IT202100015962A1 - Sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio tramite un apparato di visione laterale multicamera e procedimento di ispezione rapida tramite tecniche di visione artificiale - Google Patents

Sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio tramite un apparato di visione laterale multicamera e procedimento di ispezione rapida tramite tecniche di visione artificiale Download PDF

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Description

Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:
?SISTEMA DI ISPEZIONE RAPIDA DI UNA SERIE DI DISPOSITIVI DI FISSAGGIO TRAMITE UN APPARATO DI VISIONE LATERALE MULTICAMERA E PROCEDIMENTO DI ISPEZIONE RAPIDA TRAMITE TECNICHE DI VISIONE ARTIFICIALE?
DESCRIZIONE
Campo di Applicazione
La presente invenzione si riferisce ad un sistema ed un procedimento di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio.
Inoltre, la presente invenzione si riferisce ad un apparato di visione laterale di una serie di dispositivi di fissaggio.
In generale, la presente invenzione si riferisce a: Ispezione della superficie esterna di corpi cilindrici o viti; misura dimensionale con mezzi di visione artificiale; oggetti di forma complessa, scansione video; ispezione industriale dell'immagine.
Stato della Tecnica
Il brevetto US 7,364,043 B2 riguarda un sistema di ispezione dei dispositivi di fissaggio ad alta velocit? per eseguire l'ispezione al 100% di varie caratteristiche geometriche e per smistare un gran numero di dispositivi di fissaggio ad alta velocit?, comprendente una tavola rotante avente una periferia esterna, una periferia interna ed una pluralit? di fessure radiali che si estendono dalla periferia esterna alla periferia interna, almeno una telecamera di ispezione visiva ? prevista per catturare l'immagine di ciascun dispositivo di fissaggio dopo che ciascun dispositivo di fissaggio ? stato posizionato in una fessura radiale, un analizzatore di immagini ? collegato operativamente alla telecamera di ispezione visiva per analizzare l'immagine acquisita e per determinare se il dispositivo di fissaggio ? difettoso, una volta che il dispositivo di fissaggio difettoso ? stato identificato dall'analizzatore di immagini, il meccanismo di smistamento viene attivato per rimuovere il dispositivo di fissaggio difettoso dalla tavola rotante.
L'attrezzatura di ispezione include due telecamere di ispezione a vista laterale ed una telecamera di ispezione sulla superficie superiore, un gruppo di retroilluminazione ? fornito per le telecamere di ispezione a vista laterale.
Le telecamere di ispezione a vista laterale e la telecamera di ispezione di superficie superiore sono operativamente collegate ad un computer di elaborazione di immagini per analizzare le immagini catturate, il computer ha i criteri di ispezione per i dispositivi di fissaggio accettabili pre-memorizzati nella sua memoria, i criteri di ispezione per la vista laterale del dispositivo di fissaggio includono: altezza della testa, diametro della testa, lunghezza del gambo, passo della filettatura, riempimento inferiore, oltre un passo e altre dimensioni programmabili. Dalle immagini della vista laterale catturate, ? possibile ottenere le dimensioni effettive dei dispositivi di fissaggio. Il computer confronta le dimensioni effettive con i criteri di ispezione pre-memorizzati, quindi determina se i dispositivi di fissaggio sono difettosi. Per l'ispezione della superficie superiore, ? possibile determinare crepe, contaminazione e concentricit?.
Il brevetto KR 10-1067647 B1 riguarda un dispositivo di ispezione delle crepe per il lato di testa della filettatura della vite di precisione, che viene installato in prossimit? del piatto rotante da ispezionare quando la vite trasportata raggiunge in continuo la posizione corretta della posizione di ispezione, l?immagine ? incidente e riflessa su un riflettore a specchio poligonale installato nella parte centrale superiore della piastra di fissaggio, mettendo a fuoco l'immagine rifratta verso l'alto dal riflettore a specchio come una lente convessa e fotografando l'immagine a fuoco con la telecamera sul lato superiore, il dispositivo di ispezione esistente che fotografa e legge ogni parte installando una pluralit? di telecamere visualizzando la presenza o l'assenza di crepe sul lato della testa della vite su un monitor utilizzando il segnale catturato per stabilire se ? buono o cattivo. Visualizzando la presenza o l'assenza di crepe sul lato della testa della vite su un unico monitor per determinare se ? buono o cattivo in base a questo, lo spazio di installazione viene aumentato rispetto all'apparato di ispezione esistente che fotografa e legge ogni parte installando pi? telecamere.
Il brevetto US 6,959,108 B1 riguarda un sistema di ispezione, i pezzi da ispezionare vengono lanciati consecutivamente e automaticamente per passare non supportati attraverso il campo visivo di una pluralit? di telecamere, quando un pezzo in lavorazione passa attraverso il campo visivo delle telecamere, viene attivato un sensore che comunica con un sistema informatico per attivare le telecamere per catturare un'immagine libera, o dati immagine, del pezzo in lavorazione, i dati dell'immagine vengono quindi analizzati da un programma per computer per verificare se i dati dell'immagine indicano che il pezzo in lavorazione non soddisfa i criteri stabiliti e quindi ? considerato difettoso, se l'immagine non soddisfa i criteri stabiliti, il pezzo viene scartato e separato dai pezzi che non sono stati identificati come difettosi.
Il numero e il posizionamento delle telecamere utilizzate per ottenere le immagini necessarie dipenderanno da numerosi fattori tra cui la forma dell'oggetto ispezionato, il tipo e la dimensione del difetto o della caratteristica da rilevare o analizzare e il grado di accuratezza richiesto. Ad esempio, ottenere una vista circonferenziale completa di un oggetto cilindrico o di un pezzo in lavorazione attorno ad un unico asse, generalmente richiede l'uso di almeno tre telecamere che preferibilmente sono montate sullo stesso piano, distanziate di uguale distanza dall'oggetto da ispezionare ed una uguale distanza l'uno dall'altro.
Un controller ? ulteriormente programmato per analizzare le immagini del pezzo in lavorazione catturate dalle telecamere per determinare la dimensione relativa di eventuali aperture aggiuntive nel pezzo in lavorazione e determinare se la dimensione di ciascuna apertura aggiuntiva ? conforme a un determinato standard di dimensioni accettabili per aperture aggiuntive.
Presentazione dell?invenzione
Nell?industria manifatturiera produzione viti, c?? l?esigenza di verificare la produzione.
In alcuni settori, come quello automotive, il controllo viene fatto al 100%.
Nelle macchine di selezione dei dispositivi di fissaggio, un sistema di alimentazione posiziona ciascun corpo nelle successive stazioni di misura. Vi possono essere stazioni di controllo meccanico, visivo o di altra natura.
Uno dei controlli richiede la misura spigolospigolo della testa poligonale, per poter effettuare la misura in una certa posizione occorre che la vite giunga con la giusta rotazione di fronte alla videocamera.
Questo viene ottenuto con un ruota-spigoli, ossia un componente meccanico che entra a contatto con la testa della vite e la ruota.
Problema tecnico: tecnologia a contatto, soggetta ad usura, richiede competenze specifiche per la taratura ed ha limitazioni in velocit?.
Soluzione al Problema: osservare la testa della vite da pi? angoli di rotazione, ad esempio quattro.
Per tenere compatto il gruppo delle videocamere, vengono usati degli specchi, acquisendo quattro immagini ruotate di 15 ? ? possibile effettuare la misura con una accuratezza di circa il 95%.
Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio che sia di semplice installazione, facilmente collegabile ad un sistema di calcolo di interpolazione di misure discrete.
Un ulteriore scopo ? quello di fornire un apparato di visione laterale di una serie di dispositivi di fissaggio che sia facilmente installabile a bordo di un sistema esistente.
Un ulteriore scopo ? quello di fornire un procedimento in grado di misurare un valore all?apice della dimensione della testa di ciascun dispositivo di fissaggio.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, come descritto nella rivendicazione 1.
Inoltre, i suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione vengono raggiunti con un apparato di visione laterale di una serie di dispositivi di fissaggio, come descritto nella rivendicazione 6.
Inoltre, i suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione vengono raggiunti con un procedimento di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, come descritto nella rivendicazione 8.
Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, numero di videocamere, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
Descrizione dei disegni
La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
? la FIG. 1 mostra una vista in pianta del dispositivo di una serie di dispositivi di fissaggio, secondo la presente invenzione;
? la FIG. 2 mostra un sottoinsieme di una realizzazione del sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, secondo la presente invenzione;
? la FIG. 3 mostra una vista prospettica di un ulteriore sottoinsieme di una realizzazione del sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, secondo la presente invenzione;
? la FIG. 4 mostra una vista frontale del sottoinsieme della figura precedente;
? la FIG. 5 mostra una vista laterale del sottoinsieme di FIG. 3; e
? la FIG. 6 mostra il sottoinsieme di FIG. 3 con carter.
Descrizione di forme di realizzazione
Facendo riferimento alle Figure, ? possibile notare che la presente invenzione riguarda un sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio 1, ciascuno di tali dispositivi di fissaggio avente una testa ed un gambo.
Il sistema comprende mezzi di alimentazione 2 con mezzi di posizionamento 3 di ciascun dispositivo della serie di dispositivi di fissaggio 1, almeno un apparato di visione laterale 4 azionabile per catturare almeno un?immagine di ciascun dispositivo di fissaggio 1 tramite almeno una telecamera 5, 6, 7, 8, un analizzatore di immagini 13 operativamente collegato all?apparato di visione laterale 4 per analizzare le immagini catturate ed effettuare delle misure sul dispositivo di fissaggio posto in posizione di misura.
Vantaggiosamente, l?apparato di visione laterale 4 ? costituito da una pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8, ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12 per permettere di catturare contemporaneamente una serie di immagini orientate specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio 1.
Tramite l?analizzatore di immagini 13, un?immagine laterale orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio 1 di ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 permette di interpolare un valore all?apice della dimensione della testa del medesimo dispositivo di fissaggio 1.
I mezzi di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12 sono disposti in modo che l?immagine laterale di un medesimo dispositivo di fissaggio (1) di ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) sia orientata radialmente rispetto al medesimo dispositivo di fissaggio 1.
Preferibilmente, le telecamere 5, 6, 7, 8, sono in numero di quattro, mentre i mezzi di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12, orientati radialmente, sono distanziati con un?apertura angolare di 15 gradi.
Ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 giace con l?asse ottico parallelo all?asse longitudinale del dispositivo di fissaggio 1.
La presente invenzione riguarda inoltre un apparato di visione laterale di una serie di dispositivi di fissaggio costituito da una pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8, ciascuna telecamera di tale pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12, in modo da catturare un?immagine orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio 1 tramite mezzi di supporto e di interfaccia 14.
I mezzi di supporto e di interfaccia 14 sono costituiti da una piastra forata munita di slitte di regolazione.
La presente invenzione riguarda inoltre un procedimento di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, ciascuno di tali dispositivi di fissaggio avente una testa ed un gambo.
Un tale procedimento viene espletato tramite un sistema comprendente mezzi di alimentazione 2 con mezzi di posizionamento 3 di ciascun dispositivo della serie di dispositivi di fissaggio, almeno un apparato di visione laterale 4 azionabile per catturare almeno un?immagine di ciascun dispositivo di fissaggio 1 tramite una pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8, ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 essendo ruotata rispetto all?asse del dispositivo di fissaggio 1 ed essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12, un analizzatore di immagini 13 operativamente collegato all?apparato di visione laterale 4. Il procedimento secondo la presente invenzione comprende, in particolare, le fasi seguenti:
? tramite ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8, catturare un?immagine orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio 1;
? tramite l?analizzatore di immagini 13, interpolare un valore all?apice della dimensione della testa del medesimo dispositivo di fissaggio 1;
? tramite un processore collegato ad una memoria (non mostrato), confrontare il valore interpolato nella fase precedente con quello in memoria;
? sulla base del risultato del confronto nella fase precedente, identificare il dispositivo di fissaggio difettoso, per rimuovere qualsiasi dispositivo di fissaggio difettoso dalla tavola rotante 2; e
? effettuare la catalogazione del dispositivo di fissaggio difettoso.
Il procedimento pu? inoltre comprendere una fase di determinazione di una misura spigolo-spigolo di una testa esagonale di una serie di dispositivi di fissaggio 1.
Un programma di computer pu? comprendere mezzi di codice di programma di computer atti ad eseguire tutte o parte delle fasi del procedimento, quando tale programma ? eseguito su un computer e/o quando tale programma ? contenuto su un supporto leggibile da un computer.
Un vantaggio del sistema oggetto di invenzione ? rappresentato dal fatto che non ? richiesto sia un posizionamento frontale sia un orientamento predefinito del dispositivo di fissaggio da misurare.
L?apparato di visione laterale 4 ? costituito da una pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8, ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere 5, 6, 7, 8 osserva il componente da misurare lungo una direttrice inclinata rispetto alle restanti telecamere cos? da avere una pluralit? di immagini. Al fine di tenere compatto il gruppo di videocamere, possono essere integrati elementi di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12, per ciascuna videocamera.
Tramite l?analizzatore di immagini 13, ? possibile analizzare tutte le immagini delle videocamere 5, 6, 7, 8 cos? da poter disporre di differenti inquadrature del dispositivo di fissaggio 1 da misurare. In particolare ? possibile effettuare la misura della diagonale di una sezione poligonale, ossia il valore all?apice della dimensione della testa del dispositivo di fissaggio 1.
I mezzi di riflessione dell?immagine 9, 10, 11, 12, oltre ad essere disposti radialmente rispetto al medesimo dispositivo di fissaggio 1, giacciono lungo il cammino ottico permettendo di mantenere compatto il sistema.
Un gruppo di retroilluminazione 16 ? fornito per le telecamere di ispezione a vista laterale.
Si ? descritta una forma preferita di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente essa ? suscettibile di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L?articolo ?un?, ?uno? o ?una? precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralit? di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Sistema di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio (1), ciascun dispositivo di fissaggio avente una testa ed un gambo, il sistema comprendente mezzi di alimentazione (2) con mezzi di posizionamento (3) di ciascun dispositivo della serie di dispositivi di fissaggio (1), almeno un apparato di visione laterale (4) azionabile per catturare almeno un?immagine di ciascun dispositivo di fissaggio (1) tramite almeno una telecamera (5), (6), (7), (8), un analizzatore di immagini (13) operativamente collegato a detto apparato di visione laterale (4) per analizzare le immagini catturate ed effettuare delle misure, il sistema essendo caratterizzato dal fatto che detto apparato di visione laterale (4) ? costituito da una pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8), ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine (9), (10), (11), (12) per permettere di catturare contemporaneamente una serie di immagini orientate specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio (1).
2. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che, tramite l?analizzatore di immagini (13), un?immagine laterale orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio (1) di ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) permette di interpolare un valore all?apice della dimensione della testa del medesimo dispositivo di fissaggio (1).
3. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di riflessione dell?immagine (9), (10), (11), (12) sono disposti in modo che l?immagine laterale di un medesimo dispositivo di fissaggio (1) di ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) sia orientata radialmente rispetto al medesimo dispositivo di fissaggio (1).
4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le telecamere (5), (6), (7), (8) sono in numero di quattro, mentre i mezzi di riflessione dell?immagine (9), (10), (11), (12), orientati radialmente, sono distanziati con un?apertura angolare di 15 gradi.
5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna telecamera della pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) giace con l?asse ottico parallelo all?asse longitudinale del dispositivo di fissaggio (1).
6. Apparato di visione laterale di una serie di dispositivi di fissaggio (1) caratterizzato dal fatto di essere costituito da una pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8), ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine (9), (10), (11), (12), in modo da catturare un?immagine orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio (1) tramite mezzi di supporto e di interfaccia (14).
7. Apparato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto e di interfaccia (14) sono costituiti da una piastra forata munita di slitte di regolazione.
8. Procedimento di ispezione rapida di una serie di dispositivi di fissaggio, ciascun dispositivo di fissaggio avente una testa ed un gambo, tramite un sistema comprendente mezzi di alimentazione (2) con mezzi di posizionamento (3) di ciascun dispositivo della serie di dispositivi di fissaggio (1), almeno un apparato di visione laterale (4) azionabile per catturare almeno un?immagine di ciascun dispositivo di fissaggio (1) tramite una pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8), ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8) essendo ruotata rispetto all?asse del dispositivo di fissaggio (1) ed essendo aggregata con almeno un mezzo di riflessione dell?immagine (9), (10), (11), (12), un analizzatore di immagini (13) operativamente collegato a detto apparato di visione laterale (4), detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi seguenti:
? tramite ciascuna telecamera di detta pluralit? di telecamere (5), (6), (7), (8), catturare un?immagine orientata specificatamente di un medesimo dispositivo di fissaggio (1);
? tramite detto analizzatore di immagini (13), interpolare un valore all?apice della dimensione della testa del medesimo dispositivo di fissaggio (1);
? tramite un processore collegato ad una memoria, confrontare il valore interpolato nella fase precedente con quello in memoria;
? sulla base del risultato del confronto nella fase precedente, identificare il dispositivo di fissaggio difettoso; e
? effettuare la catalogazione del dispositivo di fissaggio difettoso.
9. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di determinazione di una misura spigolo-spigolo di una testa esagonale di una serie di dispositivi di fissaggio (1).
10. Programma di computer comprendente mezzi di codice di programma di computer atti ad eseguire tutte o parte delle fasi di detto procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8, 9, quando tale programma ? eseguito su un computer e/o quando tale programma ? contenuto su un supporto leggibile da un computer.
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