ITVI20090107A1 - Macchina per l'ispezione di recipienti e metodo di ispezione impiegante tale macchina - Google Patents

Description

MACCHINA PER L'ISPEZIONE DI RECIPIENTI E METODO DI ISPEZIONE IMPIEGANTE TALE MACCHINA.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne una macchina per ispezionare recipienti e/o il relativo contenuto, ai fine di individuarne rispettivamente eventuali difetti e impurità.

La presente invenzione concerne altresì un metodo di ispezione impiegante la suddetta macchina.

L'ispezione di recipienti, denominata in gergo tecnico “sperlatura”, è un’attività particolarmente diffusa nel campo dell’industria farmaceutica, dove è necessario scartare quelle unità di prodotto che presentano impurità potenzialmente dannose.

Le suddette impurità sono costituite soprattutto da particelle estranee al prodotto entrate nel recipiente durante la fase del suo confezionamento, le quali potrebbero trasportare microrganismi indesiderati in grado di contaminare il prodotto.

Nel particolare caso che si debba ispezionare una sostanza liquida, le particelle vengono tipicamente suddivise in tre classi: quelle galleggianti che rimangono sulla superficie del liquido, quelle sospese che rimangono immerse nel liquido e quelle pesanti che cadono sul fondo del recipiente.

Secondo una prima tecnica nota, la sperlatura viene svolta manualmente da un operatore, il quale agita manualmente il recipiente per imprimere un movimento al liquido.

L'operatore osserva quindi il recipiente alternativamente davanti ad uno sfondo bianco e ad uno nero, così da individuare eventuali particelle in movimento al suo interno.

Questa tecnica è molto flessibile e, in principio, consente di individuare qualsiasi tipo di particelle, siano esse galleggianti, sospese o pesanti.

Inoltre, questa tecnica consente anche di ispezionare sostanze essenzialmente solide, quali ad esempio farmaci liofilizzati, osservando la superficie della sostanza per individuare eventuali inclusioni indesiderate.

Tuttavia, tale tecnica presenta un primo inconveniente di essere scarsamente ripetibile, soprattutto a causa della soggettività dei criteri di ispezione, della variabilità nella capacità dell’operatore e dell'influenza di fattori ambientali, in particolare dell'illuminazione. Un ulteriore inconveniente della suddetta tecnica manuale è che essa presenta una bassa produttività e, quindi, un costo elevato per unità ispezionata.

Pertanto, questa tecnica presenta l’inconveniente di essere antieconomica con elevate quantità di recipienti da ispezionare, proprie ad esempio dell’industria farmaceutica, dove le produzioni sono andate crescendo in modo esponenziale negli ultimi anni.

I volumi sempre maggiori di prodotto da ispezionare e la necessità di un’ispezione affidabile hanno condotto alla realizzazione di macchine automatiche per l’ispezione dei recipienti, le quali funzionano in continuo ed assicurano un'elevata capacità di ispezione, unita ad un elevato grado di ripetibilità.

Tipicamente, una macchina di sperlatura automatica nota comprende un sistema per il trasporto e la movimentazione di una pluralità di recipienti, nonché un certo numero di telecamere o altri sistemi elettro-ottici analoghi per la loro ispezione.

L’ispezione avviene imprimendo un moto alla sostanza contenuta nel recipiente e riprendendone il movimento tramite le telecamere, le quali acquisiscono una sequenza di immagini che, opportunamente elaborate con algoritmi noti, consentono di individuare eventuali difetti o particelle estranee.

In particolare, per l’ispezione di prodotti liquidi, il recipiente viene dapprima posto in rapida rotazione attorno al suo asse per trascinare il liquido in rotazione assieme ad eventuali particelle in esso contenute e, successivamente, arrestato bruscamente davanti alla telecamera, per poter discriminare le particelle in moto nel liquido dai semplici difetti del recipiente.

La velocità di rotazione è tipicamente di alcune migliaia di giri/min, in modo che l’attrito fra le pareti del recipiente ed il fluido sia tale da imprimere un consistente moto al liquido in un tempo molto limitato. L’elevata velocità è necessaria anche per sollevare eventuali particelle pesanti che, altrimenti, rimarrebbero invisibili in prossimità del fondo del recipiente.

Per quanto riguarda l’ispezione di sostanze solide, essa viene effettuata ruotando lentamente il recipiente davanti alla telecamera, la quale può analizzare la superficie della sostanza.

Un primo inconveniente delle macchine sperlatrici di tipo noto sopra descritte è il loro costo elevato.

Infatti, per mettere in moto ciascun recipiente indipendentemente dagli altri, il sistema di trasporto e movimentazione richiede un gran numero di componenti meccanici.

Inoltre, per imprimere le elevate velocità di rotazione richieste per la sperlatura di prodotti liquidi, è necessario prevedere dispositivi di movimentazione sofisticati, in grado di ruotare ciascun recipiente indipendentemente dagli altri e di arrestarlo bruscamente.

Per gli stessi motivi, una macchina di tipo noto presenta l'ulteriore inconveniente di avere ingombri elevati.

Come ulteriore inconveniente, la suddetta macchina consente soltanto l’ispezione di recipienti con una precise forme e dimensioni, oltre le quali è necessario modificare l’attrezzatura della macchina, con conseguenti costi.

I suddetti costi e ingombri comportano l’ulteriore inconveniente che una macchina del tipo sopra descritto non è adatta ad ispezionare recipienti in piccola serie.

Questo è il caso, ad esempio, di alcuni prodotti di recente formulazione, i quali sono costosi e richiedono un'ispezione accurata, per la cui ispezione si ricorre ad un operatore, con gli inconvenienti già ricordati.

Inoltre, in alcuni casi, i suddetti prodotti presentano anche un elevato grado di pericolosità, con l’inconveniente che l'ispezione manuale mediante l’operatore diviene troppo rischiosa.

Non ultimo inconveniente della macchina sopra descritta è che essa non consente di individuare tutte le particelle estranee presenti nel recipiente.

Infatti, poiché l’unico moto impresso al recipiente è la rotazione attorno al suo asse longitudinale, non è possibile individuare le particelle che si trovano su tale asse, né quelle galleggianti che si confondono con la superficie del liquido, né quelle aderenti alla parte superiore del recipiente che non viene lavata dal liquido in movimento.

La presente invenzione si prefigge di superare tutti gli inconvenienti sopra menzionati, appartenenti alle tecniche di sperlatura di tipo noto. In particolare, è un primo scopo dell'invenzione realizzare una macchina per l'ispezione di recipienti e del loro contenuto che presenti un costo inferiore rispetto a macchine di tipo noto, a parità di affidabilità ispettiva.

È altresì scopo dell'invenzione che la suddetta macchina sia più flessibile rispetto alle macchine di tipo noto, ovvero consenta di ispezionare recipienti con diverse forme senza dover sopportare elevati costi di attrezzaggio.

Gli scopi suddetti sono raggiunti da una macchina per l'ispezione di recipienti secondo la rivendicazione principale e dalle relative varianti riportate nelle rivendicazioni dipendenti.

In particolare, la macchina d’ispezione dell'invenzione prevede un braccio articolato atto a ruotare il recipiente secondo almeno due assi reciprocamente incidenti ed indipendenti.

Vantaggiosamente, il braccio articolato presenta una maggior flessibilità ed una minor complessità rispetto ai sistemi di movimentazione delle macchine note,

Inoltre, la rotazione del recipiente attorno a due assi incidenti consente, vantaggiosamente, di imprimere alla sostanza in esso contenuta un moto più complesso rispetto a quello originato nelle macchine di tipo noto.

In particolare, il movimento appena menzionato permette di spostare il recipiente trasversalmente al suo asse longitudinale, così da mettere in moto la sostanza in esso contenuta più velocemente rispetto a quello ottenuto con le macchine di tipo noto, nelle quali si ricorre invece all’attrito originato dalla veloce rotazione del recipiente attorno al proprio asse.

Pertanto, vantaggiosamente, per ottenere un'ispezione accurata è sufficiente una bassa velocità di movimentazione del recipiente, ottenibile con motori nel complesso meno costosi rispetto a quelli utilizzati nelle macchine di tipo noto.

Vantaggiosamente, il minor costo della macchina dell'invenzione la rende conveniente per le ispezioni in piccola serie.

Inoltre, vantaggiosamente, il braccio articolato è più versatile rispetto ai sistemi di movimentazione impiegati nelle macchine di tipo noto, in quanto può imprimere al recipiente diverse sequenze di moto, ciascuna delle quali è più adatta ad un particolare tipo di ispezione. In particolare, nel caso di ispezione di liquidi, il braccio articolato può spostare l’asse longitudinale del recipiente, così da muovere anche eventuali particelle che si trovassero su tale asse.

Inoltre, il recipiente può venire ribaltato, consentendo di individuare con facilità sia le particelle pesanti che quelle galleggianti.

Ancora vantaggiosamente, la macchina dell'invenzione consente un'ispezione sicura di sostanze pericolose come, ad esempio, alcuni farmaci impiegati per la cura di particolari malattie.

Inoltre, il braccio articolato consente di riprodurre un movimento del recipiente analogo a quello impresso durante un'ispezione manuale, Questo, vantaggiosamente, consente di tarare la macchina dell’invenzione in modo da fornire risultati ispettivi confrontabili con quelli di un'ispezione manuale.

I suddetti scopi e vantaggi sono raggiunti anche da un metodo di ispezione secondo la rivendicazione 9.

Gli scopi ed i vantaggi detti, ed altri che verranno meglio evidenziati in seguito, si comprenderanno durante la descrizione di una preferita forma esecutiva dell'invenzione, che viene data a titolo indicativo ma non limitativo con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove: - la fig. 1 rappresenta la macchina dell’invenzione, in vista assonometrica;

- la fig. 2 rappresenta la macchina di fig. 1 , in una differente configurazione operativa;

- la fig. 3 rappresenta un particolare ingrandito della macchina delle figg. 1 e 2;

- le figg. 4a e 4b rappresentano una parte della macchina di fig. 1 , durante l’applicazione del metodo dell'invenzione;

- le figg. 5a e 5b rappresentano una parte della macchina di fig. 1 , durante l’applicazione di una variante del metodo dell’invenzione. La macchina d’ispezione secondo l'invenzione è rappresentata in fig.

1 , dove viene indicata complessivamente con 1.

Essa è particolarmente adatta ad ispezionare farmaci contenuti in recipienti trasparenti come ad esempio fiale, flaconi, siringhe e simili. La macchina 1 è altresì adatta ad ispezionare i recipienti per individuarne eventuali difetti che potrebbero compromettere l’integrità dei recipienti stessi.

Come si osserva in figura, la macchina 1 comprende un gruppo ottico 4 che definisce un campo di ripresa.

Preferibilmente, il gruppo ottico 4 comprende due telecamere 4a, 4b con rispettivi assi focali reciprocamente ortogonali che, permettendo la ripresa contemporanea del recipiente 2 da differenti angolazioni, rendono l'ispezione vantaggiosamente più rapida.

In varianti esecutive dell’invenzione, le telecamere 4a, 4b possono venire disposte con gli assi focali secondo disposizioni diverse da quella sopra descritta, purché atte a fornire un’immagine stereoscopica del recipiente 2 e del suo contenuto.

Le suddette telecamere 4a, 4b sono preferibilmente associate ad ottiche cosiddette "telecentriche" che, com’è noto, presentano una profondità di campo superiore rispetto alle ottiche tradizionali e pertanto consentono, vantaggiosamente, di evitare distorsioni di immagine.

Secondo varianti esecutive dell’invenzione, le telecamere 4a, 4b impiegano ottiche a lunghezza focale variabile, preferibilmente in modo automatico in funzione delle dimensioni del recipiente 2.

In ulteriori varianti esecutive dell’invenzione, il gruppo ottico 4 può prevedere sistemi elettro-ottici diversi da telecamere, impieganti ad esempio matrici di fotodiodi o altri dispositivi equivalenti, purché siano in grado di individuare eventuali particelle presenti nella sostanza da analizzare e/o difetti nel recipiente.

Come si osserva sempre in fig. 1 , la macchina 1 comprende anche mezzi di movimentazione 5 provvisti di mezzi di presa 6 per il recipiente 2.

I suddetti mezzi di movimentazione 5 consentono di imprimere ai mezzi di presa 6 e, quindi, al recipiente 2, un moto prestabilito per portarlo da un punto di prelievo 8, nel quale il recipiente 2 viene disposto in attesa dell’ispezione, fino al campo di ripresa del gruppo ottico 4.

Preferibilmente ma non necessariamente, la macchina 1 prevede un gruppo di alimentazione 11 per portare i recipienti da ispezionare da un magazzino 12 al suddetto punto di prelievo 8.

Secondo l’invenzione, i mezzi di movimentazione 5 per imprimere al recipiente 2 il suddetto moto prestabilito comprendono un braccio articolato 7, ad una cui estremità sono associati i mezzi di presa 6. II suddetto braccio articolato 7 è configurato per movimentare i mezzi di presa 6 e, quindi, il recipiente 2, secondo almeno due gradi di libertà Y1 , Y2 corrispondenti a rotazioni secondo due assi tra loro incidenti.

E’ evidente che almeno un primo dei suddetti assi di rotazione, ad esempio l’asse Y1, risulta incidente rispetto alla direzione definita dall’asse longitudinale X del recipiente 2 quando questo è in posizione di presa.

La suddetta rotazione si presta particolarmente bene a svolgere l’ispezione di sostanze liquide, in quanto permette di spostare l’asse longitudinale X del recipiente 2, come si osserva in fig. 4a.

Di conseguenza, il liquido contenuto nel recipiente 2 viene trascinato in moto anche con velocità relativamente ridotte, senza dover porre in rotazione il recipiente 2 ad elevata velocità attorno all’asse longitudinale X.

Poiché tale moto viene prodotto senza impiegare il complesso sistema di movimentazione tipico delle macchine sperlatrici note, l'invenzione raggiunge lo scopo di realizzare una macchina 1 meno complessa e meno costosa rispetto ad esse.

Inoltre, vantaggiosamente, la rotazione attorno al primo asse Y1 consente di variare l’inclinazione dell’asse longitudinale X del recipiente 2 per disporlo davanti al gruppo ottico 4 con l'orientamento più adatto all'ispezione da svolgere, come rappresentato in fig. 5b. Nel caso ad esempio di recipienti contenenti farmaci liofilizzati o altre sostanze solide o gelatinose, la suddetta rotazione del recipiente 2 consente di riprendere le superfici laterale, superiore ed inferiore della sostanza 3 con sole due telecamere 4a, 4b.

Un ulteriore vantaggio del braccio articolato 7, che sarà meglio compreso nel seguito, è quello di poter sviluppare moti diversi tra loro, i cui limiti sono legati solo al numero dei gradi di libertà e dall’entità dell’escursione del braccio articolato 7.

Di conseguenza, la macchina 1 dell’invenzione consente di realizzare ispezioni diverse a seconda della sostanza 3 da ispezionare, risultando quindi più flessibile rispetto alle macchine di tipo noto.

Preferibilmente, il braccio articolato 7 presenta ulteriori gradi di libertà che gli consentono di prelevare il recipiente 2 dal punto di prelievo 8, trasportarlo all'interno del campo di ripresa e lasciarlo in uno o più punti di consegna 13a, 13b.

In questo modo, vantaggiosamente, si evita di dover predisporre i complessi sistemi di spostamento necessari nelle macchine di tipo noto, in quanto è sufficiente un braccio articolato 7 per svolgere tutte le operazioni di movimentazione del recipiente 2.

Inoltre, preferibilmente, il braccio articolato 7 consente di disporre il recipiente 2 in diversi punti del campo di ripresa per consentire, vantaggiosamente, l'ottimale messa a fuoco del gruppo ottico 4 indipendentemente dalla forma e dalle dimensioni del recipiente 2. Preferibilmente, anche il secondo asse di rotazione Y2 del braccio articolato 7 è incidente l'asse longitudinale X del recipiente 2, come risulta chiaro dalle figg. 4a, 4b, 5a e 5b.

Pertanto, combinando le rotazioni attorno ai suddetti due assi incidenti Y1 , Y2, è possibile ottenere lo spostamento dell’asse longitudinale X del recipiente 2 in modo da fargli descrivere una superficie curva, ad esempio una porzione di superficie conica.

Nell'ispezione di una sostanza 3 liquida, la suddetta traiettoria, che viene rappresentata in fig. 4a, consente vantaggiosamente di imprimere al liquido un considerevole moto vorticoso anche con un piccolo spostamento del recipiente 2.

Infatti, il suddetto moto vorticoso non viene ottenuto per semplice attrito tra il recipiente 2 ed il liquido, come nelle macchine di tipo noto, ma per effetto della spinta impressa al liquido dallo spostamento dell’asse longitudinale X del recipiente 2 lungo la suddetta superficie curva.

Inoltre, vantaggiosamente, il suddetto moto vorticoso consente di mettere in moto anche eventuali particelle allineate sull’asse longitudinale X del recipiente 2, poiché tale moto è prodotto da una rotazione attorno ad un asse diverso dall’asse longitudinale X.

Ancora vantaggiosamente, la combinazione delle rotazioni attorno ai suddetti due assi Y1 , Y2 consente anche di ribaltare il recipiente 2, come rappresentato in fig. 4b, ottenendo la caduta delle particelle pesanti e la salita delle particelle leggere, che pertanto possono venire facilmente individuate.

Inoltre, il ribaltamento provoca il lavaggio della parte superiore asciutta del recipiente 2, catturando eventuali particelle aderenti ad essa.

Si comprende che ciascuno dei vantaggi appena menzionati comporta una qualità ispettiva per la macchina 1 dell’invenzione superiore rispetto a quella delle macchine sperlatrici di tipo noto.

In particolare, la combinazione della rotazione con il ribaltamento del recipiente 2 consente di individuare tutte le tipologie di particelle presenti all'interno del recipiente 2, raggiungendo un elevato grado di ispezione.

In effetti, il suddetto movimento di rotazione e ribaltamento è sostanzialmente analogo a quello impresso da un operatore al recipiente 2 durante un'ispezione manuale, che è indubbiamente tra i più efficaci per consentire l’individuazione di tutte le impurità presenti nella sostanza 3.

Vantaggiosamente, la suddetta analogia con l'ispezione manuale facilita anche la taratura della macchina 1, consentendo il confronto dei risultati con quelli ottenuti da un operatore.

Preferibilmente, il suddetto ribaltamento viene svolto in modo sufficientemente lento da consentire il deflusso graduale della bolla d’aria da un lato all’altro del recipiente 2 senza che la bolla si rompa in molteplici bollicine, le quali disturberebbero l'ispezione.

Preferibilmente, il braccio articolato 7 comprende un ulteriore grado di libertà corrispondente alla rotazione dei mezzi di presa 6 attorno ad un terzo asse di rotazione Y3 coassiale all'asse longitudinale X del recipiente 2.

La suddetta rotazione è particolarmente vantaggiosa nel caso dell'ispezione delle già menzionate sostanze liofilizzate, in quanto consente di esporre l'intera superficie laterale della sostanza 3 alle telecamere, mantenendo il recipiente 2 con l’asse longitudinale X fisso davanti alle telecamere e ruotandolo attorno all’asse Y3, come illustrato in fig. 5a.

Per quanto detto, il braccio articolato 7 presenta complessivamente almeno tre gradi di libertà corrispondenti alle tre rotazioni attorno agli assi Y1, Y2 e Y3, che consentono l’ispezione di recipienti contenenti sia liquidi che solidi nei modi fin qui descritti.

E’ tuttavia evidente che, in varianti esecutive dell’invenzione, potranno venire impiegati anche soltanto due dei suddetti gradi di libertà, a seconda del tipo di ispezione da effettuare.

In particolare, è possibile impiegare un braccio articolato 7 privo della rotazione attorno al terzo asse Y3, di per sé non essenziale per il funzionamento della macchina 1.

Evidentemente, è possibile impiegare un braccio articolato 7 con un qualsivoglia numero di gradi di libertà superiore a due, preferibilmente un braccio antropomorfo a sei gradi di libertà che, vantaggiosamente, può disporre il recipiente 2 in qualsiasi punto dello spazio e con qualsiasi orientamento.

In particolare, questa flessibilità di movimento consente di disporre il recipiente 2 a diverse distanze rispetto al gruppo ottico 4, per ottimizzare la sua messa a fuoco in base alle dimensioni del recipiente 2.

La macchina 1 dell'invenzione prevede anche un’unità logica di controllo del braccio articolato 7, non rappresentata ma di per sé nota, per movimentare i mezzi di presa 6 in modo da ottenere il moto prestabilito del recipiente 2.

L’unità logica di controllo è operativamente connessa al gruppo ottico 4, in modo da attivare le telecamere 4a, 4b quando il recipiente 2 è in posizione di ripresa.

E’ inoltre preferibile che il braccio articolato 7 sia configurato per poter disporre i recipienti 2 in almeno due diversi punti di consegna 13a, 13b dopo l’ispezione, a seconda che essa abbia avuto esito positivo o negativo e come illustrato in fig. 2.

Secondo una variante esecutiva, non rappresentata, il braccio articolato 7 dispone i recipienti 2 in corrispondenza di un unico punto di consegna, mentre la separazione dei recipienti risultati positivi all’ispezione da quelli negativi viene ottenuta mediante un dispositivo di deviazione in grado di deviare i recipienti verso due distinte zone di raccolta.

Per quanto riguarda i mezzi di presa 6, rappresentati nei dettaglio di fig. 3, essi comprendono preferibilmente una pinza 10 adatta ad afferrare recipienti di diverse dimensioni.

Preferibilmente, la suddetta pinza 10 comprende una coppia di ganasce sagomate 10a, 10b atte a chiudersi su lati opposti della superficie del recipiente 2.

La chiusura delle ganasce avviene preferibilmente in corrispondenza di una zona in sottosquadro del recipiente 2 in prossimità del tappo e su lati opposti rispetto all’asse longitudinale X del recipiente 2 stesso. Vantaggiosamente, questa chiusura su due lati opposti evita che le ganasce si interpongano tra il recipiente 2 e le telecamere, come risulta chiaro dalla fig. 4b.

Inoltre, preferibilmente ma non necessariamente, le ganasce sono realizzate in materiale trasparente, per evitare di creare ombre indesiderate sul recipiente.

E’ tuttavia evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, il numero, il materiale e le modalità di presa delle ganasce potranno essere diversi da quelli sopra descritti, purché tali da consentire una presa stabile del recipiente in tutte le posizioni assunte da quest’ultimo durante la manipolazione.

La sagomatura delle ganasce 10a, 10b presenta preferibilmente una forma a “V”, visibile in fig. 3 e che, vantaggiosamente, si adatta ad afferrare recipienti cilindrici di diametri diversi tra loro.

E’ tuttavia evidente che la forma delle ganasce potrà essere differente da quella descritta, compatibilmente con il tipo di recipiente da ispezionare.

Preferibilmente ma non necessariamente, la chiusura e l’apertura delle ganasce vengono comandate mediante attuatori pneumatici, non raffigurati ma di per sé noti, adatti a generare una forza prestabilita sufficiente ad afferrare saldamente il recipiente 2 senza tuttavia romperlo.

Secondo una variante esecutiva dell’invenzione non rappresentata, i mezzi di presa 6 comprendono una o più ventose, o mezzi idonei di altro tipo atti a garantire la presa del recipiente 2.

Una macchina di ispezione in una qualsiasi delle varianti esecutive sopra menzionate consente di realizzare il metodo di ispezione dell’invenzione, che comprende le suddette operazioni:

- imprimere un moto prestabilito al recipiente 2 per trasportarlo dal punto di prelievo 8 al campo di ripresa e per generare un movimento della sostanza 3 contenuta nel recipiente 2 all'interno del campo di ripresa;

- acquisire una sequenza di immagini della sostanza 3 in movimento mediante il gruppo ottico 4.

Secondo l'invenzione, il suddetto moto prestabilito comprende una o più rotazioni del recipiente 2 attorno ad almeno due assi di rotazione tra loro incidenti.

Vantaggiosamente, le suddette rotazioni consentono di imprimere ad una sostanza liquida 3 contenuta nel recipiente 2 un moto vorticoso che permette di individuare le particelle presenti nella sostanza 3. Infatti, i due assi di rotazione possono venire disposti in modo che una combinazione delle rispettive rotazioni generi uno spostamento dell'asse longitudinale X del recipiente 2 lungo una superficie curva, come si osserva in fig. 4a.

Preferibilmente, la suddetta condizione viene ottenuta prevedendo due assi di rotazione Y1 ed Y2 ortogonali tra loro e all'asse longitudinale X del recipiente 2.

In questo modo, si riesce ad ottenere uno spostamento dell'asse longitudinale X dei recipiente 2 secondo la superficie di un cono, ottenendo i vantaggi menzionati in precedenza.

Preferibilmente, il suddetto moto prestabilito comprende anche un ribaltamento del recipiente 2, ottenibile mediante una combinazione delle rotazioni attorno ai due assi Y1, Y2 ed illustrato in fig. Ab.

Come precedentemente descritto, il ribaltamento consente di muovere anche le particelle galleggianti e quelle pesanti presenti nel recipiente 2.

Preferibilmente, il ribaltamento avviene in modo da disporre il recipiente 2 con l’asse longitudinale X verticale.

Tuttavia, in varianti esecutive del metodo dell’invenzione, il ribaltamento può anche essere parziale purché, dopo il ribaltamento, il recipiente 2 presenti il fondo rivolto in alto.

Nel caso che la sostanza 3 da ispezionare sia solida, le due rotazioni consentono di disporre il recipiente 2 davanti al gruppo ottico 4 con diverse angolazioni, come rappresentato nelle figg. 5a e 5b, così da poter riprendere tutta la superficie della sostanza 3.

Ancora vantaggiosamente, il cambiamento di inclinazione del recipiente 2 consente di modificare l’incidenza della sorgente luminosa rispetto all’oggetto inquadrato, permettendo così di individuare alcuni difetti che potrebbero non essere visibili con il recipiente 2 disposto nell’altra posizione.

Evidentemente, ciascuna rotazione può avere un’estensione angolare qualsivoglia, sebbene per la maggior parte dei casi sia sufficiente una rotazione di 360° o meno.

Preferibilmente, una qualsiasi delle varianti del metodo dell'invenzione sopra descritte può prevedere anche una rotazione del recipiente 2 attorno ad un terzo asse Y3 coassiale all’asse longitudinale X del recipiente 2.

Questa rotazione, rappresentata nelle figg. 5a e 5b, è particolarmente vantaggiosa per ispezionare una sostanza 3 solida, in quanto consente di riprendere l'intera superficie laterale della sostanza 3 ruotando il recipiente 2 attorno al terzo asse Y3 davanti ad un'unica telecamera.

Operativamente e come illustrato in fig. 1 , i recipienti da ispezionare vengono disposti in un magazzino 12, dal quale vengono trasportati al punto di prelievo 8 mediante il gruppo di alimentazione 11.

Preferibilmente, il magazzino 12 è una vaschetta inclinata, in modo che i recipienti scivolino per gravità verso il gruppo di alimentazione 11.

Il gruppo di alimentazione 11 comprende un nastro trasportatore 14 associato ad una guida 16, la cui geometria può venire modificata in base al tipo di recipienti.

Il nastro trasportatore 14 porta i recipienti in corrispondenza di un attuatore 15, che spinge ciascun recipiente 2 sul punto di prelievo 8. Preferibilmente, l’attuatore 15 è configurato per movimentare recipienti di differenti forme e dimensioni senza dover modificare la configurazione della macchina 1.

E’ evidente che il magazzino 12 ed il gruppo di alimentazione 11 possono avere una qualsivoglia forma esecutiva diversa rispetto a quella sopra descritta, purché consentano di disporre i recipienti da ispezionare nel punto di prelievo 8.

Preferibilmente ma non necessariamente, è prevista una telecamera ausiliaria 9 per inquadrare il recipiente 2 nel punto di prelievo 8, così da poter individuarne eventuali difetti estetici prima di ispezionare la sostanza 3.

In questo caso possono essere presenti mezzi di motorizzazione, non rappresentati, atti a ruotare il recipiente 2 rispetto alla telecamera ausiliaria 9 così che questa possa riprendere l’intera superficie del recipiente 2 stesso.

Dopo che il recipiente 2 è stato disposto nel punto di prelievo 8, il braccio articolato 7 lo afferra mediante i relativi mezzi di presa 6 e gli imprime il moto prestabilito più adatto al tipo di ispezione da svolgere. Ad esempio, nel caso di sostanze liquide, il recipiente 2 viene preferibilmente movimentato in modo che il suo asse longitudinale X descriva un cono, come illustrato in fig. 4a.

Successivamente, il recipiente 2 viene ribaltato e disposto nel campo di ripresa del gruppo ottico 4, come illustrato in fig. 4b, in modo sufficientemente rapido da consentire la ripresa del liquido ancora in movimento.

Nel caso di sostanze solide, preferibilmente il recipiente 2 viene portato nel campo di ripresa e ruotato di un giro attorno al proprio asse longitudinale X, in modo che una prima telecamera 4a ne inquadri il fondo mentre una seconda 4b riprenda la superficie laterale della sostanza 3.

Preferibilmente, la suddetta rotazione avviene con il recipiente 2 disposto con l’asse longitudinale X allineato all’asse focale della telecamera 4a, come illustrato in fig. 5a.

Inoltre, preferibilmente, viene effettuata un’ulteriore ripresa anche con il recipiente 2 disposto con l’asse longitudinale X inclinato rispetto all’asse focale delle telecamere, eventualmente ruotando il recipiente 2 attorno all’asse longitudinale X, come illustrato in fig. 5b

In questo modo, la telecamera 4a può riprendere lo spigolo inferiore del recipiente 2, dove talvolta sono presenti difetti, mentre la telecamera 4b riprende la superficie superiore della sostanza 3.

In entrambi i casi, le immagini acquisite dalle telecamere 4a, 4b vengono elaborate mediante un algoritmo di per sé noto per individuare eventuali impurità presenti nella sostanza 3.

Successivamente e come rappresentato in fig. 2, il braccio articolato 7 trasporta il recipiente 2 in uno dei punti di consegna 13a, 13b, a seconda dell’esito dell’ispezione, spingendolo in modo da far scivolare gli altri recipienti già depositati verso corrispondenti vaschette di raccolta.

Per quanto finora detto, si comprende che l'invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, è raggiunto lo scopo di realizzare una macchina per ispezionare una sostanza contenuta in un recipiente che presenta un costo inferiore rispetto alle macchine di tipo noto e che, pertanto, si adatta all'ispezione in piccola serie.

Infatti, il movimento del recipiente viene ottenuto mediante il braccio articolato che, oltre ad essere costruttivamente più semplice del sistema di movimentazione di una macchina di tipo noto, imprime al liquido un moto adeguato senza bisogno di movimentare il recipiente con elevate velocità di rotazione attorno al proprio asse longitudinale. Inoltre, la flessibilità di impiego del braccio articolato consente di manipolare una molteplicità di recipienti di forme diverse e di effettuare vari tipi di ispezione in base alla sostanza da analizzare, senza bisogno di modificare l’attrezzatura.

In fase esecutiva, alla macchina ed al metodo dell'invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti che, quantunque non descritte e non rappresentate nei disegni, qualora dovessero rientrare nell'ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Macchina (1 ) per l’ispezione di una sostanza (3) contenuta in un recipiente (2), comprendente: - un gruppo ottico (4) che definisce un campo di ripresa; - mezzi di presa (6) di detto recipiente (2) associati a mezzi di movimentazione (5) per imprimere a detto recipiente (2) un moto prestabilito da un punto di prelievo (8) a detto campo di ripresa; caratterizzata dal fatto che detti mezzi di movimentazione (5) comprendono un braccio articolato (7) atto ad individuare per detti mezzi di presa (6) almeno due gradi di libertà corrispondenti alla rotazione attorno a due assi (Y1 , Y2) tra loro incidenti, di cui almeno un primo asse di rotazione (Y1 ) è incidente la direzione dell’asse longitudinale (X) del recipiente (2) in posizione di presa.
2. 2) Macchina (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzata dal fatto che anche il secondo di detti assi di rotazione (Y2) è disposto incidente detto asse longitudinale (X).
3. 3) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto braccio articolato (7) individua per detti mezzi di presa (6) almeno un terzo grado di libertà.
4. 4) Macchina (1 ) secondo la rivendicazione 3) caratterizzata dal fatto che detto terzo grado di libertà corrisponde ad una rotazione di detti mezzi di presa (6) attorno al terzo asse di rotazione (Y3) coassiale a detto asse longitudinale (X).
5. 5) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dai fatto di comprendere un’unità logica di controllo di detto braccio articolato (7) per coordinare i movimenti di detti mezzi di presa (6) attorno a detti assi di rotazione (Y1 , Y2, Y3) per ottenere detto moto prestabilito di detto recipiente (2).
6. 6) Macchina (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dai fatto che detti mezzi di presa (6) comprendono una pinza (10) adatta ad afferrare recipienti di diverse dimensioni.
7. 7) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti mezzi di presa (6) comprendono una o più ventose.
8. 8) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto braccio articolato (7) è un robot antropomorfo.
9. 9) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto gruppo ottico (4) comprende un'ottica telecentrica.
10. 10) Macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto gruppo ottico (4) comprende un’ottica a lunghezza focale variabile.
11. 11 ) Metodo per ispezionare una sostanza (3) contenuta in un recipiente (2) mediante una macchina (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le seguenti operazioni: - imprimere a detto recipiente (2) un moto prestabilito per trasportare detto recipiente (2) da un punto di prelievo (8) al campo di ripresa di detto gruppo ottico (4) e per generare un movimento di detta sostanza (3) all’Interno di detto campo di ripresa; - acquisire una sequenza di immagini di detta sostanza (3) in movimento mediante detto gruppo ottico (4); caratterizzato dal fatto che detto moto prestabilito comprende una o più rotazioni di detto recipiente (2) attorno ad almeno due assi di rotazione (Y 1 , Y2, Y3) tra loro incidenti.
12. 12) Metodo secondo la rivendicazione 11 ) caratterizzato dal fatto che detti almeno due assi di rotazione (Y1 , Y2, Y3) sono disposti in modo che una combinazione di dette rotazioni possa generare uno spostamento di detto asse longitudinale (X) lungo una superficie curva.
13. 13) Metodo secondo la rivendicazione 12) caratterizzato dal fatto che detto moto prestabilito comprende anche un ribaltamento di detto recipiente (2).
14. 14) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 ) a 13) caratterizzato dal fatto che detto moto prestabilito comprende una rotazione di detto recipiente (2) attorno ad un asse (Y3) coassiale con detto asse longitudinale (X). Per incarico.