ITMI960569A1 - Sistema per il controllo di qualita' dei pezzi basato sull'aspetto superficiale degli stessi - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: "SISTEMA PER IL CONTROLLO DI QUALITÀ’ DEI PEZZI BASATO SULL’ASPETTO SUPERFICIALE DEGLI STESSI

DESCRIZIONE

OGGETTO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale, atto ad offrire importanti vantaggi rispetto ai metodi noti e correntemente utilizzati allo stesso scopo. Il sistema oggetto della presente invenzione può essere adattato a qualsiasi linea di produzione esistente e permette di controllare la qualità dei pezzi finiti mediante il confronto con pezzi standard precedentemente definiti in un’unità di controllo basata su sistemi computerizzati, dalla quale la rilevante informazione viene trasmessa al successivo sistema di classificazione se il pezzo esaminato risulta correttamente entro i limiti o le tolleranze precedentemente definite per quanto riguarda sia la finitura del pezzo sia le variazioni dimensionali riscontrate.

Il sistema in oggetto trova generalmente applicazione nelle industrie in cui è necessario effettuare un controllo di qualità di pezzi che possono essere identificati mediante la rispettiva forma o eventuali disegni o colori.

STATO DELL’ARTE

E’ noto ai tecnici dei settore che, attualmente, esistono numerose industrie in cui il controllo di qualità dei pezzi finiti viene eseguito visivamente da un operatore, in particolare se devono essere controllati dei pezzi la cui forma non sia eccessivamente complessa. In tal caso, allorché l’operatore trova un pezzo che, a suo giudizio, non presenta le caratteristiche richieste, egli provvede a identificarlo secondo una determinata modalità in modo che il pezzo "difettoso" venga successivamente eliminato, automaticamente o manualmente, dal lotto di pezzi considerati accettabili.

Un esempio concreto di quanto sopra esposto è costituito dal caso di un’industria per la fabbricazione di piastrelle, pavimenti e altri rivestimenti ceramici, in cui detti pezzi sono piani e quindi facili da controllare dal punto di vista del loro aspetto formale, anche se è necessario tener conto del fatto che, normalmente, questo tipo di pezzi è provvisto di un disegno e che, in questo caso, il semplice controllo visivo risulta piu difficile da eseguire. Allorché vengono esaminati dei pezzi ceramici e l’operatore addetto al controllo visivo rileva un difetto del pezzo, egli applica un’etichetta in prossimità di un bordo dello stesso in funzione del difetto rilevato in modo che il pezzo possa poi essere identificato e adeguatamente trattato. Ovviamente un sistema di controllo della qualità basato sulla capacità di giudizio visivo di un operatore presenta numerosi inconvenienti, poiché i risultati ottenuti sono effettivamente soggettivi in funzione del personale addetto al controllo.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

Il sistema di controllo della qualità della presente invenzione costituisce una vantaggiosa soluzione dei problemi dianzi citati, poiché può essere adattato alle linee di produzione attualmente esistenti e, soprattutto, fornisce dei risultati che non dipendono dalla soggettività del personale addetto al controllo. Detto sistema permette, al tempo stesso, di realizzare un controllo di qualità omogeneo nell’ambito di procedure definite in precedenza e di risolvere complessi problemi dal punto di vista del controllo visivo, il tutto con conseguente riduzione dei costi di produzione.

Il sistema consente, peraltro, di misurare le dimensioni dei pezzi, in particolare se applicato a pezzi piani, in modo che i mezzi di classificazione previsti per la linea di produzione possono effettuare la selezione dei pezzi entro tolleranze dimensionali fino a 0.5 mm e che detti mezzi di classificazione possano raggruppare i diversi pezzi in punti differenti a seconda delle differenze dimensionali riscontrate dal sistema.

Il sistema di controllo della qualità della presente invenzione è costituito da una struttura rigida provvista di rulli terminali, due a ciascuna estremità, con cinghie di trasporto continue disposte fra gli stessi, una su ciascun lato. Le estremità interne di detti rulli sono provviste di scanalature atte ad accogliere i nastri trasportatori di una linea di produzione nella quale sia integrato il sistema oggetto della presente invenzione, in modo che i nastri trasportatori oitati siano accolti nelle suddette scanalature dei rulli di accesso e, mediante elementi di irrigidimento interni, siano obbligati a scendere sotto il piano definito da dette cinghie laterali, raggiungendo nuovamente il piano normale nella posizione dei rulli opposti, o rulli di uscita. In tal modo, allorché un pezzo trasportato dai nastri della linea di produzione raggiunge il bordo di accesso alla struttura del sistema, abbandona detti nastri e viene supportato dalle cinghie laterali presenti nel sistema; l’avanzamento del pezzo lungo l’intera lunghezza della struttura citata viene realizzato dall’elemento di trascinamento di dette cinghie laterali.

Nel momento in cui il pezzo da controllare raggiunge le suddette cinghie laterali, la sua posizione viene rilevata da uno o più sensori adeguatamente posizionati. Un lato della struttura è provvisto di un elemento longitudinale avente una funzione di guida per il centraggio del pezzo appena arrivato, detto elemento essendo provvisto di molle che spingono il pezzo contro un secondo elemento longitudinale situato sul lato opposto, in modo che il pezzo sia obbligato a traslare lungo un percorso ben preciso. Il sistema è inoltre provvisto di una serie di sensori, preferibilmente ottici, disposti in sequenza lungo il percorso del pezzo, i quali, da un lato, definiscono le dimensioni del pezzo, come dianzi citato, entro tolleranze fino a 0.5 mm di differenza rispetto alle dimensioni esterne e, dall’altro, rilevano la posizione del pez∑o allorché lo stesso raggiunge le coordinate determinate in precedenza. In tale preciso istante viene attivata una (o diverse) videocamera che "fotografa' il pezzo eseguendo, praticamente, un’istantanea, e trasmette l’informazione a uno, o più, calcolatori, in oui i dati ricevuti vengono progressivamente confrontati con quelli precedentemente memorizzati per tale pezzo. Così facendo il sistema determina la conformità o meno del pezzo e trasmette tale informazione ai successivi mezzi di classificazione.

Con l’uso del sistema oggetto della presente invenzione, il confronto dei dati di ogni pezzo con quelli memorizzati nel calcolatore viene sempre effettuato nello stesso punto e alle stesse condizioni, con la conseguenza che il controllo di qualità risulta estremamente omogeneo. D’altra parte, e come sarà facilmente compreso da un tecnico del settore, l’immagine del pezzo realizzata da una o più videocamere consentirà di risolvere complessi problemi di controllo visivo, con notevole aumento del controllo visivo che un operatore potrebbe effettuare su tale pezzo.

Il sistema è inoltre provvisto di adeguati mezzi di illuminazione, preferibilmente costituiti da schermi parabolici disposti sui quattro lati del corpo o della struttura citata, posizionati su un piano superiore rispetto al percorso seguito dai pezzi, in modo che la superficie di ciascuno di essi, nel momento esatto in cui viene esaminata, sia adeguatamente e uniformemente illuminata. Il sistema dispone anche di mezzi di regolazione dell’illuminazione in funzione del tipo di pezzo da controllare.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Le figure allegate alla presente descrizione rappresentano una forma di esecuzione preferita, a titolo esemplificativo e non limitativo, dell’invenzione stessa. Nelle suddette figure:

la Figura 1 mostra una vista prospettica del sottosistema di trascinamento e centraggio dei pezzi conformemente alla presente invenzione;

la Figura 2 è una vista prospettica del sistema della presente invenzione provvisto dei corrispondenti mezzi di illuminazione e delle videocamere per la ripresa delle immagini.

DESCRIZIONE DELLA FORMA DI ESECUZIONE PREFERITA

Con riferimento innanzitutto alla Figura 1, è possibile osservare una vista prospettica di quelli che potrebbero essere considerati i moduli di trascinamento e centraggio dei pezzi. Il primo modulo (1) è costituito da una struttura metallica rigida, progettata in modo da essere integrata in qualsiasi linea di produzione nella quale sia richiesta tale integrazione. I moduli di trascinamento e centraggio (1), nella loro globalità, definiscono un struttura che, vista in piano, presenta una forma quadrangolare, detta struttura essendo definita da due pareti (2) e (3) laterali e provvista di due rulli anteriori di accesso (4,4’), uno su ciascun lato rispetto al piano centrale, e di due rulli posteriori di uscita (5,5J), uno su ciascun lato, in posizioni parallele e contrapposte ai due precedenti. I due rulli di accesso (4,4’) sono provvisti di scanalature (6,6’) atte ad accogliere e trattenere all’interno delle stesse i nastri trasportatori (C) della linea di produzione destinati a trasportare i pezzi da esaminare; analogamente, i rulli di uscita (5,5’) sono pure dotati di scanalature (7,7’) attraverso cui i citati nastri trasportatori (C) fuoriescono all’esterno di detta struttura (1).

Fra ciascuna coppia di rulli sullo stesso lato, cioè fra i rulli (4) e (5) e fra i rulli (4’) e (5’), sono disposte le cinghie continue (8,8’), il cui soopo è quello di trascinare i pezzi nel momento in cui gli stessi hanno raggiunto la posizione della struttura (1). Un elemento di guida longitudinale (9) è peraltro previsto su un lato di detta struttura (1), adeguatamente fissato alla parete (2) e disposto al di sopra della cinghia continua (8) sullo stesso lato, mentre sul lato opposto è previsto un ulteriore elemento longitudinale (10) per il centraggio dei pezzi, la cui parte iniziale è opportunamente rivolta verso l’esterno in modo da formare un’apertura di ingresso di maggiore larghezza, disposta al di sopra del piano della cinghia continua (8’) su tale lato, detto elemento longitudinale (10) essendo atto ad effettuare uno spostamento trasversale grazie all’azione esercitata dalle molle (11) previste all’interno dei tubi di guida.

Nella suddetta struttura (1), opportunamente distribuiti, si trovano i diversi sensori (S), destinati a rilevare la presenza e le dimensioni del pezzo (P) (indicato con linea tratteggiata) e, inoltre, a definire l’esatto momento in cui ogni pezzo raggiunge la posizione delle coordinate in cui viene attivata la videocamera (o le videocamere) citata per confrontare le caratteristiche di tale pezzo con quelle precedentemente indicate come corrette nel calcolatore di controllo.

La Figura 2 illustra nuovamente la struttura (1) che costituisce i moduli di trascinamento e centraggio dei pezzi, così come descritta con riferimento alla figura precedente, ma già provvista dei necessari elementi per l’illuminazione dei pezzi. Detti elementi di illuminazione sono preferibilmente costituiti da quattro schermi parabolici (12), ciascno dei quali è disposto su un lato della struttura e leggermente al di sopra del piano di trascinamento dei pezzi definito dalle due cinghie di trasporto (8,8’). Secondo la presente invenzione, la suddetta disposizione dei mezzi di illuminazione (12) assicura che l’intera superficie di ogni singolo pezzo sia illuminata in modo adeguato e uniforme nel momento in cui la videocamera (o le videocamere) trasmette l’informazione al calcolatore di controllo. In questa stessa Figura 1 una videocamera (13) è illustrata in modo schematico, vantaggiosamente fissata alla struttura di supporto (14).

Nell’osservare le figure sopra commentate, un tecnico del settore riuscirà molto facilmente a comprendere il funzionamento del sistema oggetto della presente invenzione, sviluppato per realizzare il controllo di qualità di pezzi differenti. Per effettuare il suddetto controllo è ovvio che il dispositivo definito dalla struttura (1) deve essere integrato in qualsiasi opportuna posizione della linea di produzione in cui i pezzi vengano trasportati da detti nastri (C). I suddetti nastri (C) saranno supportati da rulli o da qualsiasi altro mezzo adeguato, senza che questo sia oggetto della presente invenzione. In ogni caso, allorché detti nastri (C) raggiungono la posizione della struttura (1) e, in particolare, la posizione dei rulli (4,4’) situati all’ingresso di detta struttura (1), detti nastri trasportatori vengono accolti dalle scanalature (6,6’) presenti su entrambi i rulli (4,4’) e abbassati, mediante gli elementi interni di irrigidimento (T), al di sotto del piano definito dalle cinghie laterali (8,8’). I suddetti nastri (C) fuoriescono nuovamente all’esterno dall’estremità opposta della struttura (1), attraverso le scanalature (7,7’) dei rulli di uscita (5,5’). E’ evidente che il sistema oggetto della presente invenzione utilizzerà l’impianto già esistente senza la necessità di modificare né i nastri trasportatori né il resto dell’impianto meccanico.

I pezzi da sottoporre al sistema di controllo della qualità oggetto della presente invenzione vengono trasportati da detti nastri (C) fino al raggiungimento della posizione dei rulli di accesso (4,4’). A questo punto i pezzi abbandonano i nastri (C) e sono supportati dalle cinghie laterali continue (8,8’). Allorché un pezzo (P), indicato sulle figure con linea tratteggiata, si trova in questa posizione, detto pezzo spinge la porzione obliqua iniziale dell’elemento longitudinale mobile (10), che effettua un movimento traversale verso l’esterno causato dalla spinta esercitata da detto pezzo (P) e contro l’azione delle molle (li), in modo che, grazie all’azione di spinta esercitata da dette molle, il pezzo (P), dopo aver superato la citata porzione obliqua iniziale dell’elemento longitudinale (10), viene mantenuto per l’intera durata della traslazione debitamente appoggiato contro l’elemento longitudinale fisso (9). Di conseguenza, tutti i pezzi (P) che raggiungono la struttura (1) continuano ad avanzare lungo lo stesso percorso grazie all’azione di centraggio realizzata dall’elemento longitudinale mobile (10).

I sensori (S) citati, adeguatamente distribuiti lungo la struttura (1) secondo posizioni predefinite, rilevano l’arrivo di ogni pezzo (P) in modo da generare le informazioni relative alle dimensioni dello stesso e, inoltre, relative all’esatto momento in cui detto pezzo (P) raggiunge le coordinate, definite in precedenza, per l’attivazione della (o delle) videocamera (13).

La presente invenzione prevede anche, peraltro, che alcuni dei suddetti sensori (S) vengano utilizzati per regolare il fascio luminoso emesso dagli schermi parabolici (12) in funzione del tipo di pezzo da esaminare.

Successivamente all’attivazione della videocamera (13) e alla conseguente trasmissione delle informazioni visualizzate al calcolatore di controllo perché siano confrontate con il pezzo standard, del quale sono state in precedenza definite le caratteristiche, detto calcolatore trasmette ai mezzi di classificazione le caratteristiche controllate su detto pezzo e comunica anche se tali caratteristiche si trovino, o meno, entro i limiti e le tolleranze richieste, in modo che il dispositivo di classificazione sia in grado di inviare ogni pezzo nella corretta direzione.

Nel momento in cui il pezzo (P) raggiunge la posizione dei rulli di uscita (5,5’), lo stesso viene nuovamente posizionato sui nastri trasportatori (C) fuoriuscenti attraverso le citate scanalature (7,7’), detti nastri (C) essendo anche gli stessi addetti al trasporto dei pezzi verso gli eventuali dispositivi di classificazione.

Come sopra esposto, il sistema può essere provvisto di più di un calcolatore per controllare le diverse funzioni da realizzare nonché di schermi che consentano a un operatore di visualizzare in qualsiasi momento l’operazione in corso. Inoltre, il sistema oggetto della presente invenzione è ulteriormente provvisto di mezzi di sorveglianza atti a consentire, in qualsiasi momento, il monitoraggio globale del sistema e attivare l’arresto dell’impianto nel caso in cui sia rilevata un’anomalia di qualsiasi tipo, con emissione di un segnale d’allarme in presenza di una tale situazione anomala.

Anche se la descrizione della presente invenzione indica la presenza di nastri trasportatori per l’alimentazione dei pezzi da controllare e che si inseriscono nelle scanalature dei rulli di accesso (4,4’) e dei rulli di uscita (5,5’), questo fatto non deve assolutamente essere inteso come una limitazione, poiché il sistema può essere analogamente applicato anche nel caso in cui i pezzi vengono alimentati da nastri o cinghie (C) ohe non siano di tipo semplice; infatti, anche in questo caso i nastri sarebbero ugualmente supportati da entrambi i rulli e, analogamente a quanto indicato in precedenza, scorrerebbero lungo la struttura (1) e sarebbero costretti dagli elementi di irrigidimento (T) ad abbassarsi a un piano inferiore rispetto alle cinghie laterali (8,8’) citate. E’ ovvio che il sistema è estremamente versatile e può essere adattato, come già citato, alle linee di produzione esistenti.

Non si ritiene necessario ampliare la descrizione della presente invenzione poiché un tecnico del settore sarebbe comunque in grado di sviluppare e applicare la forma di esecuzione della stessa.

Il sistema oggetto della presente invenzione può essere realizzato modificandone le dimensioni o il materiale usato per la sua costruzione senza che ciò implichi un’alterazione dell’oggetto dell’invenzione stessa.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sull’aspetto superficiale degli stessi, applicabile a qualsiasi tipo di pezzi atti ad essere identifioati tramite la forma nonché il disegno, in cui le caratteristiche del pezzo da controllare vengono confrontate con quelle definite per un pezzo standard con l’aiuto di un calcolatore, detto sistema essendo atto ad essere integrato in qualsiasi linea di produzione esistente, caratterizzato dal fatto di comprendere dei moduli di trascinamento e centraggio del pezzo (P) costituiti da una struttura (1) provvista di rulli di accesso (4,4’), uno su ciascun lato della struttura (1) nonché di rulli di uscita (5,5’), uno su ciascun lato, in modo che fra ogni coppia di rulli sullo stesso lato siano presenti delle cinghie di trasporto continue (8,8’) sulle quali sono disposti degli elementi longitudinali (9,10) per il centraggio dei pezzi, un elemento longitudinale (9) essendo fisso e l’elemento opposto (10) mobile, atto a spostarsi in direzione trasversale e provvisto di molle (11) per spingerlo verso l’interno, detto sistema essendo completato da un modulo di illuminazione e da una o più videocamere (13) destinate a visualizzare le caratteristiche del pezzo e a trasmettere le informazioni al calcolatore di controllo.
2. 2. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il citato elemento longitudinale (10), mobile in direzione trasversale, presenta una porzione iniziale rivolta lateralmente in posizione obliqua in modo da formare un’apertura d’ingresso di maggiore larghezza per l’accesso del pezzo (P) allorché lo stesso viene trascinato dalle cinghie (8,8’).
3. 3. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale seoondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che ogni pezzo (P) da esaminare è costretto, dall’elemento longitudinale (10) e grazie all’azione delle molle (11), a seguire un determinato percorso mentre viene trascinato dalle cinghie (8,8’), avendo il bordo laterale poggiato contro l’elemento longitudinale fisso (9).
4. 4. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detti moduli di trascinamento e centraggio dei pezzi comprendono una serie di sensori (S), preferibilmente sensori ottici, vantaggiosamente distribuiti lungo la struttura (1), mediante i quali è possibile ottenere informazioni sulle dimensioni del pezzo (P) nonché sul momento esatto in cui detto pezzo raggiunge una posizione, determinata da coordinate precedentemente definite, in cui si verifica l’attivazione di una videocamera (13) per confrontare le caratteristiche visualizzate con quelle precedentemente memorizzate nel calcolatore di controllo.
5. 5. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto modulo di illuminazione è costituito da una molteplicità di mezzi di illuminazione, preferibilmente costituiti da schermi parabolici (12), posizionati sui diversi lati di detta struttura (1), situati leggermente al di sopra del piano definito dalle due cinghie di trasporto (8,8’), detti schermi essendo atti a fornire un’illuminazione adeguata, omogenea e uniforme del pezzo (P), in modo da correttamente visualizzare le relative caratteristiche mediante la videocamera o le videocamere (13).
6. 6. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere dei sensori (S) per la regolazione dell’illuminazione emessa dai citati schermi parabolici (12) in funzione del tipo di pezzo da controllare.
7. 7. Un sistema per il controllo di qualità dei pezzi basato sul loro aspetto superficiale secondo le rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente dei mezzi di sorveglianza per effettuare il monitoraggio del sistema e atti ad attivare l’arresto del sistema nel caso della rilevazione di qualsiasi tipo di anomalia riguardante una qualsiasi delle diverse parti costituenti il sistema .