TECNOLOGIE/ Occhi elettronici e algoritmi per eliminare i difetti di fabbricazione

- Michele Orioli

In alcuni settori, come l’elettronica, il militare e il biomedicale, spiega MICHELE ORIOLI, un particolare sistema visivo consente di aumentare gli standard qualitativi e produttivi

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Si parla molto oggi di qualità dei prodotti e il fattore qualità viene considerato decisivo per assicurare il successo di mercato soprattutto in alcuni settori come l’elettronica o l’automotive. In altri ambiti, come l’alimentare e il farmaceutico, il tema della qualità assume un valore ancor più stringente e che interessa tutti perché va a incidere direttamente su un aspetto al quale tutti siamo evidentemente molto sensibili, cioè la salute.

Ma da cosa dipende la possibilità che le dichiarazioni di qualità dei prodotti non siano solo promesse ingannevoli o buone intenzioni? Certo dipende da molti fattori e sicuramente in primis da un insieme di fattore umani, organizzativi e culturali. Anche la tecnologia però può dare il suo contributo e in proposito uno degli ambiti in maggior crescita in questi anni è quello dei sistemi di visione. Ad essi è dedicato uno speciale, curato da Armando Martin, sull’ultimo numero della rivista specializzata Automazione e Strumentazione.

Un sistema di visione, dice Martin, è ideale per «far fronte contemporaneamente alle numerose richieste di certificazione e conformità e alla necessità di aumentare la produttività e gli standard di qualità». Ma come si presenta un sistema di visione? In sintesi, è costituito «dall’oggetto da esaminare, dal sistema di acquisizione e di elaborazione dell’immagine, dalle interfacce con l’ambiente esterno. Le parti da ispezionare vengono posizionate attraverso sistemi di movimentazione di fronte alle telecamere e illuminate in modo da evidenziare il più possibile i difetti da individuare. Il sistema ottico forma un’immagine sul sensore della telecamera che produce un segnale elettrico in uscita, digitalizzato e memorizzato. L’immagine viene catturata ed elaborata tramite software con particolari algoritmi di calcolo e analisi. Il sistema consente l’individuazione delle caratteristiche dell’immagine e ne amplifica alcuni aspetti (contorni, spigoli, forme, strutture ecc.). Sulla base dei risultati dell’elaborazione, il sistema decide gli scarti e fornisce le informazioni opportune al resto del sistema produttivo».

Ad avvalersi dei sistemi automatici di visione sono ormai molti settori produttivi. Prendiamo il caso, già citato, dei settori alimentare e farmaceutico dove è d’obbligo garantire la tracciabilità dei prodotti in ogni momento tramite data di scadenza, lotto di produzione, correttezza di contenuto e posizionamento delle etichette; «i sistemi di visione sono lo strumento essenziale per effettuare questi controlli, grazie anche alle numerose possibilità di documentazione dei difetti e di controllo degli imballi».

Più in generale questi sistemi, integrando componenti ottiche, elettroniche e meccaniche, permettono di acquisire, registrare ed elaborare immagini riuscendo a riconoscere quelle caratteristiche dell’immagine che rendono possibili le operazioni di controllo, classificazione, selezione. Diventa quindi possibile, e in modo automatico e preciso, leggere scritte e codici, guidare movimentazioni robotiche, verificare le tolleranze, riconoscere difetti e selezionare i prodotti.

In effetti l’ispezione visiva offre la possibilità di riconoscere quasi tutte le difettosità di un prodotto: riesce infatti a stabilire la presenza o assenza di componenti, a eseguire controlli superficiali, conteggio di pezzi, classificazione e selezione dei prodotti per pezzatura, colore, dimensione; i sistemi automatici di visione sono inoltre utilizzabili in ambienti ostili e permettono di ispezionare oggetti molto piccoli o difficilmente accessibili. In tutto ciò «assicurando maggiore uniformità di trattamento e precisione rispetto all’ispezione umana».

Per non parlare della loro funzione all’interno di sistemi di produzione più complessi (manipolatori, robot antropomorfi, carrelli) ai quali forniscono le informazioni necessarie per l’esecuzione di operazioni in contesti non statici: oggetti non perfettamente posizionati, aree di lavoro dove si muovono operatori e altri macchinari, aree di carico e scarico merci.

Certo, c’è un problema di costi, che restano elevati soprattutto per la progettazione e la messa a punto dei sistemi più che per i prezzi delle apparecchiature: «è comunque innegabile – sostiene Martin – che nel lungo periodo i sistemi di visione facciano risparmiare denaro per motivi evidenti: abbattono gli scarti, rilevano in anticipo gli errori nelle linee di produzione, migliorano il prodotto, velocizzano il processo produttivo, riducono i reclami e le restituzioni di pezzi difettosi».

E negli ultimi tempi la “machine vision” inizia ad essere ampiamente applicata anche nel mondo non manifatturiero, diventando uno strumento utile in campo militare e biomedicale, «senza dimenticare il ruolo svolto nel controllo del traffico e nel controllo accessi».

 

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