ottico (quindi la distanza D aumenta).

La telecamera addizionale 18 (a differenza della telecamera 7) ? preferibilmente monocromatica, in quanto viene utilizzata solo per rilevare la posizione trasversale del bordo 2 del nastro 3.

Il sistema 8 ottico che ? necessario utilizzare per vedere degli oggetti molto piccoli (il nastro 3 presenta uno spessore complessivo tipicamente inferiore a due decimi di millimetro) ? di tipo microscopico e presenta una profondit? di campo molto limitata; durante l?avanzamento il nastro 2 ? soggetto a continui piccoli movimenti trasversali, ovvero piccoli movimenti in avvicinamento o in allontanamento al sistema 8 ottico microscopico accoppiato alla telecamera 7; in altre parole, le esigenze di analisi su un nastro 3 sezionato di spessore intorno al decimo di millimetro, con la necessit? di riconoscere frammenti metallici di pochi micron, obbliga a utilizzare un sistema 8 ottico microscopico che per sua natura ha una profondit? di campo, cio? un intervallo di messa a fuoco accettabile, di poche decine di micron. Grazie all?azione combinata del dispositivo 17 di misura e del dispositivo 12 di elaborazione ? possibile regolare con continuit? il fuoco del sistema 8 ottico e/o della telecamera 7 in funzione delle continue (accidentali ed imprevedibili) variazioni della distanza D in modo tale che le immagini 9 digitali acquisite dalla telecamere 7 siano sempre a fuoco e quindi siano pi? facilmente analizzabili e permettano una analisi pi? precisa ed accurata.

Come detto in precedenza, il dispositivo 12 di elaborazione analizza ciascuna immagine 9 digitale per riconoscere all?interno dell?immagine 9 digitale stessa pezzi (bave) dello strato 4 centrale metallico ed in particolare pezzi (bave) B dello strato 4 centrale metallico indebitamente presenti all?interno degli strati 5 esterni isolanti. Le bave B sono mostrate, nelle sole figure 5 e 6, in modo schematico e non corrispondente alla realt?, a puro scopo esemplificativo, mentre non sono mostrate, per semplicit?, nelle figure 1 e 8. Durante il taglio trasversale che separa il nastro 3 dal resto della lamina, la lama che esegue il taglio pu? generare (particolarmente quando ? usurata) delle bave B che dallo strato 4 centrale metallico si estendono dentro agli strati 5 esterni isolanti. La presenza, indesiderata e pericolosa, delle bave B metalliche negli strati 5 esterni isolanti pu? avere effetti assai negativi in quanto tali bave metalliche possono facilmente innescare nella batteria cortocircuiti tra due elettrodi adiacenti che, oltre a degradare le prestazioni della batteria, possono anche dare l?avvio a fenomeni distruttivi della batteria stessa; di conseguenza, all?interno delle immagini 9 digitali ? necessario riconoscere i pezzi dello strato 4 centrale metallico ed in particolare i pezzi dello strato 4 centrale metallico indebitamente presenti all?interno degli strati 5 esterni isolanti per valutare la difettosit? del nastro 3.

Come detto in precedenza, ciascuna immagine 9 digitale ? composta da un insieme di pixel a ciascuno dei quali corrisponde un rispettivo valore della componente rossa, un rispettivo valore della componente verde, ed un rispettivo valore della componente blu; in particolare, ciascun valore ? memorizzato in un byte da 8 bit e varia tra 0 e 255.

L?analisi di ciascuna immagine 9 digitale (eseguita dal dispositivo 12 di elaborazione) prevede di stabilire che un pixel rappresenta un pezzo dello strato 4 centrale metallico (ovvero rappresenta un pezzo di metallo e non un pezzo di materiale isolante) solo se il corrispondente valore della componente rossa si trova all?interno di un primo intervallo di riconoscimento, il corrispondente valore della componente verde si trova all?interno di un secondo intervallo di riconoscimento, ed il corrispondente valore della componente blu si trova all?interno di un terzo intervallo di riconoscimento.

Normalmente i tre intervalli di riconoscimento sono tra loro diversi, ovvero presentano valori diversi; in particolare, quando lo strato 4 centrale metallico ? realizzato in rape, ovvero il metallo che compone lo strato 4 centrale metallico ? il rame, il primo intervallo di riconoscimento relativo alla componente rossa presenta valori pi? elevati degli altri due intervalli relativi alla componente verde e blu (? infatti evidente che nella colorazione del rame la componente rossa ? prevalente).

Il rame ha un caratteristico colore rosso-arancio; la prima e pi? ovvia ragione per cui qualsiasi oggetto ? colorato ? che l'oggetto assorbe alcune lunghezze d'onda della luce e riflette altre lunghezze d'onda della luce: osservando lo spettro di intensit? della luce del rame, quando la luce viene riflessa sul rame, gli atomi di rame assorbono parte della luce nella regione blu-verde dello spettro e poich? la luce blu-verde viene assorbita, il suo colore complementare, rosso-arancio, viene riflesso. La luce riflessa ? funzione anche della luce incidente e della risposta della telecamera 7 che passa attraverso il sistema 8 ottico.

Considerando i valori dei tre colori fondamentali (rosso, verde, blu) delle immagini 9 digitali che sono peculiari per la riflessione del rame ? possibile identificare con sicurezza tutti i "pixel di rame" e quindi non identificare erroneamente come rame tutti i grani del materiale isolante che non riflettono allo stesso modo del rame (pur avendo comunque una colorazione rossa simile alla colorazione del rame).

Secondo una preferita forma di attuazione, un valore centrale di ciascun intervallo di riconoscimento viene determinato per via teorica, in particolare viene determinato in funzione del coefficiente di assorbimento della luce del metallo che compone lo strato 4 centrale metallico, in funzione dello spettro del fascio 11 di luce emesso dal dispositivo 10 di illuminazione, ed in funzione della risposta cromatica della telecamera 7. Inoltre, secondo una preferita forma di attuazione, il valore centrale di ciascun intervallo di riconoscimento viene affinato (ovvero ulteriormente determinato) sperimentalmente rilevando i valori delle tre componenti di colore nelle immagini 9 digitali di un nastro 3 campione avente caratteristiche note a priori (ovviamente ? anche possibile determinare il valore centrale di ciascun intervallo di riconoscimento anche solo teoricamente o solo sperimentalmente anche se abbinando i due metodi si ottengo i risultati migliori nel minor tempo).

Analogamente, una ampiezza di ciascun intervallo di riconoscimento pu? venire determinata teoricamente e/o sperimentalmente (rilevando i valori delle tre componenti di colore nelle immagini 9 digitali di un nastro 3 campione avente caratteristiche note a priori). Seguendo l?approccio teorico l?ampiezza per ogni intervallo di riconoscimento (RGB) pu? essere ottenuta misurando la larghezza a met? altezza, o FWHM (Full Width At Half Maximum), relativa alla distribuzione dell?intervallo di riconoscimento stesso. Secondo l?approccio sperimentale, l?ampiezza per ogni intervallo di riconoscimento pu? ancora essere ottenuta utilizzando la FWHM, in questo caso associata all?istogramma ottenuto osservando il nastro 3 campione.

Quando lo strato 4 centrale metallico ? in rame, il materiale isolante che costituisce gli strati 5 esterni isolanti presentano dei grani di colorazione rossastra che possono molto facilmente venire confusi con bave o detriti di rame e quindi possono dare luogo a rilevare la falsa presenza di difetti (cio? la falsa presenza di pezzi metallici di rame negli strati 5 esterni isolanti); grazie alla verifica contemporanea delle tre componenti di colore, ovvero grazie al fatto un pixel viene riconosciuto come rappresentante un pezzo dello strato 4 centrale metallico solo se contemporaneamente il corrispondente valore della componente rossa si trova all?interno del primo intervallo di riconoscimento, il corrispondente valore della componente verde si trova all?interno del secondo intervallo di riconoscimento, ed il corrispondente valore della componente blu si trova all?interno del terzo intervallo di riconoscimento, ? possibile discernere con estrema precisione (ovvero con una percentuale di errore modesta) tra i pezzi metallici di rame ed i grani rossastri del materiale isolante.

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nella figura 8, nell?analizzare ciascuna immagine 9 digitale il dispositivo 12 di elaborazione suddivide l?immagine 9 digitale in una successione di porzioni (sezioni, fette) 19 adiacenti e presentanti ciascuna una stessa dimensione longitudinale (lungo l?asse X), determina in ciascuna porzione 19 il valore di almeno un parametro qualitativo indicativo della qualit? del nastro 3, e quindi determina un valore di sintesi del parametro qualitativo per l?intera immagine 9 digitale elaborando statisticamente i valori del parametro qualitativo di tutte le porzioni 19 (nel caso pi? semplice e banale calcolando una media dei valori del parametro qualitativo di tutte le porzioni 19). Ovvero viene effettuata una elaborazione a sezioni (le porzioni 19 in cui ? divisa una stessa immagine 9 digitale) ed il risultato finale dell'elaborazione di tutte le sezioni (porzioni 19) di un immagine 9 digitale ? un valore di sintesi unico che d? un'indicazione ?statistica? della qualit?.

Secondo una preferita, ma non vincolante, forma di attuazione ciascuna immagine 9 digitale viene normalmente suddivisa in un numero di porzioni 19 adiacenti compreso tra 60 e 120 e ciascuna porzione 19 presenta una estensione longitudinale pari a 8-12 pixel.

Come detto in precedenza, all?interno delle immagini 9 digitali ? necessario riconoscere pezzi (bave) dello strato 4 centrale metallico ed in particolare pezzi (bave) B dello strato 4 centrale metallico che si trovano indebitamente dentro agli strati 5 esterni isolanti (cio? la presenza di bave B originate dallo strato 4 centrale metallico) per valutare la difettosit? del nastro 3. Di conseguenza, un primo parametro qualitativo che pu? venire determinato dal dispositivo 12 di elaborazione durante l?analisi delle immagini 9 digitali ? determinato in funzione di una area di eventuali bave originate dallo strato 4 centrale metallico (cio? di eventuali pezzi metallici che si trovano indebitamente dentro agli strati 5 esterni isolanti). Ovvero, il primo parametro qualitativo viene determinato in funzione di una area nell?immagine 9 digitale di eventuali bave B originate dallo strato 4 centrale metallico, cio? se nell?immagine 9 digitale i pixel che rappresentano una bava B proveniente dallo strato 4 centrale metallico sono pi? estesi o meno estesi. Un secondo parametro qualitativo che pu? venire determinato dal dispositivo 12 di elaborazione durante l?analisi delle immagini 9 digitali ? una distanza da un centro dello strato 4 centrale metallico di eventuali bave B originate dallo strato 4 centrale metallico (cio? se le eventuali bave originate dallo strato 4 centrale metallico sono pi? o meno lontane dal centro dello strato 4 centrale metallico).

Infatti, per stabilire il livello di difettosit? del nastro 3 ? necessario valutare sia l?estensione delle eventuali bave B metalliche presenti negli strati 5 esterni isolanti (pi? grandi sono le bave B, pi? sono pericolose per l?integrit? della batteria), sia la distanza delle eventuali bave B metalliche presenti negli strati 5 esterni isolanti dallo strato 4 centrale metallico, ovvero la vicinanza delle eventuali bave B metalliche alla superficie esterna del nastro 3 (pi? lontane sono le bave B dallo strato 4 centrale metallico, pi? sono pericolose per l?integrit? della batteria).

Secondo una preferita forma di attuazione, l?area delle eventuali bave B riconosciute in una immagine 9 digitale viene normalizzata rispetto all?area del bordo 2, ovvero viene espressa in funzione dell?area del bordo 2 in modo tale da avere una indicazione sull?area delle eventuali bave B che ? indipendente dal fattore di scala della immagine 9 digitale.

Secondo una preferita forma di attuazione, le immagini 9 digitali del bordo 2 del nastro 3 vengono acquisite ad una certa distanza una dall?altra in modo tale che le immagini 9 digitali del bordo 2 del nastro 3 coprano complessivamente una porzione limitata dell?estensione del bordo 2 del nastro 3, ad esempio il 5-15% dell?intera estensione. Infatti, questa modalit? operativa da un lato permette di ridurre enormemente la complessit? (quindi il costo) dell?hardware in quanto non sono necessarie una velocit? di acquisizione ed una velocit? di elaborazione estremamente elevate, e dall?altro lato garantisce di non perdere informazioni significative sulla difettosit? reale del nastro 3 in quanto la difettosit? reale del nastro 3 non presenta mai dei picchi improvvisi ma solo una lenta deriva (con tempi dell?ordine di ore) dovuta alla progressiva usura delle lame che eseguono il taglio del nastro 3.

Riassumendo quanto sopra descritto, l?unit? 1 di controllo acquisisce con il sistema 8 ottico ?microscopico? una serie di immagini 9 digitali del bordo 2 del nastro 3 (ovvero della sezione del nastro 3 appena tagliato) per verificarne la qualit? mentre il nastro 3 scorre ad alta velocit?. Il risultato dell'ispezione pu? essere utilizzato per analizzare la qualit? del nastro 3 stesso e/o del processo di taglio.

Secondo una preferita forma di attuazione, la telecamera 7 ? una telecamera lineare (invece di una pi? tradizionale telecamera matriciale) che acquisisce ad ogni scansione un?immagine digitale costituita da una sola linea di pixel; l?immagine 9 digitale finale (completa) viene costruita a posteriori sfruttando il movimento relativo tra il nastro 3 e la telecamera 7 ed unendo una pluralit? di immagini digitali costituite da una sola linea di pixel. E? stato infatti osservato che in questa particolare applicazione l?utilizzo di una telecamera lineare permette di ottenere risultati migliori rispetto all?utilizzo di una pi? tradizionale telecamera matriciale.

Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

L?unit? 1 di misura sopra descritta presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, l?unit? 1 di misura sopra descritta permette di verificare la qualit? del taglio che ha generato il bordo in modo efficace (ovvero evitando i falsi negativi) ed efficiente (ovvero evitando i falsi positivi).

Inoltre, l?unit? 1 di misura sopra descritta permette di valutare l?incremento nel tempo della difettosit? del nastro 3 e tale incremento ? direttamente correlabile con la progressiva usura delle lame che eseguono il taglio del nastro 3; in questo modo ? possibile prevedere con congruo anticipo quando sar? necessario cambiare le lame per mantenere la qualit? desiderata, ovvero ? possibile realizzare una efficace manutenzione predittiva delle lame.

Infine, l?unit? 1 di misura sopra descritta presenta un costo di produzione relativamente contenuto in quanto utilizza solo componenti commerciali (ovvero reperibile in commercio e normalmente a catalogo) e non richiede capacit? (potenze) di elaborazione particolarmente elevate.

ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE

1 unit? di controllo

2 bordo

3 nastro

4 strato centrale metallico

5 strati esterni isolanti

6 convogliatore

7 telecamera

8 sistema ottico

9 immagini digitali

10 dispositivo di illuminazione

11 fascio di luce

12 dispositivo di elaborazione

13 emettitore

14 elemento riflettente

15 struttura di sostegno

16 emettitore

17 dispositivo di misura 18 telecamera addizionale 19 porzioni

P percorso

D distanza

B bava/e metallica/he

Claims (10)

R I V E N D I C A Z I O N I

1) Metodo di controllo ottico di un bordo (2) di un nastro (3) provvisto di uno strato (4) centrale metallico e di due strati (5) laterali isolanti; il metodo di controllo comprende le fasi di:

avanzare il nastro (3) lungo un percorso (P); generare almeno un fascio (11) di luce che illumina il nastro (3) mediante un dispositivo (10) di illuminazione; acquisire una successione di immagini (9) digitali del bordo (2) del nastro (3) mediante una telecamera (7) che ? disposta di fianco al percorso (P) per inquadrare attraverso un sistema (8) ottico il bordo (2) stesso; ed analizzare ciascuna immagine (9) digitale;

in cui ciascuna immagine (9) digitale presenta una estensione longitudinale parallela al nastro (3) ed una estensione trasversale perpendicolare al nastro (3);

il metodo di controllo ? caratterizzato dal fatto che l?analisi di ciascuna immagine (9) digitale comprende le ulteriori fasi di:

suddividere l?immagine (9) digitale in una successione di porzioni (19) adiacenti e presentanti ciascuna una stessa dimensione longitudinale;

determinare in ciascuna porzione (19) il valore di almeno un parametro qualitativo indicativo della qualit? del nastro (3); e

determinare un valore di sintesi del parametro qualitativo per l?intera immagine (9) digitale elaborando statisticamente i valori del parametro qualitativo di tutte le porzioni (19).

2) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna immagine (9) digitale viene suddivisa in un numero di porzioni (19) adiacenti compreso tra 60 e 120.

3) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui ciascuna porzione (19) presenta una estensione longitudinale compresa tra 8 e 12 pixel.

4) Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un primo parametro qualitativo ? determinato in funzione di una area di eventuali bave (B) originate dallo strato (4) centrale metallico.

5) Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un secondo parametro qualitativo ? una distanza da un centro dello strato (4) centrale metallico di eventuali bave (B) originate dallo strato (4) centrale metallico.

6) Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le immagini (9) digitali del bordo (2) del nastro (3) vengono acquisite ad una certa distanza una dall?altra.

7) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 6, in cui le immagini (9) digitali del bordo (2) del nastro (3) coprono complessivamente una porzione limitata dell?estensione del bordo (2) del nastro (3).

8) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 7, in cui le immagini (9) digitali del bordo (2) del nastro (3) coprono complessivamente il 5-15% dell?intera estensione del bordo (2) del nastro (3).

9) Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore di sintesi del parametro qualitativo per l?intera immagine (9) digitale viene determinato calcolando una media dei valori del parametro qualitativo di tutte le porzioni (19).

10) Unit? di controllo ottico di un bordo (2) di un nastro (3) che avanza lungo un percorso (P); l?unit? (1) di controllo comprende:

almeno un dispositivo (10) di illuminazione che ? configurato per generare un fascio (11) di luce che illumina il nastro (3);

una telecamera (7) che ? disposta di fianco al percorso (P) ed ? configurata per inquadrare attraverso un sistema (8) ottico il bordo (2) del nastro (3) ed acquisire una successione di immagini (9) digitali del bordo (2) stesso; ed

un dispositivo di analisi configurato per analizzare ciascuna immagine (9) digitale;

in cui ciascuna immagine (9) digitale presenta una estensione longitudinale parallela al nastro (3) ed una estensione trasversale perpendicolare al nastro (3);

l?unit? (1) di controllo ? caratterizzata dal fatto che il dispositivo di analisi ? configurato per:

suddividere l?immagine (9) digitale in una successione di porzioni (19) adiacenti e presentanti ciascuna una stessa dimensione longitudinale;

determinare in ciascuna porzione (19) il valore di almeno un parametro qualitativo indicativo della qualit? del nastro (3); e

determinare un valore di sintesi del parametro qualitativo per l?intera immagine (9) digitale elaborando statisticamente i valori del parametro qualitativo di tutte le porzioni (19).