ITMI992377A1 - Dispositivo di rivelazione di difetti di superficie su pezzi riflettenti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo di rivelazione di difetti di superficie su pezzi di forme varie altamente riflettenti .

L ' invenzione riguarda in particolare, sebbene non esclusivamente, il controllo di qualità su una catena di produzione di pezzi metallizzati . Questi pezzi possono essere dei ^prodotti in materia plastica metallizzati a scopi decorativi , come tappi e cappucci destinati a recipienti di prodotti cosmetici, di flaconi di profumo, eccetera . Questi pezzi sono generalmente di taglia media ( qualche centimetro in altezza, larghezza e lunghezza ) . La loro forma è varia; essa può essere parallelepipedica, cilindrica, sferica oppure più complessa. A causa della metallizzazione, la superficie dei pezzi è altamente riflettente. I pezzi si comportano quindi rispetto all ' illuminazione sostanzialmente come degli specchi di forme variate.

Questi pezzi possono comportare dei difetti di superficie causati spesso da polveri incluse sotto lo strato di metallizzazione; la natura e il colore della superficie non vengono quindi modificate nel punto del difetto, il che fa che questo tipo di difetto non è generalmente rivelabile con illuminazione normale .

L ' invenzione ha come scopo di consentire la rivelazione di siffatti difetti con un dispositivo semplice ed affidabile che possa integrarsi facilmente in una catena di produzione .

L ' invenzione raggiunge il suo scopo con un dispositivo di rivelazione di difetti di pezzi riflettenti, il quale comporta : mezzi di illuminazione direzionali per illuminare i pezzi , i mezzi di illuminazione essendo disposti in maniera da creare sui pezzi dopo riflessione delle zone relativamente nette o risaltanti chiare e scure ( che corrispondono rispettivamente all ' immagine dei mezzi di illuminazione e all ' immagine di fondo) ; dei mezzi di scansione per far spostare le zone scure e chiare su tutta la superficie da controllare dei pezzi ; dei mezzi per captare immagini di zone scure o di zone chiare dei pezzi in scansione; dei mezzi per rivelare nell ’ immagine captata delle macchie chiare nelle zone scure, oppure delle macchie scure nelle zone chiare, e concludere per la presenza di un difetto . Infatti, l ' invenzione si basa sull ’osservazione del fatto che il difetto di superficie, di una superficie il più spesso inferiore a 1 mm , è generalmente caratterizzata dal suo rilievo poiché esso crea un rigonfiamento alla superficie del pezzo, e che questo rigonfiamento, che crea una deviazione locale dell ' illuminazione, modifica la riflessione della luce ed è rivelabile sotto forma di un punto bianco (rilievo che rimanda un' immagine parziale della sorgente luminosa) in mezzo ad una zona scura, oppure all ' inverso di un punto scuro in una zona chiara . Per ragioni pratiche legate alla saturazione delle cellule delle telecamere di osservazione, si preferisce osservare la presenza di punti chiari in una zona scura, piuttosto che il contrario .

Sebbene si possa far spostare la luce in rapporto ai pezzi, è generalmente preferibile disporre di mezzi di illuminazione fissi, i mezzi di scansione essendo allora costituiti da mezzi di spostamento relativo dei pezzi in rapporto ai mezzi di illuminazione .

Al fine di meccanizzare il dispositivo e poterlo integrare più facilmente in una catena, è vantaggioso prevedere dei mezzi per far sfilare i pezzi su una traiettoria, i mezzi per captare l ’ immagine essendo disposti fissi lungo la traiettoria . In questo caso, i mezzi per captare le immagini captano le immagini di un pezzo contemporaneamente in sfilamento e in scansione, il tempo di una scansione completa.

Questi mezzi per captare le immagini comportano in modo vantaggioso almeno una telecamera matriciale, in grado di riprendere nel suo campo un pezzo che sfila il tempo di una scansione completa. La telecamera è collegata ad un calcolatore per procedere, preferibilmente in tempo reale, all'analisi dell'immagine e alla rivelazione di punti bianchi nelle zone scure, tale rivelazione fornendo un segnale o innestando una procedura di rifiuto del pezzo nel quale un difetto è stato rivelato.

In una forma di realizzazione preferita, i mezzi di sfilamento consistono in un convogliatore lineare che porta dai supporti girevoli di pezzi, la rotazione dei pezzi al fine di garantire la scansione essendo assicurata dall'attrito dei supporti su un utensile per la creazione di attrito fisso disposto lungo la traiettoria.

In un esempio particolare di applicazione, i pezzi sono dei tappi a superficie laterale cilindrica, disposti su supporti girevoli il cui asse è confuso con quello dei tappi.

I mezzi di illuminazione direzionali, idealmente delle sorgenti puntiformi situate all'infinito, sono vantaggiosamente in pratica delle sorgenti lineari che si distaccano su un fondo di ombra, e sono particolarmente costituiti da tubi fluorescenti ad alta frequenza disposti distanziati lungo la traiettoria, in modo parallelo, rispetto a detti assi.

I mezzi collegati alla telecamera, in particolare dei mezzi informatici per trattare l'informazione ricevuta e decidere della presenza oppure no di un difetto, comportano vantaggiosamente dei primi mezzi di filtraggio per rivelare se una prima zona periferica prossima attorno ad una macchia chiara (rispettivamente scura) è proprio in una zona scura (rispettivamente chiara). D'altro canto, per eliminare rivelazioni fittizie legate a geometrie complesse di pezzi che inviano dei riflessi parassiti, è vantaggioso prevedere dei secondi mezzi di filtraggio per rivelare se una seconda zona disposta in modo radiale più lontana rispetto a detta prima zona periferica in rapporto alla macchia chiara (rispettivamente scura) è proprio in una 2ona scura (rispettivamente chiara).

L'invenzione sarà meglio compresa con l'aiuto della descrizione che segue, con riferimento ai disegni schematici allegati che illustrano, a titolo di esempio, una forma di realizzazione del dispositivo conforme all'invenzione. Altri vantaggi e caratteristiche saranno posti in evidenza dalla lettura della descrizione.

La figura 1 è una vista schematica in pianta del dispositivo dell’invenzione. La figura 2 è una vista in sezione II-II del dispositivo di figura 1.

La figura 3 è una vista schematica che illustra le zone di ombra e di luce su un tappo.

La figura 4 è una vista di una zona di trattamento di immagine.

Le figure 1 e 2 mostrano in modo schematico un convogliatore lineare 2, del tipo nastro trasportato o "tapis roulant” senza fine, sul quale sono montati dei supporti di pezzi 3 distanziati allineati alla parte superiore lungo una traiettoria lineare 4. I supporti 3 consistono, ad esempio, in mandrini montati in rotazione libera e comprendenti in corrispondenza della loro base un disco di azionamento 5. I tappi 6 sono montati sui supporti 3. Un utensile per creare attrito 7 è disposto fisso adiacente alla traiettoria 4, utensile per creare attrito 7 sul quale vanno a creare attrito i dischi 5 al momento dello sfilamento del supporto 3, il che provoca la rotazione del supporto 3 durante lo sfilamento. La lunghezza dell'utensile per creare attrito 7 è calcolata in rapporto al perimetro dei dischi 5, in maniera da azionare una rotazione di un giro completo.

Tubi fluorescenti 8 ad alta frequenza sono disposti distanziati in un piano verticale parallelo alla traiettoria 4. Al centro del dispositivo 1, in un intervallo che separa due tubi 8, è definito l'asse 9 di ripresa, perpendicolare alla traiettoria 4 e al piano dei tubi 8. Una telecamera matriciale 10 in bianco e nero, del tipo CCD (dispositivo ad accoppiamento di carico), consente di osservare nell'asse 9, i pezzi 6 contemporaneamente in sfilamento e in rotazione di scansione, la larghezza del campo di osservazione consentendo di seguire una rotazione completa del pezzo 6 che sfila davanti alla telecamera 10. La rotazione completa garantisce che le zone chiare, che corrispondono all'immagine della sorgente luminosa (i tubi) e le zone scure, che corrispondono all'immagine delle zone di ombra tra i tubi, avranno scandito tutta la superficie del tappo osservato 6. La frequenza elevata (in rapporto alla frequenza usuale di 50Hz) dei tubi viene scelta per garantire che ci sia sempre almeno un flash, e preferìbilmente più di uno, per finestra temporale di acquisizione di dati da parte della telecamera (la quale può avere una frequenza di acquisizione ad esempio di 2 kHz).

La figura 3 illustra in modo schematico la comparsa di un pezzo 6, qui un tappo cilindrico, visto nell'asse 9 (o in prossimità di questo asse tenuto conto dello sfilamento del pezzo) sotto illuminazione direzionale: si forma almeno una zona chiara a forma di banda verticale 22 (qui, numerose zone 22 che corrispondono ciascuna all’immagine di un tubo 8) e almeno una zona scura a forma di banda verticale 23 (qui numerose siffatte frange 23 disposte tra bande 22); un rigonfiamento 24 appare sotto forma di un punto bianco in detta frangia 23.

Le immagini trasmesse dalla telecamera 10 sono inviate ad un calcolatore 11 di tipo PC tramite una carta di acquisizione e vengono trattate con un software specifico destinato a ricercare nell'immagine dei punti bianchi circondati da una corona di punti neri, caratteristica dei difetti da rivelare. Per ogni pixel bianco 20 rivelato, il software opera un primo filtraggio testando una corona quadrata 21 (cfr. figura 4) circondando il pixel 20 ad una distanza a e su una larghezza b. Se questa zona 21 contiene solo dei pixel neri, il pixel corrente 20 è classificato come difetto. Al fine di poter rivelare eventuali inclusioni di tipo filo, una soglia di tolleranza viene fissata per il riempimento della zona di trattamento. Questo primo filtraggio è sufficiente per una geometria semplice dei tappi; tuttavia, in alcuni casi di forme complesse, che portano a riflessioni parassite, è utile verificare con un secondo filtraggio che il pixel analizzato come un difetto è proprio nell'ambito di una frangia 23 scura tra bande chiare; per fare ciò, il software testa se due regioni 25 rettangolari (d x e) situate da un lato e dall’altro ad una distanza c dalla zona periferica 21 sono proprio per la maggior parte composte da pixel bianchi.

In pratica, tenuto conto della forma dei tappi, è possibile che una telecamera sia insufficiente per rendere conto di tutta la superficie di questi ultimi. Ad esempio, si può prevedere una telecamera 10', disposta al di sopra della traiettoria 2 nella zona di osservazione della prima telecamera 10.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI I. Dispositivo di rivelazione di difetti di pezzi (6), che comporta dei mezzi di illuminazione direzionale (8) per illuminare i pezzi (6), dei mezzi (10, 10') per captare immagini dei pezzi (6), i mezzi di illuminazione (8) essendo disposti in maniera tale da creare nelle immagini captate delle zone relativamente nette scure (23) oppure chiare (22), dei mezzi (11) per rivelare nell'immagine captata delle macchie chiare (26) nelle zone scure (23), oppure delle macchie scure nelle zone chiare, e concludere per la presenza di un difetto, e mezzi di scansione (5, 7) per far spostare le zone scure e chiare su tutta la superficie da controllare dei pezzi (6), caratterizzato dal fatto che i pezzi (6) sono riflettenti e dal fatto che i mezzi di illuminazione (8) sono disposti per creare dette zone chiare (22) e scure (23) per riflessione sui pezzi (6) quando essi sono visti da detti mezzi (10, 10').
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di illuminazione (8) sono fissi e i mezzi di scansione sono costituiti da mezzi (5, 7) di spostamento relativo dei pezzi (6) in rapporto ai mezzi d’illuminazione (8).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da mezzi (2) per far sfilare i pezzi (6) su una traiettoria (4), i mezzi (10, 10’) per captare l'immagine essendo disposti fissi lungo la traiettoria (4).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi (10, 10') per captare le immagini captano le immagini di un pezzo (6) contemporaneamente in sfilamento e in scansione, il tempo di una scansione completa.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per captare le immagini comportano una telecamera matriciale (10, 10') .
6. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che i mezzi di sfilamento consistono in un convogliatore lineare (2) che porta dei supporti girevoli (3, 5) dei pezzi, la rotazione dei pezzi (6) al fine di assicurare la scansione essendo garantita dall'attrito dei supporti (3, 5) su un utensile per produrre attrito fisso (7) disposto lungo la traiettoria (4).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i pezzi (6) sono dei tappi a superficie laterale cilindrica, disposti su supporti girevoli (3) il cui asse è confuso con quello dei tappi (6).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i mezzi di illuminazione sono costituiti da tubi fluorescenti (8) disposti distanziati lungo la traiettoria (4), parallelamente a detti assi.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi (11) comportano primi mezzi di filtraggio per rivelare se una prima zona periferica prossima attorno ad una macchia chiara, rispettivamente scura, è proprio in una zona scura, rispettivamente chiara.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che i mezzi (11) comportano secondi mezzi di filtraggio per rivelare se una seconda zona disposta radialmente più lontana rispetto a detta prima zona periferica in rapporto alla macchia chiara, rispettivamente scura, è proprio in una zona scura rispettivamente chiara