STRUMENTAZIONE
UN PROFILATORE DA ZERO DIFETTI
01/11/2017

Il profilatore laser In-Sight è preciso e semplice da usare.

Il nuovo profilatore laser In-Sight di Cognex si presenta come un sistema facile da installare, configurare e gestire, robusto, che consente di ottenere risultati accurati e affidabili. È davvero così? La redazione di TECN’È lo ha provato per voi partendo da zero. Immaginando, cioè, di disporre di una linea di produzione e di volerlo installare, per poi verificare sui prodotti l’assenza di difetti e la corrispondenza alle specifiche. Profiler è davvero uno strumento a prova di futuro che si inserisce a pieno titolo nella filosofia modulare di Cognex con l’offerta di un prodotto costruito sulle reali esigenze del cliente e che può essere migliorato o modificato in seguito. Non richiede specifiche conoscenze per poter essere utilizzato ed è più che sufficiente una mezza giornata di pratica per iniziare a usarlo con successo.

di Claudia Pirotta (*)

Il profilatore, analizzato nella sede di Cognex (www.cognex.com), è uno strumento di misurazione per applicazioni 2D pre-calibrato: un laser esegue una triangolazione con la telecamera restituendo un profilo bidimensionale in X e Z fornendo come output valori numerici già convertiti in unità di misura, quindi da subito interpretabili. Sfruttando le misurazioni di un eventuale encoder integrato, si estrapolano dati lungo l’asse Y. Si può quindi tranquillamente definire un 2D che “strizza l’occhio” al 3D; la differenza è nel controller di visione a telecamere multiple intelligenti In-Sight VC 200 che, nel caso di applicazioni sulle tre dimensioni, viene sostituito con il VC 5.

Gli strumenti di visione, il rilevamento preciso dell’oggetto e l’interfaccia EasyBuilder® di Cognex rendono il nuovo profilatore In-Sight uno strumento intuitivo e affidabile per ottenere le misure di altezza, spaziatura, posizione e angolazione, e rilevare i difetti direttamente nello stabilimento produttivo.

STRUTTURA SEMPLICE E ROBUSTA

Il sistema si presenta molto semplice, composto da uno o due sensori di spostamento serie DS1000 (la cosiddetta “testa” con lama laser rossa) o DS900 (blu), il controller VC 200, vero e proprio cervello del sistema, che contiene e fa funzionare l’applicazione di misurazione, e il software In-Sight VC Explorer con EasyBuilder per impostare e monitorare le misurazioni. Il controller gestisce fino a due teste laser contemporaneamente: in realtà, per la maggior parte delle analisi una è più che sufficiente. Il numero raddoppia se è necessario estendere il campo di lavoro del laser o per applicazioni particolari quali la misura dello spessore in cui si usano due teste contrapposte. Vi sono poi 4 input e 8 output, lo slot per la scheda SD per l’archiviazione dei dati, una porta HDMI, tre porte USB, una porta LAN dedicata e la porta per l’alimentazione a 24 V c.c.

Il sistema è protetto IP 65 ma può essere portato a IP 69 con una speciale costruzione ed è quindi adatto a qualsiasi ambiente industriale. Altra importante novità, l’introduzione della HMI, Human Machine Interface, consente di visualizzare interfaccia e misurazioni in corso direttamente da smartphone, tablet o un portatile. Questa caratteristica è molto importante soprattutto in realtà in cui l’operatore non può stare costantemente in controllo della linea e si affida alle immagini da remoto per verificare che sia tutto a posto.

Il profilatore laser In-Sight offre una visualizzazione su dispositivi mobili in modo indipendente dalla piattaforma, per l’accesso alle interfacce utente da qualsiasi punto della rete.

INTERFACCIA USER FRIENDLY

Dopo l’installazione, in tempo record In-Sight è pronto per eseguire il test. L’interfaccia software (in inglese, ma non per questo complessa) si basa sulla collaudata EasyBuilder Cognex che guida passo-passo l’utente attraverso tutto il processo di misurazione fino al risultato finale; collegandosi ad Internet attraverso di essa si hanno sempre disponibili, in modo gratuito, tutti gli aggiornamenti software. Il profilo viene visualizzato nella finestra centrale; sulla sinistra vi è il menu con tutte le possibili azioni, dal setup alla misura e l’analisi, con icone ordinate in sequenza top-down che guidano l’utente passo passo nell’esecuzione della procedura. La colonna di destra riporta tutte le azioni intraprese e riassume i risultati. L’utilizzo del colore rosso cattura immediatamente l’attenzione su eventuali criticità (impostazioni errate, valori misurati fuori soglia…) che nel momento in cui vengono risolte diventano verdi, mentre la grafica delle icone rende ancora più comprensibile il loro significato e mette al riparo da eventuali fraintendimenti.

SETUP E MISURAZIONI FACILI E IMMEDIATE

In soli quattro passaggi In-Sight consente di passare dall’impostazione al risultato. Una volta acceso, il sistema riconosce automaticamente il profilo sotto la lama e lo ricostruisce nella finestra centrale dell’interfaccia. Con la funzione Locate part si posiziona un sistema di riferimento sul profilo, che verrà ricercato in automatico durante tutte le ispezioni e assicura maggiore robustezza all’In-Sight, specie se non si ha la certezza che le parti da esaminare arriveranno tutte esattamente nella stessa posizione. Se il profilo restituito non è preciso, lo si può ottimizzare in automatico (funzione Optimize profile), mentre in manuale è possibile aggiungere, ad esempio, un trigger continuo, letched o a tempo. Ancora, è possibile aggiungere e specificare il tipo di encoder da usare per la profilatura lungo Y, o applicare tecniche di imaging per migliorare ulteriormente il profilo.

Individuato il profilo più adatto per l’ispezione, si procede con lo step successivo (Inspect Part). La funzione Extractor tool permette di evidenziare i punti del profilo che saranno rilevanti per l’analisi, quali un punto, una superficie, un angolo, una circonferenza…È da sottolineare che è possibile misurare anche grandezze diverse da quelle proposte dal menu, che si possono aggiungere manualmente tramite la funzione Constructor Tools come, ad esempio, la distanza tra due punti qualsiasi del profilo.

A sinistra, Emanuele Pedroletti, Responsabile Profiler Nord Italia di Cognex: tel. +390230578196, mail: emanuele.pedroletti@cognex.com; a destra, Giacomo Donati, Responsabile Profiler Centro Italia di Cognex: tel. +390230578196, mail: giacomo.donati@cognex.com.

ASSENZA DI SCRIPT PER UNA MAGGIORE ROBUSTEZZA

Supponiamo di voler misurare un diametro. Tramite Extractor tools il profiler ricerca l’elemento geometrico più somigliante alla circonferenza nel profilo rilevato; con il mouse ci si posiziona in corrispondenza del punto di interesse da valutare e con Measurement Tool il sistema restituisce il valore del raggio in tempo reale. A questo punto emerge la grande novità del profiler: l’assenza di script per il calcolo della circonferenza. Per ottenere il diametro, l’operatore non deve inserire a mano formule matematiche, ma selezionare all’interno di un menu a tendina la relativa logica di calcolo che restituisce immediatamente il valore cercato. L’assenza di script rende più robusto il sistema agli errori umani, evita di dover disporre di uno specialista per scrivere gli script stessi, semplifica e velocizza le operazioni di calcolo.

La sequenza di eventi, geometrie costruite e tutte le informazioni utili che hanno portato alla misura (elencate in ordine temporale sulla destra della finestra, dall’alto al basso) prende il nome di “job”. Definito uno o più job non resta che salvarli sul controller, su scheda SD (in alternativa, è possibile inviare il file a una memoria esterna), per poterli comunicare al PLC o qualsiasi altro apparato tramite un bus industriale standard (TCP/IP, Ethernet/IP, Profinet…) e avviare la misura in linea. Le operazioni di salvataggio avvengono come nella prassi, selezionando la cartella di destinazione e indicando il nome del file. Sul campo si può passare da un job all’altro, a seconda delle esigenze e non esistono limiti nella creazione dei job e dei tool usati. Caso per caso, di tutto l’elenco di job e tool è possibile attivare solo quelli di interesse per una specifica operazione.

Possibili applicazioni del profilatore laser Cognex in ambito automobilistico.

PONTE TRA SENSORISTICA E VISIONE

A metà strada tra un’applicazione per ispezione e un 3D, Profiler si può considerare il ponte tra la sensoristica e un sistema di visione, che abbraccia entrambe le categorie proponendo qualcosa di totalmente nuovo. Il profiler soddisfa tutte quelle situazioni in cui la visione tradizionale non arriva a causa del contrasto non delineato o il colore (ad esempio, nero su nero) non aiuta la telecamera a risolvere l’immagine. Ad esempio, è stato utilizzato con successo anche per l’ispezione di un acciaio molto riflettente, ottimizzando i parametri dell’immagine e mascherando gli spike dovuti alla riflessione.

Possibili applicazioni del profilatore laser Cognex nell’elettronica di consumo.

AMPIA GAMMA DI APPLICAZIONI

Quello che colpisce del profiler è l’immenso ventaglio applicativo, che spazia dal settore Automotive (qualche esempio: misurazione delle superfici piane e delle discontinuità, ispezione dei cordoni di saldatura, ispezione dell’adesivo del tettuccio apribile, ispezione dei cuscinetti, misurazione del profilo della struttura del battistrada…) all’elettronica di consumo, dove trova spazio nella verifica dei componenti o si presta per le ispezioni dell’alloggiamento sulle schede, passando per l’agroalimentare (verifica del porzionamento degli alimenti, ispezione delle tazze con stampo a iniezione o ispezione della sigillatura delle confezioni), fino ai prodotti di consumo (ispezione dei difetti superficiali o dell’avvolgimento di un cavo in fibra, verifica della posizione e della tracciatura…).

“Se già il sistema sta ricevendo un soddisfacente consenso dal mercato, siamo convinti che in futuro sarà ancora più apprezzato specialmente in tutte le applicazioni che prevedono il controllo dimensionale di qualsiasi tipo di estrusione, piuttosto che in settori in cui i sistemi di visione 2D tradizionali sono stati sino ad ora poco considerati”, ha confermato Emanuele Pedroletti, Responsabile Profiler per il Nord Italia.

I RISULTATI IN SINTESI

Profiler è davvero uno strumento a prova di futuro che si inserisce a pieno titolo nella filosofia modulare di Cognex con l’offerta di un prodotto costruito sulle reali esigenze del cliente e che può essere migliorato o modificato in seguito. Non richiede specifiche conoscenze per poter essere utilizzato ed è più che sufficiente una mezza giornata di pratica per iniziare ad usarlo con successo. ©TECN’È

(*) Claudia Pirotta, ingegnere del Comitato Scientifico di TECN’È

Possibili applicazioni del profilatore laser Cognex in ambito agroalimentare.



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