IT202000029585A1 - Metodo per l’individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: ?Metodo per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video?

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video comprendente i passi di:

a) provvedere un sistema robotico provvisto di almeno un elemento avvitatore;

b) eseguire una fase di ispezione di detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video per l?individuazione di viti per mezzo di detto sistema robotico;

c) rimuovere le viti individuate in detta fase di ispezione di detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video per mezzo di detto sistema robotico.

Dispositivi elettronici per la visualizzazione di immagini, testo e video quali ad esempio i televisori contengono, al loro interno, potenziali elementi di riciclo, cos? come elementi che necessitano di un particolare stoccaggio.

Tipicamente le componenti di riciclo possono essere le schede elettroniche interne, mentre componenti che necessitano di un trattamento ad hoc sono ad esempio le lampade di retro-illuminazione.

Queste ultime, spesso chiamate indistintamente lampade o tubi, possono infatti contenere al loro interno vapori di mercurio, dannosi per l?ambiente e per l?uomo nella misura in cui le lampade stesse dovessero andare incontro a fenomeni di rottura.

Per tali motivi, una volta che questi dispositivi giungono a fine vita, ? necessario procedere ad un loro corretto disassemblaggio o smantellamento.

Nello stato dell?arte, diverse sono le soluzioni proposte per far fronte a tale necessit?.

Dispositivi elettronici quali i televisori possono essere smantellati sia mediante processi interamente automatizzati, sia mediante processi condotti interamente da operatori umani sia, infine, mediante processi che combinano l?azione di operatori umani e sistemi robotici.

Processi interamente automatizzati possono prevedere, ad esempio, la presenza di un nastro trasportatore.

Questo raccoglie i dispositivi esausti per convogliarli verso una stazione di triturazione, dove si vanno a rompere meccanicamente, e in maniera indistinta, le varie componenti del dispositivo.

I fumi di mercurio che fuoriescono dalle lampade, a seguito della frantumazione meccanica, vengono aspirati per mezzo di apposite cappe aspiranti, integrate nella stazione di triturazione.

Soluzioni di questo tipo garantiscono una grande efficienza in termini di velocit? di processamento e mole di apparecchi smantellati per unit? di tempo.

Svantaggiosamente, tuttavia, non permettono il recupero di determinate componenti elettroniche, quali le schede interne, che possono potenzialmente essere riciclate.

Processi condotti interamente da operatori umani possono prevedere lo smantellamento del dispositivo mediante una fase di rimozione delle viti o svitatura dal dispositivo stesso.

? possibile in tal modo rimuovere, in primo luogo, l?involucro plastico esterno del dispositivo elettronico e, successivamente, recuperare sia le componenti di riciclo come le schede elettroniche, sia le lampade contenenti vapori di mercurio.

Queste ultime verranno poi stoccate secondo apposite procedure.

Questa soluzione garantisce sia il recupero delle componenti di riciclo sia il recupero delle componenti potenzialmente nocive.

Tuttavia, le tempistiche di smantellamento non sono sufficientemente celeri per risultare compatibili con le necessit? dei grandi impianti industriali.

Processi che combinano l?azione di operatori umani e sistemi robotici possono, infine, prevedere una prima operazione di smontaggio del dispositivo da parte di un sistema robotico.

Questo tipicamente procede a tagliare, per mezzo di lame rotanti, l?involucro plastico del dispositivo esausto in punti strategici.

Successivamente, vi ? una fase di recupero dei componenti di interesse da parte dell?operatore umano.

A differenza delle precedenti, questa soluzione sembra soddisfare, in prima battuta, sia le tempistiche imposte dall?elevato carico di lavoro di un impianto industriale, sia la mansione di corretto recupero delle varie componenti di interesse.

Ad una visione pi? attenta, tuttavia, emerge come in realt? anche questo approccio non sia esente da criticit?.

Se infatti il taglio dell?involucro plastico del dispositivo esausto dovesse essere eseguito in un punto differente rispetto a quello prestabilito, ad esempio a causa di un non corretto posizionamento del dispositivo elettronico in prossimit? del sistema robotico, ci? comporterebbe inevitabilmente sia la rottura delle schede elettroniche di riciclo sia la rottura delle lampade di retro-illuminazione, con conseguente fuoriuscita di fumi di mercurio nell?intera area di lavoro.

Tutt?oggi una soluzione realmente vantaggiosa, su scala industriale, per permettere lo smantellamento di questi dispositivi e il recupero delle componenti deve ancora essere attuata.

Un punto di partenza promettente fa riferimento alla possibilit? di far eseguire, ad un sistema robotico, la fase di individuazione e rimozione delle viti, tutt?oggi svolta da operatori umani.

In tempi recenti si ? quindi indagata la possibilit? di far compiere, ad un sistema robotico, un?operazione di individuazione e rimozione delle viti piuttosto che un?operazione distruttiva e/o parzialmente distruttiva su dispositivi di vario genere.

Ci? garantirebbe il recupero, per intero, delle componenti di interesse, e tempistiche potenzialmente adatte a soddisfare l?esigenza di impianti industriali.

Per far s? che un sistema robotico possa rimuovere le viti presenti sul corpo di un dispositivo, ? prima necessario che il sistema robotico sia in grado di individuare, per intero e in tempi rapidi, l?esatto numero di viti da dover poi processare.

Il rilevamento, da parte di un sistema robotico, dell?esatto numero di viti effettivamente presenti su di un dispositivo in tempi rapidi non ? tuttavia affatto scontato.

Nel caso, in particolare, di dispositivi elettronici per la visualizzazione di immagini, testo e video quali ad esempio i televisori, questa problematica ? correlata alla presenza di una vasta serie di altri elementi di forma geometrica circolare simile alla testa delle viti.

Esempi di questi elementi di disturbo, che possono falsare la corretta individuazione del numero totale di viti, possono essere, ad esempio, scanalature strutturali presenti nel corpo stesso del dispositivo elettronico cos? come sedi per l?ingresso di altri dispositivi elettronici, quali ad esempio connettori jack o similari connettori di forma cilindrica.

Per di pi?, la corretta valutazione di tali elementi di forma circolare dubbia comporta una notevole tempistica di esecuzione della fase di individuazione.

Una mancata individuazione dell?intero numero di viti realmente presenti determina una rimozione parziale delle stesse, con il risultato di interrompere l?intero ciclo di smantellamento.

Ancora oggi, di conseguenza, si sente la necessit? di un metodo realmente efficace per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video, quale ad esempio un televisore, da parte di un sistema robotico.

Un metodo realmente funzionale dovrebbe garantire una elevata percentuale di elementi riconosciuti, abbinata ad una tempistica di processamento limitata.

La presente invenzione mira a superare gli inconvenienti dell?arte nota tipica del settore per mezzo di un nuovo metodo per l?individuazione e la successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video come descritto all?inizio, in cui inoltre il detto sistema robotico comprende un braccio robotico e almeno una telecamera, essendo l?elemento avvitatore e la telecamera previsti all?estremit? libera del detto braccio robotico.

La presente invenzione fa inoltre riferimento ad un sistema per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video.

Con il termine ?dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video? si fa qui riferimento a qualunque dispositivo impiegato per la presentazione di informazioni ad esempio in forma visiva.

Secondo una forma di attuazione, tale termine fa riferimento ad un dispositivo avente forma parallelepipeda e uno spessore compreso nell?intervallo tra 1 e 30 centimetri e che presenta una faccia anteriore dotata di un display e una faccia posteriore rivestita da un involucro di protezione.

Tale termine pu? fare quindi riferimento, ad esempio, ad un televisore o ad un monitor.

Secondo una forma di attuazione preferita, il termine ?dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video? identifica qui un dispositivo a schermo piatto o ?flat panel display? o FPD.

Nel seguito della descrizione, per convenzione, si impiegher? da ora in poi il termine ?dispositivo a schermo piatto? ogni qual volta in cui si vorr? fare riferimento ad un ?dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video?, fermo restando che questa particolare scelta ha carattere puramente descrittivo e non limitativo ai fini della domanda di brevetto in oggetto.

Secondo una forma di attuazione, la presente invenzione fa riferimento ad un metodo per l?individuazione e la successiva rimozione di viti da un dispositivo a schermo piatto mediante un braccio robotico.

Secondo una forma di attuazione, la presente invenzione fa inoltre riferimento ad un sistema per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo a schermo piatto.

L?individuazione e la successiva rimozione di viti pu? riguardare l?intero corpo del dispositivo a schermo piatto.

Preferibilmente, l?individuazione e la successiva rimozione di viti coinvolge la superficie esterna dell?involucro di protezione della faccia posteriore di un dispositivo a schermo piatto e/o la superficie interna della faccia posteriore del dispositivo a schermo piatto.

Quest?ultima risulta accessibile una volta rimosso l?involucro di protezione.

Secondo una forma preferita, l?individuazione e la successiva rimozione delle viti coinvolgono sia la superficie esterna dell?involucro di protezione della faccia posteriore di un dispositivo a schermo piatto, sia la superficie interna della faccia posteriore del dispositivo a schermo piatto, accessibile una volta rimosso l?involucro di protezione.

Nel seguito della descrizione, per convenzione, si impiegher? da ora in poi il termine ?superficie del dispositivo a schermo piatto? ogni qual volta in cui si vorr? fare riferimento alla superficie esterna dell?involucro di protezione e/o alla superficie interna della faccia posteriore del dispositivo a schermo piatto, fermo restando che ambedue le forme di attuazione rientrano all?interno del metodo e sistema oggetto della presente domanda di brevetto.

Secondo la presente invenzione, il termine ?braccio robotico? pu? fare qui riferimento, in maniera puramente descrittiva e non limitativa, ad un robot industriale classico antropomorfo, ad un robot industriale SCARA e, pi? in generale, a qualsivoglia sistema robotico provvisto di almeno una estremit? libera, o testa, configurata per ospitare strumenti e/o attrezzi di varia natura.

Preferibilmente, il termine ?braccio robotico? indica, nella presente domanda di brevetto, un braccio robotico del tipo collaborativo.

Vantaggiosamente, la presenza di almeno un elemento avvitatore e di almeno una telecamera in prossimit? dell?estremit? libera, o testa, del braccio robotico permette, al braccio robotico stesso, di poter eseguire le successive fasi di individuazione e rimozione degli elementi a vite dalla superficie del dispositivo a schermo piatto.

Preferibilmente, l?almeno un elemento avvitatore e l?almeno una telecamera vengono alloggiati su di un end effector o supporto atto ad essere installato sul polso di un braccio robotico.

Detto end effector o supporto pu? essere realizzato ad esempio mediante fabbricazione additiva.

Nel seguito della descrizione si impiegher? da ora in poi il termine ?testa? o ?estremit? libera? del braccio robotico ogni qual volta in cui si vorr? fare riferimento ad un end effector o ad un qualunque supporto atto ad essere installato sul polso di un braccio robotico come definito in precedenza.

Preferibilmente, il termine ?braccio robotico? fa riferimento ad un braccio robotico del tipo collaborativo.

Il braccio robotico collaborativo, o cobot, ? un robot concepito per interagire fisicamente con l?uomo, e che presenta in generale un ingombro tale da permetterne una agevole installazione nei pressi di macchinari o in spazi di lavoro ristretti.

Detto braccio offre vantaggiosamente, a fronte di un peso modesto, un payload considerevole.

La possibilit? per ogni giunto del cobot di effettuare rotazioni, anche fino a ?360 gradi, e la rotazione infinita che caratterizza il polso sul quale viene installato l?end effector lo rendono particolarmente adatto per applicazioni di assemblaggio e di avvitatura.

D?ora innanzi, si impiegher? il termine ?braccio robotico? per fare riferimento, in maniera indistinta, ad un robot industriale classico antropomorfo, ad un robot industriale SCARA e, pi? in generale, a qualsivoglia sistema robotico provvisto di almeno una estremit? libera, o testa, configurata per ospitare strumenti e/o attrezzi di varia natura.

In particolar modo, con il termine ?braccio robotico? si fa preferibilmente riferimento ad un braccio robotico del tipo collaborativo.

Secondo una forma di attuazione, il braccio robotico pu? comprendere almeno una sorgente di illuminazione in aggiunta all?elemento avvitatore e alla telecamera.

Tale componente viene preferibilmente fissata all?estremit? libera del braccio robotico, in prossimit? della telecamera e dell?elemento avvitatore.

Vantaggiosamente, la presenza di almeno una sorgente di illuminazione consente al braccio robotico di poter individuare, insieme alla telecamera, la presenza delle viti sulla superficie del dispositivo a schermo piatto, come verr? in seguito descritto.

Il braccio robotico, secondo una forma di attuazione, viene posizionato in prossimit? del dispositivo a schermo piatto da dissassemblare, in uno spazio che viene definito area di lavoro.

Il braccio robotico risulta posizionato, all?interno dell?area di lavoro, in prossimit? del dispositivo a schermo piatto da disassemblare, ad una distanza variabile da quest?ultimo.

Secondo una forma di attuazione, il dispositivo a schermo piatto pu? giacere, ad una distanza variabile rispetto al braccio robotico, su di un nastro trasportatore, su di un tavolo da lavoro o sopra a superfici similari.

Nel seguito della descrizione, per convenzione, si impiegher? da ora in poi il termine ?tavolo da lavoro? ogni qual volta in cui si vorr? fare riferimento a qualunque oggetto atto ad ospitare, sulla sua superficie, un dispositivo a schermo piatto, fermo restando che questa particolare scelta ha carattere puramente descrittivo e non limitativo.

Preferibilmente il dispositivo a schermo piatto giace sul tavolo da lavoro in maniera tale che la faccia dotata di display del dispositivo a schermo piatto sia a diretto contatto con la superficie del tavolo da lavoro.

Il braccio robotico, secondo il metodo oggetto della presente domanda di brevetto, risulta quindi posizionato, preferibilmente in posizione centrale, in prossimit? di un tavolo da lavoro che ospita un dispositivo a schermo piatto, dove il dispositivo a schermo piatto ? disposto in maniera tale da esporre la sua faccia posteriore al braccio robotico e, pi? in generale, all?area di lavoro.

Preferibilmente, la distanza tra l?estremit? vincolata o basamento del braccio robotico e una estremit? del dispositivo a schermo piatto viene regolata a 55 cm.

Tale valore permette al braccio robotico di avere, vantaggiosamente, una facilit? di accesso a tutta la superficie del dispositivo a schermo piatto.

Ci? consente, vantaggiosamente, al braccio robotico di poter garantire la successiva fase di individuazione e rimozione delle viti che verr? in seguito descritta in dettaglio.

Il braccio robotico risulta inoltre posizionato, in posizione centrale, in prossimit? di un tavolo da lavoro che ospita un dispositivo a schermo piatto ad una certa altezza rispetto al tavolo da lavoro.

Tale altezza ? anche definita altezza di ispezione.

Preferibilmente, l?altezza di ispezione della testa o estremit? libera del braccio robotico rispetto al tavolo da lavoro, in particolar modo rispetto al dispositivo a schermo piatto giacente sul tavolo da lavoro, viene regolata nell?intervallo 25-50 cm, preferibilmente 30-37 cm.

Tale intervallo di valori permette, vantaggiosamente, un compromesso ottimale tra tre fattori, ossia:

- la cosiddetta ?workspace? del braccio robotico, che fa riferimento alla minore capacit? del braccio robotico nel coprire l?intera superficie da ispezionare all?aumentare dell?altezza di ispezione;

- l?altezza del modello di dispositivo a schermo piatto, che fa riferimento alla necessit? di evitare eventuali collisioni tra il braccio robotico e il dispositivo a schermo piatto da smantellare a seconda del modello di quest?ultimo;

- la risoluzione della telecamera fissata alla testa del braccio robotico, dal momento che a distanze crescenti corrisponde una perdita di informazione dell?oggetto inquadrato, il che rende pi? difficoltosa l?individuazione, per intero, delle viti realmente presenti sul dispositivo a schermo piatto.

Secondo una forma di attuazione preferita, l?altezza di ispezione viene regolata a 35 centimetri quando il braccio robotico, secondo il metodo oggetto della presente domanda di brevetto, deve individuare e successivamente rimuovere le viti dalla superficie esterna dell?involucro di protezione della faccia posteriore di un dispositivo a schermo piatto.

Secondo una forma di attuazione preferita, l?altezza di ispezione viene regolata a 31 centimetri quando il braccio robotico, secondo il metodo oggetto della presente domanda di brevetto, deve individuare e successivamente rimuovere le viti dalla superficie interna della faccia posteriore del dispositivo a schermo piatto, che viene resa accessibile una volta rimosso l?involucro di protezione.

Il braccio robotico risulta quindi posizionato, all?interno dell?area di lavoro, in prossimit? del dispositivo a schermo piatto da disassemblare ad una distanza e ad una altezza di ispezione prestabilite.

Secondo una forma di attuazione, detta area di lavoro pu? prevedere una ulteriore sorgente di illuminazione, oltre a quella prevista e fissata alla testa del braccio robotico.

Questa ulteriore sorgente di illuminazione pu? essere disposta, ad esempio, sopra il tavolo da lavoro, in maniera tale da illuminare l?intera area di lavoro.

Questo consente, vantaggiosamente, di agevolare l?esecuzione, da parte del braccio robotico, della successiva fase di ispezione della superficie del dispositivo a schermo piatto, che verr? in seguito dettagliatamente descritta.

Secondo una forma di attuazione preferita, detta ulteriore sorgente di illuminazione consiste di una campana lineare LED industriale da 90 Watt.

Il metodo oggetto della presente domanda di brevetto prevede che il braccio robotico esegua la fase di ispezione della superficie del dispositivo a schermo piatto una volta ricevuta una informazione relativa alle dimensioni del dispositivo da disassemblare.

La valutazione delle dimensioni del dispositivo a schermo piatto, e la successiva comunicazione di tale informazione al braccio robotico, pu? ad esempio essere condotta da un operatore umano.

L?operatore umano pu? ad esempio calcolare, mediante appositi mezzi di misura, le dimensioni del dispositivo a schermo piatto da disassemblare, ed inserire poi manualmente tale informazione in un computer, che risulta direttamente connesso al braccio robotico.

Alternativamente, l?informazione relativa alle dimensioni del dispositivo a schermo piatto pu? essere derivata, per mezzo di un algoritmo, dal computer direttamente connesso al braccio robotico sulla base di una istantanea, che pu? essere ad esempio registrata da una ulteriore telecamera disposta sopra il tavolo da lavoro, alla stregua della ulteriore sorgente di illuminazione prima descritta.

Il derivare, per mezzo di un computer, l?informazione relativa alle dimensioni del dispositivo a schermo piatto da una istantanea registrata da una telecamera sospesa sopra l?area di lavoro consente, vantaggiosamente, di automatizzare detto passaggio, con una conseguente riduzione dei tempi.

Sulla base di questa informazione, il braccio robotico esegue quindi una fase di ispezione della superficie del dispositivo a schermo piatto.

Secondo una forma di attuazione, la fase di ispezione ? eseguita mediante lo spostamento, da parte del braccio robotico, della sua estremit? terminale comprendente la telecamera, l?elemento avvitatore e preferibilmente la sorgente di illuminazione lungo la superficie del dispositivo a schermo piatto e mediante l?acquisizione di una pluralit? di immagini o di un flusso video per mezzo della telecamera e successiva analisi automatica delle immagini o del flusso video registrato.

Preferibilmente, detto spostamento della estremit? libera del braccio robotico segue una traiettoria a serpentina lungo la superficie del dispositivo a schermo piatto.

La traiettoria a serpentina pu? comprendere una prima serie di tratti rettilinei che si estendono sostanzialmente paralleli tra loro, dove i tratti rettilinei della prima serie risultano connessi tra loro mediante una seconda serie di tratti rettilinei che si estendono sostanzialmente perpendicolari alla prima serie di tratti rettilinei.

Secondo una forma di attuazione, la traiettoria a serpentina della fase di ispezione pu? prevedere una estensione e/o una velocit? variabile.

Secondo una forma di attuazione, l?estensione variabile della traiettoria a serpentina pu? corrispondere ad un passo e/o ad un numero di passi variabile.

L?impostazione e/o modifica dell?estensione e/o della velocit? della traiettoria a serpentina verr? in seguito dettagliatamente descritta.

Preferibilmente, la traiettoria a serpentina prevede una velocit? di ispezione di almeno 12 centimetri al secondo, e un passo di detta traiettoria a serpentina variabile tra 2 e 20 centimetri, preferibilmente tra 4 e 12 centimetri.

La selezione di questi valori rappresenta, vantaggiosamente, un buon compromesso tra velocit? di esecuzione e copertura dell?area di interesse, permettendo in particolar modo alla telecamera del braccio robotico di massimizzare l?area investigata nel minor tempo possibile.

Come detto, la fase di ispezione viene eseguita mediante lo spostamento, da parte del braccio robotico, della sua estremit? terminale comprendente la telecamera, l?elemento avvitatore e preferibilmente la sorgente di illuminazione lungo la superficie del dispositivo a schermo piatto e mediante l?acquisizione di una pluralit? di immagini o di un flusso video per mezzo della telecamera e successiva analisi automatica delle immagini o del flusso video registrato.

Secondo una forma di attuazione, la telecamera alloggiata sulla testa del braccio robotico ? una telecamera configurata per acquisire un elevato numero di fotogrammi per secondo (fps) durante lo spostamento dell?estremit? libera del braccio robotico lungo la superficie del dispositivo a schermo piatto e, inoltre, dotata di una tecnologia ?global shutter?, che consente vantaggiosamente di evitare possibili artefatti in istantanee con oggetti in movimento.

Secondo una forma di attuazione, la risoluzione della telecamera pu? essere regolata, ad esempio, a 3 Megapixel (2056x1542).

Vantaggiosamente, questo valore rappresenta un buon compromesso tra qualit? dell?immagine acquisita e numero di acquisizioni.

La telecamera alloggiata sulla testa del braccio robotico pu?, preferibilmente, prevedere la presenza di una particolare ottica accoppiata alla telecamera stessa.

Secondo una forma di attuazione, tale ottica presenta una lunghezza focale compresa nell?intervallo tra 2 e 20 millimetri, preferibilmente tra 4 e 12 millimetri, essendo detta lunghezza focale preferibilmente di 8 millimetri.

Questa scelta, vantaggiosamente, permette una buona compatibilit? con la telecamera impiegata, e presenta un campo visivo atto ad ottimizzare i tempi di ispezione, permettendo di poter modificare il passo della serpentina.

Secondo una ulteriore forma realizzativa, tale ottica pu? fare riferimento ad un?ottica telecentrica.

Una soluzione di questo tipo, vantaggiosamente, consente di eliminare la prospettiva, rendendo potenzialmente pi? semplice l?identificazione delle viti durante la fase di ispezione.

La sorgente di illuminazione, preferibilmente alloggiata sulla testa del braccio robotico, pu? consistere in una luce anulare.

Preferibilmente, tale sorgente di illuminazione consiste di una luce anulare coassiale alla telecamera.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la sorgente di illuminazione ? una luce anulare da 24 V.

Tale sorgente di illuminazione consente, vantaggiosamente, di ridurre al minimo il tempo di esposizione della telecamera precedentemente descritta.

Questo, a sua volta, consente di diminuire lo sfocamento dovuto al moto della telecamera che ? fissata alla testa del braccio robotico, permettendo una migliore qualit? di visualizzazione dell?area sotto ispezione.

La serie di istantanee o il flusso video registrato dalla telecamera viene poi analizzata in maniera automatica.

Secondo una forma di attuazione, detta analisi automatica ? eseguita in tempo reale mediante l?utilizzo di almeno un sistema di visione artificiale e di almeno un classificatore.

Detto sistema di visione artificiale individua, a partire da una determinata informazione in ingresso, determinati elementi caratteristici presenti nella serie di istantanee o nel flusso video registrato dalla telecamera nel corso della fase di ispezione.

Preferibilmente, l?informazione in ingresso consiste di una istruzione.

Secondo una forma di attuazione preferita, tale istruzione consiste nel ricercare, preferibilmente all?interno delle varie istantanee, uno o pi? oggetti di forma circolare.

Il sistema di visione genera, quindi, una cosiddetta lista di candidati.

Tale lista di candidati consiste, preferibilmente, in una lista di immagini di oggetti di forma circolare, dove detta lista ? derivata a partire dalle istantanee registrate dalla telecamera.

Con il termine candidati si fa quindi riferimento alle immagini di oggetti circolari presenti nella lista generata.

Secondo una forma di attuazione, la lista di candidati generata in precedenza pu? essere successivamente utilizzata, come informazione in ingresso, per un classificatore.

Tale classificatore provvede una analisi di detta lista di candidati sulla base di una precedente fase di addestramento offline.

Secondo una forma preferita, tale classificatore ? basato su apprendimento automatico.

Secondo una forma ulteriormente preferita, il classificatore consiste di una rete neurale convoluzionale (CNN).

Vantaggiosamente, l?impiego di una rete neurale convoluzionale, e pi? in generale di questa classe di algoritmi, permette a detto classificatore di riuscire ad apprendere una rappresentazione astratta dell?oggetto che si vuole individuare.

Questo viene ottenuto attraverso una fase di addestramento offline, durante il quale viene impiegato un dataset, o collezione di dati, per far apprendere alla rete il ?concetto? di vite.

Sulla base di questo addestramento iniziale, il classificatore provvede l?identificazione delle viti presenti sulla superficie del dispositivo a schermo piatto mediante confronto tra la lista di candidati e il ?concetto? appreso.

Secondo una forma di attuazione, la fase di ispezione prevede, inoltre, l?utilizzo di almeno una base di dati o banca dati.

Tale base di dati permette, vantaggiosamente, la memorizzazione e archiviazione di almeno un elemento caratteristico di detto dispositivo a schermo piatto rilevato dalla telecamera nel corso della fase di ispezione.

Preferibilmente, ma senza alcuna limitazione, detto almeno un elemento caratteristico pu? essere il codice EAN presente sulla superficie del dispositivo a schermo piatto.

Preferibilmente, la memorizzazione di detto elemento caratteristico permette di distinguere i vari modelli di dispositivo a schermo piatto gi? trattati.

Secondo una forma di attuazione, la memorizzazione di detto elemento caratteristico si associa alla archiviazione, per quel modello caratteristico di dispositivo a schermo piatto, della esatta posizione delle viti sulla superficie del dispositivo a schermo piatto.

Vantaggiosamente, questo permette al braccio robotico, una volta individuata, nel corso di una fase di ispezione, la presenza di almeno un elemento caratteristico gi? presente nella base di dati, di poter risalire all?informazione relativa all?esatta posizione delle viti sul dispositivo che si sta scansionando.

Secondo una forma di attuazione, l?estensione e/o la velocit? della traiettoria a serpentina ? suscettibile di variazioni e/o modifiche.

In generale, l?estensione e/o la velocit? della traiettoria a serpentina viene calcolata, in maniera automatica, sulla base delle dimensioni del dispositivo a schermo piatto valutate in precedenza, prima dell?inizio della fase di ispezione.

Vantaggiosamente, questo consente al braccio robotico di non dover ispezionare, pi? di una volta, la stessa porzione di superficie.

Questo garantisce una notevole riduzione del tempo necessario a concludere la fase di ispezione, senza tuttavia compromettere l?individuazione delle viti.

Sulla base, quindi, delle dimensioni del dispositivo a schermo piatto da smantellare, la fase di ispezione pu? prevedere una traiettoria a serpentina pi? o meno estesa, con una conseguente velocit? di esecuzione della traiettoria a serpentina, un conseguente passo della traiettoria a serpentina e un conseguente numero di passi della traiettoria a serpentina variabili.

L?estensione e/o la velocit? della traiettoria a serpentina eseguita dal braccio robotico pu? inoltre variare nel corso della fase di ispezione.

Come detto, il braccio robotico esegue, inizialmente, una traiettoria a serpentina dedotta a seguito delle dimensioni del dispositivo a schermo piatto.

Se, tuttavia, durante detta fase di ispezione la telecamera rileva, sulla superficie del dispositivo a schermo piatto, la presenza di almeno un elemento caratteristico gi? disponibile nella base di dati accessibile, il braccio robotico pu? allora risalire alla posizione delle viti tipica del dispositivo che si sta scansionando.

Conseguentemente e vantaggiosamente, il braccio robotico pu?, sulla base di tale informazione, impostare una nuova estensione e/o una velocit? della traiettoria a serpentina adatta a far s? che l?estremit? terminale del braccio robotico vada direttamente a fermarsi in prossimit? delle viti, senza dover nuovamente scansionare la superficie fotogramma per fotogramma.

Secondo una ulteriore forma di attuazione, una volta nota la posizione delle viti a seguito del rilevamento di almeno un elemento caratteristico del dispositivo gi? presente nella banca dati durante la fase di ispezione a serpentina, il braccio robotico pu? portare la sua estremit? libera equipaggiata con la telecamera, l?elemento avvitatore e preferenzialmente la sorgente di illuminazione direttamente sopra le viti da rimuovere, senza essere vincolato ad una traiettoria specifica.

A seguito dell?identificazione delle viti sulla superficie del dispositivo a schermo piatto, il braccio robotico provvede alla loro svitatura o rimozione.

Secondo una forma di attuazione, il braccio robotico risulta comandato in ciclo chiuso mediante il riscontro visivo della telecamera.

Secondo una forma di attuazione, il braccio robotico si muove in maniera tale che la telecamera risulti centrata sopra la vite individuata.

La telecamera mantiene costantemente una orientazione del suo asse ottico perpendicolare al tavolo da lavoro, e coassiale alla sorgente di illuminazione.

Secondo una forma di attuazione, il braccio robotico ? controllato da un algoritmo di controllo che pu? essere eseguito a una frequenza variabile.

Preferenzialmente, tale frequenza ? 125 Hz.

Vantaggiosamente, durante questa fase la velocit? del braccio robotico risulta limitata a 0.5 radianti al secondo su tutti i giunti.

Una volta avvenuta la centratura della telecamera con la vite sottostante, la testa del braccio robotico effettua uno spostamento fisso in ciclo aperto a velocit? variabile.

Secondo una forma di attuazione preferita, la velocit? dello spostamento fisso in ciclo aperto ? pari a 1 metro al secondo.

Vantaggiosamente, questo permette di allineare l?asse dell?elemento avvitatore al centro della vite.

Il braccio robotico inizia, di conseguenza, la fase di discesa al fine di applicare una forza normale alla vite.

Vantaggiosamente, questo ne provvede la svitatura.

Secondo una forma di attuazione preferita, la fase di rimozione della vite per mezzo del braccio robotico avviene applicando, alla vite stessa, una forza pari a 50 N.

Preferibilmente, la punta utilizzata ? una punta PH2 di 12.5 cm.

Vantaggiosamente, questa scelta permette al braccio robotico di poter svitare un elevato numero di viti di diametro differente.

Una volta svitate, dette viti possono essere raccolte in loco da un operatore umano.

Secondo una forma di attuazione, la presente invenzione fa inoltre riferimento ad un sistema per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo a schermo piatto.

Detto sistema per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo a schermo piatto ? caratterizzato dal fatto di comprendere un braccio robotico provvisto di almeno un elemento avvitatore, almeno una telecamera e, preferibilmente, almeno una sorgente di illuminazione.

Secondo una forma di attuazione del sistema, il braccio robotico provvede l?esecuzione di una fase di ispezione lungo la superficie del dispositivo a schermo piatto mediante spostamento della telecamera con una traiettoria a serpentina.

Il braccio robotico, mediante la telecamera, provvede all?acquisizione di una pluralit? di immagini o di un flusso video.

La serie di immagini o il flusso video registrato viene analizzato mediante l?utilizzo di almeno un sistema di visione artificiale e di almeno un classificatore.

Secondo una forma di attuazione, il sistema di visione provvede una lista di candidati, consistente di una serie di immagini di oggetti circolari registrate in corrispondenza di ciascun elemento circolare rilevato dalla telecamera nel corso della fase di ispezione.

La lista di candidati pu? essere successivamente analizzata da un classificatore sulla base di una precedente fase di addestramento offline.

Il sistema oggetto della presente domanda di brevetto pu? inoltre prevedere, nella fase di ispezione, l?utilizzo di almeno una base di dati per la memorizzazione e archiviazione di almeno un elemento caratteristico del dispositivo a schermo piatto rilevato nel corso della fase di ispezione dalla telecamera, dove detto elemento caratteristico si associa all?esatta posizione delle viti sul detto dispositivo.

Secondo una forma di attuazione, il sistema secondo l?invenzione pu? prevedere una estensione e/o una velocit? variabile della traiettoria a serpentina della fase di ispezione.

Preferibilmente, l?estensione e/o la velocit? variabile della traiettoria a serpentina viene calcolata, in maniera automatica, sulla base delle dimensioni del dispositivo a schermo piatto da investigare.

Secondo una ulteriore forma di attuazione preferita, l?estensione e/o la velocit? della traiettoria a serpentina viene modificata, in maniera automatica, a seguito della rilevazione di almeno un elemento caratteristico gi? disponibile nella base di dati sulla superficie del dispositivo a schermo piatto.

Vantaggiosamente, questo consente, in maniera similare a quanto descritto in riferimento al metodo, di poter impostare conseguentemente una estensione e/o una velocit? della traiettoria a serpentina adatta a far s? che l?estremit? terminale del braccio robotico vada direttamente a fermarsi in prossimit? delle viti, senza dover nuovamente scansionare la superficie fotogramma per fotogramma.

Secondo una ulteriore forma di attuazione, una volta rilevato sulla superficie del dispositivo un elemento caratteristico gi? presente nella base di dati, il braccio robotico provvede a portare la sua testa o estremit? libera direttamente sopra la posizione nota delle viti senza essere vincolato ad una traiettoria specifica.

? chiaro al tecnico del ramo che la presente invenzione pu? essere applicata per l?individuazione e la successiva rimozione di viti da ulteriori dispositivi oltre al detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video, come ad esempio case di computer, computer portatili o altri dispositivi elettronici simili.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig. 1 illustra una rappresentazione schematica di un braccio robotico collaborativo nell?atto di eseguire una fase di ispezione di un dispositivo a schermo piatto;

le fig. 2A-2B illustrano, rispettivamente, l?estremit? libera o testa di un braccio robotico collaborativo ospitante un elemento avvitatore, una telecamera e una sorgente di illuminazione e l?estremit? libera o testa del braccio robotico collaborativo sulla quale vengono ospitati gli elementi sopra menzionati;

la fig. 3 illustra una traiettoria a serpentina della fase di ispezione eseguita dal braccio robotico collaborativo;

la fig. 4 illustra un diagramma di flusso dei vari passi dell?analisi automatica che permette il riconoscimento delle viti.

Si specifica che le figure allegate alla presente domanda di brevetto illustrano una possibile forma esecutiva del metodo e sistema di individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico oggetto della presente invenzione, per meglio comprenderne i vantaggi e le caratteristiche descritte.

Tale forma esecutiva ? dunque da intendersi a puro scopo illustrativo e non limitativo al concetto inventivo della presente invenzione, ossia quello di provvedere un metodo ed un sistema per l?individuazione e successiva rimozione delle viti da un dispositivo per la visualizzazione di immagini, testo e video mediante un braccio robotico.

Con particolare riferimento alla Figura 1, viene illustrata una rappresentazione schematica di un sistema robotico comprendente un braccio robotico del tipo collaborativo 1 nell?atto di eseguire una fase di ispezione di un dispositivo a schermo piatto 2 mediante la spostamento della testa o estremit? libera 10 del braccio robotico 1.

Il braccio robotico collaborativo 1 risulta posizionato, in posizione centrale, in prossimit? di un tavolo da lavoro 6 che ospita il dispositivo a schermo piatto 2.

Detto dispositivo a schermo piatto 2 giace, sul tavolo da lavoro 6, secondo una disposizione tale per cui la faccia anteriore dotata di display risulta a diretto contatto con la superficie del tavolo da lavoro 6.

Figura 2A illustra una fotografia dell?estremit? libera o testa 10 del braccio robotico collaborativo 1 di Figura 1, dove detta estremit? libera 10 comprende un elemento avvitatore 100, una telecamera 101 e una sorgente di illuminazione 102 ospitate proprio su detta testa del braccio robotico collaborativo.

Figure 2B illustra una rappresentazione schematica dell?estremit? libera 10 del braccio robotico collaborativo 1, in particolar modo dei vari alloggiamenti che ospiteranno gli elementi descritti in Figura 2A.

In particolare, la testa 10 del braccio robotico collaborativo 1 prevede un primo alloggiamento 100? atto ad ospitare l?elemento avvitatore 100, un secondo alloggiamento 101? atto ad ospitare la telecamera 101 e, infine, un terzo alloggiamento 102? atto ad ospitare la sorgente di illuminazione 102.

Figura 3 illustra la traiettoria a serpentina della fase di ispezione 3, eseguita dal braccio robotico collaborativo.

Nel dettaglio, detta traiettoria a serpentina comprende una prima serie di dieci tratti rettilinei 4 che si estendono sostanzialmente paralleli tra loro e paralleli al lato corto del dispositivo a schermo piatto.

I dieci tratti rettilinei di detta prima serie risultano connessi tra loro mediante una seconda serie di nove tratti rettilinei 5, che si estendono sostanzialmente perpendicolari rispetto sia alla prima serie di tratti rettilinei 4 sia rispetto al lato corto del dispositivo a schermo piatto.

Figura 4 illustra un diagramma di flusso dei vari passi dell?analisi automatica che permette il riconoscimento delle viti.

Detta analisi automatica avviene mediante un sistema di visione artificiale 70, il quale riceve una informazione in ingresso 71 consistente nel ricercare uno o pi? oggetti di forma circolare nella serie di immagini o nel flusso video acquisiti dalla telecamera 101 nel corso della fase di ispezione 3.

Il sistema di visione provvede a generare una lista di candidati 72, consistente in una lista di immagini di oggetti di forma circolare, dove detta lista di candidati viene ulteriormente analizzata mediante un classificatore 73 che provvede, a seguito di una analisi di detta lista di candidati sulla base di una precedente fase di addestramento offline, all?individuazione delle viti 74 presenti sulla superficie del dispositivo a schermo piatto.

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono state mostrate nei disegni e descritte in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alle specifiche forme di realizzazione illustrate, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definite nelle rivendicazioni.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video (2), comprendente i passi di:

a) provvedere un sistema robotico provvisto di almeno un elemento avvitatore (100);

b) eseguire una fase di ispezione (3) di detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video (2) per l?individuazione di viti per mezzo di detto sistema robotico;

c) rimuovere le viti individuate in detta fase di ispezione (3) di detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video (2) per mezzo di detto sistema robotico;

caratterizzato dal fatto che

detto sistema robotico comprende un braccio robotico (1) e almeno una telecamera (101), essendo l?elemento avvitatore e la telecamera previsti all?estremit? libera (10) del detto braccio robotico (1).

2. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui detta fase di ispezione (3) ? eseguita mediante lo spostamento della detta telecamera (101) da parte del detto braccio robotico (1) con una traiettoria a serpentina lungo la superficie di detto dispositivo elettronico (2) e l?acquisizione di una pluralit? di immagini o di un flusso video dalla detta telecamera e dall?analisi automatica delle dette immagini o del detto flusso video.

3. Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui il detto dispositivo elettronico (2) ha forma parallelepipeda e uno spessore compreso nell?intervallo tra 1 e 30 centimetri e presenta una faccia anteriore dotata di un display, una faccia posteriore rivestita di un involucro di protezione, detta fase di ispezione (3) essendo condotta lungo la superficie esterna dell?involucro di protezione della faccia posteriore di detto dispositivo elettronico (2) e/o lungo la superficie interna della faccia posteriore di detto dispositivo elettronico (2), essendo questa resa accessibile a seguito della rimozione dell?involucro di protezione.

4. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui detta traiettoria a serpentina di detta fase di ispezione (3) comprende una prima serie di tratti rettilinei (4) che si estendono sostanzialmente paralleli tra loro, la quale prima serie di tratti rettilinei (4) risulta connessa per mezzo di una seconda serie di tratti rettilinei (5) che si estendono sostanzialmente perpendicolari rispetto a detta prima serie di tratti rettilinei (4).

5. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui detta analisi automatica della detta pluralit? di immagini o del detto flusso video in detta fase di ispezione (3) viene eseguita mediante l?utilizzo di almeno un sistema di visione artificiale e di almeno un classificatore.

6. Metodo secondo la rivendicazione 5 in cui detto sistema di visione artificiale utilizzato in detta fase di ispezione (3) provvede una lista di candidati, dove detta lista di candidati consiste di una serie di immagini di oggetti circolari registrate in corrispondenza di ciascun elemento circolare rilevato nel corso di detta fase di ispezione (3) e in cui detto classificatore utilizzato in detta fase di ispezione (3) provvede una analisi di detta lista di candidati sulla base di una precedente fase di addestramento offline.

7. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui detta fase di ispezione (3) prevede l?utilizzo di almeno una base di dati per la memorizzazione e archiviazione di almeno un elemento caratteristico di detto dispositivo elettronico (2) rilevato nel corso di detta fase di ispezione (3).

8. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni in cui detta fase di ispezione (3) prevede una estensione variabile e/o una velocit? variabile di detta traiettoria a serpentina, detta estensione variabile e/o detta velocit? variabile essendo calcolata in maniera automatica dal detto braccio robotico a seguito della valutazione delle dimensioni di detto dispositivo elettronico (2) e/o a seguito della rilevazione di almeno un elemento caratteristico gi? disponibile in detta base di dati su detto dispositivo elettronico (2).

9. Sistema per l?individuazione e successiva rimozione di viti da un dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video (2) caratterizzato dal fatto che

comprende un braccio robotico (1) provvisto di almeno un elemento avvitatore (100) e almeno una telecamera (101), in cui detto braccio robotico ? configurato per l?esecuzione di una fase di ispezione (3) lungo la superficie di detto dispositivo elettronico per la visualizzazione di immagini, testo e video (2).