Sistema di visione per l'ispezione di prodotti estrusi
Max Reijngoudt
Per migliorare il controllo qualità durante i processi di estrusione, è possibile integrare un sistema di visione per l'ispezione di prodotti estrusi. Durante l’estrusione, masse riscaldate, plasticamente deformabili e viscose come le materie plastiche vengono forzate attraverso un’apertura sagomata sotto pressione. L’estruso risultante può assumere una varietà di forme, ad esempio profili, guarnizioni, tubi, ecc.
Poiché il prodotto finale viene realizzato in modo continuo in questa forma di produzione, è di fondamentale importanza per il processo che le deviazioni nella tolleranza di produzione o i difetti superficiali possano essere rilevati immediatamente, altrimenti c'è il rischio che il difetto si protragga per un periodo molto lungo del processo produttivo, portando a una grande quantità di scarti e quindi a
elevati costi dovuti a una produzione difettosa.
Per ridurre questi costi e possibili reclami dei clienti, vengono spesso utilizzati sistemi di ispezione basati su telecamera. I sistemi chiavi in mano per applicazioni di estrusione sono costosi e spesso non sono stati sviluppati per soddisfare le esigenze specifiche dei rispettivi clienti.
Sempre più aziende stanno ora sviluppando un proprio sistema di ispezione per la loro specifica applicazione. Per fare ciò, si "investe" una sola volta nello sviluppo e si dispone poi di un sistema perfettamente adattato alle proprie esigenze, che può essere successivamente esteso ad altre linee di estrusione a costi molto contenuti. Inoltre, il know-how viene sviluppato internamente all'azienda, riducendo la dipendenza da aziende esterne.
In questo caso specifico, il cliente produce strisce di plastica che devono essere ispezionate per rilevare difetti su entrambi i lati direttamente dietro l'estrusore. In alcuni casi, singoli granuli del granulato plastico non si sciolgono completamente oppure impurità si accumulano all'ugello di uscita dell'estrusore, causando così difetti superficiali come graffi, ammaccature o simili. L'obiettivo del monitoraggio è rilevare questi difetti il prima possibile, in modo da poter intervenire immediatamente nel processo e ridurre al minimo gli scarti.
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Selezione telecamera
Per prima cosa, definiamo la giusta Telecamera industriale per l'applicazione del sistema di visione per l'ispezione dei prodotti estrusi. In base alle specifiche del cliente, abbiamo raccomandato al cliente la seguente configurazione.
Dati principali:
- Larghezza massima delle strisce: 80 mm
- Velocità di estrusione: max. 5 m/min
- Errore minimo: 0,2 mm
- Distanza Telecamera/PC: ca. 10 m.
I sistemi di Telecamera per l'elaborazione delle immagini dovrebbero essere progettati in modo tale che il più piccolo dettaglio di almeno 3x3 pixel sia visualizzato. Con un FOV di 80x60mm, ciò significa una risoluzione di almeno 1200x900 pixel.
Poiché il prodotto si muove durante l'acquisizione delle immagini, è consigliabile utilizzare una Telecamera global shutter. Puoi trovare ulteriori informazioni sui diversi tipi di shutter delle Telecamere industriali nel nostro knowledge center qui: Global shutter vs. Rolling shutter
Secondo il calcolo sopra riportato, la Telecamera MER2-160-75GM-P sarebbe sufficiente. Si tratta di una global shutter Sony IMX273 con un sensore da 1/2.9' con 1440x1080 pxl e una dimensione del pixel di 3,45µm.
Obiettivo adatto per sistema di visione per l'ispezione di prodotti estrusi
Per determinare l'obiettivo appropriato per questa applicazione di sistema di visione per l'ispezione di prodotti estrusi, è necessario conoscere la dimensione del sensore di immagine utilizzato, il FOV da coprire e la distanza di lavoro tra la Telecamera e il prodotto da ispezionare. La distanza di lavoro massima possibile all'interno della linea di estrusione è limitata: sia dalla parte superiore che da quella inferiore del prodotto è di massimo 300 mm.
L'utilizzo della MER2-160-75GM-P in combinazione con un obiettivo da 16 mm a una distanza di lavoro di 300 mm consente di ottenere un FOV di 88x66 mm. Questo obiettivo C-mount è una buona opzione per questa applicazione: VA-LCM-5MP-16MM-F1.4-015.
Calcolatore obiettivo
Illuminazione per l'ispezione di prodotti estrusi
Lo scenario di illuminazione ideale dipende da molti fattori, ad esempio la condizione superficiale del prodotto, l'illuminazione ambientale, eventuali variazioni di luce a seconda del periodo dell'anno e dell'ora del giorno, ecc. Se lo spazio di installazione lo consente, è consigliabile rendere l'applicazione indipendente dalle influenze luminose esterne. Ciò può essere garantito, ad esempio, incapsulando le Telecamere e l'unità di illuminazione. Questa misura assicura che la qualità dell'immagine ottenuta sia sempre costante in qualsiasi momento della giornata o dell'anno. Soprattutto se si utilizza un software di ispezione, questo previene il verificarsi di possibili pseudo-errori.
I battiscopa in plastica presentano una superficie color antracite, solo leggermente riflettente. Difetti, inclusioni così come graffi o ammaccature possono essere sempre rilevati in modo affidabile tramite una variazione della texture superficiale delle strisce.
Per questo sistema di visione per l'ispezione di prodotti estrusi, è quindi consigliabile installare sorgenti luminose aggiuntive rispetto alla configurazione della Telecamera, che rendano queste distorsioni superficiali più evidenti rispetto alla superficie integra delle strisce di plastica. Le nostre barre luminose VA-BL3-119x16-W rappresentano una soluzione semplice ed economica, poiché possono essere facilmente fissate a strutture esistenti tramite le staffe opzionali. Per alimentarle, è possibile utilizzare un'alimentazione 24V già presente sulla linea di estrusione oppure il nostro VA-PS1-A1-60W-24V-1 Power Supply. Se si desidera collegare più sorgenti luminose a un'unica alimentazione e regolarle, qui si trovano opzioni adatte: Powersupply per barre luminose.
Idealmente, l'illuminazione dovrebbe essere posizionata con un angolo piuttosto basso, inferiore a 45°, rispetto al prodotto da ispezionare, in modo che i difetti siano chiaramente visibili grazie al riflesso, che differisce in modo significativo dal prodotto originale. La superficie opaca in questa applicazione rende l'impostazione dell'illuminazione leggermente più semplice. Nel caso di superfici altamente riflettenti o con effetti lucidi, l'utilizzo di filtri polarizzatori può essere d'aiuto. In ogni caso, è necessario assicurarsi che non vi siano riflessi causati dalla luce che colpisce direttamente l'obiettivo. Per evitare ciò, è possibile intervenire sulla posizione della Telecamera o della sorgente luminosa in loco per trovare la configurazione ideale per l'applicazione.
Software di elaborazione delle immagini
Con la configurazione sopra descritta, ora è possibile visualizzare le immagini su un PC e salvarle. Questo sarebbe sufficiente, ad esempio, se l’operatore della macchina deve solo monitorare il processo di tanto in tanto controllando manualmente le immagini.
Con questo metodo, tuttavia, non si otterrà mai un controllo al 100% dell’intera produzione, ma al massimo un monitoraggio casuale.
Fino a pochi anni fa, l’utilizzo di software di elaborazione delle immagini era ancora molto complesso ed esteso. Non era possibile senza conoscenze di programmazione. Grazie alle soluzioni software intuitive di Zebra Aurora Visione, ora è possibile anche per i non esperti. Il software è basato su Windows e può essere utilizzato tramite drag & drop. Tutto ciò che serve è una licenza sviluppatore e poi una licenza runtime per ogni linea di produzione.
Sul nostro sito web troverete alcuni video che mostrano l’uso intuitivo e le possibilità offerte dal software Zebra Aurora Visione.
Per avere una prima impressione di questa soluzione software, è possibile scaricare la versione lite gratuita (Zebra Aurora Visione Studio 5 Lite) direttamente dal nostro sito web.
Se desiderate comunque affidarvi a un integratore per iniziare a utilizzare il software, saremo lieti di consigliarvi uno dei nostri partner per l’integrazione.
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