Gli strumenti di misura tradizionali, come i calibri a corsoio e i comparatori ottici, funzionano bene in laboratorio. Tuttavia, le esigenze della produzione industriale sono rigorose. In questo caso, gli strumenti convenzionali non funzionano. A questo punto è necessario un sistema di misura di visione. I sistemi di misura di visione sono dispositivi di elaborazione delle immagini. Migliorano la velocità e l'efficienza della misura dimensionale. Hanno molte caratteristiche che ottimizzano la produzione in catena di montaggio.
In questo articolo verrà descritta l'importanza dei sistemi di misura a visione e si discuterà di come essi abbiano sostituito in larga misura la metrologia convenzionale.
Il principio di funzionamento
Per comprendere i sistemi di misura della visione, è meglio suddividerli in tre parti. Nel complesso, ogni parte è facile da capire. Si tratta di una lente ottica, di una telecamera e di un software di elaborazione delle immagini. L'ultima parte rende il sistema di misura della visione ciò che è.
Un sistema di misurazione visiva richiede l'illuminazione dell'ambiente per funzionare. La telecamera scatta un'immagine dell'oggetto. Il software del computer elabora poi l'immagine in 2D o 3D. Contando i pixel, si misura la distanza sull'immagine. Più alta è la risoluzione, maggiore è il numero di pixel e quindi la precisione. La visione 2D è resa possibile da tecniche come il rilevamento automatico dei bordi e l'elaborazione dei sub-pixel. I sistemi di visione 3D, allo stesso modo, utilizzano tecniche fotogrammetriche avanzate come la triangolazione laser o la luce strutturata. Guardate il Macchina di misura visiva ad alta precisione MXP.
L'importanza fondamentale della misurazione dimensionale
Indipendentemente dalla produzione, la misurazione dimensionale è un'attività produttiva fondamentale. È necessaria se si lavora con plastica, metallo o legno. È altrettanto importante per i prodotti finiti, gli OEM o la costruzione di parti di macchine. Non c'è da stupirsi che la misura dimensionale sia alla base di tutte le attività di ispezione. Mentre la metrologia convenzionale forniva un mezzo di ispezione rudimentale, gli strumenti visivi l'hanno completamente trasformata. I sistemi di misura visiva non si basano sul contatto fisico. Funzionano su linee di assemblaggio in rapida evoluzione. Riducendo le interferenze, accelerano i processi tradizionali come i controlli pass-fail. La visione artificiale può aiutarvi se la vostra linea di assemblaggio movimenta simultaneamente grandi quantità di prodotti. Gli strumenti di misura di visione possono scansionare molti oggetti alla volta. In questo modo, identificano prodotti anomali o difetti di produzione.
Sia per i piccoli che per i grandi produttori, il rilevamento dei guasti e l'ispezione dei prodotti sono processi critici. È probabile che si risparmi sul personale perché gli strumenti di ispezione visiva possono eseguire test di tolleranza in modo molto più affidabile ed efficiente. Eseguono questo riconoscimento senza entrare in contatto fisico con l'oggetto. Come vi aiuterà a lungo termine? In caso di guasti ripetitivi, il problema può risiedere nel macchinario o nella progettazione del prodotto. I sistemi di visione artificiale aiutano a verificarne la causa. Nel tempo, questo snellisce il processo di produzione, consente meccanismi di autocorrezione e accelera la produzione.
Applicazioni
I sistemi di misura di visione possono fare cose che richiederebbero un enorme investimento umano. In questo modo, risparmiano sui costi e rendono possibili compiti che prima erano ritenuti impossibili!
Analisi dimensionale dei componenti elettronici
La valutazione della tolleranza di piccoli componenti elettronici come diodi e condensatori va oltre le capacità umane. L'uso della metrologia convenzionale è difficile e richiede molto tempo. Con l'ispezione visiva è possibile effettuare misure ad alta sensibilità. Una strategia comune dei sistemi visivi è la seguente. Dividono il corpo del condensatore in segmenti ed eseguono il rilevamento dei bordi. Inoltre, i sistemi di misurazione visiva possono eseguire la scansione di molti componenti elettronici contemporaneamente. Senza la visione industriale, queste attività richiederebbero tempi e costi enormi.
Misurare le bocche e i tappi delle bottiglie
I sistemi di misura con visione possono eseguire ispezioni in linea dei prodotti. Possono elaborare componenti in movimento in una linea di assemblaggio senza interromperla. Ad esempio, possono analizzare le bocche delle bottiglie per determinare eventuali difetti di produzione. I sistemi di misura di visione eseguono un rapido controllo pass/fail quando riscontrano deviazioni. La misurazione dimensionale in linea garantisce la coerenza operativa su larga scala.
Progettazione e controllo qualità dei circuiti stampati
La misurazione di valori microscopici sui PCB è molto lontana dalle competenze umane. Senza la visione artificiale, affidarsi al personale umano è noioso e richiede molto tempo. Gli strumenti di ispezione visiva svolgono un ruolo fondamentale. I circuiti integrati saldati sui PCB possono talvolta sviluppare crepe difficilmente visibili all'occhio umano. L'orientamento dei conduttori del circuito integrato, la complanarità e l'angolarità sono tutti elementi difficili da cogliere per l'uomo. Per le macchine visive, invece, è un gioco da ragazzi. Ecco perché l'industria elettronica ha guidato la loro adozione a livello mondiale.
Identificazione delle etichette e scansione dei codici a barre
Negli stabilimenti alimentari, le etichette determinano le decisioni. La visione artificiale consente a vaste catene di montaggio di operare senza interruzioni. L'identificazione delle etichette e la scansione dei codici a barre svolgono un ruolo importante. I dati delle etichette determinano molte delle azioni critiche necessarie, come la data di scadenza, lo stabilimento di produzione, la fonte delle materie prime, ecc.
Elaborazione e archiviazione dei dati
I sistemi di misura visiva elaborano grandi quantità di dati. I dati relativi alla dimensionalità, alla qualità e alle tolleranze geometriche sono molto diffusi. I database di fabbrica memorizzano questi dati per un uso futuro. I dati raccolti dagli strumenti di ispezione visiva sono molto utili. In che modo i dati possono aiutarmi? La visione artificiale rende possibile l'archiviazione dei dati, che a sua volta ne facilita l'analisi. Con la giusta ricerca, potete contribuire a perfezionare il vostro processo e a prevedere la domanda dei consumatori! Questo è uno dei maggiori vantaggi della visione artificiale che l'uomo non può ricreare.
Conclusione
La visione artificiale ha rivoluzionato il modo di operare delle fabbriche. Ogni misura dimensionale è un dato che contribuisce alle decisioni future. Il settore manifatturiero è uno dei maggiori produttori di dati grezzi. Questi dati sono fondamentali per il perfezionamento e lo sviluppo dei metodi di produzione. Con la rapida crescita dell'intelligenza artificiale, la produzione si sta orientando verso una nuova ondata di automazione. I sistemi di misura visiva svolgeranno un ruolo centrale in questa rivoluzione.