ITUD20100065A1 - "metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento" - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione

Avente per titolo:

METODO DI RILEVAMENTO DELLA ESTREMITÀ FINALE DI UN AVVOLGIMENTO

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda un metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento per introduzione della stessa in una linea di lavorazione successiva secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 1.

L’invenzione riguarda anche un sistema di rilevamento (11) secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 11 .

L’invenzione riguarda anche un sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo le caratteristiche della parte precaratterizzante della rivendicazione 12.

Definizioni

Nel corso della presente descrizione si farà uso delle seguenti definizioni.

Nel corso della presente descrizione i termini “avvolgimento†e “bobina†sono da considerarsi perfettamente equivalenti, detti termini essendo riferiti ad una barra in materiale metallico che viene avvolta in forma di una bobina avente un dato diametro di avvolgimento, cioà ̈ un dato diametro delle spire costituenti l’avvolgimento stesso.

Nel corso della presente descrizione con il termine “barra†si indica un generico prodotto di materiale metallico lavorato in forma di un prodotto il cui sviluppo in lunghezza ha dimensioni molto maggiori rispetto alle dimensioni della sezione del prodotto stesso misurate su una sezione presa su un piano ortogonale rispetto alla retta definente il suo sviluppo in lunghezza. Sebbene nella terminologia usualmente utilizzata nel settore specifico della trafilatura si effettui una distinzione tra “barra†, “filo†, “vergella†in funzione del diametro, o, in generale, delle dimensioni in sezione del prodotto di materiale metallico, nella presente descrizione il termine “barra†à ̈ inteso come comprendente anche i prodotti usualmente identificati con i termini “filo†e “vergella†, cioà ̈, in generale per lo scopo della presente descrizione, comprendente tutti i prodotti aventi una sezione di dimensioni tali da consentirne ravvolgimento in forma di bobine ed il successivo svolgimento della bobina per successive lavorazioni.

Con l’espressione “profilo†di una barra si indica la forma della barra lungo una sua sezione ortogonale al suo sviluppo in lunghezza. Sebbene nelle figure e nella descrizione si faccia esplicito riferimento a barre di profilo circolare, con l’espressione “profilo†si intendono anche forme differenti da quella circolare, come ad esempio ellittiche, quadrangolari, esagonali, ecc. Sarà evidente, alla luce della seguente descrizione, che la presente invenzione à ̈ applicabile ad un profilo corrispondente ad una sezione generica, con minime correzioni che saranno ovvie ad un esperto del settore.

Nel corso della presente descrizione, per “algoritmo di correlazione†si intende una operazione di correlazione effettuata su due segnali digitali multidimensionali o monodimensionali, dei quali uno à ̈ un segnale di riferimento noto ed un altro à ̈ un segnale acquisito del quale si vuole determinare il grado di somiglianza con il segnale di riferimento noto. Il grado di somiglianza tra i due segnali viene valutato in base all’indice di correlazione, il quale, in generale, assume valori compresi tra meno uno e uno, dove un valore negativo indica che i due segnali sono inversamente correlati, un valore positivo indica che i due segnali sono direttamente correlati, un valore nullo indica un'assenza di correlazione.

Nel corso della presente descrizione con estremità iniziale dell’avvolgimento si intende l’estremità dell’avvolgimento che, nel processo di avvolgimento, à ̈ la prima estremità della barra ad essere avvolta. Con estremità finale dell’avvolgimento si intende l’estremità dell’avvolgimento che, nel processo di avvolgimento, à ̈ l’estremità della barra corrispondente alla fase conclusiva dell’operazione di avvolgimento. Tale definizione sarà mantenuta anche se à ̈ ovvio che l’estremità iniziale riferita al processo di avvolgimento costituisce l’estremità finale nel processo di “svolgimento†della bobina e l’estremità finale riferita al processo di avvolgimento costituisce l’estremità iniziale nel processo di “svolgimento†della bobina.

Tecnica anteriore

Il materiale da introdurre sulle linee di lavorazione, ad esempio nel caso di una linea di trafilatura, viene usualmente fornito in forma di barre rettilinee oppure avvolte in bobine. La presente invenzione si applica al caso in cui il materiale sia fornito in forma di bobine. L’avvolgimento viene posto su apposite stazioni di deposito che sono dotate di uno o più supporti degli avvolgimenti nella forma di “aspi†rotanti sui quali viene depositato l’avvolgimento da fornire alla successiva linea di lavorazione. Una volta posto l’avvolgimento sulla stazione di deposito, cioà ̈ sull’aspo rotante, à ̈ necessario identificare l’estremità finale dell’avvolgimento in modo da poterla successivamente afferrare per introdurla all’ingresso della linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura.

Nella tecnica anteriore sono note soluzioni per l’introduzione della estremità terminale di un avvolgimento in una linea di lavorazione per trafilatura di tipo manuale in cui un operatore comanda la rotazione del supporto rotante dell’avvolgimento fino ad identificare visivamente l’estremità finale dell’avvolgimento per poterla afferrare controllando manualmente un robot, mediante opportuni mezzi di controllo, e successivamente guidarla fino alla sua introduzione nella linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura.

Nella tecnica anteriore sono note soluzioni per l’introduzione della estremità finale di un avvolgimento in una linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura, basate sulla osservazione del fatto che tale estremità, nella maggior parte dei casi, risulta sporgente rispetto aN’ . Tali soluzioni prevedono, quindi, che l'avvolgimento venga fatto ruotare, tramite il supporto rotante, nel medesimo verso secondo il quale à ̈ stato avvolto fino a quando uno schermo di deviazione, con sviluppo sostanzialmente tangente aH’ e la cui estremità di deviazione si trova molto prossima all’avvolgimento stesso, si interpone tra l’estremità finale sporgente e l’avvolgimento, deviando l’estremità finale per guidarla verso il punto di introduzione nella linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura.

Problemi della tecnica anteriore

Le soluzioni della tecnica anteriore che prevedono il ricorso ad un robot di presa dell’estremità mediante controllo da parte di un operatore che svolge le operazioni di identificazione dell’estremità finale dell’avvolgimento e di comando del robot, sono soggette a diverse problematiche. Innanzitutto l’operatore si trova ad operare in una zona ad alto rischio, in quanto à ̈ prossima alla linea di lavorazione ed alla stazione di deposito e svolgimento delle bobine. Oltre ad aspetti legati alla sicurezza, inoltre, l’identificazione dell’estremità finale da parte dell’operatore à ̈ una operazione che può essere anche molto lunga nel caso in cui l’estremità non sporga di molto rispetto aN’ o addirittura sia parzialmente inserita internamente alle spire dell’avvolgimento stesso. Anche l’operazione di presa comandata manualmente può comportare un allungamento dei tempi di tale fase, in quanto il controllo manuale della movimentazione del robot può non essere agevole e comunque risulta soggetto ad eventuali errori da parte dell’operatore, come ad esempio la valutazione della distanza di presa dalla estremità finale deH’ . Infatti per garantire che l’introduzione dell’estremità nella linea di lavorazione avvenga con successo, la presa della barra da parte del robot deve avvenire ad una certa distanza di presa rispetto all’estremità deH’ . Se tale distanza di presa à ̈ eccessiva può fallire l’operazione di introduzione nella linea di lavorazione in quanto la porzione in eccesso rispetto alla distanza di presa corretta potrebbe essere tale da dar luogo ad operazioni di interferenza con la guida di introduzione. Anche nel caso in cui la distanza di presa sia inferiore a quella necessaria, può fallire l’operazione di introduzione nella linea di lavorazione in quanto l’estremità finale potrebbe uscire dalla guida di introduzione una volta che il robot ha rilasciato la barra, oppure il gruppo trascinatore potrebbe non essere in grado di agganciare la barra per avviarla verso la linea di lavorazione.

Le soluzioni della tecnica anteriore che prevedono il ricorso ad uno schermo di deviazione non eseguono una vera e propria fase di identificazione dell’estremità finale dell’ e non sono in grado di garantire la sua corretta introduzione in tutte le condizioni, come ad esempio le condizioni in cui l’estremità non sporga di molto rispetto all’ o addirittura sia parzialmente inserita internamente alle spire dell’avvolgimento stesso, oppure in cui l’estremità di presa si trovi in corrispondenza di una forte deformazione della barra. Inoltre tali soluzioni sono applicabili, in generale, solo nel caso in cui le stazioni di deposito si trovino in una posizione in cui l’asse deN’ à ̈ orizzontale, in quanto l’estremità finale dell’avvolgimento si deve separare dall’ per gravità in modo da consentire l’interposizione dello schermo di deviazione tra l’estremità e l’avvolgimento. Inoltre tale sistema presenta notevoli problemi in caso di avvolgimenti molto lunghi in quanto l’inserzione dello schermo di deviazione avviene in una posizione in cui l’asse dell’

à ̈ orizzontale e, in questo caso, si possono avere problemi di scorrimento tra schermo di deviazione e avvolgimento stesso.

Scopo dell’invenzione

Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un avvolgimento per introduzione della stessa in una linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura, che consenta la presa automatica dell’estremità da parte di un robot di presa anche nelle condizioni più sfavorevoli in cui l’estremità non sporga di molto rispetto all’avvolgimento o addirittura sia parzialmente inserita internamente alle spire dell’avvolgimento stesso.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un sistema di rilevamento della posizione e movimentazione della estremità finale di un avvolgimento per introduzione della stessa in una linea di lavorazione, ad esempio per trafilatura.

Concetto dell’invenzione

Lo scopo viene raggiunto con le caratteristiche della rivendicazione principale. Le sottorivendicazioni rappresentano soluzioni vantaggiose.

Effetti vantaggiosi dell’invenzione

Il metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un avvolgimento in conformità con la presente invenzione, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato e non trascurabile progresso tecnico, presenta molti vantaggi.

Innanzitutto l’identificazione della posizione della estremità finale dell’avvolgimento avviene anche nelle condizioni più sfavorevoli in cui l’estremità non sporga di molto rispetto all’avvolgimento o addirittura sia parzialmente inserita internamente alle spire dell’avvolgimento stesso, consentendo una presa automatica della estremità da parte del robot di presa.

Oltre alla identificazione della posizione della estremità finale dell’avvolgimento, il metodo secondo la presente invenzione consente anche l’identificazione della traiettoria della porzione di barra che si trova in corrispondenza della estremità finale dell’avvolgimento, con conseguenti benefici dal punto di vista sia della operazione di presa stessa che può avvenire in maniera più efficiente, sia dal punto di vista della operazione di introduzione della estremità nella successiva linea di lavorazione, consentendo di evitare problemi di disallineamento tra l’estremità dell’avvolgimento e la guida di introduzione nella successiva linea di lavorazione. Descrizione dei disegni

Viene di seguito descritta una soluzione realizzativa con riferimento ai disegni allegati da considerarsi come esempio non limitativo della presente invenzione in cui:

Fig. 1 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale di una linea di lavorazione in cui sono presenti una prima ed una seconda linea di lavorazione ed una prima ed una seconda stazione di deposito degli avvolgimenti, ciascuna delle quali dotata di un primo ed un secondo supporto dell’avvolgimento.

Fig. 2 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 1 in cui l’avvolgimento sul primo supporto della prima stazione di deposito degli avvolgimenti subisce una ulteriore rotazione del relativo supporto dell’avvolgimento.

Fig. 3 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 2 in cui l’avvolgimento sul primo supporto della prima stazione di deposito degli avvolgimenti subisce una ulteriore rotazione del relativo supporto dell’avvolgimento.

Fig. 4 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 3 in cui l’avvolgimento sul primo supporto della prima stazione di deposito degli avvolgimenti subisce una ulteriore rotazione del relativo supporto dell’avvolgimento per il raggiungimento della posizione di presa.

Fig. 5 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 4 in cui viene illustrata la fase di presa della estremità dell’avvolgimento da parte di un robot di presa.

ig. 6 e Fig. 7 sono viste tridimensionali illustranti la fase di presa della estremità deli'avvolgimento da parte di un robot di presa.

Fig. 8 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 7, limitata ad una sola delle due linee di lavorazione, in cui viene illustrata la fase di movimentazione della estremità finale deN’ per sua introduzione nella successiva e corrispondente linea di lavorazione.

Fig. 9 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale della linea di lavorazione di Figura 10 in cui viene illustrata la fase di introduzione della estremità finale deir' nella successiva e corrispondente linea di lavorazione.

Fig. 10 e Fig. 11 sono viste laterali schematiche illustranti la fase di acquisizione di immagini deirawolgimento rispettivamente in assenza di una estremità finale sporgente ed in presenza di una estremità finale sporgente.

Fig. 12 e Fig. 13 illustrano la fase di introduzione di un sistema di riferimento relativamente alla acquisizione di immagini corrispondenti alla configurazione illustrata in Fig. 10.

Fig. 14 e Fig. 15 illustrano la fase di introduzione di un sistema di riferimento relativamente alla acquisizione di immagini corrispondenti alla configurazione illustrata in Fig. 11.

Fig. 16 illustra una tipica immagine acquisita di un ed utilizzata per le successive fasi relative alla identificazione della estremità deir' .

Fig. 17 illustra un profilo di riferimento della barra da identificare nel caso di barre a sezione circolare.

Fig. 18 illustra il risultato di una delle fasi di elaborazione delle immagini acquisite, secondo il metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un in conformità con la presente invenzione.

Fig. 19 illustra il risultato di una ulteriore fase di elaborazione delle immagini acquisite ed elaborate, secondo il metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un avvolgimento in conformità con la presente invenzione.

Fig. 20 e Fig. 21 illustrano ulteriori fasi di verifica fatte sui risultati ottenuti a seguito delle 5 elaborazioni delle immagini acquisite ed elaborate, secondo il metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un avvolgimento in conformità con la presente invenzione. Fig. 22 illustra un profilo di riferimento della barra da identificare nel caso di barre a sezione quadrangolare.

Fig. 23 illustra un profilo di riferimento della barra da identificare nel caso di barre a sezione 10 ellittica.

Fig. 24 illustra la fase di identificazione delle traiettorie delle barre costituenti l’avvolgimento. Fig. 25 à ̈ una vista in pianta della parte iniziale di una linea di lavorazione in cui sono presenti una prima ed una seconda linea di lavorazione ed una prima ed una seconda stazione di deposito degli avvolgimenti, ciascuna delle quali dotata di un primo ed un secondo supporto 15 dell’avvolgimento ed illustrante un possibile posizionamento reciproco dei vari componenti del sistema implementante il metodo di rilevamento della posizione della estremità finale di un avvolgimento in conformità con la presente invenzione.

Fig. 26 e Fig. 27 rappresentano particolari secondo viste laterali, illustranti la fase di presa di una estremità dell’avvolgimento da parte della testa di presa del robot nel caso di estremità 20 finale di presa parzialmente aderente all’avvolgimento.

Descrizione dell’invenzione

Nel corso della presente descrizione si farà esplicito riferimento a linee di trafilatura, ma sarà evidente che la presente invenzione à ̈ applicabile in generale ogni qual volta sia necessario identificare ed effettuare una presa su un’estremità finale di una bobina per effettuare una operazione di svolgimento della bobina stessa, finalizzata, ad esempio, per la sua introduzione in una generica linea di lavorazione.

Il materiale da introdurre sulle linee di trafilatura (Fig. 1) viene usualmente fornito in forma di barre avvolte in bobine (10). L’avvolgimento viene posto su apposite stazioni di deposito (5) che sono dotate di uno o più supporti degli avvolgimenti nella forma di aspi rotanti sui quali viene infilato l’avvolgimento da fornire alla successiva linea di lavorazione. Nella forma di realizzazione illustrata sono presenti una prima linea di lavorazione (12) ed una seconda linea di lavorazione (13), rispettivamente servite da una prima stazione di deposito (5) degli avvolgimenti e da una seconda stazione di deposito (6) degli avvolgimenti. Ciascuna stazione di deposito (5, 6), a sua volta, comprende un primo supporto (7) su cui à ̈ posto un avvolgimento (10) ed un secondo supporto (8) su cui à ̈ posto un altro avvolgimento (10).

Sarà evidente che le stazioni di deposito (5, 6) possono essere strutturate per alimentare la corrispondente linea di lavorazione (12, 13) sia svolgendo l’avvolgimento in senso orario che in senso antiorario. Per comodità di rappresentazione e per non appesantire eccessivamente il testo descrivendo e rappresentando tutte le possibili soluzioni, nelle figure (Figg. 1 , 2, 3, 4, 5) si sono rappresentate per la prima linea di lavorazione (12) la soluzione corrispondente ad uno svolgimento della bobina che avviene in senso orario, mentre per la seconda linea di lavorazione (13) la soluzione corrispondente ad uno svolgimento della bobina che avviene in senso antiorario. Tuttavia sarà evidente che nel medesimo impianto entrambe le linee di lavorazione (12, 13) saranno preferibilmente attrezzate con stazioni di deposito che svolgono la bobina nello stesso verso orario oppure antiorario. La rappresentazione di entrambe le soluzioni nella medesima figura ha solo scopo illustrativo e deve essere intesa a scopo descrittivo per evidenziare l’applicabilità della presente invenzione indipendentemente dal verso di avvolgimento/svolgimento.

Ciascuno dei due supporti (7, 8) degli à ̈ comandabile in rotazione in senso orario ed antiorario secondo un asse di rotazione parallelo ed essenzialmente corrispondente all’asse del cilindro approssimante l’ nel suo complesso. Infatti l’awolgimento (10) può essere approssimato con un cilindro e l’ viene posto sul corrispondente supporto (7, 8) in modo che l’asse del cilindro approssimante corrisponda essenzialmente all’asse di rotazione del supporto stesso, a meno delle tolleranze di posizionamento dovute al fatto che il diametro interno dell’ à ̈ maggiore del diametro esterno del perno centrale (36) del supporto (7, 8) ed eccentricità dell’ stesso. Il primo supporto (7) su cui à ̈ posto l’ (10) ed il secondo supporto (8) su cui à ̈ posto un altro (10) sono posizionati su una base rotante (9) la quale (Fig. 8) consente di ruotare contemporaneamente i due supporti (7, 8) in modo da:

portare il primo supporto (7) da una prima posizione (Fig. 1) di carico dell’awolgimento ad una seconda posizione (Fig. 9) in cui il primo supporto (7) alimenta la corrispondente linea di lavorazione (12);

- portare il secondo supporto (8) da una seconda posizione (Fig. 1) in cui il secondo supporto (8) alimenta la corrispondente linea di lavorazione (12) ad una prima posizione (Fig. 9) di carico dell’ .

Questa configurazione consente di avere sempre a disposizione un pronto per l’introduzione nella linea di lavorazione e, nel caso in cui un awolgimento sia appena stato introdotto nella linea di lavorazione, consente di avere a disposizione un supporto dell’awolgimento pronto per essere attrezzato con un corrispondente nuovo da lavorare.

Sebbene nella presente descrizione si farà riferimento esplicitamente a questa configurazione, sarà evidente che la presente invenzione à ̈ applicabile anche a soluzioni in cui à ̈ prevista una stazione di deposito (5) degli avvolgimenti dotata di un singolo supporto dell’avvolgimento.

Ulteriormente occorre notare che mentre nelle figure le stazioni di deposito (5) sono rappresentate con supporti degli avvolgimenti con asse essenzialmente verticale, sarà altresì evidente che la presente invenzione risulta di immediata applicazione anche al caso di stazioni di deposito (5) con asse orizzontale o con asse inclinato.

Nella forma di realizzazione illustrata, inoltre, si fa riferimento ad una configurazione comprendente due linee di lavorazione (12, 13), ma sarà evidente che la presente invenzione à ̈ applicabile anche al caso di una singola linea di lavorazione servita da una stazione di deposito (5) degli avvolgimenti dotata di supporto dell’avvolgimento sia di tipo singolo che di tipo doppio.

Nella forma di realizzazione illustrata (Fig. 1), un robot (3) serve due linee di lavorazione (12, 13). Il robot (3), nella forma di realizzazione illustrata (Fig. 6) à ̈ dotato di un braccio mobile (20) il quale può essere mosso trasversalmente rispetto al corpo (37) del robot stesso. Il corpo (37) del robot à ̈ rotante rispetto alla base di fissaggio al suolo. In corrispondenza di una delle due estremità del braccio mobile (20) à ̈ presente una testa di presa (19) la quale à ̈ orientabile mediante rotazione rispetto al braccio mobile (20) che la supporta. La rotazione della testa di presa (19) può avvenire secondo due assi di rotazione reciprocamente ortogonali. La combinazione delle movimentazioni descritte consente di avvicinare la testa di presa (19) alla zona di presa dell’estremità finale (16) mediante rotazione del corpo (37) del robot e mediante la movimentazione trasversale del braccio mobile (20). Una volta raggiunta la posizione di presa, la combinazione delle movimentazioni della testa di presa (19) consente l’orientamento della testa di presa (19) rispetto alla estremità finale (16) dell’avvolgimento sulla quale effettuare la presa per la sua introduzione nella successiva linea di lavorazione.

La posizione del robot (3) e le dimensioni del suo braccio mobile (20) rispetto alla posizione di ciascuno dei due gruppi composti rispettivamente da:

prima linea di lavorazione (12) e prima stazione di deposito (5);

seconda linea di lavorazione (13) e seconda stazione di deposito (6)

sono tali da garantire il posizionamento della testa di presa (19) in corrispondenza della posizione di presa relativa al primo supporto (7) dell’avvolgimento di ciascuna stazione di deposito (5, 6) ed in corrispondenza di una guida (15) di introduzione dell’estremità finale (16) dell’avvolgimento in un corrispondente trascinatore (14) di ciascuna linea di lavorazione (12, 13).

Sarà ovvio che in luogo del tipo di robot rappresentato, altri tipi di robot possono essere utilizzati senza uscire dall’ambito della presente invenzione, come ad esempio robot antropomorfi.

Come precedentemente osservato, una volta posto l’avvolgimento sulla stazione di deposito (5, 6), à ̈ necessario identificare l’estremità finale (16) dell’avvolgimento in modo da poterla successivamente afferrare per introdurla all’ingresso della linea di lavorazione (12, 13).

Per effettuare l’identificazione dell’estremità finale (16) dell’avvolgimento si utilizza almeno un dispositivo di acquisizione (4) in grado di proiettare un fascio laser sulla superficie dell'oggetto da scansionare e rilevare il profilo dell’oggetto da scansionare mediante misurazioni effettuate sulla proiezione del fascio laser.

Per lo scopo della presente invenzione possono essere utilizzati dispositivi di acquisizione (4) sia del tipo usualmente noto come laser a scansione a due dimensioni, sia del tipo usualmente noto come laser a triangolazione.

Senza voler entrare nel merito del funzionamento di un laser a scansione, che, per lo scopo della presente invenzione, si ritiene noto, sarà sufficiente ricordare che un laser a scansione o laser scanner à ̈ un dispositivo in grado di emettere un impulso laser e di ricevere il corrispondente segnale riflesso dall’oggetto colpito. Misurando l'intervallo di tempo trascorso e, quindi, la distanza tra il dispositivo di acquisizione (4) ed il punto rilevato e l'intensità del segnale di ritorno, si à ̈ in grado di ricostruire la superficie dell'oggetto scansionato, nel nostro caso, la superficie dell’ (10).

Senza voler entrare nel merito del funzionamento di un laser a triangolazione, che, per 10 scopo della presente invenzione, si ritiene noto, sarà sufficiente ricordare che un laser a triangolazione à ̈ un dispositivo in grado di emettere almeno una lama laser che illumina l’oggetto da scansionare, la quale viene rilevata mediante un sistema di visione disposto secondo una certa angolazione rispetto alla lama laser proiettata. Mediante analisi dell'immagine acquisita dal sistema di visione, si à ̈ in grado di ricostruire la superficie dell'oggetto scansionato, nel nostro caso, la superficie deN’ (10).

Indipendentemente dalla tipologia di dispositivo di acquisizione (4) utilizzato, nel seguito della presente descrizione, salvo ove diversamente indicato, con dispositivo di acquisizione (4) si intenderà in generale un dispositivo in grado di generare un fascio laser (18), proiettarlo sull’oggetto da scansionare che nel nostro caso à ̈ la superficie deN’ (10), acquisire 11 risultato della proiezione del fascio laser (18) sull’oggetto da scansionare e fornire una ricostruzione della superficie dell'oggetto scansionato come risulta dalla proiezione del fascio laser (18) sulla superficie dell’oggetto stesso. Sarà evidente che, in funzione del tipo di dispositivo utilizzato, il fascio laser (18) sarà una lama laser oppure una serie di raggi laser consecutivamente proiettati lungo un piano di proiezione: nel seguito della presente descrizione con fascio laser (18) si indicherà indifferentemente una o l’altra soluzione, essendo le sue soluzioni equivalenti ai fini della presente invenzione.

Per gli scopi della presente invenzione si utilizza, preferibilmente, un dispositivo di acquisizione (4) del tipo usualmente noto come laser a scansione a due dimensioni. Sarà tuttavia evidente che i medesimi risultati possono essere ottenuti anche con altri tipi di dispositivi di acquisizione (4), come i precedentemente citati dispositivi di acquisizione (4) del tipo usualmente noto come laser a triangolazione.

Nella forma di realizzazione illustrata (Fig.1), si utilizza un primo dispositivo di acquisizione (4) per la prima stazione di deposito (5) ed un secondo dispositivo di acquisizione (4) per la seconda stazione di deposito (6). Questa configurazione consente di posizionare ed orientare in maniera ottimale ciascun dispositivo di acquisizione (4) rispetto al rispettivo supporto dell’avvolgimento supportante l’avvolgimento sul quale effettuare la scansione. Sarà tuttavia evidente che, in una differente forma di realizzazione, si potrà ricorrere ad un singolo dispositivo di acquisizione (4) il quale viene orientato in funzione del fatto che si debba effettuare la scansione su un avvolgimento presente sulla prima stazione di deposito (5) oppure sulla seconda stazione di deposito (6). Alternativamente un singolo dispositivo di acquisizione (4) può essere posizionato sul robot (3). Questa soluzione, pur presentando dei vantaggi dal punto di vista di avere un unico sistema di riferimento relativo alla acquisizione delle immagini ed alla movimentazione di robot (3) e di testa di presa (19), tuttavia à ̈ meno preferibile dal punto di vista delle possibili vibrazioni indotte sul dispositivo di acquisizione (4) e di eventuali urti con l’estremità finale (16) deN’ .

La soluzione che prevede il ricorso a due dispositivi di acquisizione (4) consente vantaggiosamente di operare in maniera indipendente sulle due stazioni di deposito (5, 6) effettuando parallelamente le operazioni di acquisizione ed identificazione delle rispettive estremità finali (16) degli avvolgimenti presenti sulla prima stazione di deposito (5) e sulla seconda stazione di deposito (6). In questo modo si elimina la eventuale necessità di attendere che le operazioni di acquisizione ed identificazione della estremità finale (16) di un avvolgimento siano concluse prima di potere iniziare le operazioni di acquisizione ed identificazione della estremità finale (16) dell’altro avvolgimento. Questo si traduce, quindi, in una maggiore efficienza del sistema nel suo complesso.

Il dispositivo di acquisizione (4) sarà posizionato preferibilmente in modo (Fig. 25) che il fascio laser (18) generato giaccia su un piano sviluppantesi radialmente rispetto al centro del perno centrale (36) del supporto (7, 8), cioà ̈ essenzialmente radialmente rispetto aliasse del cilindro approssimante l'avvolgimento sul quale effettuare l’acquisizione, a meno delle tolleranze di posizionamento dovute al fatto che il diametro interno deliawolgimento à ̈ maggiore del diametro esterno del perno centrale (36) del supporto (7, 8). La direzione radiale preferenziale tra quelle possibili sarà poi quella che consente di inquadrare anche la zona di presa dell’estremità finale (16) deN’awolgimento come sarà spiegato in maggior dettaglio nel seguito della presente descrizione. Infine la distanza di installazione del dispositivo di acquisizione (4) dipenderà dalle specifiche caratteristiche del dispositivo scelto, come campo di misura, risoluzione, precisione, interferenze nel fascio del raggio laser, ecc.

La fase di acquisizione da parte del dispositivo di acquisizione (4) avverrà preferibilmente mantenendo fisso il dispositivo di acquisizione (4) e facendo ruotare ravvolgimento (10) mediante rotazione del corrispondente primo supporto (7) dell’avvolgimento. Il campionamento avverrà dunque in funzione della rotazione angolare dell’avvolgimento. Il numero di acquisizioni effettuate potrà essere scelto in base alle caratteristiche del dispositivo di acquisizione (4), delle caratteristiche dell’avvolgimento, del materiale metallico avvolto, della risoluzione nella misura angolare, della dimensione in sezione della barra, ad esempio in base al diametro per barre circolari. In generale sarà preferibile avere un campionamento molto fitto, dell’ordine di una acquisizione per ogni grado di rotazione angolare dell’avvolgimento, ma sarà evidente che si potrà effettuare un numero maggiore o minore di acquisizioni per ogni grado di rotazione. Ad esempio, per quanto riguarda il materiale metallico avvolto, alcune dimensioni in sezione della barra ed eventualmente alcuni tipi di materiali possono presentare caratteristiche dell’estremità finale (16) differenti, come ad esempio estremità finali (16) essenzialmente rettilinee e notevolmente sporgenti rispetto aN’ , oppure estremità finali (16) comprendenti una notevole torsione e deviazione dalla condizione essenzialmente rettilinea dell’estremità, oppure estremità finali (16) poco sporgenti rispetto all’avvolgimento o addirittura parzialmente inserite nell’awolgimento stesso. Sarà evidente che nel caso in cui le dimensioni in sezione della barra e/o il materiale metallico siano noti per presentare caratteristiche tali per cui l’estremità finale (16) à ̈ essenzialmente rettilinea e notevolmente sporgente rispetto all’avvolgimento, potrà essere sufficiente effettuare un inferiore numero di acquisizioni per grado angolare, velocizzando il procedimento di identificazione nel suo complesso. Ad esempio l’estremità finale (16) può sporgere rispetto all’avvolgimento di una quantità dell’ordine di 10 centimetri Si potrà prevedere anche una fase di acquisizione rapida in cui il numero di acquisizioni à ̈ notevolmente ridotto e, se il risultato ottenuto non consente l’identificazione dell’estremità finale (16) con un ragionevole grado di certezza, procedere con una fase di acquisizione più fitta, cioà ̈ con l’acquisizione di un maggior numero di campioni per ogni grado angolare. Per esemplificare alcune tipologie di materiali, ad esempio, nel caso di avvolgimenti in ottone, l’estremità finale (16) risulta usualmente bene esposta rispetto all’avvolgimento. Nel caso di avvolgimenti in acciaio, invece, l’estremità finale (16) non presenta caratteristiche ripetitive di posizionamento e sporgenza rispetto all’avvolgimento e potranno verificarsi tutte le condizioni precedentemente illustrate.

Preferibilmente l’acquisizione sarà svolta lungo tutto lo sviluppo circonferenziale dell’avvolgimento (10).

La fase di acquisizione, come spiegato, si svolgerà facendo ruotare l’avvolgimento (10) mediante rotazione del corrispondete primo supporto (7) dell’avvolgimento. Già nel normale e noto procedimento utilizzato, gli avvolgimenti (10) vengono posizionati sul corrispondente supporto (7, 8) sempre secondo il medesimo verso di avvolgimento. Questo posizionamento à ̈ necessario per poter garantire che l’uscita della barra dall’avvolgimento che sta alimentando la corrispondente linea di lavorazione (12, 13) avvenga tangenzialmente rispetto al cilindro approssimante l’avvolgimento (10) e sempre con il medesimo verso di svolgimento della bobina. Di conseguenza à ̈ nota la direzione circonferenziale secondo la quale si diparte la barra a partire dall’estremità finale (16), che, per la prima linea di lavorazione (12), ad esempio, nella forma di realizzazione illustrata, si diparte dall’estremità finale (16) in senso antiorario, il che corrisponde ad una condizione in cui l’avvolgimento à ̈ avvenuto in senso orario. In modo corrispondente, lo svolgimento della bobina dovrà avvenire in senso orario. Sarà tuttavia ovvio che l’invenzione à ̈ applicabile indipendentemente dai versi indicati, ovvie essendo le modifiche per tenerne conto. Nella forma di realizzazione illustrata, quindi, sempre con riferimento alla prima linea di lavorazione (12), una volta avvenuta l’inserzione dell’estremità finale (16) nella linea di lavorazione stessa, il secondo supporto (8) dell’avvolgimento ruoterà in verso orario per favorire l’introduzione della barra nella linea di lavorazione.

II metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione, dunque, avrà come dati noti il verso di avvolgimento della bobina rispetto al verso di rotazione del corrispondente supporto dell’avvolgimento e le caratteristiche del profilo che costituisce la barra avvolta, cioà ̈ la sua forma, ad esempio circolare, ellittica, quadrangolare, quadrata, esagonale, ecc. ed anche le sue dimensioni, ad esempio il diametro per una barra circolare, il lato per una forma quadrangolare, ecc. Occorre osservare, come sarà spiegato nel seguito della presente descrizione, che sia la forma in sezione che le dimensioni della barra sono note con un elevato grado di precisione, dell’ordine del centesimo.

Sebbene nella forma di realizzazione illustrata il supporto dell’avvolgimento (10) sul quale si trova l’avvolgimento (10) che dovrà essere successivamente introdotto nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13), venga fatto ruotare secondo un verso di rotazione corrispondente al verso dell’avvolgimento, cioà ̈ in senso orario se l’avvolgimento à ̈ posizionato sul supporto in modo tale che esso appare come sviluppantesi in senso orario, sarà evidente, alla luce della seguente descrizione, che la rotazione può avvenire anche nel verso opposto. La soluzione preferita della presente invenzione prevede che il verso di rotazione relativo alla fase di acquisizione sia concorde con quello di avvolgimento della bobina, il che presenta dei vantaggi operativi dovuti al fatto che, in caso di estremità finale (16) sporgente, essa viene più facilmente identificata da una comparazione tra due acquisizioni successive e nelle acquisizioni immediatamente seguenti viene identificata la traiettoria della barra a partire dalla sua estremità finale (16) fino al suo ingresso nell’avvolgimento. Nel caso opposto, invece, si comincerebbe a “vedere†prima l’uscita della barra dall’avvolgimento ed infine si individuerebbe la posizione dell’estremità finale (16).

In generale, dunque, nella fase di acquisizione il supporto dell’avvolgimento (10) sul quale si trova l’avvolgimento (10) che dovrà essere successivamente introdotto nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13), viene fatto ruotare secondo un verso di rotazione che può essere concorde oppure opposto al verso dell’avvolgimento, preferibilmente secondo un verso concorde.

Considerazioni del tutto analoghe possono essere fatte nel caso di stazioni di deposito (5) con asse orizzontale o con asse inclinato, delle quali si omette una descrizione dettagliata per non appesantire eccessivamente la presente descrizione, ovvi essendo i corrispondenti adattamenti.

Nella forma di realizzazione illustrata (Fig. 1), la fase di acquisizione avviene mediante la rotazione del primo supporto (7) secondo un verso di rotazione in senso orario. Inizialmente sarà acquisito il profilo dell’avvolgimento secondo i diversi angoli di rotazione (Fig. 1), fino a quando (Fig. 2) l’estremità finale (16) dell’avvolgimento (10) entra nel campo di misura del dispositivo di acquisizione, cioà ̈ fino a quando il fascio laser (18) intercetta l’estremità finale (16) dell’avvolgimento (10). Successivamente (Fig. 3) insieme con il profilo dell’avvolgimento (10) si acquisisce anche lo sviluppo dell’estremità finale (16) fino a quando essa (Fig. 4) si raccorda con l’avvolgimento stesso, andando a formare una spira dello stesso. Come precedentemente osservato, la fase di acquisizione avviene preferibilmente lungo tutto lo sviluppo circonferenziale dell’avvolgimento. In soluzioni meno preferite della presente invenzione, tuttavia, sarà possibile anche prevedere delle acquisizioni solo su una porzione dello sviluppo circonferenziale dell’avvolgimento.

Una volta completata la fase di identificazione dell’estremità (16) dell’avvolgimento, che sarà descritta nel dettaglio nel seguito della presente descrizione, il primo supporto (7) viene ruotato per portare l’estremità finale (16) in una corrispondente zona preferenziale di presa da parte della testa di presa (19) del robot (3). In questa fase il primo supporto (7) dell’avvolgimento potrà essere ruotato indifferentemente in senso orario o antiorario in funzione della posizione dell’estremità finale (16) rispetto alla zona preferenziale di presa. A questo punto (Fig. 5) il robot (3) viene mosso per portare la testa di presa (19) in corrispondenza della zona preferenziale di presa. Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione la zona preferenziale di presa si trova in una zona in cui almeno un tratto di barra prossimo all’estremità finale (16) si trova all’interno del fascio laser (18) del dispositivo di acquisizione (4). Ancor più preferibilmente la testa di presa (19) à ̈ dotata di una estremità sporgente che può essere individuata dal dispositivo di acquisizione (4) in modo che l’operazione di presa può essere guidata in base alla posizione reciproca rilevata di estremità finale (16) e testa di presa (19). In questo modo, “guardando†l'estremità sporgente della testa di presa (19) e l’estremità finale (16) si esegue l’operazione di presa.

Vantaggiosamente, come sarà evidenziato nel seguito della presente descrizione, oltre alla posizione dell’estremità finale (16), il metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione prevede anche la valutazione della traiettoria della barra tra l’estremità finale (16) ed il punto in cui la barra iniziante in corrispondenza di detta estremità finale (16) si raccorda con l’avvolgimento (10) presente sul primo supporto (7). Questo consente di minimizzare le deformazioni indotte sulla traiettoria dell’estremità di barra sporgente rispetto all’avvolgimento all’atto del serraggio della testa di presa (19), il quale avviene per mezzo di un meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra secondo un asse di serraggio (43). Vantaggiosamente, allora, l’operazione di presa potrà awenire disponendo ed orientando (Figg. 6, 7) la testa di presa (19) del robot (3) secondo una direzione tale per cui l’asse di serraggio (43) à ̈ ortogonale rispetto alla traiettoria della barra in corrispondenza del punto di presa stesso. Questo consente di minimizzare le deformazioni indotte sulla traiettoria dell’estremità di barra sporgente rispetto all’ all’atto del serraggio della testa di presa (19), il quale awiene per mezzo di un meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra.

Vantaggiosamente, inoltre, dal momento che à ̈ nota la traiettoria della barra tra l’estremità finale (16) e punto di raccordo con l’ (10), il metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione consente anche di effettuare la presa ad una distanza di presa (p) in modo ripetitivo ed in funzione della distanza necessaria per garantire il trascinamento (Fig. 9) della barra da parte del trascinatore (14) presente in corrispondenza della guida (15) di introduzione della barra stessa. Infatti per garantire che l’introduzione dell’estremità finale (16) nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13) avvenga con successo, la presa della barra da parte del robot (3) deve avvenire ad una certa distanza di presa (p) rispetto all’estremità finale (16) dell’avvolgimento (10). Se tale distanza di presa (p) à ̈ eccessiva può fallire l’operazione di introduzione nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13) in quanto la porzione in eccesso rispetto alla distanza di presa (p) corretta potrebbe essere tale da dar luogo ad operazioni di interferenza con la guida (15) di introduzione. Anche nel caso in cui la distanza di presa (p) sia inferiore a quella necessaria, può fallire l’operazione di introduzione nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13) in quanto l’estremità finale (16) potrebbe uscire dalla guida (15) di introduzione una volta che il robot (3) ha rilasciato la barra, oppure il gruppo trascinatore (14) potrebbe non essere in grado di agganciare la barra per avviarla verso la corrispondente linea di lavorazione (12, 13).

Ancor più vantaggiosamente, il metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione consente anche di effettuare una ulteriore fase di identificazione della traiettoria della barra tra l’estremità finale (16) lungo il tratto corrispondente alla distanza di presa (p) in modo da poter rilevare e tenere in considerazione anche le eventuali deformazioni avvenute durante l’operazione di presa stessa, cioà ̈ a seguito della azione del meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra. Questa fase prevede il movimento coordinato del robot (3) e della corrispondente testa di presa (19) insieme alla rotazione del primo supporto (7) in modo da muovere (Fig. 7) all’interno del fascio laser (18) il tratto di barra sporgente rispetto alla testa di presa (19) e comprendente l’estremità finale (16). In questo modo si valuta e identifica nuovamente la traiettoria della barra tra l’estremità finale (16) lungo il tratto corrispondente alla distanza di presa (p) e si minimizzano possibili errori nella fase di introduzione della barra nella guida (15) dovuti ad eventuali deformazioni successive avvenute a seguito della azione del meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra.

Quando l’avvolgimento (10) che si trova sul secondo supporto (8) à ̈ stato completamente introdotto nella linea di lavorazione corrispondente (12, 13), allora avviene l’introduzione del tratto di barra sporgente rispetto alla testa di presa (19) nella guida (15) di introduzione. Questa fase (Figg. 8, 9) prevede il movimento coordinato del robot (3) e della corrispondente testa di presa (19) insieme alla rotazione del primo supporto (7) e della base rotante (9) in modo tale da:

portare il tratto di barra sporgente rispetto alla testa di presa (19) in corrispondenza della guida (15) di introduzione, più specificatamente al di sopra di essa; portare il primo supporto (7) da una prima posizione (Fig. 1) di carico dell’avvolgimento ad una seconda posizione (Fig. 9) in cui il primo supporto (7) alimenta la corrispondente linea di lavorazione (12);

portare il secondo supporto (8) da una seconda posizione (Fig. 1) in cui il secondo supporto (8) alimenta la corrispondente linea di lavorazione (12) ad una prima posizione (Fig. 9) di carico dell’avvolgimento.

In generale, il metodo di rilevamento secondo la presente invenzione à ̈ un metodo di rilevamento di almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) composto da spire di una barra di materiale metallico avvolta secondo un verso di avvolgimento. Il metodo comprende almeno le fasi di:

i) Proiezione: proiezione di un fascio laser (18) sull’avvolgimento (10). La proiezione (Fig. 10) del fascio laser (18) avviene su un piano di proiezione essenzialmente parallelo rispetto all’asse di un cilindro approssimante l’avvolgimento (10), ma sarà evidente che preferibilmente la proiezione del fascio laser (18) avviene secondo una direzione essenzialmente radiale rispetto all’asse del cilindro approssimante l’avvolgimento (10), a meno delle tolleranze di posizionamento dovute al fatto che il diametro interno dell’avvolgimento à ̈ maggiore del diametro esterno del perno centrale (36) del supporto (7, 8) ed eccentricità dell’avvolgimento stesso. Il fascio laser (18) proiettato può essere suddiviso (Fig. 10) in porzioni su spira di fascio proiettato (25) sulle spire (24). Tra le proiezioni di fascio proiettato particolare rilevanza ha (Fig. 11) la proiezione su estremità di fascio proiettato (27) in corrispondenza di una estremità (26) sporgente rispetto all’avvolgimento (10). In generale, non à ̈ detto che la estremità (26) sporgente sia l’estremità finale (16), in quanto può accadere che anche l’estremità iniziale (17) dell’avvolgimento risulti sporgente rispetto all’avvolgimento (10).

ii) Acquisizione: si acquisisce una serie di immagini del fascio laser (18) proiettato sull’avvolgimento (10). La serie di immagini del fascio laser (18) à ̈ costituita da una successione di acquisizioni in cui ciascuna acquisizione corrisponde ad una variazione angolare reciproca tra il piano di proiezione del fascio laser (18) e l’avvolgimento (10) rispetto alla acquisizione precedente. In generale la variazione angolare reciproca può essere ottenuta sia ruotando il dispositivo di acquisizione (4) attorno all’avvolgimento (10), sia ruotando l’avvolgimento (10) rispetto al dispositivo di acquisizione (4) mantenuto in posizione fissa. Tuttavia quest’ultima à ̈ la soluzione preferita della presente invenzione in quanto ciascun avvolgimento (10) à ̈ montato su di un supporto (7, 8) rotante per favorire l’alimentazione della barra nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13) e, quindi, risulta di più semplice realizzazione. Sarà evidente, tuttavia, che una soluzione in cui à ̈ il dispositivo di acquisizione (4) ad essere ruotato attorno all’avvolgimento (10) produce risultati del tutto equivalenti. Da ciascuna acquisizione (Fig. 13) si ottiene un segnale corrispondente all’immagine (Fig. 12) del fascio laser (18) proiettato sulle spire (24) e riferito ad un sistema di riferimento (y, z) definito sul supporto (7, 8) dell’avvolgimento. Il segnale sarà composto da una serie di acquisizioni (28) della proiezione (25) sulla spira (24). Tra le acquisizioni particolare rilevanza ha (Fig. 15) la acquisizione (29) di una estremità, cioà ̈ la acquisizione relativa alla proiezione su estremità di fascio proiettato (27) in corrispondenza di una estremità (26) sporgente rispetto all’avvolgimento (10).

iii) Identificazione: per almeno una parte della serie di immagini del fascio laser (18) acquisite, si genera una serie di spire identificate (34) per mezzo della identificazione di almeno parte delle spire (24) costituenti l’avvolgimento (10). L’identificazione avviene su almeno una parte della serie delle immagini acquisite in quanto alcune immagini potrebbero essere scartate in quanto relative ad acquisizioni affette da un certo grado di errore, oppure si può prevedere che l’identificazione preveda l’utilizzo di un numero maggiore di acquisizioni nelle zone in cui si presume o si pre-identifica la presenza di una estremità, scartando un certo numero di acquisizioni nelle zone dove non si pre-identifica la presenza di una estremità. Tuttavia sarà evidente che nella forma più completa tale fase prevede il ricorso a tutte le immagini acquisite, eventualmente anche con un certo grado di sovrapposizione in corrispondenza del completamento della rotazione sull’arco di 360 gradi attorno all’avvolgimento. L’identificazione avviene mediante applicazione di un algoritmo di correlazione tra un segnale corrispondente all'immagine del fascio laser (18) acquisita ed un segnale corrispondente ad un profilo di riferimento (30). Come precedentemente osservato il segnale corrispondente ali' immagine del fascio laser (18) acquisita à ̈ composto da una serie di acquisizioni (28, 29) delle proiezioni (25, 27) sulle spire (24) o sull’estremità (26) sporgente, se presente. Il profilo di riferimento (30) à ̈ il profilo di riferimento corrispondente alla forma in sezione della spira della barra secondo un piano di sezione parallelo al piano di proiezione come viene visto dal punto di vista del fascio laser (18). Ad esempio il profilo di riferimento (30) sarà una porzione di circonferenza (Fig. 16) per barre a sezione tonda, sarà una porzione di quadrato o rettangolo (Fig. 22) per barre a sezione quadra o quadrangolare, sarà una porzione di ellisse (Fig. 23) per barre a sezione ellittica. L’algoritmo di correlazione ha come risultato un grado di correlazione per ciascuna delle spire identificate (34).

iv) Classificazione: si effettua una classificazione delle spire identificate (34) secondo vincoli geometrici di non interferenza reciproca tra spire adiacenti. Infatti, come precedentemente osservato, la sezione della spira à ̈ nota con un elevato grado di precisione, e, dunque, à ̈ possibile distinguere in modo preciso tra condizioni in cui (Fig. 20) la distanza tra i baricentri (d) e la disposizione spaziale della spira in sezione (per spire non circolari come quadrangolari, ellittiche, esagonali) à ̈ compatibile con i vincoli geometrici di non interferenza oppure condizioni in cui (Fig. 21) la distanza tra i baricentri (d) e la disposizione spaziale della spira in sezione (per spire non circolari come quadrangolari, ellittiche, esagonali) non à ̈ compatibile con i vincoli geometrici di non interferenza di due spire adiacenti. La classificazione, dunque, comporta per ciascuna spira identificata (34) la individuazione di una spira identificata approssimante (38) che approssima la spira della barra in base al grado di correlazione risultante dalla applicazione dell’algoritmo di correlazione ed in base ai vincoli geometrici di non interferenza.

v) Individuazione: si individuano delle traiettorie individuate (35). Come qui utilizzato il termine “traiettoria†non si riferisce ad un oggetto in movimento, ma si riferisce alla disposizione spaziale statica della barra, cioà ̈ al suo sviluppo longitudinale nello spazio. Ciascuna traiettoria individuata (35) corrisponde ad una curva rappresentativa della successione di spire identificate approssimanti (38) in funzione della variazione angolare reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10). In pratica si affiancano reciprocamente le finestre di acquisizione (39) su un medesimo sistema di riferimento in cui in ordinate c’à ̈ la distanza (eventualmente con un offset) dalla base del primo supporto (7) ed in ascisse l’angolo di rotazione che separa una finestra di acquisizione (39) dalla finestra di acquisizione (39) successiva. Su tale sistema di riferimento à ̈ possibile identificare delle successioni di spire identificate approssimanti (38) in cui ciascuna successione identifica una traiettoria individuata (35) che a sua volta corrisponde ad una spira della barra. L’identificazione della traiettoria individuata (35) avviene secondo metodologie di interpolazione che ai fini della presente invenzione si ritengono note, come ad esempio interpolazioni polinomiali, interpolazioni polinomiali note come SPLINE cubiche, curve di Bezier, interpolazione spaziale.

vi) Ricerca e rilevamento della estremità finale (16): sulle traiettorie individuate (35) si effettua una ricerca atta al rilevamento dell’estremità finale (16) dell’avvolgimento (10) mediante:

rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), cioà ̈ di una tra le traiettorie individuate (35) che comprende un punto di interruzione nello sviluppo della traiettoria individuata in funzione della variazione angolare reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10). In pratica si cercano le linee interpolanti che si interrompono nella rappresentazione delle acquisizioni successive riportate in funzione dell’angolo di rotazione reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10). Occorre osservare che l’estremità finale (16) potrebbe trovarsi in corrispondenza di una zona centrale di acquisizione rispetto alla serie di acquisizioni, oppure potrebbe trovarsi in corrispondenza di una estremità della zona di acquisizione, cioà ̈ in corrispondenza degli angoli a 0 gradi o 360 gradi di rotazione. In questo caso sarà sufficiente osservare che la rappresentazione ottenuta à ̈ ciclica di periodo 360 gradi, in quanto l’estremità iniziale e finale della rappresentazione coincidono. Eventualmente per favorire la fase di rilevamento dell’estremità finale (16) in corrispondenza di una delle estremità si potrebbe prevedere la raccordatura delle estremità oppure una acquisizione lungo una rotazione maggiore di 360 gradi per ottenere una rappresentazione continua anche nella zona di estremità della acquisizione stessa. Considerazioni del tutto analoghe valgono per l’estremità iniziale (17) e non saranno ripetute con riferimento ad essa, ovvia essendo l’analogia.

rilevamento di una direzione della traiettoria individuata interrotta finale (40) avente verso corrispondente al verso di uscita della spira terminale di detto avvolgimento (10). Infatti dal momento che à ̈ noto il verso di avvolgimento della bobina (10) à ̈ nota anche la direzione che assume la spira terminale, come pure la direzione che assume la spira iniziale. Individuando tale direzione sarà dunque possibile distinguere se la traiettoria individuata interrotta (40, 41) à ̈ una traiettoria individuata interrotta finale (40) oppure una traiettoria individuata interrotta iniziale (41). Considerazioni del tutto analoghe valgono per l’estremità iniziale (17) e non saranno ripetute con riferimento ad essa, ovvia essendo l’analogia.

La necessità di distinguere tra una traiettoria individuata interrotta finale (40) oppure una traiettoria individuata interrotta iniziale (41) deriva dal fatto che, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, per alcune tipologie di materiale o in funzione di come à ̈ stato realizzato r'avvolgimento o semplicemente manipolato durante il trasporto, non à ̈ detto che l’estremità iniziale (17) si trovi internamente rispetto aN’ , ma potrebbero esserci dei casi in cui anche l’estremità iniziale (17) sporge rispetto all’ . Da questa osservazione deriva la necessità di individuare tra le traiettorie individuate interrotte (40, 41) quale sia effettivamente quella corrispondente all’estremità finale (16), cioà ̈ la traiettoria individuata interrotta finale (40).

Il metodo potrà quindi comprendere anche una ulteriore fase vii) relativa alla ricerca e rilevamento di una estremità iniziale (17) dell’avvolgimento (10), detta fase comportante la ricerca ed il rilevamento di detta estremità iniziale (17) mediante:

rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), cioà ̈ di una tra le traiettorie individuate (35) che comprende un punto di interruzione nello sviluppo della traiettoria individuata in funzione della variazione angolare reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10). In pratica si cercano le linee interpolanti che si interrompono nella rappresentazione delle acquisizioni successive riportate in funzione dell’angolo rotazione reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10) e valgono le medesime considerazioni precedentemente fatte con riferimento alla fase vi) relativa alla ricerca e rilevamento della estremità finale (16).

rilevamento di una direzione della traiettoria individuata interrotta iniziale (41) avente verso corrispondente rispetto al verso di ingresso della spira iniziale di detto avvolgimento (10). Valgono le medesime considerazioni precedentemente fatte con riferimento alla fase vi) relativa alla ricerca e rilevamento della estremità finale (16). Per quanto riguarda l’algoritmo di correlazione, occorre notare che la sua applicazione risulta meno complessa nel caso di barre a sezione circolare mentre può risultare più complessa nel caso di applicazione a barre con sezione generica, come ad esempio barre a sezione ellittica, quadrangolare, quadra, esagonale, ecc. Nel caso dei profili a sezione generica, infatti, occorre tenere in considerazione anche il fatto che la barra potrebbe essere soggetta a torsioni lungo il suo sviluppo longitudinale, dando luogo a differenti proiezioni del fascio laser in funzione dell’angolo di torsione presente in ciascun punto di proiezione. Si potrebbe pensare di aggiungere una fase di identificazione della eventuale torsione della barra e seguirne la torsione tra una acquisizione e la successiva osservando che, una volta identificata la torsione presente in un punto, un punto prossimo ad esso sarà soggetto ad una torsione non molto differente rispetto a quella rilevata nel punto adiacente. In questo caso si potrebbe quindi pensare di applicare una fase di identificazione della torsione mediante applicazione di un algoritmo di correlazione con profili di riferimento corrispondenti alle diverse possibili angolazioni di torsione tra 0 e 90 gradi o tra 0 e 45 gradi in funzione del particolare algoritmo di correlazione utilizzato.

Tuttavia ai fini della presente invenzione si potrà ricorrere ad algoritmi di correlazione che presentano caratteristiche di invarianza rispetto alla eventuale torsione della barra, come ad esempio algoritmi di correlazione bidimensionali o algoritmi di correlazione noti come procedure di “matching†. Queste ultime due soluzioni saranno le forme di realizzazione preferite utilizzate allo scopo della presente invenzione, sebbene altre tipologie di algoritmi di correlazione potranno essere utilizzate con risultati analoghi o equivalenti. Sarà evidente che diversi algoritmi di correlazione potranno coesistere ed essere utilizzati contemporaneamente, l’uno di seguito all’altro oppure selezionati in base al fatto che un algoritmo fornisce migliori risultati per particolari geometrie della barra o per particolari materiali.

Come precedentemente osservato l’estremità finale (16) e/o l’estremità iniziale (17) potrebbero trovarsi in corrispondenza di una zona centrale di acquisizione rispetto alla serie di acquisizioni, oppure potrebbero trovarsi in corrispondenza di una estremità della zona di acquisizione, cioà ̈ in corrispondenza degli angoli a 0 gradi o 360 gradi di rotazione dell’avvolgimento rispetto al sistema di acquisizione (4), o viceversa. In questo caso sarà sufficiente osservare che, se l’acquisizione viene fatta lungo tutto lo sviluppo circonferenziale dell’avvolgimento, la rappresentazione ottenuta à ̈ ciclica di periodo 360 gradi, in quanto l’estremità iniziale e finale della rappresentazione coincidono. Quindi, in generale, preferibilmente, la fase di acquisizione comprende l’acquisizione di una serie di immagini del fascio laser (18) corrispondenti ad una variazione angolare reciproca tra il piano di proiezione e l’avvolgimento (10) lungo l’intero sviluppo circonferenziale dell’avvolgimento (10).

Un ulteriore aspetto riguarda il calcolo della distanza di presa (p) precedentemente definita. Infatti, come precedentemente osservato, per garantire che l’introduzione dell’estremità finale (16) nella corrispondente linea di lavorazione (12, 13) avvenga con successo, la presa della barra da parte del robot (3) deve avvenire ad una certa distanza di presa (p) rispetto all’estremità finale (16) deN’ (10). Quindi, in generale, il metodo di rilevamento secondo la presente invenzione può comprendere una ulteriore fase viii) relativa al calcolo di una distanza di presa (p), cioà ̈ della distanza tra l’estremità finale (16) dell’avvolgimento ed il punto in cui mezzi di presa della estremità finale (16) dell’ento (10) si serrano effettuando la presa di detta estremità finale (16). Il calcolo della distanza di presa sarà effettuato sulla base della traiettoria individuata (35) che si trova in corrispondenza della estremità finale (16).

Come precedentemente osservato il metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione può prevedere anche la valutazione della traiettoria della barra tra l’estremità finale (16) ed il punto in cui la barra iniziante in corrispondenza di detta estremità finale (16) si raccorda con l’avvolgimento (10) presente sul primo supporto (7). Vantaggiosamente, allora, l’operazione di presa potrà avvenire disponendo ed orientando (Figg. 6, 7) la testa di presa (19) del robot (3) secondo una direzione tale per cui l’asse di serraggio (43) à ̈ ortogonale rispetto alla traiettoria della barra in corrispondenza del punto di presa stesso. Questo consente di minimizzare le deformazioni indotte sulla traiettoria dell’estremità di barra sporgente rispetto aN’ all’atto del serraggio della testa di presa (19), il quale avviene per mezzo di un meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra secondo l’asse di serraggio (43). In generale, dunque, il metodo secondo la presente invenzione può comprendere una ulteriore fase ix) relativa al calcolo dell’orientamento spaziale della traiettoria individuata (35) sulla quale si trova l’estremità finale (16) in corrispondenza della distanza di presa (p) L’orientamento spaziale in corrispondenza della distanza di presa (p) definirà la direzione di presa secondo la quale i mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3) effettuano il serraggio e la presa della barra corrispondente alla estremità finale (16).

Un ulteriore aspetto riguarda (Figg. 26, 27) il fatto che l’estremità finale (16) potrebbe non essere molto sporgente rispetto all’avvolgimento (10) oppure parzialmente inserita nell’avvolgimento stesso. In questo caso il metodo di rilevamento della estremità finale di un avvolgimento secondo la presente invenzione, può anche comprendere ulteriore fase x) di identificazione della eventuale presenza di un’ansa (42) lungo la traiettoria individuata interrotta finale (40), cioà ̈ la traiettoria che si trova in corrispondenza della estremità finale (16). Con ansa si intende uno scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento rispetto all’avvolgimento stesso. L’ansa (42) può così costituire una zona di inserzione di un dente (22) della testa di presa (19) del robot (3) per consentire la trazione della barra in modo da esporre l’estremità finale ed effettuare correttamente l’operazione di presa in modo automatico. Tale fase à ̈ possibile in quanto il metodo secondo la presente invenzione consente, grazie alle fasi di acquisizione, identificazione, classificazione e individuazione delle traiettorie, di effettuare in pratica una ricostruzione spaziale della disposizione delle spire, consentendo di individuare anche la distanza reciproca tra le spire, come precedentemente descritto con riferimento alla fase di classificazione relativamente alla verifica della non interferenza tra due spire adiacenti.

Come precedentemente osservato, il metodo secondo la presente invenzione consente di rilevare e tenere in considerazione anche le eventuali deformazioni avvenute durante l’operazione di presa stessa, cioà ̈ a seguito della azione del meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra. Questa fase prevede il movimento coordinato del robot (3) e della corrispondente testa di presa (19) insieme alla rotazione del primo supporto (7) in modo da muovere (Fig. 7) all’interno del fascio laser (18) il tratto di barra sporgente rispetto alla testa di presa (19) e comprendente l’estremità finale (16). In questo modo si valuta e identifica nuovamente la traiettoria individuata interrotta finale (40) della barra lungo il tratto corrispondente alla distanza di presa (p) e si minimizzano possibili errori nella fase di introduzione della barra nella guida (15) dovuti ad eventuali deformazioni successive avvenute a seguito della azione del meccanismo a morsa (23) che effettua il serraggio della barra. In generale, dunque, il metodo di rilevamento secondo la presente invenzione potrà comprendere una ulteriore fase xi) relativa alla post-analisi della traiettoria individuata interrotta finale (40) della barra lungo il tratto corrispondente alla distanza di presa (p) dopo che la barra corrispondente à ̈ stata serrata mediante mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3). La fase di post-analisi avverrà mediante acquisizione della barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p), identificazione della spira, classificazione della spira identificata, individuazione di detta traiettorie individuata interrotta finale (40) secondo quanto descritto in precedenza. In particolare l’acquisizione avviene mediante movimentazione di detto tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) in detto fascio laser (18) proiettato per mezzo dei mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3), eventualmente coadiuvando tale movimentazione mediante la rotazione del primo supporto (7).

La presente invenzione riguarda anche un sistema di rilevamento (11) di almeno una estremità (16, 17) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico il quale opera secondo il metodo di rilevamento precedentemente descritto. In particolare il sistema di acquisizione comprende almeno un dispositivo di acquisizione (4) e mezzi di controllo (2). Il dispositivo di acquisizione (4) proietta il fascio laser (18) sull’avvolgimento (10), ed acquisisce una serie di immagini di detto fascio laser (18) proiettato su detto avvolgimento (10), detta serie di immagini di detto fascio laser (18) essendo costituita da una successione di acquisizioni, ciascuna acquisizione corrispondendo ad una variazione angolare reciproca tra detto dispositivo di acquisizione (4) e detto avvolgimento (10) rispetto alla acquisizione precedente. Sarà evidente che il dispositivo di acquisizione (4) potrà essere anche realizzato come una coppia di dispositivi dei quali uno proiettante il fascio laser (18) ed uno acquisente le immagini del fascio laser proiettato. Tuttavia per ragioni di precisione di misura à ̈ preferibile che i due dispositivi siano intergrati in un unico dispositivo di acquisizione (4). In generale, con l’espressione dispositivo di acquisizione (4) si intende comprendere anche la soluzione appena descritta comprendente due eventuali dispositivi distinti per generazione del fascio e acquisizione delle immagini.

I mezzi di controllo (2) sono atti a realizzare le fasi del metodo precedentemente descritte, cioà ̈ sono atti ad eseguire almeno parte delle seguenti operazioni:

- identificare, su almeno una parte della serie di immagini di detto fascio laser (18) acquisite, detta serie di spire identificate (34) per mezzo della identificazione di almeno parte di dette spire costituenti detto avvolgimento (10), detta identificazione avvenendo mediante applicazione di un algoritmo di correlazione tra un segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita per mezzo di detto dispositivo di acquisizione (4) ed un segnale corrispondente ad un profilo di riferimento (30), detto profilo di riferimento (30) essendo il profilo di riferimento corrispondente alla forma in sezione di detta spira di detta barra secondo un piano di sezione parallelo a detto piano di proiezione, detto algoritmo di correlazione avente come risultato un grado di correlazione per ciascuna di dette spire identificate (34);

classificare dette spire identificate (34) secondo vincoli geometrici di non interferenza reciproca tra spire adiacenti, detta classificazione comportante per ciascuna spira identificata (34) la individuazione di detta spira identificata approssimante (38) che approssima detta spira (24) della barra secondo detto grado di correlazione e detti vincoli geometrici di non interferenza;

individuare dette traiettorie individuate (35), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una curva rappresentativa della successione di spire identificate approssimanti (38) in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una spira (24) di detta barra;

ricercare e rilevare detta estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) mediante rilevamento di almeno detta traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e rilevare una direzione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40) avente verso corrispondente al verso di uscita della spira terminale di detto avvolgimento (10);

ricercare e rilevare detta estremità iniziale (17) di detto avvolgimento (10), mediante rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e mediante rilevamento di una direzione di detta traiettoria individuata interrotta iniziale (41) avente verso corrispondente rispetto al verso di ingresso della spira iniziale di detto avvolgimento (10);

calcolare detta distanza di presa (p), detta distanza di presa (p) corrispondendo alla distanza tra detta estremità finale (16) dell’avvolgimento ed il punto in cui mezzi di presa della estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) si serrano effettuando la presa di detta estremità finale (16), detto calcolo di detta distanza di presa (p) essendo effettuato lungo detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16);

calcolare detto orientamento spaziale di detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p), detto orientamento spaziale in corrispondenza di detta distanza di presa (p) definente la direzione di presa secondo la quale mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3) effettuano il serraggio e la presa di detta barra corrispondente alla estremità finale (16);

ricercare un’ansa (42) lungo detta traiettoria individuata interrotta finale (40), cioà ̈ uno scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) deir' rispetto air' stesso, detta ansa (42) avente uno scostamento atto a costituire una zona di inserzione di un dente (22) atto alla trazione di detta barra corrispondente alla estremità finale (16) deir' ; post-analizzare detta traiettoria individuata interrotta finale (40) di detta barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) dopo che detta barra corrispondente alla estremità finale (16) à ̈ stata serrata mediante mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3), detta fase di post-analisi awenendo mediante acquisizione di detta barra tra detta estremità finale (16) lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p), identificazione della spira, classificazione della spira identificata, individuazione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40), detta acquisizione awenendo mediante movimentazione di detto tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) in detto fascio laser (18) proiettato per mezzo di detti mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3).

Sarà evidente che i mezzi di controllo (2) coopereranno con i mezzi di controllo della rotazione del supporto (7, 8) deir' (10) sul quale si vuole effettuare l’identificazione dell’estremità finale (16) e con corrispondenti mezzi di misura della rotazione angolare del supporto (non raffigurati).

Come precedentemente osservato il dispositivo di acquisizione (4) può anche essere un unico dispositivo di acquisizione (4) che serve per effettuare l’identificazione dell’estremità finale (16) su due distinte stazioni di deposito (5, 6). Alternativamente il sistema di rilevamento (11) potrà comprendere un dispositivo di acquisizione (4) per ciascuna delle due distinte stazioni di deposito (5, 6). Analogamente sarà evidente che anche i mezzi di controllo (2) potranno essere un unico mezzo di controllo (2) che serve per effettuare l’identificazione dell’estremità finale (16) su due distinte stazioni di deposito (5, 6) oppure potranno essere distinti mezzi di controllo (2) per ciascuna delle due distinte stazioni di deposito (5, 6).

I mezzi di controllo (2) potranno essere realizzati ed implementati su macchine di elaborazione come PC, PLC, ecc.

L’invenzione riguarda anche un sistema di rilevamento e movimentazione (1) comprendente il sistema di rilevamento (11) precedentemente descritto ed ulteriormente comprendente un robot (3) di presa e movimentazione della estremità finale (16). Il robot (3), come precedentemente descritto, comprendente una testa di presa (19) movimentata mediante il robot (3) stesso e la testa di presa (19) à ̈ mobile tra almeno due posizioni delle quali:

una posizione di presa in cui la testa di presa (19) effettua la presa della barra deN’awolgimento (10);

- almeno una posizione di rilascio in corrispondenza di una guida (15) di introduzione dell’estremità finale (16) deN’awolgimento (10) di almeno una linea di lavorazione (12, 13).

La movimentazione di detta testa di presa (19) in corrispondenza della posizione di presa à ̈ comandata per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza della traiettoria individuata interrotta finale (40) precedentemente descritta.

Ulteriormente, nel sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la presente invenzione, la movimentazione di detta testa di presa (19) in corrispondenza della posizione di presa può essere comandata (Fig. 6) per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza della distanza di presa (p) precedentemente descritta.

Ulteriormente, nel sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la presente invenzione, la testa di presa (19) à ̈ orientabile mediante rotazione, l’orientamento di detta testa di presa (19) potendo avvenire secondo almeno due assi di rotazione reciprocamente ortogonali. L’orientamento della testa di presa (19) in corrispondenza della posizione di presa può essere comandato per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza (Fig. 7) della distanza di presa (p) secondo un orientamento ortogonale dell’asse di serraggio (43) rispetto all’orientamento spaziale della traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p), come precedentemente spiegato.

Ulteriormente, nel sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la presente invenzione, la testa di presa (19) può comprendere un dente (22) atto alla trazione della barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento. In questo caso l’orientamento della testa di presa (19) viene comandato per realizzare l’operazione di trazione della barra in corrispondenza di una eventuale ansa (42) lungo la traiettoria individuata interrotta finale (40), ad esempio nel caso in cui l’estremità finale (16) non sia sufficientemente sporgente o sia parzialmente inserita nell’avvolgimento (10). L’orientamento della testa di presa (19) sarà quindi comandato per effettuare (Fig. 27) una inserzione del dente (22) nello spazio definito dallo scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) deN’ rispetto all’awolgimento stesso.

Infine occorre osservare che l’operazione di presa può avvenire sia sulla base dei soli dati rilevati, ovvero senza rilevare la posizione reciproca di testa di presa (19) ed estremità finale (16), sia mediante rilevamento della posizione reciproca di testa di presa (19) ed estremità finale (16) mediante il dispositivo di acquisizione (4) stesso, ad esempio prevedendo sulla testa di presa una sporgenza atta ad essere individuata dal dispositivo di acquisizione (4) insieme alla zona di presa per guidare l’operazione di presa stessa. Tale sporgenza potrebbe essere anche il dente (22) precedentemente descritto.

La descrizione della presente invenzione à ̈ stata fatta con riferimento alle figure allegate in una forma di realizzazione preferita della stessa, ma à ̈ evidente che molte possibili alterazioni, modifiche e varianti saranno immediatamente chiare agli esperti del settore alla luce della precedente descrizione. Così, va sottolineato che l'invenzione non à ̈ limitata dalla descrizione precedente, ma include tutte quelle alterazioni, modifiche e varianti in conformità con le annesse rivendicazioni.

Nomenclatura utilizzata

Con riferimento ai numeri identificativi riportati nelle figure allegate, si à ̈ usata la seguente nomenclatura:

I . Sistema di rilevamento e movimentazione

2. Mezzo di controllo

3. Robot

4. Dispositivo di acquisizione o laser a scansione

5. Prima stazione di deposito degli avvolgimenti

6. Seconda stazione di deposito degli avvolgimenti

7. Primo supporto dell’avvolgimento

8. Secondo supporto dell’avvolgimento

9. Base rotante

10. Avvolgimento o bobina

I I . Sistema di rilevamento

12. Prima linea di lavorazione

13. Seconda linea di lavorazione

14. Trascinatore

15. Guida

16. Estremità finale

17. Estremità iniziale

18. Fascio laser

19. Testa di presa

20. Braccio mobile

21. Distanza di presa

22. Dente

23. Morsa

24. Spira

25. Porzione su spira di fascio proiettato 26. Estremità

27. Porzione su estremità di fascio proiettato 28. Acquisizione di proiezione su spira 29. Acquisizione di proiezione su estremità 30. Profilo di riferimento

31. Segnale

32. Picco

33. Soglia

34. Profilo ricostruito o spire identificate 35. Traiettoria individuata

36. Perno centrale

37. Corpo del robot

38. Spira approssimante

39. Finestra di acquisizione

40. Traiettoria individuata interrotta finale 41. Traiettoria individuata interrotta iniziale 42. Ansa

43. Asse di serraggio

a. Angolo di rotazione

d. Distanza tra baricentri

p. Distanza di presa

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) composto da spire di una barra di materiale metallico avvolta secondo un verso di avvolgimento, detto metodo di rilevamento almeno comprendente le fasi di: i) Proiezione: proiezione di un fascio laser (18) su detto avvolgimento (10), detta proiezione di detto fascio laser (18) avvenendo su un piano di proiezione essenzialmente parallelo rispetto all’asse di un cilindro approssimante detto avvolgimento (10); ii) Acquisizione: acquisizione di una serie di immagini di detto fascio laser (18) proiettato su detto avvolgimento (10), detta serie di immagini di detto fascio laser (18) essendo costituita da una successione di acquisizioni, ciascuna acquisizione corrispondendo ad una variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) rispetto alla acquisizione precedente; iii) Identificazione: per almeno una parte della serie di immagini di detto fascio laser (18) acquisite, generazione di una serie di spire identificate (34) per mezzo della identificazione di almeno parte di dette spire costituenti detto avvolgimento (10), detta identificazione avvenendo mediante applicazione di un algoritmo di correlazione tra un segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita ed un segnale corrispondente ad un profilo di riferimento (30), detto profilo di riferimento (30) essendo il profilo di riferimento corrispondente alla forma in sezione di detta spira di detta barra secondo un piano di sezione parallelo a detto piano di proiezione, detto algoritmo di correlazione avente come risultato un grado di correlazione per ciascuna di dette spire identificate (34); iv) Classificazione: classificazione di dette spire identificate (34) secondo vincoli geometrici di non interferenza reciproca tra spire adiacenti, detta classificazione comportante per ciascuna spira identificata (34) la individuazione di una spira identificata approssimante (38) che approssima detta spira (24) della barra secondo detto grado di correlazione e detti vincoli geometrici di non interferenza; v) Individuazione: individuazione di traiettorie individuate (35), ciascuna traiettoria individuata (40) corrispondendo ad una curva rappresentativa della successione di spire identificate approssimanti (38) in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10), ciascuna traiettoria individuata (35) corrispondendo ad una spira (24) di detta barra; vi) Ricerca e rilevamento della estremità finale (16): ricerca e rilevamento di detta estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) mediante: - rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10); rilevamento di una direzione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40) avente verso corrispondente al verso di uscita della spira terminale di detto avvolgimento (10). 2 - Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta proiezione di detto fascio laser (18) avviene secondo una direzione essenzialmente radiale rispetto a detto asse di detto cilindro approssimante detto avvolgimento (10). 3.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 2, caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase vii) relativa alla ricerca e rilevamento di una estremità iniziale (17) di detto avvolgimento (10), detta fase comportante la ricerca ed il rilevamento di detta estremità iniziale (17) mediante: rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta, detta traiettoria individuata interrotta comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10); - rilevamento di una direzione di detta traiettoria individuata interrotta iniziale (41) avente verso corrispondente rispetto al verso di ingresso della spira iniziale di detto avvolgimento (10). 4.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di correlazione à ̈ un algoritmo di correlazione bidimensionale tra detto segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita e detto segnale corrispondente a detto profilo di riferimento (30). 5.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di correlazione à ̈ un algoritmo di matching tra detto segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita e detto segnale corrispondente a detto profilo di riferimento (30). 6.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che detta fase di acquisizione comprende l’acquisizione di una serie di immagini di detto fascio laser (18) corrispondenti ad una variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) lungo l’intero sviluppo circonferenziale di detto avvolgimento (10). 7.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 6 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase viii) relativa al calcolo di una distanza di presa (p), detta distanza di presa (p) corrispondendo alla distanza tra l’estremità finale (16) dell’avvolgimento ed il punto in cui mezzi di presa della estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) si serrano effettuando la presa di detta estremità finale (16), detto calcolo di detta distanza di presa (p) essendo effettuato lungo detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16). 8.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase ix) relativa al calcolo dell’orientamento spaziale di detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p), detto orientamento spaziale in corrispondenza di detta distanza di presa (p) definente la direzione di presa secondo la quale mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3) effettuano il serraggio e la presa di detta barra corrispondente alla estremità finale (16). 9.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 8 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase x) relativa alla ricerca di un’ansa (42) lungo detta traiettoria individuata interrotta finale (40), cioà ̈ di uno scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento rispetto all’avvolgimento stesso, detta ansa (42) avente uno scostamento atto a costituire una zona di inserzione di un dente (22) atto alla trazione di detta barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento. 10.- Metodo di rilevamento almeno di una estremità finale (16) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 9 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase xi) relativa alla post-analisi di detta traiettoria individuata interrotta finale (40) di detta barra tra detta estremità finale (16) lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) dopo che detta barra corrispondente alla estremità finale (16) à ̈ stata serrata mediante mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3), detta fase di post-analisi avvenendo mediante acquisizione di detta barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p), identificazione della spira, classificazione della spire identificata, individuazione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40), detta acquisizione avvenendo mediante movimentazione di detto tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) in detto fascio laser (18) proiettato per mezzo di detti mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3). 11.- Sistema di rilevamento (11) di almeno una estremità (16, 17) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico operante secondo il metodo di rilevamento in conformità con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un dispositivo di acquisizione (4) proiettante detto fascio laser (18) su detto avvolgimento (10), ed acquisente una serie di immagini di detto fascio laser (18) proiettato su detto avvolgimento (10), detta serie di immagini di detto fascio laser (18) essendo costituita da una successione di acquisizioni, ciascuna acquisizione corrispondendo ad una variazione angolare reciproca tra detto dispositivo di acquisizione (4) e detto avvolgimento (10) rispetto alla acquisizione precedente ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di controllo (2) atti a realizzare almeno parte delle seguenti operazioni: identificare, su almeno una parte della serie di immagini di detto fascio laser (18) acquisite, detta serie di spire identificate (34) per mezzo della identificazione di almeno parte di dette spire costituenti detto avvolgimento (10), detta identificazione avvenendo mediante applicazione di un algoritmo di correlazione tra un segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita per mezzo di detto dispositivo di acquisizione (4) ed un segnale corrispondente ad un profilo di riferimento (30), detto profilo di riferimento (30) essendo il profilo di riferimento corrispondente alla forma in sezione di detta spira di detta barra secondo un piano di sezione parallelo a detto piano di proiezione, detto algoritmo di correlazione avente come risultato un grado di correlazione per ciascuna di dette spire identificate (34); classificare dette spire identificate (34) secondo vincoli geometrici di non interferenza reciproca tra spire adiacenti, detta classificazione comportante per ciascuna spira identificata (34) la individuazione di detta spira identificata approssimante (38) che approssima detta spira (24) della barra secondo detto grado di correlazione e detti vincoli geometrici di non interferenza; individuare dette traiettorie individuate (35), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una curva rappresentativa della successione di spire identificate approssimanti (38) in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una spira (24) di detta barra; ricercare e rilevare detta estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) mediante rilevamento di almeno detta traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e rilevare una direzione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40) avente verso corrispondente al verso di uscita della spira terminale di detto avvolgimento (10); ricercare e rilevare detta estremità iniziale (17) di detto avvolgimento (10), mediante rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e mediante rilevamento di una direzione di detta traiettoria individuata interrotta iniziale (41) avente verso corrispondente rispetto al verso di ingresso della spira iniziale di detto avvolgimento (10); calcolare detta distanza di presa (p), detta distanza di presa (p) corrispondendo alla distanza tra detta estremità finale (16) dell’avvolgimento ed il punto in cui mezzi di presa della estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) si serrano effettuando la presa di detta estremità finale (16), detto calcolo di detta distanza di presa (p) essendo effettuato lungo detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16); - calcolare detto orientamento spaziale di detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p), detto orientamento spaziale in corrispondenza di detta distanza di presa (p) definente la direzione di presa secondo la quale mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3) effettuano il serraggio e la presa di detta barra corrispondente alla estremità finale (16); ricercare un’ansa (42) lungo detta traiettoria individuata interrotta finale (40), cioà ̈ uno scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento rispetto all’avvolgimento stesso, detta ansa (42) avente uno scostamento atto a costituire una zona di inserzione di un dente (22) atto alla trazione di detta barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento; post-analizzare detta traiettoria individuata interrotta finale (40) di detta barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) dopo che detta barra corrispondente alla estremità finale (16) à ̈ stata serrata mediante mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3), detta fase di post-analisi avvenendo mediante acquisizione di detta barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p), identificazione della spira, classificazione della spire identificata, individuazione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40), detta acquisizione avvenendo mediante movimentazione di detto tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) in detto fascio laser (18) proiettato per mezzo di detti mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3). 12.- Sistema di rilevamento e movimentazione (1) comprendente un sistema di rilevamento (11) ed un robot (3) di presa e movimentazione di detta estremità finale (16), detto sistema di rilevamento (11) di almeno una estremità (16, 17) di un avvolgimento (10) di una barra di materiale metallico operante secondo il metodo di rilevamento in conformità con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 10, e caratterizzato dal fatto che comprende almeno un dispositivo di acquisizione (4) proiettante detto fascio laser (18) su detto avvolgimento (10), ed acquisente una serie di immagini di detto fascio laser (18) proiettato su detto avvolgimento (10), detta serie di immagini di detto fascio laser (18) essendo costituita da una successione di acquisizioni, ciascuna acquisizione corrispondendo ad una variazione angolare reciproca tra detto dispositivo di acquisizione (4) e detto avvolgimento (10) rispetto alla acquisizione precedente ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di controllo (2) atti a realizzare almeno parte delle seguenti operazioni: identificare, su almeno una parte della serie di immagini di detto fascio laser (18) acquisite, detta serie di spire identificate (34) per mezzo della identificazione di almeno parte di dette spire costituenti detto avvolgimento (10), detta identificazione avvenendo mediante applicazione di un algoritmo di correlazione tra un segnale corrispondente a detta immagine di detto fascio laser (18) acquisita per mezzo di detto dispositivo di acquisizione (4) ed un segnale corrispondente ad un profilo di riferimento (30), detto profilo di riferimento (30) essendo il profilo di riferimento corrispondente alla forma in sezione di detta spira di detta barra secondo un piano di sezione parallelo a detto piano di proiezione, detto algoritmo di correlazione avente come risultato un grado di correlazione per ciascuna di dette spire identificate (34); classificare dette spire identificate (34) secondo vincoli geometrici di non interferenza reciproca tra spire adiacenti, detta classificazione comportante per ciascuna spira identificata (34) la individuazione di detta spira identificata approssimante (38) che approssima detta spira (24) della barra secondo detto grado di correlazione e detti vincoli geometrici di non interferenza; individuare dette traiettorie individuate (35), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una curva rappresentativa della successione di spire identificate approssimanti (38) in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10), ciascuna traiettoria individuata corrispondendo ad una spira (24) di detta barra; ricercare e rilevare detta estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) mediante rilevamento di almeno detta traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e rilevare una direzione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40) avente verso corrispondente al verso di uscita della spira terminale di detto avvolgimento (10); ricercare e rilevare detta estremità iniziale (17) di detto avvolgimento (10), mediante rilevamento di almeno una traiettoria individuata interrotta (40, 41), detta traiettoria individuata interrotta (40, 41) comprendente un punto di interruzione nello sviluppo di detta traiettoria individuata in funzione di detta variazione angolare reciproca tra detto piano di proiezione e detto avvolgimento (10) e mediante rilevamento di una direzione di detta traiettoria individuata interrotta iniziale (41) avente verso corrispondente rispetto al verso di ingresso della spira iniziale di detto avvolgimento (10); calcolare detta distanza di presa (p), detta distanza di presa (p) corrispondendo alla distanza tra detta estremità finale (16) dell’avvolgimento ed il punto in cui mezzi di presa della estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) si serrano effettuando la presa di detta estremità finale (16), detto calcolo di detta distanza di presa (p) essendo effettuato lungo detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16); - calcolare detto orientamento spaziale di detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p), detto orientamento spaziale in corrispondenza di detta distanza di presa (p) definente la direzione di presa secondo la quale mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3) effettuano il serraggio e la presa di detta barra corrispondente alla estremità finale (16); ricercare un’ansa (42) lungo detta traiettoria individuata interrotta finale (40), cioà ̈ uno scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento rispetto all’avvolgimento stesso, detta ansa (42) avente uno scostamento atto a costituire una zona di inserzione di un dente (22) atto alla trazione di detta barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento; post-analizzare detta traiettoria individuata interrotta finale (40) di detta barra lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) dopo che detta barra corrispondente alla estremità finale (16) à ̈ stata serrata mediante mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3), detta fase di post-analisi avvenendo mediante acquisizione di detta barra tra detta estremità finale (16) lungo il tratto corrispondente a detta distanza di presa (p), identificazione della spira, classificazione della spire identificata, individuazione di detta traiettoria individuata interrotta finale (40), detta acquisizione avvenendo mediante movimentazione di detto tratto corrispondente a detta distanza di presa (p) in detto fascio laser (18) proiettato per mezzo di detti mezzi di presa (19, 23) e movimentazione (3); detto robot (3) comprendente una testa di presa (19) movimentata mediante detto robot (3) e detta testa di presa (19) essendo mobile tra almeno due posizioni delle quali: una posizione di presa in cui detta testa di presa (19) effettua la presa di detta barra di detto avvolgimento (10); - almeno una posizione di rilascio in corrispondenza di una guida (15) di introduzione dell’estremità finale (16) di detto avvolgimento (10) di almeno una linea di lavorazione (12, 13); la movimentazione di detta testa di presa (19) in corrispondenza di detta posizione di presa essendo comandata per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza di detta traiettoria individuata interrotta finale (40). 13.- Sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che la movimentazione di detta testa di presa (19) in corrispondenza di detta posizione di presa à ̈ comandata per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza di detta distanza di presa (p) secondo un asse di serraggio (43). 14.- Sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detta testa di presa (19) à ̈ orientabile mediante rotazione, l’orientamento di detta testa di presa (19) potendo avvenire secondo almeno due assi di rotazione reciprocamente ortogonali, l’orientamento di detta testa di presa (19) in corrispondenza di detta posizione di presa essendo comandato per realizzare l’operazione di presa in corrispondenza di detta distanza di presa (p) secondo un orientamento ortogonale di detto asse di serraggio (43) rispetto a detto orientamento spaziale di detta traiettoria individuata (35) sulla quale si trova detta estremità finale (16) in corrispondenza di detta distanza di presa (p). 15.- Sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che detta testa di presa comprende un dente (22) atto alla trazione di detta barra corrispondente alla estremità finale (16) dell’avvolgimento, l’orientamento di detta testa di presa (19) essendo comandato per realizzare l’operazione di trazione di detta barra in corrispondenza di detta ansa (42) lungo detta traiettoria individuata interrotta finale (40), l’orientamento di detta testa di presa (19) essendo comandato per l’inserzione di detto dente (22) nello spazio definito dallo scostamento della barra corrispondente alla estremità finale (16) deN’awolgimento rispetto all’avvolgimento stesso. 16.- Sistema di rilevamento e movimentazione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 12 a 15 caratterizzato dal fatto che detta testa di presa (19) à ̈ dotata di almeno una sporgenza, l’orientamento di detta testa di presa (19) essendo comandato per realizzare detta operazione di presa mediante rilevamento e identificazione della posizione reciproca di detta sporgenza e detta traiettoria individuata interrotta finale (40) mediante detto dispositivo di acquisizione (4).