ITRM20110623A1 - Metodo di ispezione superficiale per prodotti lunghi ed apparato idoneo alla sua realizzazione. - Google Patents

Description

Metodo di ispezione superficiale per prodotti lunghi ed apparato idoneo alla sua realizzazione

L’invenzione si riferisce al settore delle metodiche per l’identificazione di difetti superficiali di prodotti lunghi durante la loro lavorazione.

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per l’ispezione ottica superficiale di prodotti lunghi su impianti di produzione o lavorazione, anche ad alta temperatura.

A titolo esemplificativo il prodotto ispezionato può essere un blumo, una bramma, una billetta, una barra, una vergella, un filo, una lamiera, un nastro, o una trave, ottenuto per laminazione, trafilatura, rettifica, ed altri metodi comunemente utilizzati in produzione continua o discreta, di qualsiasi materiale come acciaio, leghe metalliche, plastica, ceramica, legno, carta o altro.

Come à ̈ noto, la presenza o l’assenza di difetti superficiali à ̈ un criterio importante per valutare la qualità dei prodotti lunghi e per prevenire il rifiuto o la richiesta di sostituzione dei prodotti difettosi da parte degli acquirenti.

Sono stati pertanto proposti numerosi sistemi per risolvere il problema della ispezione superficiale dei prodotti lunghi e della rilevazione dei relativi difetti superficiali. Alcuni dei sistemi adottati sono descritti in US 6859285 B1, in US 2002/0008203 A1 e in EP 1582 068 B1.

In US 6 950 546 B2, il problema in questione viene ad esempio risolto con un sistema comprendente: una pluralità di illuminatori disposti attorno al prodotto lungo, ciascuno dei quali proietta la luce con un angolo predeterminato rispetto alla linea normale alla superficie illuminata; una pluralità di rilevatori d’immagine, disposti attorno al prodotto lungo, con i rispettivi assi principali inclinati rispetto a detta linea normale secondo un altro angolo predeterminato e una unità computerizzata per l’acquisizione e l’elaborazione delle immagini.

La sensibilità di questi sistemi e la loro capacità di misurare sia piccole che ampie angolazioni delle discontinuità presenti non sono tuttavia del tutto soddisfacenti.

Esiste pertanto nello specifico settore l’esigenza di disporre di un sistema che migliori la sensibilità e la flessibilità di rilevazione.

Questa esigenza à ̈ soddisfatta dal metodo secondo la presente invenzione che offre inoltre altri vantaggi che risulteranno evidenti nel seguito.

E’ infatti oggetto della presente invenzione un metodo, per ispezionare la superficie e rilevare difetti di prodotti lunghi durante la loro lavorazione, comprendente le operazioni di :

- illuminare una porzione anulare di superficie del prodotto lungo con una pluralità di illuminatori ciascuno dei quali proietta la luce con un angolo predeterminato rispetto alla linea normale alla superficie illuminata;

- rilevare le immagini riflesse con una pluralità di rilevatori con i rispettivi assi principali inclinati rispetto a detta linea secondo un altro angolo predeterminato; e

- acquisire ed elaborare dette immagini mediante una unità computerizzata,

caratterizzato dal fatto che viene utilizzata una combinazione di immagini della stessa regione del prodotto lungo, riprese sotto diverse condizioni di illuminazione, allo scopo di ricostruire la forma della superficie ed ottenere quindi informazioni sulla presenza di difetti.

La descrizione della presente invenzione prosegue ora con riferimento alle figure annesse che hanno il seguente significato:

La figura 1 mostra un esempio di difetti puntuali sulla superficie di un prodotto.

La figura 2 mostra una modalità realizzativa per la ripresa di difetti puntuali.

La figura 3 mostra il comportamento del sistema in assenza di difetti puntuali.

La figura 4 mostra il comportamento del sistema in presenza di difetti puntuali.

La figura 5 mostra un’altra modalità realizzativa per la ripresa di difetti puntuali.

La figura 6 mostra una modalità realizzativa per la ripresa di difetti puntuali su materiali di forma circolare o quasi circolare.

La figura 7 mostra una modalità realizzativa per la ripresa di difetti puntuali su materiali di forma piana.

La figura 8 mostra una tecnica di elaborazione delle immagini raccolte dalle telecamere al fine di individuare i difetti puntuali.

La figura 9 mostra un esempio di difetti lunghi sulla superficie di un prodotto.

La figura 10 mostra il comportamento del difetto lungo se ripreso secondo il metodo adatto alla ripresa di difetti puntuali.

Le figure da 11 a 13 mostrano una modalità realizzativa per la ripresa di difetti lunghi.

La figura 14 mostra una tecnica di elaborazione delle immagini raccolte dalle telecamere al fine di individuare i difetti lunghi.

La figura 15 mostra in modo schematico una variante dell’invenzione per l’ispezione e il riconoscimento di difetti puntuali e di difetti lunghi.

Le figure 16 e 17 illustrano in modo più completo due diverse forme di realizzazione

dell’invenzione.

Il metodo secondo l’invenzione utilizza tecniche ottiche mirate a determinare la forma della superficie del prodotto, per permettere l’individuazione di discontinuità che possono costituire un difetto nel ciclo produttivo.

Le tecniche ottiche utilizzate consistono nell’utilizzo di più riprese della stessa regione del materiale sotto diverse condizioni di illuminazione, al fine di determinare non solo l’aspetto visivo del materiale, ma la forma della sua superficie.

Data la natura del prodotto, sviluppato sostanzialmente lungo una direzione principale (direzione di lavorazione), il metodo dell’invenzione utilizza in particolare due forme di realizzazione per la determinazione della forma superficiale (indicate nel seguito anche come “varianti†o “modalità†).

La prima modalità à ̈ mirata ad individuare discontinuità longitudinali lungo lo sviluppo principale del prodotto stesso. Queste possono essere ad esempio piccole sbeccature, impronte, inclusioni di materiale, o altro difetto di piccola dimensione che crea una discontinuità sulla superficie del materiale lungo la direzione di lavorazione (fig.1).

Per la individuazione di questa tipologia di discontinuità, in seguito indicate come difetti puntuali, vengono impiegate telecamere T poste trasversalmente al prodotto stesso, e due gruppi di illuminazione G posti uno prima e l’altro dopo le telecamere stesse (fig. 2). Le rappresentazioni grafiche utilizzate in questa figura per i gruppi di illuminazione G e le telecamere T vengono adottate anche nella maggior parte delle figure successive.

In condizioni normali, se la superficie del prodotto non presenta difetti puntuali, il segnale raccolto per ciascuna regione del materiale in corrispondenza alle due condizioni di illuminazione risulta uguale (fig. 3a). Difatti la radiazione luminosa percepita dalla telecamera proviene dalla diffusione (scattering) della radiazione incidente; qualsiasi sia la forma del diagramma di scattering, la radiazione diffusa nelle due condizioni di illuminazione risulta la stessa, se le due sorgenti sono simmetriche rispetto alla telecamera (fig.3b e fig.3c).

Quando un difetto puntuale si presenta in vista al sistema, invece, vi sono necessariamente tratti di superficie del difetto che presentano angolazione diversa da quella nominale (fig. 4a). L’inclinazione di queste regioni modifica il comportamento del fenomeno diffusivo sulla superficie stessa, favorendo la diffusione di luce dal gruppo di illuminazione che risulta più avvicinato alla condizione di riflessione (fig. 4b), e svantaggiando la diffusione per l’altro gruppo (fig.4c).

Possono in generale essere utilizzati più di due gruppi di illuminazione, posti alcuni prima ed altri dopo le telecamere, allo scopo di migliorare la sensibilità del sistema e la sua capacità di misurare sia piccole che ampie angolazioni delle discontinuità presenti sulla superficie (fig. 5). Inoltre l’utilizzo di più gruppi di illuminazione posti a diverse aperture angolari permette di adeguare il comportamento del sistema a materiali o finiture superficiali che provocano figure di scattering aventi diverse ampiezze.

Il numero di telecamere impiegabili, la loro tipologia e la disposizione dei gruppi di illuminazione possono variare in funzione della geometria e natura del prodotto. A titolo esemplificativo, ad esempio per prodotti di forma cilindrica a sezione circolare o quasi circolare possono essere utilizzate 4 o più telecamere lineari, e due o più gruppi di illuminazione anulare (fig. 6). Per prodotti di forma quasi piana, invece, possono essere utilizzate due o più telecamere disposte linearmente e gruppi di illuminazione lineare GL (fig. 7), potendo in generale essere omessa l’ispezione dei bordi del nastro. In generale l’impiego di telecamere lineari permette il mantenimento di una condizione di illuminazione e ripresa uniformi lungo tutta l’immagine, che viene raccolta sfruttando l’avanzamento del materiale stesso attraverso il sistema.

Al fine di ottenere la ripresa contemporanea del materiale sotto diverse condizioni di illuminazione possono essere utilizzate più tecniche. In una variante realizzativa il sistema può utilizzare telecamere a colori, ed impiegare gruppi di illuminazione aventi diverse lunghezze d’onda. Questo permette di ottenere immagini nelle quali i singoli canali di colore (ad esempio RGB, cioà ̈ Rosso, Verde, Blu) sono ottenuti contemporaneamente, e ciascuno à ̈ prodotto dalla sola illuminazione originata da illuminatori di corrispondente lunghezza d’onda. In un'altra variante, la ripresa quasi contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta accendendo in modo sequenziale ad alta velocità i gruppi di illuminazione, e sincronizzando opportunamente le telecamere, suddividendo poi le riprese delle telecamere in immagini corrispondenti a ciascuna condizione di illuminazione, allo scopo di ricostruire immagini ottenute dalla sola accensione di ciascuno degli illuminatori.

Vi possono essere diverse tecniche che permettono di utilizzare le immagini raccolte al fine di determinare la presenza di discontinuità e pertanto segnalare la possibile presenza di difetti puntuali. In una variante realizzativa ad esempio à ̈ possibile effettuare il confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto le due diverse condizioni di illuminazione (fig. 8a) generando due nuove immagini ottenute come somma e differenza delle due immagini originali (fig. 8b). Successivamente à ̈ possibile utilizzare filtri digitali per il preprocessamento delle due immagini ottenute (fig. 8c), e quindi determinare le aree delle due immagini che risultano avere luminosità al di fuori di limiti prefissati (fig. 8d). Infine, le aree determinate al punto precedente possono essere combinate tra loro utilizzando regole logiche che permettano di individuare le regioni difettose (fig.8e).

La seconda modalità di ispezione à ̈ invece mirata ad individuare difetti che non inducono sensibili discontinuità longitudinali lungo lo sviluppo principale del prodotto stesso. Queste possono essere ad esempio rigature, fratture o cricche, ripiegature di materiale, o altro difetto che ha uno sviluppo continuo sul materiale lungo la direzione di lavorazione (fig. 9).

La presenza di questi difetti, in seguito indicati come difetti lunghi, al contrario del caso precedentemente illustrato non induce una inclinazione della superficie lungo la direzione di lavorazione (fig 10). Al contrario, invece, questi difetti sono caratterizzati dal fatto di generare una angolazione anomala lungo il perimetro della sezione del prodotto perpendicolare alla direzione di avanzamento.

Pertanto, per la individuazione di questa tipologia di discontinuità vengono impiegate telecamere poste trasversalmente al prodotto stesso, ed uno o più illuminatori che circondano la sezione di ispezione e che sono composti da settori distinti (fig 11).

Raccogliendo le immagini del prodotto in corrispondenza alla accensione dei vari settori degli illuminatori, à ̈ possibile individuare l’angolazione assunta da ciascun tratto della superficie, considerando che il segnale percepito dalla telecamera risulta massimo in corrispondenza alla condizione di illuminazione che risulta maggiormente speculare alla telecamera rispetto alla inclinazione della superficie (fig.12).

Il numero di telecamere impiegabili, la loro tipologia e la disposizione dei gruppi di illuminazione anche in questo caso possono variare in funzione della geometria e natura del prodotto. A titolo esemplificativo, ad esempio per prodotti di forma cilindrica a sezione circolare possono essere utilizzate 4 o più telecamere lineari, ed uno o più gruppi di illuminazione anulare composti da settori comandabili individualmente (fig.13).

Analogamente a quanto descritto nel caso della modalità di ispezione mirata alla individuazione di discontinuità longitudinali, anche per l’ispezione dei difetti lunghi à ̈ possibile utilizzare più tecniche per la ripresa contemporanea del materiale sotto diverse condizioni di illuminazione. In particolare, come già descritto, si possono utilizzare telecamere a colori e settori degli illuminatori aventi diverse lunghezze d’onda, oppure si possono accendere in modo sequenziale ad alta velocità i settori degli illuminatori, sincronizzando opportunamente le telecamere.

Anche per la individuazione dei difetti lunghi possono essere implementate diverse tecniche che permettono di utilizzare le immagini raccolte al fine di determinare la presenza di discontinuità e pertanto segnalare la possibile presenza di difetti. In una variante realizzativa ad esempio (fig. 14) à ̈ possibile utilizzare le immagini ottenute con l’accensione dei singoli settori degli illuminatori, misurando l’angolo della superficie di un punto (αmeas) effettuando per quel punto una media pesata degli angoli (αi) della superficie che avrebbero massimizzato la risposta alla luce proveniente dai settori accesi (Si) degli illuminatori, pesando detta media con l'intensità (Li) misurata in corrispondenza di ciascuna configurazione di accensione degli illuminatori.

Le due modalità di ispezione illustrate, cioà ̈ la prima dedicata alla individuazione di difetti puntuali e la seconda mirata al riconoscimento di difetti lunghi, possono essere utilmente combinate assieme implementando un metodo/apparto per l’ispezione in grado di riconoscere più tipologie di difetti. Questo può essere effettuato semplicemente accoppiando i due sistemi, ciascuno dotato di telecamere ed illuminatori propri, oppure anche utilizzando risorse comuni per i due sistemi, con beneficio di semplificazione e riduzione di complessità del dispositivo.

A questo scopo à ̈ utile considerare che i difetti lunghi (es. righe, cricche o fratture, ripiegature) interessano normalmente una lunghezza notevole del prodotto stesso in direzione di lavorazione. Pertanto, il controllo della presenza di detti difetti può essere effettuato anche in modo non continuo, liberando le telecamere e gli illuminatori e rendendoli disponibili per la maggior parte del tempo alla ricerca di difetti puntuali. Il sistema pertanto può utilizzare ad esempio due gruppi di illuminazione composti da settori pilotabili individualmente, essendo i due gruppi posti uno a monte e l’altro a valle delle telecamere (fig. 15a). Durante la maggior parte del tempo detti illuminatori vengono utilizzati secondo la prima modalità di funzionamento descritto, mirato alla individuazione dei difetti puntuali, osservando la differenza dell’intensità della radiazione proveniente dai due gruppi di illuminazione (fig. 15b). Se vengono ad esempio utilizzate telecamere a colori, i due gruppi di illuminazione possono avere due lunghezze d’onda differenti, ed essere mantenuti completamente accesi durante tale fase.

Ad intervalli regolari, il sistema può commutare nella modalità di funzionamento mirata all’individuazione dei difetti lunghi. Questa fase può ad esempio essere implementata utilizzando la tecnica di accensione in sequenza dei settori degli illuminatori, sincronizzando le telecamere perché raccolgano immagini in corrispondenza all’accensione di ciascun settore degli illuminatori (fig.15c). Con questa modalità realizzativa la fase di ispezione dei difetti lunghi può essere espletata in tempi molto brevi, utilizzando un numero di settori di illuminazione non particolarmente elevato, con il vantaggio di non sottrarre troppo tempo al processo di ispezione dei difetti puntuali.

Il metodo descritto si presta all’utilizzo anche con materiali ad alta temperatura, sia perché à ̈ possibile utilizzare illuminatori e telecamere che operino a lunghezze d’onda alle quali l’irraggiamento proprio del materiale caldo à ̈ alquanto ridotto (verde-blu-ultravioletto), ma anche perché i metodi descritti si basano sul confronto tra le immagini raccolte in diverse condizioni di illuminazione, e pertanto à ̈ semplice comprendere che una eventuale radiazione di fondo originata dall’incandescenza del materiale viene automaticamente sottratta in fase di elaborazione.

E’ oggetto della presente invenzione un metodo per ispezione prodotti lunghi che utilizza una combinazione di immagini della stessa regione del prodotto, opportunamente riprese sotto diverse condizioni di illuminazione, allo scopo di ricostruire la forma della superficie e quindi ottenere informazioni sulla presenza di difetti.

In una prima variante del metodo, i difetti puntuali che generano angolazione lungo la direzione di avanzamento del prodotto vengono resi evidenti utilizzando un insieme di telecamere disposte trasversalmente al prodotto, e due o più gruppi di illuminazione posti alcuni prima ed altri dopo le telecamere stesse, e dove i difetti vengono individuati effettuando un confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto le diverse condizioni di illuminazione.

La ripresa contemporanea della stessa regione sotto le diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta sfruttando telecamere a colori ed utilizzando illuminatori aventi differenti lunghezze d'onda.

In alternativa, la ripresa quasi contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta accendendo in modo sequenziale ad alta velocità i gruppi di illuminazione e sincronizzando opportunamente le telecamere, suddividendo poi le riprese delle telecamere in immagini corrispondenti a ciascuna condizione di illuminazione allo scopo di ricostruire immagini ottenute dalla sola accensione di ciascuno degli illuminatori.

Vengono utilizzati due gruppi di illuminazione, uno posto prima delle telecamere e l’altro dopo, e il confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto le due diverse condizioni di illuminazione viene effettuato generando due nuove immagini ottenute come somma e differenza delle due immagini originali, utilizzando filtri digitali per il preprocessamento delle due immagini ottenute, quindi rilevando le aree delle due immagini che risultano avere luminosità al di fuori di limiti prefissati, e quindi utilizzando regole logiche di composizione delle regioni evidenziate nell'immagine somma e nell'immagine differenza.

In una seconda variante del metodo, i difetti lunghi, che generano angolazione lungo il perimetro della sezione del prodotto perpendicolare alla direzione di avanzamento vengono resi evidenti utilizzando una o più telecamere disposte trasversalmente al prodotto, ed uno o più illuminatori che circondano la sezione di ispezione e che sono composti da settori distinti, e i difetti vengono individuati effettuando un confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto quando questo à ̈ illuminato da diverse combinazioni dei settori degli illuminatori.

Anche nella seconda variante la ripresa contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta sfruttando una o più telecamere a colori ed utilizzando settori degli illuminatori aventi differenti lunghezze d'onda.

In alternativa, la ripresa quasi contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta accendendo in sequenza ad alta velocità i settori degli illuminatori e sincronizzando opportunamente le telecamere, suddividendo poi le riprese delle telecamere in immagini corrispondenti a ciascuna condizione di illuminazione.

Le immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto diverse condizioni di illuminazione vengono utilizzate per ricostruire l'angolazione di ciascun tratto del perimetro della sezione del prodotto perpendicolare all'avanzamento, calcolando per ciascun punto l’angolo locale come media pesata degli angoli della superficie che avrebbero massimizzato la risposta alla luce proveniente dai settori accesi degli illuminatori, pesando detta media con l'intensità misurata in corrispondenza di ciascuna configurazione di accensione degli illuminatori.

In una terza variante del metodo secondo l’invenzione, i sistemi di illuminazione e ripresa sono opportunamente condivisi e permettono di implementare utilmente sia il metodo di ispezione per difetti puntuali che generano angolazione lungo la direzione di avanzamento del prodotto, che anche il metodo per i difetti lunghi che generano angolazione lungo il perimetro della sezione del prodotto perpendicolare alla direzione di avanzamento, tramite impiego di diverse lunghezze d’onda o l’accensione in tempi diversi dei singoli settori degli illuminatori.

In generale, l’ispezione di prodotti ad alta temperatura à ̈ resa possibile impiegando illuminatori e telecamere che operino a lunghezze d’onda alle quali l’irraggiamento proprio del materiale caldo à ̈ alquanto ridotto (verde-blu-ultravioletto), e dove una eventuale radiazione di fondo originata dall’incandescenza del materiale viene sottratta in fase di elaborazione.

La presente invenzione si estende anche ad un apparato idoneo a realizzare il metodo sin qui descritto.

Oggetto della presente invenzione à ̈ anche un apparato per l’identificazione dei difetti superficiali di un prodotto lungo durante la sua lavorazione, secondo il metodo descritto in precedenza, comprendente le seguenti parti:

- una pluralità di illuminatori, disposti attorno al prodotto lungo, ciascuno dei quali proietta la luce con un angolo predeterminato rispetto alla linea normale rispetto alla porzione di superficie illuminata;

- una pluralità di rilevatori, disposti attorno al prodotto lungo, con i rispettivi assi principali inclinati rispetto a detta linea secondo un altro angolo predeterminato, e

- una unità computerizzata per l’acquisizione e l’elaborazione di dette immagini,

con gruppi di illuminazione, che emettono luca bianca o luce dedicata ad una specifica lunghezza d’onda, disposti in modo da illuminare secondo differenti angolazioni le regioni di superficie del prodotto lungo che si susseguono, ed eventualmente pilotati individualmente per realizzare delle sequenze di condizioni di illuminazione, e dal fatto che l’unità computerizzata per l’acquisizione e l’elaborazione di dette immagini, per fornire indicazioni utili per il riconoscimento dei difetti superficiali sulla base di variazioni di forma o di intensità luminosa, utilizza il confronto tra le immagini ottenute nelle diverse condizioni di illuminazione del prodotto.

Si à ̈ data finora una descrizione di carattere generale dell’invenzione. Con l’aiuto degli esempi che fanno riferimento alle figure 16 e 17 verrà ora data una descrizione più dettagliata di sue forme di realizzazione finalizzate a farne meglio comprendere scopi, caratteristiche, vantaggi e modalità operative.

ESEMPIO 1

In una forma realizzativa completa, illustrata in figura 16, il sistema può essere dotato di due gruppi di illuminazione GA e GB, posti uno a monte e l’altro a valle delle telecamere. I due gruppi emettono ciascuno una radiazione luminosa a diversa lunghezza d’onda. I gruppi suddetti sono inoltre composti da settori SA1, SA2, SAx ed SB1, SB2, SBx pilotabili individualmente. Il sistema raccoglie le immagini del prodotto utilizzando un insieme di telecamere lineari a colori T1, T2, Tx, poste perpendicolarmente alla superficie del prodotto e tra i due gruppi di illuminazione. Il sistema di controllo C comanda gli illuminatori, mantenendoli tutti attivi durante la fase di ricerca dei difetti puntuali. In questa fase i difetti puntuali sono individuati confrontando le immagini raccolte dal sistema nelle stesse regioni del prodotto da ispezionare P, e analizzando le differenze di colore risultanti dal fatto che i difetti puntuali stessi inducono l’aumento della radiazione percepita da uno dei due gruppi di illuminazione a scapito dell’altro, causando un conseguente cambio cromatico nella radiazione ricevuta. Nella fase di ricerca dei difetti lunghi, invece, il sistema di controllo comanda gli illuminatori accendendo in sequenza i due corrispondenti settori di entrambi i gruppi (SA1 con SB1, SA2 con SB2, SAx con SBx…). In questo modo il sistema può determinare la presenza di un difetto lungo utilizzando le intensità raccolte in corrispondenza di ciascuna condizione di illuminazione, calcolando per ciascun punto l’angolo locale come media pesata degli angoli della superficie che avrebbero massimizzato la risposta alla luce proveniente dai settori accesi degli illuminatori, e pesando detta media con l’intensità misurata in corrispondenza di ciascuna configurazione di accensione degli illuminatori.

ESEMPIO 2

In un’altra forma realizzativa più semplice, illustrata in fig. 17, il sistema può essere dotato di due gruppi di illuminazione GA e GB, posti uno a monte e l’altro a valle delle telecamere. I due gruppi emettono ciascuno una radiazione luminosa a diversa lunghezza d’onda. Il sistema raccoglie le immagini del prodotto utilizzando un insieme di telecamere lineari a colori T1, T2, Tx, poste perpendicolarmente alla superficie del prodotto e tra i due gruppi di illuminazione. I difetti puntuali sono individuati confrontando le immagini raccolte dal sistema nelle stesse regioni del prodotto da ispezionare P, e analizzando le differenze di colore risultanti dal fatto che i difetti puntuali stessi inducono l’aumento della radiazione percepita da uno dei due gruppi di illuminazione a scapito dell’altro, causando un conseguente cambio cromatico nella radiazione ricevuta.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Metodo, per ispezionare la superficie e rilevare difetti di prodotti lunghi durante la loro lavorazione, comprendente le operazioni di : - illuminare una porzione anulare di superficie del prodotto lungo con una pluralità di illuminatori ciascuno dei quali proietta la luce con un angolo predeterminato rispetto alla linea normale alla superficie illuminata; - rilevare le immagini riflesse con una pluralità di rilevatori con i rispettivi assi principali inclinati rispetto a detta linea secondo un altro angolo predeterminato; e - acquisire ed elaborare dette immagini mediante una unità computerizzata, caratterizzato dal fatto che viene utilizzata una combinazione di immagini della stessa regione del prodotto lungo, riprese sotto diverse condizioni di illuminazione, allo scopo di ricostruire la forma della superficie ed ottenere quindi informazioni sulla presenza di difetti. 2 - Metodo come da rivendicazione 1, in cui i difetti puntuali che generano angolazione lungo la direzione di avanzamento del prodotto vengono resi evidenti utilizzando un insieme di telecamere disposte trasversalmente al prodotto, e due o più gruppi di illuminazione posti alcuni prima ed altri dopo le telecamere stesse, e dove i difetti vengono individuati effettuando un confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto le diverse condizioni di illuminazione, essendo la ripresa contemporanea della stessa regione sotto le diverse condizioni di illuminazione ottenuta sfruttando telecamere a colori ed utilizzando illuminatori aventi differenti lunghezze d'onda. 3 - Metodo come da rivendicazione 2, in cui la ripresa quasi contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta accendendo in modo sequenziale ad alta velocità i gruppi di illuminazione e sincronizzando opportunamente le telecamere, suddividendo poi le riprese delle telecamere in immagini corrispondenti a ciascuna condizione di illuminazione allo scopo di ricostruire immagini ottenute dalla sola accensione di ciascuno degli illuminatori. 4 – Metodo come da rivendicazione 2, in cui vengono utilizzati due gruppi di illuminazione, uno posto prima delle telecamere e l’altro dopo, e dove il confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto le due diverse condizioni di illuminazione viene effettuato generando due nuove immagini ottenute come somma e differenza delle due immagini originali, utilizzando filtri digitali per il preprocessamento delle due immagini ottenute, quindi rilevando le aree delle due immagini che risultano avere luminosità al di fuori di limiti prefissati, e quindi utilizzando regole logiche di composizione delle regioni evidenziate nell'immagine somma e nell'immagine differenza. 5 – Metodo come da rivendicazione 1, in cui i difetti lunghi, che generano angolazione lungo il perimetro della sezione del prodotto perpendicolare alla direzione di avanzamento vengono resi evidenti utilizzando una o più telecamere disposte trasversalmente al prodotto, ed uno o più illuminatori che circondano la sezione di ispezione e che sono composti da settori distinti, e dove i difetti vengono individuati effettuando un confronto delle immagini ottenute nella stessa regione del prodotto quando questo à ̈ illuminato da diverse combinazioni dei settori degli illuminatori. 6 - Metodo come da rivendicazione 5, in cui la ripresa contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta sfruttando una o più telecamere a colori ed utilizzando settori degli illuminatori aventi differenti lunghezze d'onda, oppure in cui la ripresa quasi contemporanea della stessa regione sotto diverse condizioni di illuminazione viene ottenuta accendendo in sequenza ad alta velocità i settori degli illuminatori e sincronizzando opportunamente le telecamere, suddividendo poi le riprese delle telecamere in immagini corrispondenti a ciascuna condizione di illuminazione. 7 – Metodo come da rivendicazione 5, in cui le immagini ottenute nella stessa regione del prodotto sotto diverse condizioni di illuminazione vengono utilizzate per ricostruire l'angolazione di ciascun tratto del perimetro della sezione del prodotto perpendicolare all'avanzamento, calcolando per ciascun punto l’angolo locale come media pesata degli angoli della superficie che avrebbero massimizzato la risposta alla luce proveniente dai settori accesi degli illuminatori, pesando detta media con l'intensità misurata in corrispondenza di ciascuna configurazione di accensione degli illuminatori. 8 - Metodo come da rivendicazioni 2 e 5, in cui i sistemi di illuminazione e ripresa sono opportunamente condivisi e permettono di implementare utilmente sia il metodo di ispezione per difetti puntuali che generano angolazione lungo la direzione di avanzamento del prodotto, che anche il metodo per i difetti lunghi che generano angolazione lungo il perimetro della sezione del prodotto perpendicolare alla direzione di avanzamento, tramite impiego di diverse lunghezze d’onda o l’accensione in tempi diversi dei singoli settori degli illuminatori. 9 - Metodo come da rivendicazione 1, in cui l’ispezione di prodotti ad alta temperatura à ̈ resa possibile impiegando illuminatori e telecamere che operino a lunghezze d’onda alle quali l’irraggiamento proprio del materiale caldo à ̈ alquanto ridotto (verde-blu-ultravioletto), e dove una eventuale radiazione di fondo originata dall’incandescenza del materiale viene sottratta in fase di elaborazione. 10 - Apparato per l’identificazione dei difetti superficiali di un prodotto lungo durante la sua lavorazione, secondo il metodo delle rivendicazioni 1-9, comprendente le seguenti parti: - una pluralità di illuminatori, disposti attorno al prodotto lungo, ciascuno dei quali proietta la luce con un angolo predeterminato rispetto alla linea normale rispetto alla porzione di superficie illuminata; - una pluralità di rilevatori, disposti attorno al prodotto lungo, con i rispettivi assi principali inclinati rispetto a detta linea secondo un altro angolo predeterminato, e - una unità computerizzata per l’acquisizione e l’elaborazione di dette immagini, caratterizzato dal fatto che i gruppi di illuminazione, che emettono luca bianca o luce dedicata ad una specifica lunghezza d’onda, sono disposti in modo da illuminare secondo differenti angolazioni le regioni di superficie del prodotto lungo che si susseguono, e sono eventualmente pilotati individualmente per realizzare delle sequenze di condizioni di illuminazione, e dal fatto che l’unità computerizzata per l’acquisizione e l’elaborazione di dette immagini, per fornire indicazioni utili per il riconoscimento dei difetti superficiali sulla base di variazioni di forma o di intensità luminosa, utilizza il confronto tra le immagini ottenute nelle diverse condizioni di illuminazione del prodotto.