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Ottobre 2014
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Automazione e Strumentazione
VISIONE
speciale
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po seriale quali Camera Link, PCI Express USB
2.0 (480 Mbps) e
IEEE 1394
, nota anche col no-
me delle implementazioni FireWire e i-Link. Og-
gi grazie agli sviluppi della microelettronica e ai
nuovi algoritmi di trasmissione si possono rag-
giungere velocità di trasferimento dati fino a 10
Gbps con tecnologie come
USB3 Vision
,
Came-
ra Link HS, CoaXPress
e
GigE Vision 2.
Soluzioni embedded, PC-based
e non intrusive
Le soluzioni di visione
embedded
sono basate su
telecamere intelligenti (
smart camera
), ovvero
sistemi compatti di trattamento di immagini in
cui i componenti di digitalizzazione, elaborazione
e memoria sono integrati nello stesso disposi-
tivo con il sensore di immagine (CCD o CMOS,
matriciale o lineare, bianco/nero o a colori). Le
smart camera sono in generale impiegate negli
stessi campi di applicazione dei sistemi di
visione più complessi
, laddove considerazioni di
ingombro, costo o affidabilità rendono impratica-
bile l’impiego di architetture basate su PC o ela-
boratori esterni. I sistemi embedded assicurano
elevate prestazioni con tempi di elaborazione
molto contenuti. I tipici settori di utilizzo dei
sistemi embedded sono infatti il controllo qualita,
il controllo remoto di macchine e linee di produ-
zione, le ispezioni dei processi robotizzati.
Per aumentare le prestazioni e la flessibilità
d’uso è invece preferibile adottare
sistemi di
visione PC based
. Strutturalmente sono costitu-
iti da componenti commerciali standard e da un
sistema di elaborazione basato su PC. In alcuni
casi le telecamere sono collegate al PC attra-
verso un
frame grabber
. Le soluzioni basate su
PC sono più competitive nelle applicazioni che
richiedono un’integrazione complessa. A fronte
di tempi di elaborazione relativamente elevati,
i sistemi PC based sono espandabili e adatti per
applicazioni personalizzate. In questo senso sono
più orientati verso i costruttori di macchine che
verso gli end user.
Non ultimi, i sistemi di visione non intrusivi si
possono suddividere in
sistemi di scansione
per il rilevamento geometrico
(profili, rugosità,
misure superficiali, ricostruzioni tridimensionali,
reverse engineering) e in
sistemi di acquisizione
di immagini
per analisi morfometriche, densime-
triche, fotometriche, termografiche, quantitative e
dimensionali.
Una tecnologia molto apprezzata per controlli
dimensionali sulla linea di produzione è
l’olo-
grafia conoscopica
che consente la ricostruzione
tridimensionale di sagome, misure di profili e di
quote con risoluzioni anche dell’ordine dei nano-
metri, in abbinamento a microscopi ottici.
Altra tecnologia non intrusiva molto diffusa è la
termografia all’infrarosso
. I sistemi di visione
termografici sono in grado di individuare la
distribuzione delle temperature sui campioni esa-
minati. Le applicazioni spaziano dai controlli non
distruttivi, al controllo di processi, alla manuten-
zione preventiva. Sono infine da citare le
ispe-
zioni
non intrusive con i sistemi di visione a
raggi
X
, in grado di effettuare scansioni tridimensionali
dei componenti. Tipicamente tali sistemi sono
impiegati nella verifica della presenza dei com-
ponenti all’interno di un circuito assemblato e nei
controlli dimensionali e di layout.
Applicazioni per la qualità
e la produzione
I sistemi di visione possono essere integrati in
quasi tutti i punti delle linee di produzione, elimi-
nando costose lavorazioni aggiuntive sul prodotto
finale. I sistemi di visione assicurano anche una
maggior efficienza degli impianti produttivi ed
evitano il danneggiamento dei prodotti causato da
misure di contatto. Anche in termini di costi glo-
bali, il recupero dell’investimento di un’applica-
zione di visione industriale avviene in tempi rela-
tivamente brevi. Naturalmente non tutti i sistemi
di visione si equivalgono. La qualità e i costi di
un sistema di visione dipendono dalle caratteristi-
che del sensore di visione, dai sistemi di illumina-
zione e acquisizione immagini, dai tool di elabo-
razione dati e dalle interfacce di comunicazione.
In termini di
controllo qualità industriale
i
sistemi di visione sono preposti al riconoscimento
dei difetti di un prodotto, alla verifica delle tolle-
ranze, all’orientamento, al posizionamento e alla
guida di robot, alla lettura di caratteri e codici, alle
verifiche su nastri in continuo.
La quasi totalità
delle difettosità di un prodotto possono essere
riconosciute mediante ispezione visiva.
I con-
trolli di qualità per la produzione sono di due tipi:
statistico
e
puntuale
. Il primo garantisce, grazie
a rigide matrici di accettazione, che lo scarto mas-