ITTO20010432A1 - Dispositivo e metodo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo ed un metodo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura.

Sono noti dispositivi per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, atti a porre in rotazione la forma attorno ad un asse di rotazione generalmente verticale ed atti a rilevare, mediante un dispositivo opto elettronico di visione, le coordinate tridimensionali di punti disposti sulla superficie del modello. Tali coordinate tridimensionali sono normalmente espresse rispetto ad un riferimento macchina in cui è presente un asse Z verticale parallelo all'asse di rotazione.

La rilevazione dei punti viene svolta in modo tale che, per un determinato valore sull'asse Z, vengono rilevate le coordinate tridimensionali di una pluralità di punti che sono disposti su un profilo parallelo del modello e che giacciono su un piano perpendicolare all'asse di rotazione. Il dispositivo di visione tridimensionale è atto a rilevare i punti per valori diversi sull'asse Z in modo tale da scandire il modello secondo una pluralità di piani tra di loro paralleli. Più in particolare, nei dispositivi noti, piani adiacenti sono separati tra di loro lungo l'asse di rotazione da una spaziatura il cui valore è fisso ed è indipendente dai valori di inclinazione del modello rispetto all'asse di rotazione.

L'uso di una spaziatura avente valore fisso non permette di scandire il modello con elevata precisione in quanto, nelle zone del modello presentanti elevata inclinazione rispetto all'asse di rotazione, la spaziatura tra i due piani adiacenti risulta speso insufficiente per rilevare in modo completo la superficie del modello. Non è ovviamente possibile diminuire in modo arbitrario la spaziatura tra i piani in quanto le operazioni di acquisizione ed elaborazione dei punti su un grande numero di piani paralleli richiederebbero un tempo troppo elevato.

E' pertanto sentita l'esigenza di realizzare un dispositivo per la rilevazione tridimensionale di forme in cui la spaziatura tra i piani venga gestita in modo dinamico tenendo conto delle caratteristiche di inclinazione della superficie del modello rispetto all'asse di rotazione.

Il precedente scopo è raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un dispositivo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, del tipo descritto nella rivendicazione 1.

La presente invenzione è inoltre relativa ad un metodo per la rilevazione di forme del tipo descritto nella rivendicazione 7.

L' invenzione verrà ora illustrata con particolare riferimento alle figure allegate che ne rappresentano una forma di realizzazione non limitativa in cui:

• la figura 1 illustra, in vista prospettica, un dispositivo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, realizzato secondo i dettami della presente invenzione; • la figura 2 illustra uno schema geometrico di operazioni svolte dal dispositivo e dal metodo della presente invenzione; e

• la figura 3 illustra le operazioni svolte secondo il metodo della presente invenzione. Nella figura 1 è indicato con 1, nel suo insieme, un dispositivo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzature 2.

II dispositivo 1, nell'esempio di realizzazione illustrato, comprende un involucro di supporto 4 (realizzato preferibilmente da un mobile metallico parallelepipedo) provvisto di un dispositivo rotatore 6 accessibile dall'esterno dell'involucro 4 attraverso una apertura 7 ed atto a supportare e porre in rotazione il modello 2 attorno ad un asse verticale 10. Più m particolare, il dispositivo rotatore 6 comprende una base cilindrica 12 solidale all'involucro 4 ed un albero 13 coassiale all'asse 10 ed angolarmente mobile sotto la spinta di un motore elettrico (non illustrato) alloggiato nell'involucro 4, rispetto alla base cilindrica 12. Più in particolare, l'estremità superiore dell'albero 13 penetra all'interno di un foro coassiale (non illustrato) della forma 2 che è stabilmente fissata sull'albero 13 e viene posta in rotazione angolare attorno all'asse 10.

Un dispositivo di visione 15 (di tipo noto) alloggiato all'interno dell'involucro 4 è atto a rilevare coordinate tridimensionali P(z,c,p) di punti Pi disposti sulla superficie S del modello 2. Le coordinate tridimensionali P(z,c,P) sono espresse rispetto ad una pluralità di riferimenti macchina in cui l'asse Z è un asse verticale parallelo all'asse 10, la grandezza c è un valore angolare che esprime l'angolo di rotazione attorno all'asse 10 rispetto ad un piano verticale di riferimento PR mentre la coordinata p rappresenta una profondità rilevata.

Preferibilmente il dispositivo 15 comprende un dispositivo di visione 17 - in particolare una telecamera - mobile con moto reversibile lungo l'asse Z ed atta ad avvicinarsi/allontanarsi al modello 2.

In particolare (figura 2), il modello 2 viene posto in rotazione attorno all'asse 10 durante la rilevazione dei punti Pi in modo tale che, per un determinato valore sull'asse Z, vengono rilevate le coordinate tridimensionali P(z,c,p) di una pluralità di punti PI, P2, ... Pi ... Pn che sono disposti su un profilo parallelo Pp del modello 2 e che giacciono su un piano Kp perpendicolare all'asse 10. Il dispositivo 15 è atto a rilevare i punti Pi per valori diversi sull'asse Z in modo tale da scandire il modello 2 secondo una pluralità di piani Kp tra di loro paralleli<, >Più in particolare, piani adiacenti Kpi e Kpi+i sono separati tra di loro lungo l'asse 10 da una spaziatura Δζ il cui valore viene calcolato, secondo la presente invenzione, tenendo conto delle caratteristiche di inclinazione dalla superficie S del modello 2 rispetto all'asse 10.

Le operazioni per il calcolo di Δζ saranno ora illustrate con riferimento alla figura 3.

Inizialmente si perviene ad un blocco 100 che è atto a rilevare le coordinate tridimensionali

dei punti Pi che giacciono su un primo

piano Κρ± . Vengono così rilevate una pluralità n di coordin appartenenti a punti iacciono su un primo piano e che appartengono ad un primo profilo parallelo .

Il blocco 100 è seguito da un blocco 110 che è atto a rivelare se sono stati rilevati i punti disposti su almeno due diversi piani, cioè se sono stati scanditi almeno due profili paralleli diversi; in caso negativo, (un solo profilo parallelo scandito) il blocco 110 è seguito da un blocco 120, altrimenti (almeno due profili paralleli scanditi) il blocco 110 è seguito da un blocco 140. Il blocco 120 rileva le coordinate tridimensionali P(z,c,p) dei punti Pi che giacciono su un secondo piano Kpi+1 adiacente al piano Κρ±.

Vengono così rilevate una pluralità n di coordinate tridimensionali appartenenti a punti che giacciono su un secondo piano e che appartengono ad un secondo profilo parallelo. La spaziatura lungo l'asse Z tra il primo ed il secondo piano è data da un valore Δζ0 stabilito di default (ad esempio determinato sperimentalmente) . Il blocco 120 è seguito al blocco 100.

Il blocco 140 è atto a raggruppare coppie di e

so ordine progressivo e/o nella stessa posizione angolare attorno all'asse 10 sui due diversi profili paralleli) appartenenti al primo ed al secondo piano ed è atto a calcolare (in modo noto -mediante semplici equazioni trigonometriche) , per ciascuna coppia di punti corrispondenti, il vettore Sm che si estende nello spazio tridimensionale ed unisce i punti corrispondenti. Vengono così calcolati una pluralità n di vettori

Il blocco 140 è seguito da un blocco 150 che è atto a calcolare (in modo noto - mediante semplici equazioni trigonometriche) , per ciascun vettore Sm l'angolo di inclinazione a che forma il vettore Sm con l'asse 10. Vengono così calcolati una pluralità n di angoli di inclinazione

L'angolo di inclinazione a assume valore nullo oc=0 qualora il vettore Sm sia parallelo all'asse 10 ed assume valore massimo (90°) qualora il vettore Sm sia perpendicolare all'asse 10.

Il blocco 150 è seguito da un blocco 160 che estrae, in modo noto, l'angolo di inclinazione avente valore massimo α^χ tra gli n angoli di inclinazione calcolati

II blocco 160 è seguito da un blocco 170 il quale è atto a calcolare la spaziatura Δζ in funzione dell'angolo di inclinazione avente valore massimo α^χ secondo l'espressione:

Dalla espressione sopra detta si può notare che qualora l'angolo di inclinazione α,,^χ abbia valore nullo cioè qualora i vettori Sm siano paralleli all'asse 10, il valore di Δζ è dato da:

Con il crescere dell'angolo il valore di Δz diminuisce in quanto la funzione coseno è decrescente tra 0° e 90°. In questo modo, con il crescere dell'inclinazione massima dei vettori Sm il valore Δζ diminuisce cioè diminuisce la distanza tra due piani adiacenti su cui sono effettuate due scansioni successive. A tale proposito il blocco 170 è seguito dal blocco 100 che rileva ora i punti su un terzo piano spaziato dal secondo in base al valore

calcolato dal blocco 170.

Successivamente il blocco 100 è seguito dai blocchi 110 e 140 (i piani scanditi sono ora sicuramente in numero maggiore di due e quindi il blocco 120 non viene nuovamente selezionato) in modo tale che le operazioni sopra dette sono ripetute ciclicamente scandendo il modello di calzatura 2 lungo profili paralleli Pp disposti su rispettivi piani Kp paralleli tra di loro. La spaziatura tra i piani, cioè il valore di Δζ, viene modificata in continuazione, in base alle caratteristiche di inclinazione della superficie 2 rispetto all'asse 10; tali caratteristiche di inclinazione essendo rilevate mediante l'analisi degli angoli di inclinazione. In questo modo, il sistema si auto-adatta alla caratteristiche di inclinazione della superficie S rispetto all'asse 10 modificando la spaziatura tra i piani. Dopo avere svolto la scansione per una lunghezza determinata lungo Z in modo da scandire tutta la forma 2,la procedura ha termine.

A titolo di esempio si può notare che qualora venga esaminata una porzione intermedia di un modello di calzatura 2, il valore dell'angolo α^χ non assume generalmente un valore elevato ed è prossimo al valore Δζ0 impostato di default. Qualora invece venga esaminata una porzione di calzatura avente elevata inclinazione rispetto all'asse 10 -ad esempio prossima al collo di una forma di scarpa femminile - la superficie S presenta inclinazione elevata rispetto all'asse 10 ed il valore dell'angolo α^χ é maggiore in modo tale che la spaziatura tra i piani si riduce rispetto al valore

Δζ0 impostato di default.

Viene così realizzato un dispositivo per la rilevazione di forme in cui la spaziatura tra i piani viene gestita in modo dinamico tenendo conto delle caratteristiche di inclinazione della superfici del modello rispetto all'asse di rotazione .

Risulta infine chiaro che modiche e varianti possono essere apportate al dispositivo ed al metodo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, descritti senza per altro uscire dall'ambito di tutela della presente invenzione .

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, comprendente: - mezzi di movimento angolare (6,12,13) atti a porre in rotazione una forma (2) attorno ad un asse di rotazione (10); - mezzi di misura (15) atti a rilevare le coordinate tridime di una pluralità di punti ( disposti su un profilo parallelo Pp del modello (2) e giacenti su un piano Kp perpendicolare all'asse di rotazione (10); detti mezzi di misura (15) essendo atti a scandire il detto modello rilevando i punti (Pi) appartenenti ad una pluralità di profili paralleli Pp giacenti su rispettivi piani diversi Kp tra di loro paralleli, caratterizzato dal fatto di conprendere mezzi di elaborazione atti a calcolare la spaziatura Δζ tra piani adiacenti in funzione delle caratteristiche di inclinazione della superficie (S) del detto modello (2) rispetto all'asse di rotazione (10). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui i detti mezzi di elaborazione sono atti a rilevare almeno un indicatore (Sm) della inclinazione della detta superficie (S) rispetto all'asse di rotazione e sono atti a calcolare detta spaziatura Δζ in funzione di grandezze associate al detto indicatore. 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il detto indicatore della inclinazione comprende un vettore (Sm) che si estende tra punti corrispondenti disposti su piani diversi ed adiacenti tra di loro; detta spaziatura Δζ essendo calcolata in funzione dell'angolo che il detto vettore forma con il detto asse di rotazione (10) . 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui i detti mezzi di elaborazione comprendono: - primi mezzi di calcolo (100) atti a rilevare le coordinate tridimensionali di punti

   che appartengono ad un primo profilo parallelo e giacciono su un primo piano; secondi mezzi di calcolo (110) atti a rilevare le coordinate tridimensionali di punti che appartengono ad un secondo profilo parallelo e giacciono su un secondo piano; terzi mezzi di calcolo (140) atti a raggruppare coppie di punti corrispondenti (Ρχ,ι e

   appartenenti al primo ed al secondo piano ed atti a calcolare, per ciascuna coppia di punti corrispondenti, il vettore Sm che si estende nello spazio tridimensionale ed unisce i punti corrispondenti ; quarti mezzi di calcolo (150) atti a calcolare, per ciascun vettore Sm, l'angolo di inclinazione a che forma il vettore Sm con l'asse di rotazione (10); quinti mezzi di calcolo (160) atti ad estrarre l'angolo di inclinazione avente valore massimo a™* tra gli angoli di inclinazione calcolati ;- sesti mezzi di calcolo (170) atti a calcolare la detta spaziatura Δζ in funzione dell'angolo di inclinazione avente valore massimo 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui i detti sesti mezzi di calcolo (170) calcolano la detta spaziatura Δζ secondo l'espressione: ;dove Δζ0 è un valore di spaziatura iniziale. 6.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4 o ;scanditi nello stesso ordine progressivo e/o sono disposti nella stessa posizione angolare rispetto all'asse di rotazione (10) sui due diversi profili. 7.- Metodo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, comprendente le fasi di: - porre in rotazione una forma (2) attorno ad un asse di rotazione (10); rilevare, durante detta rotazione, le coordinate tridimensionali di una pluralità di punti disposti su un profilo parallelo Pp del modello (2) e giacenti su un piano Kp perpendicolare all'asse di rotazione (10); detta fase di rilevazione essendo ripetuta per scandire il detto modello rilevando i punti (Pi) appartenenti ad una pluralità di profili paralleli Pp giacenti su rispettivi piani diversi Kp tra di loro paralleli, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di calcolare la spaziatura Δζ tra piani adiacenti ;in funzione delle caratteristiche di inclinazione della superficie (S) del detto modello (2) rispetto all'asse di rotazione (10). 8.- Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui detta fase di calcolo comprende la fase di rilevare almeno un indicatore (Sm) della inclinazione della detta superficie (S) rispetto all'asse di rotazione (10) e la fase di calcolare la spaziatura Δζ in funzione di grandezze associate al detto indicatore . 9.- Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui il detto indicatore della curvatura comprende un vettore (Sm) che si estende tra punti corrispondenti disposti su piani diversi ed adiacenti tra di loro; detta spaziatura Δζ essendo calcolata in funzione dell'angolo che il detto vettore forma con il detto asse di rotazione (10). 10.- Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui la detta fase di calcolo comprende le sotto fasi di : rilevare (100) le coordinate t ridimensionali ;di punti che appartengono ad un primo profilo parallelo e giacciono su un primo piano; - rilevare (110) le coordinate t ridimensionali ;di punti che appartengono ad un secondo profilo parallelo e giacciono su un secondo piano; raggruppare (140) coppie di punti corrispondenti ;e appartenenti al primo ed al secondo piano per calcolare, per ciascuna coppia di punti corrispondenti, il vettore Sm che si estende nello spazio tridimensionale ed unisce i punti corrispondenti ; calcolare (150), per ciascun vettore Sm, l'angolo di inclinazione a che forma il vettore Sm con l'asse di rotazione (10); - estrarre (160) l'angolo di inclinazione avente valore massimo tra gli angoli di inclinazione calcolati ;calcolare la detta spaziatura (170) Δζ in funzione dell'angolo di inclinazione avente valore massimo 11.- metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la detta fase di calcolo della detta spaziatura Δζ viene realizzata secondo l'espressione: ;dove Δζ0 è un valore di spaziatura iniziale. 12.- Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o e no scanditi nello stesso ordine progressivo e/o disposti nella stessa posizione angolare attorno al detto asse di rotazione (10) SUI due diversi profili . 13.- Dispositivo e metodo per la rilevazione di forme, in particolare modelli di calzatura, sostanzialmente come descritto ed illustrato con riferimento ai disegni allegati, *