ITFI20120293A1 - Procedimento e dispositivo per il riconoscimento ed il ribaltamento selettivo di tessere nella realizzazione di pannelli a mosaico per rivestimenti e pavimentazioni - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER IL RICONOSCIMENTO ED IL

RIBALTAMENTO SELETTIVO DI TESSERE NELLA REALIZZAZIONE DI PANNELLI

A MOSAICO PER RIVESTIMENTI E PAVIMENTAZIONI

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al settore dei pannelli a mosaico per rivestimenti e pavimentazioni, e, più specificamente, a quello dei sistemi per formare i suddetti pannelli. Infatti, l’invenzione ha per oggetto un dispositivo per il riconoscimento e il ribaltamento selettivo delle tessere in modo da disporle tutte con la medesima orientazione a monte di una zona o stazione di composizione dei pannelli.

I suddetti pannelli sono come à ̈ noto delle composizioni di tessere (in vetro, marmo, ceramica o altri materiali), unite preventivamente tra loro allo scopo di facilitare e velocizzare la posa in opera, ottenendo al contempo un risultato di migliore qualità, in quanto le tessere risultano posizionate e distanziate con la massima regolarità. Numerose sono le tecniche conosciute per formare i pannelli, e le apparecchiature per la composizione automatizzata dei medesimi.

L’alimentazione alla zona o stazione di composizione avviene attraverso mezzi trasportatori, sui quali le tessere risultano distribuite con orientazione casuale. Circa la metà di esse presenta pertanto la cosiddetta “bella faccia†(la faccia cioà ̈ destinata a rimanere in vista) rivolta verso l’alto, mentre nell’altra metà dei casi ad essere in alto à ̈ la faccia grezza o “brutta faccia†, la quale presenta normalmente delle asperità chiamate in gergo “muratura†in quanto destinate a facilitare la presa sulle tessere da parte del collante di posa.

Poiché nel pannello tutte le tessere devono essere disposte concordemente, si pone il problema di riconoscere l’orientazione delle tessere, e di ribaltare selettivamente tutte e sole le tessere che presentano una delle due orientazioni. La tecnica nota prevede a questo riguardo svariate soluzioni tutte mirate a sostituire l'intervento umano, e che includono sistemi di riconoscimento di tipo elettronico, ad esempio a fotocellula, pneumatico, o puramente meccanico.

Nei sistemi di riconoscimento a fotocellula la fotocellula legge la differente lucentezza tra le due facce, e in funzione della lettura emette un segnale per il comando selettivo di un dispositivo di ribaltamento delle tessere. Questo sistema, oltre ad essere relativamente complesso e costoso, non à ̈ tuttavia in grado di funzionare nel caso in cui la bella faccia e la faccia grezza abbiano caratteristiche di opacità uguali o molto simili tra loro.

Altri sistemi di riconoscimento noti prevedono di sfruttare l’inclinazione dei fianchi delle tessere, oppure la differenza tra gli spigoli sul lato bella faccia (smussati) e sul lato muratura (spigoli vivi), per discriminare le tessere in base all’orientazione, e conseguentemente provvedere al ribaltamento delle tessere non aventi l’orientazione voluta. Entrambi tali sistemi sono molto semplici ed efficaci, ma sono evidentemente utilizzabili solo per tessere aventi specifiche caratteristiche di forma.

Un altro sistema noto sfrutta un'azione di aspirazione sulla tessera, attraverso una luce ricavata su un canale di guida delle tessere. Misurando il grado di vuoto raggiunto nel circuito pneumatico a monte della luce di aspirazione, per effetto dell’intercettazione della luce da parte della tessera, si ottiene un'indicazione sulla rugosità della faccia a contatto con il canale di guida, e dunque sulla probabilità che tale faccia sia o meno la bella faccia. Da tale indicazione si ricava così un segnale di comando per l'intervento di mezzi meccanici di ribaltamento. Anche l'affidabilità di questo sistema, tuttavia, nel caso in cui le due facce abbiano caratteristiche di levigatezza non troppo dissimili, risulta non pienamente soddisfacente.

Gli errori di lettura, legati anche e soprattutto, per quanto riguarda il riconoscimento a fotocellula, a variazioni dovute ai colori e alle differenti qualità del materiale vetroso, variano mediamente dal 3% al 10%. Considerando che la dimensione tipica di ogni griglia di tessere à ̈ di 338 unità, l’errore di lettura comporta di dover ribaltare a mano, in un successivo controllo da parte di personale addetto, nel migliore dei casi almeno 10 tessere, e nel peggiore anche oltre 30. Aumentano dunque i costi di manodopera e si riduce la velocità della macchina, e conseguentemente la produttività.

La presente invenzione si propone di superare questo stato di cose, fornendo un nuovo procedimento e dispositivo in grado di automatizzare il riconoscimento ed il ribaltamento delle tessere a monte della zona di formazione del pannello a mosaico in modo completamente affidabile qualsiasi siano le caratteristiche delle tessere.

Secondo l’invenzione, questo ed altri scopi vengono conseguiti da un dispositivo e procedimento per il riconoscimento e il ribaltamento selettivo delle tessere le cui caratteristiche essenziali sono definite rispettivamente dalla prima e dalla sesta delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche e i vantaggi del dispositivo e del procedimento per il riconoscimento e il ribaltamento selettivo delle tessere secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

− la figura 1 mostra uno schema concettuale del sistema di riconoscimento delle tessere nel dispositivo e procedimento secondo l'invenzione;

− la figura 2 e la figura 3 rappresentano esempi di segnale ottico acquisito secondo l'invenzione rispettivamente nel caso di riconoscimento di bella faccia e di faccia di muratura; e

− la figura 4 à ̈ una vista laterale schematica che mostra il comportamento operativo di un esempio di gruppo ribaltatore comandato in funzione del riconoscimento secondo l'invenzione.

Con riferimento a dette figure, e in particolare alla figura 1, secondo l'invenzione si prevede di ricorrere ad un fascio di luce laser Bi che investe le tessere T alimentate in successione, attraverso mezzi trasportatori di tipo noto, lungo una direzione di alimentazione X su un piano di alimentazione, normalmente orizzontale. Il fascio Bi à ̈ emesso da un dispositivo emettitore 1 di tipo noto, ad esempio un dispositivo della ditta Electron (www.electronlaser.com) modello LA con lunghezza d'onda 670nM e diodo laser di potenza 5mW, e investe di volta in volta la faccia superiore Ts di una tessera T con una certa angolazione rispetto all'orizzontale, preferibilmente di circa 30°-40°.

La faccia superiore Ts va così a riflettere il fascio Bi generando un fascio ottico riflesso Br dotato di angolazione, rispetto all'orizzontale, corrispondente a quella del fascio incidente Bi. Il dispositivo secondo l'invenzione prevede dunque di posizionare uno schermo 2 in materiale trasparente o semitrasparente, in modo che questo venga investito dal fascio riflesso Br ad una determinata distanza dal punto di riflessione, cioà ̈ dalla faccia superiore Ts della tessera. Preferibilmente, tale distanza à ̈ nell'ordine di grandezza tra dieci e venti cm, ad esempio circa 140 mm. Sempre secondo una soluzione tipica e preferita, lo schermo 2 à ̈ disposto in assetto inclinato prendendo a riferimento il piano di alimentazione, formando ad esempio e in particolare un angolo minore di 90°, ad esempio di circa 50°-56° rispetto all'orizzontale, sul semispazio includente il punto di riflessione, in modo che il fascio ottico riflesso Br investa lo schermo in relazione di sostanziale perpendicolarità. L'inclinazione sarà del resto adattata e ottimizzata a seconda del tipo di materiale con cui sono realizzate le tessere.

Una videocamera digitale 3 à ̈ disposta in modo da leggere e acquisire l'immagine generata sullo schermo 2 per effetto del fascio ottico riflesso Br. La videocamera à ̈ preferibilmente allineata con il fascio ottico riflesso. Con riferimento alle figure 2 e 3, se la faccia Ts à ̈ una bella faccia, il grado di levigatezza di quest'ultima à ̈ tale da mantenere il fascio relativamente collimato, e dunque da generare sullo schermo 2 un'impronta luminosa o immagine Lb concentrata e compatta (figura 2). Al contrario, se la faccia Ts à ̈ una faccia di muratura, le asperità presenti su di essa provocano una dispersione della radiazione ottica, che genera così sullo schermo 2 un'impronta luminosa Lm di maggiori dimensioni e soprattutto a carattere disperso (figura 3).

L'immagine digitale raccolta dalla videocamera 3 si presta alla lettura, analisi e riconoscimento da parte di mezzi elaboratori, sulla base di tecniche del tutto ovvie nel settore dell'analisi di immagine, atti proprio a discriminare l'impronta acquisita sullo schermo 2 (lettura bella faccia o lettura faccia muratura), in base a un settaggio preimpostato che ovviamente tiene conto dei vari parametri dimensionali del circuito ottico e delle caratteristiche delle tessere di volta in volta alimentate. Un elementare criterio di discriminazione potrà del resto essere semplicemente il confronto con una impronta di riferimento di geometria predeterminata, per cui se l'impronta acquisita à ̈ interamente compresa entro l'impronta di riferimento, l'acquisizione verrà giudicata indicativa della rilevazione di una bella faccia, mentre ove l'impronta acquisita sia almeno parzialmente esterna all'impronta di riferimento, si stabilirà che l'impronta acquisita à ̈ quella di una faccia di muratura.

I mezzi elaboratori vanno quindi ad emettere, in risposta alla discriminazione effettuata, un segnale di comando per mezzi di ribaltamento delle tessere, che andranno a ribaltare selettivamente le tessere al fine di rendere la disposizione completamente coerente. Un esempio di gruppo di ribaltamento rotante, indicato con 4, à ̈ rappresentato in figura 4. Tale gruppo à ̈ di per sé noto ed estraneo all'ambito dell'invenzione per cui à ̈ superflua una descrizione dettagliata. Basti notare che il gruppo 4 comprende due tamburi rotanti 41, 42 affiancati in successione lungo la direzione di avanzamento e con asse di rotazione trasversale. Il sistema di presa e rilascio à ̈ di natura pneumatica, per cui si ha un primo tamburo 41 di presa che entra in presa sulla tessera T da sollevare attraverso una ventosa, e ruota poi di circa 90° per sollevare la stessa e portarla in prossimità di un secondo tamburo 42 di rilascio. La tessera viene scambiata tra i due tamburi e il tamburo di rilascio 42, effettuando la debita rotazione, va a rilasciare la tessera sul piano di alimentazione. Il movimento à ̈ ovviamente coordinato con quello di avanzamento delle tessere per cui la tessera va a ritrovare esattamente la posizione occupata precedentemente al ribaltamento.

Il sistema secondo l'invenzione, pur con una spiccata semplicità strutturale, consente di abbattere il margine di errore nel riconoscimento delle tessere fino a meno dell'1%. La lettura dell'immagine generata su uno schermo da un fascio laser riflesso rappresenta un aspetto chiave dell'invenzione, in quanto diviene possibile discriminare le tessere unicamente in base alla qualità di finitura della superficie, e questo rende possibile riconoscere con elevata sicurezza la bella faccia e la faccia di muratura anche quando le due facce hanno esattamente lo stesso colore, come ad esempio nel mosaico vetroso o di pietra naturale, o quando comunque la mescolanza di vari colori rende tra loro molto simili per colore e/o lucentezza le due facce, come nel mosaico ceramico. Ovviamente non entrano in gioco le caratteristiche di forma della tessera, per cui il sistema secondo l'invenzione à ̈ applicabile a tessere di qualsiasi forma.

La presente invenzione à ̈ stata fin qui descritta con riferimento a sue possibili forme di realizzazione esemplificative. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la discriminazione e il ribaltamento selettivo di tessere da mosaico, destinato all’uso nella realizzazione di pannelli a mosaico per rivestimenti e pavimentazioni, comprendente: mezzi di alimentazione di dette tessere (T) in successione lungo una direzione di alimentazione (X) su un piano di alimentazione; mezzi di emissione (1) di un fascio di luce laser (Bi) disposti in modo da incidere con detto fascio una faccia esposta (Ts) di dette tessere (T); uno schermo (2) atto a intercettare una radiazione luminosa riflessa (Br) da detta faccia esposta; mezzi (3) di acquisizione video di un'impronta luminosa (Lb, Lm) generata su detto schermo (2) da detta radiazione luminosa riflessa (Br); mezzi (4) di ribaltamento selettivo delle tessere (T); e mezzi elaboratori comunicanti con detti mezzi di acquisizione (3) e con detti mezzi di ribaltamento (4), atti ad analizzare l'immagine acquisita da detti mezzi di acquisizione (3) e, in risposta, ad emettere un segnale di comando di detti mezzi di ribaltamento (4).
2. 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto schermo (2) à ̈ disposto in assetto inclinato prendendo a riferimento il piano di alimentazione, formando con detto piano un angolo inferiore a 90° sul semispazio includente il punto di riflessione, in modo che detta radiazione ottica riflessa (Br) investa lo schermo in relazione di sostanziale perpendicolarità.
3. 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi di emissione (1) sono disposti in modo da proiettare detto fascio (Bi) con angolazione di circa 30°-40° rispetto a detto piano di alimentazione.
4. 4. Il dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi elaboratori sono atti a discriminare detta impronta luminosa in base al maggiore o minore grado di dispersione, per cui un'impronta compatta viene interpretata come riflessa da una bella faccia (Ts) della tessera mentre un'impronta dispersa viene interpretata come riflessa da una faccia di muratura (Ts) di detta tessera, il segnale di comando dei mezzi di ribaltamento venendo emesso in risposta all'una o all'altra di dette interpretazioni.
5. 5. Il dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi elaboratori sono atti a discriminare detta impronta luminosa per confronto con una impronta di riferimento di geometria predeterminata.
6. 6. Un procedimento per la discriminazione e il ribaltamento di tessere da mosaico, nella realizzazione di pannelli a mosaico per rivestimenti e pavimentazioni, in cui: dette tessere (T) vengono alimentate in successione lungo una direzione di alimentazione (X) su un piano di alimentazione; un fascio di luce laser (Bi) incide una faccia esposta (Ts) di dette tessere (T); uno schermo (2) intercetta una radiazione luminosa riflessa (Br) da detta faccia esposta; un'impronta luminosa (Lb, Lm) generata su detto schermo (2) da detta radiazione luminosa riflessa (Br) viene acquisita e analizzata; un comando di ribaltamento della tessera viene stabilito in risposta all'analisi dell'impronta.
7. 7. Il procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui detto schermo (2) à ̈ disposto su un piano inclinato rispetto a detto piano di alimentazione, in modo che detta radiazione ottica riflessa (Br) investa lo schermo in relazione di sostanziale perpendicolarità.
8. 8. Il procedimento secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detto fascio (Bi) viene proiettato con angolazione di circa 30°-40° rispetto a detto piano di alimentazione.
9. 9. Il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui detta impronta luminosa viene discriminata in base al maggiore o minore grado di dispersione, per cui un'impronta compatta viene interpretata come riflessa da una bella faccia (Ts) della tessera mentre un'impronta dispersa viene interpretata come riflessa da una faccia di muratura (Ts) di detta tessera, il comando di ribaltamento venendo stabilito in risposta all'una o all'altra di dette interpretazioni.
10. 10. Il procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui detta impronta luminosa viene discriminata per confronto con una impronta di riferimento di geometria predeterminata.