IT202100017105A1

IT202100017105A1 - Procedimento e sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole

Info

Publication number: IT202100017105A1
Application number: IT102021000017105A
Authority: IT
Inventors: Stefano Pepice; Cosimo Distante
Original assignee: Lopera Group S R L; Stefano Pepice
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-09-30

Description

Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:

?PROCEDIMENTO E SISTEMA DI ISPEZIONE DI UN NASTRO CONTINUO SCORREVOLE?

DESCRIZIONE

Campo di Applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento ed un sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole.

In generale, la presente invenzione si riferisce a: Ispezione industriale dell'immagine, Indagare sulla presenza di difetti o contaminazioni nel materiale in movimento, ad es. carta o tessuti, Tessuti; Tessili, Carta, Videocamera, Dettagli ottici, Scansione dei dettagli utilizzando un array di rivelatori multipli, Tessuti; Tessili; Carta.

In particolare, la presente invenzione si riferisce a: Elaborazione del segnale di scansione o immagine appositamente adattata per questo, ad es per la regolazione del segnale di scansione, per rilevare diversi tipi di difetti, per compensare strutture, segni, bordi in base alle tecniche di elaborazione delle immagini, Elaborazione probabilistica delle immagini.

Per ispezionare i tessuti, non tagliati, alla ricerca di errori ad altissima velocit? durante le attivit? di taglio, i sistemi di elaborazione delle immagini basati sulla scansione di linea sono spesso l'unica soluzione tecnicamente ed economicamente fattibile.

I tradizionali campi di applicazione delle telecamere a scansione lineare includono situazioni in cui ? necessario analizzare materiali continui.

Il motivo per cui le telecamere a scansione di linea sono pi? adatte delle telecamere a scansione di area per tali processi continui ? spiegato dal design fondamentalmente diverso delle due tecnologie.

A seconda del tipo di telecamera, le telecamere di scansione dell'area forniscono una sequenza di immagini fissa, sincrona, o variabile, asincrona, di un oggetto in movimento. In pratica, l'acquisizione ininterrotta di materiali continui si ottiene catturando immagini sovrapposte. Quando ci? ? stato fatto, ? necessario un software per ritagliare accuratamente le singole immagini, eliminare la distorsione e assemblare le immagini nella sequenza corretta.

Le telecamere a scansione di linea, d'altra parte, hanno solo una singola fila di pixel sensibili alla luce, che scansionano costantemente oggetti in movimento ad alta frequenza di linea. In genere, la risoluzione delle telecamere di linea varia tra 512 e 12.888 pixel. I sensori con lunghezze dei bordi dei pixel di 7 ?m, 10 ?m e 14 ?m sono comunemente disponibili sul mercato. In caso di risoluzioni molto elevate, nella progettazione del sensore vengono utilizzati pixel pi? piccoli per tenere in considerazione l'ottica, poich? un sensore con 8000 pixel e una lunghezza del bordo di 10?m, ad esempio, potrebbe essere esposto solo senza distorsione da una lente con un diametro dell'immagine di almeno 8 cm.

Durante il funzionamento, le cariche dei singoli pixel vengono lette in un registro orizzontale disposto in parallelo e convertite pixel per pixel in valori digitali. Questi possono quindi essere memorizzati ed elaborati dal PC. Per illustrare questo punto, se una telecamera a scansione di linea dovesse osservare un oggetto immobile e fosse azionata a una velocit? di linea costante di 1 kHz, 1.000 linee di un monitor di PC sarebbero riempite con linee di informazioni identiche in scala di grigi in 1 secondo.

Questo esempio chiarisce che un'immagine 2D di un oggetto piatto pu? essere generata solo con una telecamera a scansione lineare se l'oggetto si muove sotto la telecamera a una velocit? ragionevole. Ovviamente ? anche possibile spostare la telecamera sull'oggetto, e questo ? effettivamente possibile per alcune applicazioni.

La velocit? di linea della telecamera deve essere sincronizzata con la velocit? di un oggetto in movimento se si vuole ottenere la stessa risoluzione nella direzione di marcia (Y), come la risoluzione sulla larghezza dell'oggetto. In caso contrario, se la velocit? di linea ? fissa mentre la velocit? dell'oggetto varia, l'immagine dell'oggetto sul monitor o nella memoria dell'immagine viene allungata o compressa. Tuttavia, la velocit? dei trasportatori o dell'attrezzatura di posizionamento ? spesso soggetta a variazioni di carico e accelerazioni o frenate, il che significa che raramente si muovono esattamente alla stessa velocit?. Ci? a sua volta significa che generalmente non ? possibile lavorare con una tariffa di linea fissa.

L'hardware deve fornire un metodo per regolare la velocit? di linea in modo che corrisponda alla velocit? corrente del materiale in esame, poich? solo allora ? possibile effettuare un'analisi 2D precisa e significativa dell'immagine, utilizzando algoritmi software.

In pratica, ci? viene solitamente implementato utilizzando un encoder incrementale accoppiato all'unit? di azionamento. Naturalmente, questo feedback dovrebbe essere generato in una posizione in cui ? previsto il minimo di slittamento rispetto all'oggetto. Questo problema deve essere considerato caso per caso. Gli impulsi generati dall'encoder vengono quindi passati al frame grabber e condizionati per la risoluzione richiesta nella direzione di marcia utilizzando scalatori di frequenza regolabili, prima di essere passati alla telecamera di scansione lineare per attivare l'illuminazione.

Ci? supera il primo ostacolo al mantenimento di una risoluzione costante a velocit? variabili. Per? la velocit? di linea cablata alla velocit? comporta che il monitor visualizzi immagini con luminosit? fluttuante a seconda della velocit? della linea. La ragione di ci? risiede nei diversi tempi di esposizione della telecamera a scansione di linea a velocit? di linea diverse. In questa modalit? operativa di base il tempo di esposizione ? all'incirca l'inverso della velocit? di linea o il periodo tra due impulsi di trigger.

L'utilizzo di opportuni segnali di temporizzazione consente di mantenere costante il tempo di integrazione del sensore. L'impostazione viene effettuata sul frame grabber ed ? orientata alla frequenza di linea massima prevista. Ad esempio, se la velocit? di linea massima ? 10.000 Hz, il tempo di integrazione deve essere impostato su un valore inferiore a 1/10.000 secondi. In questo modo si ottiene una situazione ideale in cui l'immagine ? esposta a un livello costante e la risoluzione viene mantenuta anche se le frequenze di linea cambiano. Il segnale di controllo per la telecamera a scansione di linea ora contiene le informazioni sulla velocit? di linea corrente e sul tempo di esposizione e, nelle strategie moderne, ? una miscela della sequenza di impulsi e della lunghezza dell'impulso.

Esistono enormi differenze nelle caratteristiche tecniche tra le diverse telecamere a scansione lineare. Sono disponibili modelli che sono stati appositamente ottimizzati per il funzionamento ad alta velocit? e sensibilit?, per esempio, la telecamera a scansione lineare Spyder3 del produttore disponibile in 1k, 2k e 4k, versione monocromatica, risp. Modelli 2k e 4k, versione a colori, con velocit? di trasmissione dati di 68 MHz, monocromatica, risp.

108 MHz, colore. Con una dimensione dei pixel di 7,04 x 7,04 ?m? e una seconda riga attivabile, questo modello pu? essere utilizzato anche in applicazioni con scarsa illuminazione. Al riguardo si cita il brevetto US7034273B1.

Per quanto riguarda la sensibilit?, la strategia pi? efficace ? conosciuta come TDI, Time Delay and Integration, ed ? stata perfezionata da Questa sofisticata tecnologia del sensore prevede che i dati dell'immagine in una linea del sensore vengano accumulati con diverse altre linee, in sincronia con il movimento dell'oggetto e quindi esposti di nuovo utilizzando le stesse informazioni dell'immagine. Questo metodo offre una sensibilit? 100 volte superiore rispetto ai metodi standard. Al riguardo si cita il brevetto US9148601B2.

A causa dei limiti fisici nel carico di lavoro, il sensore viene letto in modo sincrono su pi? canali di lettura. Nelle telecamere a scansione lineare ad alte prestazioni, ? possibile dividere il sensore in un numero di aree che possono poi essere lette in parallelo alla massima velocit?. Cos?, ad esempio, le nuove telecamere di scansione della linea Linea Color Dalsa offrono le prestazioni e le caratteristiche eccezionali che si trovano nell'attuale gamma di telecamere di fascia alta di

L'ampia variet? di potenziali applicazioni di scansione lineare richiede che sia possibile configurarle nel modo pi? flessibile possibile. Le impostazioni per l'uscita dati determinano lo stato dell'arte corrente, in cui l'utente pu? generalmente impostare la profondit? dei dati su 8 o 12 bit, specificare se i dati vengono emessi su 1 o 2 canali e impostare la velocit? dei dati. Inoltre, ? possibile caricare le tabelle di correzione sulla telecamera, ad esempio per la correzione flat-field.

? anche possibile passare dalla modalit? freerunning a quella trigger. Al riguardo si cita il brevetto US7663115B2.

Le tecniche descritte finora in questo articolo si riferiscono alle telecamere monocromatiche, che costituiscono la stragrande maggioranza delle telecamere a scansione lineare attualmente in uso. Tuttavia, i modelli di telecamere di linea sono disponibili per applicazioni a colori e rilevamento del colore. Tre diversi sistemi si sono affermati in questo settore. In primo luogo, ci sono le telecamere prismatiche ad alta precisione con 3 o 4 sensori CCD o CMOS. Le telecamere 4CCD e CMOS sono prodotte da JAI e offrono un'ispezione avanzata del colore grazie ai modelli IR. Poi ci sono le telecamere trilineari, che raggiungono quasi gli stessi livelli di precisione. Con questo tipo di telecamera, tre linee di sensori RGB sono disposte molto vicine per catturare l'immagine dell'oggetto in movimento. L'elettronica interna della telecamera compensa quindi lo spostamento di linea risultante. Per le applicazioni a basso costo, ci sono anche le telecamere a scansione di linea a colori monolinea che fanno uso di pixel con filtro RGB a tripla codifica.

Tuttavia, anche la migliore telecamera a scansione lineare non ? in grado di eseguire un'attivit? di ispezione in un ambiente di produzione industriale in modo efficiente e con un alto livello di qualit? da sola. L'interazione ottimale tra i singoli componenti del sistema -dall'illuminazione, obiettivi e fotocamera, fino all'hardware di acquisizione delle immagini - ? un fattore decisivo per determinare la qualit? dell'immagine complessiva. Inoltre, le capacit? del software di elaborazione delle immagini responsabile della valutazione dei dati delle immagini sono altrettanto cruciali.

Grazie alla crescente domanda di soluzioni applicative, esiste un'ampia selezione di tecnologie e prodotti fondamentalmente diversi che, insieme, consentono un'interazione fluida tra ogni anello di questa catena. Sebbene la combinazione di una fotocamera a scansione lineare adeguata con un hardware di acquisizione delle immagini adeguato non sia pi? un problema importante, grazie agli standard comuni concordati dai produttori di fotocamere e frame grabber alcuni anni fa, spesso sono ancora necessari servizi di consulenza intensivi forniti da esperti al fine di selezionare i singoli elementi che costituiranno una soluzione globale che ? idealmente adatta a soddisfare i requisiti di una data applicazione.

Le applicazioni tradizionali per le telecamere a scansione lineare di solito includono scenari in cui ? necessario analizzare materiali continui. Le telecamere a scansione lineare sono, ad esempio, utilizzate nell'industria della stampa, nella produzione e successiva lavorazione della carta, nella produzione di lastre di acciaio, nastri di vetro o tessuti per identificare e classificare i difetti di questi materiali.

Esempio pratico di come determinare la velocit? di linea ed il tempo di esposizione. Sono noti i seguenti parametri: Larghezza oggetto: W=800 mm Velocit? oggetto: v=2,5 m / s Risoluzione richiesta: Dx=0.2 mm / pixel.

Il numero di pixel richiesto ? quindi:

n pixel=W / Dx.

? richiesta una risoluzione di almeno 4000 pixel e sono comunemente disponibili modelli con 4096 pixel sufficienti. Se la larghezza dell'oggetto di 800 mm ? mappata sul sensore di linea 4k, un pixel pu? coprire 0,195 mm dell'oggetto. Se la risoluzione orizzontale e verticale devono essere uguali, un rapporto di 1: 1, il tempo Tl per una linea e come risultato della velocit? di linea richiesta fl pu? essere calcolato come segue per il funzionamento nominale:

fl=v / Dy.

La risoluzione calcolata di Dx=Dy dove Dx=0,195 mm risulta quindi in una frequenza:

fl=12.800 Hz.

Ci? significa che la telecamera a scansione lineare deve essere progettata per una frequenza di almeno 12,8 kHz.

? importante che le esposizioni della telecamera a scansione lineare siano sincronizzate in base al movimento del tessuto. Questo viene spesso fatto con l'aiuto di un encoder che emette un impulso per ogni quantit? specificata di movimento del tessuto. Dopo un certo numero di impulsi dell'encoder, la telecamera a scansione di linea viene finalmente attivata per acquisire un'immagine di linea.

Di solito sono preferiti i pixel quadrati, ovvero pixel di uguale altezza e larghezza nel campo visivo. Per ottenere pixel quadrati, la telecamera deve essere attivata ogni volta che il tessuto si sposta di una distanza pari alla dimensione dei pixel dell'oggetto.

Per impostare la distanza di attivazione dell'acquisizione della linea, l?utente pu? (i) scegliere o programmare gli impulsi dell'encoder per giro o distanza, (ii) scegliere il rapporto meccanico tra il movimento del tessuto e l'encoder, e (iii) programmare il numero di impulsi dell'encoder tra le linee acquisite dalla telecamera.

In base all'esempio precedente, si supponga che l?encoder rotante sia fissato a una ruota dello stenditore di circonferenza nota ed il tessuto si trovi sul nastro. Per i pixel quadrati, ? necessario un impulso di attivazione della telecamera ogni 0,195 mm di movimento dello stenditore. Si presume che non vi sia alcuno slittamento meccanico tra la rotazione dell'encoder ed il movimento del tessuto.

Se si seleziona un encoder con 4096 impulsi per giro e la circonferenza della ruota dello stenditore ? di 76,2 mm, quindi diametro=circonferenza / pi=circa 24,3mm. La distanza per impulso dell'encoder ?:

Distanza per impulso=(mm rullo per giro) / (impulsi encoder per giro)=76,2mm / 4096 impulsi=0,0186 mm per impulso.

Questa ? una distanza troppo piccola di circa un fattore 2. Fissando la circonferenza del rullo, gli ingressi dell'encoder o gli ingressi asse di un PLC possono essere utilizzati su un frame grabber Teledyne DALSA Xcelera per dividere, in realt?, conto alla rovescia, gli impulsi dell'encoder di un fattore 2. In alternativa, ? possibile utilizzare un encoder con 2048 impulsi per giro.

Stato della Tecnica

Lo stato della tecnica ? rappresentato dal brevetto US 5,068,799 A riguardante un metodo per rilevare difetti in materiale a nastro continuo che viene illuminato e scansionato da un sistema di scansione ottica per produrre segnali di uscita digitalizzati rappresentativi del materiale, il metodo comprende le fasi di: elaborare i segnali di uscita digitalizzati utilizzando filtri adattati digitali corrispondenti a modelli di difetti noti per essere presenti nel materiale per identificare segnali presenti in esso che sono rappresentativi di difetti nel materiale; generare primi segnali di uscita indicativi delle posizioni dei difetti nel materiale; memorizzare i segnali di uscita digitalizzati in una memoria; analizzare i segnali di uscita digitalizzati per mezzo di filtri adattati digitali predeterminati corrispondenti a tipi di difetti predeterminati per fornire primi segnali di uscita indicativi delle posizioni di potenziali difetti nel materiale; analizzare in dettaglio i segnali di uscita digitalizzati memorizzati in posizioni indicate dai primi segnali di uscita per identificare e classificare i difetti effettivi presenti nelle posizioni nel materiale. In particolare, la prima fase di analisi comprende le fasi di: analizzare materiale non conforme per mezzo dei filtri adattati per fornire segnali di calibrazione corrispondenti a ciascun punto nel materiale; e confrontare segnali di uscita dai filtri adattati ai segnali di calibrazione per identificare punti nell?immagine memorizzata che corrispondono a potenziali difetti. Inoltre, il metodo comprende le fasi di: analizzare materiale non conforme mediante filtri digitali adattati per fornire segnali di calibrazione corrispondenti al materiale non conforme; memorizzare i segnali di calibrazione in una prima porzione di una memoria; memorizzare i segnali di uscita digitalizzati in una seconda porzione della memoria; elaborare i segnali di uscita digitalizzati per mezzo dei filtri adattati digitali per generare segnali di localizzazione di difetti indicativi di potenziali posizioni di difetti nel materiale; e elaborare i segnali di uscita digitalizzati memorizzati nella seconda porzione della memoria ed i segnali di calibrazione memorizzati nella prima porzione della memoria per mezzo di un computer, confrontando i segnali di uscita digitalizzati con i segnali di calibrazione, nelle regioni circostanti le potenziali posizioni di difetto, al fine di verificare l'esistenza di difetti in quelle posizioni; analizzare materiale non conforme per mezzo di filtri adattati digitali corrispondenti a tipi di difetti predeterminati per fornire segnali di calibrazione corrispondenti al materiale; memorizzare i segnali di calibrazione in memoria; analizzare i segnali di uscita digitalizzati per mezzo dei filtri adattati digitali per fornire primi segnali di uscita; confrontare i primi segnali di uscita con i segnali di calibrazione per identificare posizioni nel materiale che corrispondono a potenziali difetti; e rianalizzare i segnali di uscita digitalizzati nelle posizioni identificate per verificare e classificare i difetti effettivi presenti nelle posizioni nel materiale.

Inoltre, lo stato della tecnica ? rappresentato dal brevetto US 6,259,109 B1 riguardante un sistema di ispezione web per l'analisi di una rete in movimento di record di materiale e memorizzazione di sequenze continue del web. Il sistema di ispezione web include una telecamera per registrare la sequenza continua del web, un codificatore per sincronizzare i movimenti del web con l'immagine video che viene registrata ed un sistema di elaborazione delle immagini IPS che include un disco video in tempo reale per memorizzare l'immagine del Web e per visualizzare l'immagine del Web in sequenza continua su un display video, l'IPS viene utilizzato anche per rilevare guasti o caratteristiche e per classificare i guasti o le caratteristiche rilevati, l'intero web viene registrato e l'immagine pu? essere visualizzata in modo interattivo durante la registrazione dell'immagine o in un secondo momento, l'immagine registrata del web pu? essere riprodotta a una velocit? inferiore per consentire un'ispezione pi? dettagliata del web, l'immagine della sequenza pu? essere analizzata per creare un database di immagini dei difetti, il sistema di ispezione del nastro pu? essere utilizzato anche per l'ordinamento e la visualizzazione delle informazioni sui difetti.

Presentazione dell?invenzione

Problema Tecnico. Il problema che persiste nella lavorazione di tessuti da parte dei produttori, aziende di controllo qualit? e aziende produttrici di capi di abbigliamento ? la verifica costante del tessuto lavorato, ovvero l?ispezione qualitativa dello stesso. Allo stato attuale ci sono diversi sistemi di ispezione dei tessuti basati su un?ampia tavola luminosa retrostante al tessuto e frontale allo stesso, con doppio sistema di illuminazione con luci UV o luce diurna, lampade ad alta resa del colore, la postazione per l?operatore che deve verificare in modo manuale-artigianale la presenza o meno di un difetto del tessuto. Per avviare tale attivit? di verifica e controllo ? necessario dotarsi di un macchinario separato a se stante che oltre ad avere la predetta tavola luminosa deve essere dotato di srotolatori e arrotolatori motorizzati che possano operare in sincrono al fine di non alterare l?avvolgimento, cos? da garantire la giusta tensione del tessuto in funzione della tipologia dello stesso. Allo scopo di poter ottenere un avvolgimento di alta qualit?, la macchina deve essere dotata di: sensore segui bordo; un sistema di allineamento automatico; un regolatore automatico di tensione coadiuvato da un monitoraggio costante della percentuale di rilassamento del tessuto stesso; un regolatore manuale/automatico di durezza del rotolo; un sistema di segna difetti con opportuni software di reportistica; un sensore di fine pezza che ferma tutte le automazioni della macchina.

Oltre la dotazione hardware e software della macchina, vi ? la necessit? di un operatore capace, che svolga il lavoro in postazione, valutando in modo discrezionale l?ammissibilit? del difetto, l?attenzione e skill dell?operatore stesso. L'efficienza di questo metodo manuale-artigianale ? bassa e la frequenza mancante ? elevata a causa dell'affaticamento degli occhi sottoposti a costante stress dato sia dall?elevato grado di attenzione che l?operatore deve mettere in atto, che dall?elevato grado di illuminazione della postazione.

In sintesi gli anelli deboli di tale processo sono: posizionamento del macchinario all?interno del layout della linea produttiva, essendo di discrete dimensioni; consumo di energia delle molte lampade da utilizzare e del macchinario di controllo; acquisto del macchinario che oltre al fattore economico deve sottostare al fattore manutentivo di tutta la componentistica; fattore umano.

Soluzione al Problema. La soluzione proposta tende ad eliminare gli anelli deboli di tale processo con l?adozione di telecamere a scansione di linea per ispezionare tessuti tagliati e non tagliati, alla ricerca di errori ad altissima velocit? durante le attivit? di stesura, taglio e adesivazione. Questi sistemi di elaborazione delle immagini basati sulla scansione di linea sono spesso l'unica soluzione tecnicamente ed economicamente fattibile, per i seguenti motivi: facilit? di installazione, direttamente sul macchinario di stesura del tessuto, all?uscita dei telai di tessitura, all?uscita delle fasi di trattamento o altri macchinari deputati alla lavorazione del tessuto; basso consumo energetico; notevole riduzione dei costi di manutenzione poich? privi, eccetto l?encoder ad albero, di parti meccaniche in movimento, oppure del tutto privo di parti meccaniche in movimento utilizzando un encoder laser.

A supporto dell?attivit? svolta dall?operatore, si implementa un opportuno sistema di ispezionamento qualitativo ad alta risoluzione non distruttivo, basato su un metodo di apprendimento profondo allo scopo di ottenere interessanti risultati in termini di generalizzazione e adattamento non supervisionato, che richiederebbe grandi quantit? di dati da annotare manualmente, ma di tipo selfsupervised, che apprende e identifica on-line le anomalie, segnalando tali anomalie con documentazione fotografica e adottando delle azioni opportunamente programmate da attuare.

Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un sistema di apprendimento profondo che non richieda grandi quantit? di dati da collezionare ed etichettare manualmente.

Un ulteriore scopo ? quello di individuare delle procedure veloci di calibrazione iniziale, al fine di addestrare in prima battuta l?architettura neurale ad una rappresentazione del nastro continuo scorrevole da analizzare.

Un ulteriore scopo ? quello di utilizzare un approccio basato sulla predizione del fotogramma/batch successivo e identificare anomalie in base allo scostamento.

Un ulteriore scopo ? quello di utilizzare un approccio self-supervisionato per potersi adattare a tutte le tipologie di tessuti.

Un ulteriore scopo ? quello di utilizzare una procedura di classificazione dei difetti per grado di complessit? e/o gravit? ed opportune azioni correttive del difetto, quali fermo macchina, asportazione del difetto, giuntura delle parti tagliate.

Un ulteriore scopo ? quello di utilizzare una procedura di autoapprendimento delle decisioni prese basata sull?estensione alle classi di difetti equivalenti.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un procedimento ed un sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole come quello descritto nelle rivendicazioni principali. 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, 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 uno schema funzionale di una realizzazione del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole, secondo la presente invenzione;

la FIG. 2 mostra uno schema a blocchi delle fasi rilevanti di una realizzazione del procedimento di ispezione di un nastro continuo scorrevole, secondo la presente invenzione; e

La FIG. 3 mostra uno schema funzionale di una realizzazione complementare del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole, secondo la presente invenzione.

Descrizione di forme di realizzazione Facendo riferimento a [Fig. 1], [Fig. 2], ? possibile notare che un procedimento di ispezione di un nastro continuo scorrevole 100, viene svolto tramite un sistema di ispezione comprendente un sistema di scansione ottica 20, un database di un campionario di difetti noti 30, un database di azioni correttive programmate 40, il sistema di scansione ottica 20 comprendente almeno una telecamera 1 disposta vicino al nastro continuo scorrevole 100 per fornire una sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale 2 del nastro continuo scorrevole 100, mezzi di illuminazione 3 del nastro continuo scorrevole 100 comprendenti una sorgente di luce con un sensore di luce ed un alimentatore in comunicazione con la sorgente di luce in modo da mantenere costante un'intensit? di luce, un visualizzatore video 4, un encoder 5 per misurare una distanza lungo il nastro continuo scorrevole 100 collegato ad un modulo trigger 6 per ricevere ed inviare segnali rispetto all?encoder 5, un sistema di elaborazione di immagini 7 collegato alla telecamera 1, ai mezzi di illuminazione 3 del nastro continuo scorrevole 100, ed al visualizzatore video 4, il sistema di elaborazione di immagini 7 comprendente un elemento di memorizzazione 8 per memorizzare la sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale 2.

Vantaggiosamente, il procedimento comprende le seguenti fasi:

a) rilevare on line ciascun fotogramma di una pluralit? di fotogrammi pR/A rappresentativi del nastro continuo scorrevole 100;

b) digitalizzare ciascun fotogramma rilevato per ottenere una pluralit? di segnali di uscita digitalizzati pR/D rappresentativi del nastro continuo scorrevole 100 digitalizzato;

c) confrontare ciascun segnale di uscita digitalizzato di una pluralit? di segnali di uscita digitalizzati pR/D con un segnale di riferimento digitalizzato pP/D per poter misurare uno scostamento di una pluralit? di scostamenti DELTp=pR/D-pP/D;

d) identificare un difetto correlato a ciascuno scostamento di una pluralit? di scostamenti DELTp=pR/D-pP/D;

e) aggiornare il database di un campionario di difetti noti 30 con la pluralit? di scostamenti DELTp=pR/D-pP/D identificati;

f) compilare una scheda tecnica 10 indicativa della posizione del difetto presente sul nastro continuo scorrevole 100, per ciascun difetto correlato a ciascuno scostamento di una pluralit? di scostamenti DELTp=pR/D-pP/D;

g) verificare sul nastro continuo scorrevole (100) l'esistenza del difetto della scheda tecnica 10;

h) individuare le azioni correttive da attuare tra quelle del database di azioni correttive programmate 40.

Un ulteriore svolgimento del procedimento comprende le seguenti fasi:

a) assemblare la pluralit? di segnali di uscita digitalizzati pR/D per ricostruire geometricamente il nastro continuo scorrevole 100 realizzando una serie di immagini 101, ciascuna immagine della serie di immagini 101 contenente le coordinate del difetto riscontrato;

b) inviare la serie di immagini 101 ad un sistema CAD per permettere di organizzare il posizionamento delle pezze da tagliare evitando la porzione di pezza nell?intorno delle coordinate di ciascun difetto.

Un sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole 100 comprende un sistema di scansione ottica 20, un database di un campionario di difetti noti 30, un database di azioni correttive programmate 40, il sistema di scansione ottica 20 comprende almeno una telecamera 1 disposta vicino al nastro continuo scorrevole 100 per fornire una sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale 2 del nastro continuo scorrevole 100, mezzi di illuminazione 3 del nastro continuo scorrevole 100 comprendenti una sorgente di luce con un sensore di luce ed un alimentatore in comunicazione con la sorgente di luce, in modo da mantenere costante un'intensit? di luce, un visualizzatore video 4, un encoder 5 per misurare una distanza lungo il nastro continuo scorrevole 100 collegato ad un modulo trigger 6 per ricevere ed inviare segnali rispetto all?encoder 5, un sistema di elaborazione di immagini 7 collegato alla telecamera 1, ai mezzi di illuminazione 3 del nastro continuo scorrevole 100, ed al visualizzatore video 4, il sistema di elaborazione di immagini 7 comprendente un elemento di memorizzazione 8 per memorizzare la sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale 2.

Il sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole ? predisposto per svolgere le seguenti fasi:

d) identificare un difetto correlato a ciascun scostamento di una pluralit? di scostamenti DELTp=pR/D-pP/D;

Inoltre, il sistema ? predisposto per svolgere le seguenti fasi:

Una stampante 50 di tipo stampa e applica mediante un tampone, ? dotata di un dispositivo automatico che rileva l?approssimarsi della posizione indicata del difetto presente sul nastro continuo scorrevole 100 per permettere di adattare la corsa del tampone di conseguenza, consentire l?etichettatura del difetto riscontrato, assegnare e stampare un numero di serie del difetto presente sul nastro continuo scorrevole 100.

La scheda tecnica 10 contiene almeno un report compilato riguardante un tracciato testuale dei difetti 11, ed una documentazione fotografica (12) associata alla posizione ed al numero di serie del difetto presente sul nastro continuo scorrevole 100.

Un telaio di supporto munito di un?opportuna interfaccia meccanica rispetto ad una macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole 100, permettere di installare rapidamente i componenti principali del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole 100 direttamente a bordo della macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole 100, non raffigurato.

Facendo riferimento alla FIG. 3, una macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole 100, non raffigurato, a bordo di un carrello con una telecamera ulteriore 301 scorrevole lungo una guida 300 permette di stendere una porzione di nastro continuo scorrevole 100 lungo un ripiano fisso 303 e di tagliare almeno una fotografia di una pezza 1001 distesa e fissa sul ripiano fisso 303 in corrispondenza di almeno un identificatore 302 rilevato tramite la telecamera ulteriore 301. la fotografia della pezza 1001 ? riprodotta dalla telecamera ulteriore 301 mediante un file di immagini della pezza 1001 identificato tramite l?identificatore 302, compresi i dati di ispezionamento rilevati.

Un programma di computer comprende mezzi di codice di programma di computer atti ad eseguire tutte o parte delle fasi del procedimento, quando il programma ? eseguito su un computer, tale programma essendo contenuto su un supporto leggibile da un computer.

Esempi

Basate sulla tecnologia CMOS a colori bilineare, le telecamere Linea Color GigE dispongono di un array di pixel da 2k o 4k, 7,04 ?m x 7,04 ?m e una velocit? di linea fino a 26 kHz. Con un'eccellente sensibilit? e velocit?, Linea Color supera i requisiti di applicazioni impegnative, come la selezione degli alimenti, la classificazione dei materiali, l'ispezione del nastro e la visione industriale generica.

Le telecamere Linea Color sono complete di molte caratteristiche interessanti, tra cui porte GPIO configurabili, Burst Mode e Meta Data per ogni linea. I modelli GigE forniscono pi? ROI e pi? set di coefficienti utente e di calibrazione per varie condizioni di illuminazione.

La tecnologia della presente invenzione offre capacit? di trasferimento dati ad alta velocit? in grado di superare il limite GigE, col vantaggio di aumentare le velocit? di trasferimento dei dati rispetto alle velocit? GigE Vision standard, senza perdita di qualit? dell'immagine.

Nelle applicazioni in cui l'uso di una telecamera ad alta risoluzione non ? ancora sufficiente, ? possibile installare due o pi? telecamere in parallelo, poich? pi? telecamere con la met? della risoluzione possono essere lette molto pi? velocemente come nel caso della presente invenzione.

I produttori sono costantemente alla ricerca di nuove soluzioni intelligenti per migliorare ulteriormente la precisione delle telecamere a scansione lineare. Pertanto utilizza una procedura appositamente sviluppata per garantire che i sensori nelle loro telecamere siano idealmente montati esattamente nella stessa posizione nella telecamera. In questo modo, il produttore rende la successiva sostituzione o regolazione delle telecamere un'opzione pi? interessante. Non solo, ma anche i costi di manutenzione sono ridotti.

Implementazione di una stampante di tipo stampa-e-applica mediante un tampone a controllo numerico, dotata di un dispositivo automatico che: rileva l?approssimarsi della superficie di applicazione per permettere di adattare la corsa del tampone di conseguenza; consente l?etichettatura del difetto riscontrato; assegna un numero di serie al difetto riscontrato. Una stampante di tipo stampae-applica permette di evidenziare in modo realistico e non digitale, nel caso di assenza e/o malfunzionamento del monitor, il difetto riscontrato.

La reportistica permette di identificare in modo esemplificativo ma non esaustivo: la codifica del prodotto ispezionato; Il riferimento dell?attivit? di ispezionamento, comprendente riferimenti operatore, luogo, data e ora inizio/fine; riferimenti di produzione, quali lotto, commessa; quantit? del prodotto lavorato; classificazione dei difetti; marcatura dei difetti dotata di serializzazione, documentazione fotografica; quantit? dei difetti riscontrati suddivisi in funzione della classificazione dei difetti; quantificazione dei fermi macchina per completamento delle attivit? necessarie allo scarto del difetto; indice di ripetibilit? dei difetti e relativa frequenza; indice di lavorabilit? del prodotto e relativo indice di scarto;

Le ulteriori caratteristiche del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole oggetto di invenzione riguardano:

creazione di un'immagine completa del pannello di materiale scansionato da importare all?interno del sistema CAD per il posizionamento dei pezzi da tagliare evitando i falli rilevati;

versatilit? di adeguamento ad un certo tipo di macchinario interessato;

stampa della reportistica con possibilit? di avere sia il tracciato testuale dei difetti con documentazione fotografica e relativa posizione e numero di serie del difetto riscontrato;

creazione di un'immagine completa del pannello di materiale scansionato da importare all?interno del sistema CAD per il posizionamento dei pezzi da tagliare evitando i falli rilevati opportunamente segnati.

Facendo riferimento alla FIG. 3, a valle del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole 100, ? previsto un sistema di tracciatura e taglio della fotografia di una pezza di nastro disteso 1001 su un ripiano 303. Il sistema di tracciatura e taglio della fotografia memorizzata prevede l?uso di un carrello mobile su una guida 300 per supportare una telecamera ulteriore 301, almeno un identificatore 302 posizionato sul ripiano 303 in un punto lungo la traiettoria di percorso del carrello mobile con la telecamera 301.

Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili 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

RIVENDICAZIONI

1. Procedimento di ispezione di un nastro continuo scorrevole (100), tramite un sistema di ispezione comprendente un sistema di scansione ottica (20), un database di un campionario di difetti noti (30), un database di azioni correttive programmate (40), il sistema di scansione ottica (20) comprendente almeno una telecamera (1) disposta vicino al nastro continuo scorrevole (100) per fornire una sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale (2) del nastro continuo scorrevole (100), mezzi di illuminazione (3) del nastro continuo scorrevole (100) comprendenti una sorgente di luce con un sensore di luce ed un alimentatore in comunicazione con la sorgente di luce, in modo da mantenere costante un'intensit? di luce, un visualizzatore video (4), un encoder (5) per misurare una distanza lungo il nastro continuo scorrevole (100) collegato ad un modulo trigger (6) per ricevere ed inviare segnali rispetto all?encoder (5), un sistema di elaborazione di immagini (7) collegato a detta almeno una telecamera (1), ai mezzi di illuminazione (3) del nastro continuo scorrevole (100), ed al visualizzatore video (4), il sistema di elaborazione di immagini (7) comprendente un elemento di memorizzazione (8) per memorizzare la sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale (2), detto procedimento caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

a. rilevare on line ciascun fotogramma di una pluralit? di fotogrammi (pR/A) rappresentativi del nastro continuo scorrevole (100);

b. digitalizzare ciascun fotogramma rilevato per ottenere una pluralit? di segnali di uscita digitalizzati (pR/D) rappresentativi del nastro continuo scorrevole (100) digitalizzato;

c. confrontare ciascun segnale di uscita digitalizzato di una pluralit? di segnali di uscita digitalizzati (pR/D) con un segnale di riferimento digitalizzato (pP/D) per poter misurare uno scostamento di una pluralit? di scostamenti (DELTp)=(pR/D)-(pP/D);

d. identificare un difetto correlato a ciascuno scostamento di una pluralit? di scostamenti (DELTp)=(pR/D)-(pP/D);

e. aggiornare il database di un campionario di difetti noti (30) con la pluralit? di scostamenti (DELTp)=(pR/D)-(pP/D) identificati; f. compilare una scheda tecnica (10) indicativa della posizione del difetto presente sul nastro continuo scorrevole (100), per ciascun difetto correlato a ciascuno scostamento di una pluralit? di scostamenti (DELTp)=(pR/D)-(pP/D);

g. verificare sul nastro continuo scorrevole (100) l'esistenza del difetto della scheda tecnica (10);

h. individuare le azioni correttive da attuare tra quelle del database di azioni correttive programmate (40).

2. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

a. assemblare la pluralit? di segnali di uscita digitalizzati (pR/D) per ricostruire geometricamente il nastro continuo scorrevole (100) realizzando una serie di immagini (101), ciascuna immagine della serie di immagini (101) contenente le coordinate del difetto riscontrato;

b. inviare la serie di immagini (101) ad un sistema CAD per permettere di organizzare il posizionamento delle pezze da tagliare evitando la porzione di pezza nell?intorno delle coordinate di ciascun difetto.

3. Sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole (100) comprendente un sistema di scansione ottica (20), un database di un campionario di difetti noti (30), un database di azioni correttive programmate (40), il sistema di scansione ottica (20) comprendente almeno una telecamera (1) disposta vicino al nastro continuo scorrevole (100) per fornire una sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale (2) del nastro continuo scorrevole (100), mezzi di illuminazione (3) del nastro continuo scorrevole (100) comprendenti una sorgente di luce con un sensore di luce ed un alimentatore in comunicazione con la sorgente di luce, in modo da mantenere costante un'intensit? di luce, un visualizzatore video (4), un encoder (5) per misurare una distanza lungo il nastro continuo scorrevole (100) collegato ad un modulo trigger (6) per ricevere ed inviare segnali rispetto all?encoder (5), un sistema di elaborazione di immagini (7) collegato a detta almeno una telecamera (1), ai mezzi di illuminazione (3) del nastro continuo scorrevole (100), ed al visualizzatore video (4), il sistema di elaborazione di immagini (7) comprendente un elemento di memorizzazione (8) per memorizzare la sequenza continua di una pluralit? di immagini in tempo reale (2), detto sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole caratterizzato dal fatto di predisporre le seguenti fasi:

d. identificare un difetto correlato a ciascun scostamento di una pluralit? di scostamenti (DELTp)=(pR/D)-(pP/D);

g. verificare nastro continuo scorrevole (100) l'esistenza del difetto della scheda tecnica (10);

4. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di predisporre le seguenti fasi:

5. Sistema secondo una rivendicazione 3, 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una stampante (50) di tipo stampa e applica mediante un tampone, detta stampante (50) dotata di un dispositivo automatico che rileva l?approssimarsi della posizione indicata del difetto presente sul nastro continuo scorrevole (100) per permettere di adattare la corsa del tampone di conseguenza, consentire l?etichettatura del difetto riscontrato, assegnare e stampare un numero di serie del difetto presente sul nastro continuo scorrevole (100).

6. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la scheda tecnica (10) contiene almeno un report compilato riguardante un tracciato testuale dei difetti (11) ed una documentazione fotografica (12) associata alla posizione ed al numero di serie del difetto presente sul nastro continuo scorrevole (100).

7. Sistema secondo una rivendicazione dalla 3, caratterizzato dal fatto di prevedere l?uso di un telaio di supporto munito di un?opportuna interfaccia meccanica rispetto ad una macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole (100), per permettere di installare rapidamente i componenti principali del sistema di ispezione di un nastro continuo scorrevole (100) direttamente a bordo della macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole (100).

8. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di prevedere di posizionare una macchina di stesura di un nastro continuo scorrevole (100) a bordo di un carrello con una telecamera ulteriore (301) scorrevole lungo una guida (300) per permettere di stendere una porzione di nastro continuo scorrevole (100) lungo un ripiano fisso (303) e di tagliare almeno una fotografia di una pezza (1001) distesa sul ripiano fisso (303) in corrispondenza di almeno un identificatore (302) rilevato tramite detta telecamera ulteriore (301), la fotografia della pezza (1001) riprodotta dalla telecamera ulteriore (301) mediante un file di immagini della pezza (1001) identificato tramite detto identificatore (302), compresi i dati di ispezionamento rilevati.

9. Programma di computer comprendente mezzi di codice di programma di computer atti ad eseguire tutte o parte delle fasi di detto procedimento secondo la rivendicazione 1 quando il programma ? eseguito su un computer.

10. Programma di computer secondo la rivendicazione precedente e contenuto su un supporto leggibile da un computer.