Il valore dei sistemi di visione nelle isole robotizzate

Quando si parla di automazione industriale, i sistemi di visione artificiale sono uno strumento imprescindibile. Ma cos’è un sistema di visione artificiale? Quali vantaggi può fornire quando è installato in un’isola robotizzata?

COS’È UN SISTEMA DI VISIONE?

Il sistema di visione è un apparato elettronico che esegue funzioni di visione artificiale. Questa tecnologia simula ciò che farebbe un operatore che vede e interpreta ciò che accade di fronte ai suoi occhi. Guarda quindi come farebbe l’uomo e permette di eseguire operazioni di controllo o automazione industriale in modo automatico.

Prima di approfondire come è fatto e cosa fa, vediamo subito quali sono le componenti di un sistema di visione:

• Dispositivi elettro-ottici
• Sistema di illuminazione
• L’oggetto da esaminare
• Il sistema di acquisizione e di elaborazione dell’immagine
• Le interfacce uomo-macchina

 

Come è fatto?

I sistemi di visione sono di facile utilizzo e manutenzione, ma soprattutto offrono un rendimento affidabile e ripetibile. Vediamo quindi come sono fatti.

Partiamo dall’hardware: i sistemi di visione possono essere termo-camere a infrarossi, telecamere digitali e non, sensori ed elaboratori di immagini, telecamere ottiche scanner. Sono tutti strumenti, tecnologicamente avanzati, di rilevazione immagini.

Tuttavia, il vero protagonista dei sistemi di visione è il software, poiché è ‘lui’ che genera i dati che vogliamo ottenere. Il software, quindi, deve essere in grado di elaborare ogni genere di immagine e trasformarla in un dato disponibile per l’azienda.

Chi utilizza l’isola robotizzata deve soltanto avviare il processo e recepire il risultato. Guardando a soluzioni ancor più avanzate, è possibile implementare il sistema di visione con tecnologie di Intelligenza Artificiale, Machine Learning e Deep Learning. In questo modo, la cella robotizzata, l’automazione o il robot in sé saranno più autonomi, perché in grado di auto-istruirsi e prendere decisioni.

Cosa fa?

Nel sistema di visione, una o più telecamere integrate sono in grado di acquisire ed elaborare immagini mentre un software interno e/o esterno e un sistema di illuminazione si occupano di:  

• Generare le informazioni, ovvero caratterizzare fisicamente, in modo visivo, ciò che è rilevante vedere;
• Acquisire immagini;
• Elaborare le immagini, ovvero estrarre le caratteristiche d’interesse;
• Interpretare in modo automatico i risultati ottenuti per arrivare ad un risultato univoco ed automatico.

All’interno di una linea automatizzata o in un’isola robotizzata, l’informazione elaborata dal sistema di visione viene poi inviata, sempre automaticamente (senza l’aiuto di un operatore umano), a un robot o a un qualsiasi altro macchinario o impianto affinché esegua una determinata operazione in base al risultato ottenuto, ad esempio lo scarto di un pezzo fallato o il sorting di tipologie di prodotto diverse l’una dall’altra.

2D e 3D

Un sistema di visione, infine, può essere 2D o 3D. Nel primo caso, l’immagine acquisita dell’oggetto osservato è piatta, è a due dimensioni, senza alcuna informazione relativa all’altezza e alla profondità.

I sistemi di visione 3D, invece, acquisiscono in formato digitale informazioni tridimensionali di oggetti e superfici. Questi ultimi, soprattutto se applicati nelle isole robotizzate, sono impiegati nel cosiddetto bin picking, ovvero per la presa diretta di pezzi alla rinfusa da un cassone.

Un altro vantaggio dei sistemi di visione 3D sono le innumerevoli applicazioni: controllo dimensionale e di qualità, reverse engineering, automazione, prototipazione rapida, ricostruzione tridimensionale e virtualizzazione.

UN ESEMPIO DI SUCCESSO: SISTEMI DI VISIONE E LAVORAZIONI DA RIPRESA

L’impiego più diffuso dei sistemi di visione è quello del controllo qualità per individuare rapidamente ogni genere di difetto di un prodotto e intervenire per risolvere qualsiasi criticità.

Un esempio concreto è il nostro T-Photo Viewer Tera Automation per il settore dei metalli preziosi, che viene utilizzato in particolare per la verifica della presenza di macchie o altre imperfezioni sulla superficie superiore del lingotto e/o per la verifica tramite OCR dello stampaggio del logo e del numero seriale corretto. Le immagini acquisite tramite questi sistemi di visione possono essere memorizzate a sistema con i relativi dati.

Grandissimi vantaggi, non c’è dubbio, ma è nelle nostre isole robotizzate per asservimento CNC, e in particolare nella lavorazione da ripresa per accessori moda, che il nostro sistema di visione ha rivoluzionato completamente l’approccio produttivo grazie all’unione con T-Loop Feeder, un innovativo nastro trasportatore – brevettato Tera Automation – a moti paralleli contrapposti per l’alimentazione dei pezzi grezzi.

Il sistema di visione, in questo caso, è posto sopra alla zona di presa dei pezzi e ne controlla in continuo la posizione durante la circolazione sui nastri. Grazie alla presenza di un’ulteriore illuminazione frontale, il sistema di visione riesce ad individuare anche l’orientamento dei pezzi grezzi.

La movimentazione dei nastri si arresta nel momento in cui si presenta un pezzo nella posizione di presa corretta e il sistema di visione comunica le coordinate al robot. Il robot preleva il pezzo dal nastro e lo posiziona sulla dima di azzeramento, per riprenderlo immediatamente nella posizione adeguata al carico su morsa del CNC.

La dima di azzeramento è corredata da una fotocellula di lettura presenza pezzo, che nel caso di posizione non conforme attiva un getto d’aria per lo scarto dello stesso che andrà a cadere nella zona di recupero sottostante. Nel frattempo, la circolazione dei nastri si riattiva per consentire la presa del pezzo successivo.

Un processo più lungo da spiegare che da eseguire, ma che racchiude questa rivoluzione nel processo produttivo nelle lavorazioni da ripresa.

 

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QUALI SONO I VANTAGGI DI UN SISTEMA DI VISIONE IN UNA CELLA ROBOTIZZATA?

Dopo aver visto un esempio specifico di successo, è importante osservare che i sistemi di visione hanno moltissimi vantaggi in tanti altri campi d’applicazione, specialmente quando installati in linee automatizzate o in isole robotizzate.

Questi benefici derivano da alcuni compiti chiave che i sistemi di visione possono assolvere o coadiuvare:

• Riconoscimento difetti e rispetto delle tolleranze nel controllo qualità;
• Orientamento, posizionamento e guida robot;
• Misure non a contatto;
• Prelievo di oggetti disposti alla rinfusa all’interno di casse;
• Verifiche su nastri in continuo;
• Classificazione e scelta;
• Lettura di caratteri e codici;
• Comparazione fra CAD e ricostruzione 3D;
• Tracciamento prodotti;
• Avvitature, applicazioni rivetti, controllo presenza e completezza fori.