Ispezione della superficie con la visione artificiale
Rileva in modo affidabile graffi, crepe o inclusioni - in linea, riproducibile e indipendente dal materiale.
L'ispezione visiva delle superfici è una componente centrale del controllo di qualità industriale. Che si tratti di componenti verniciati, alloggiamenti in plastica, lamine o profili metallici, anche i più piccoli difetti come graffi, crepe o inclusioni possono portare a scarti, reclami dei clienti o rischi per la sicurezza. Le ispezioni visive manuali raggiungono rapidamente i loro limiti, soprattutto in presenza di cicli elevati, di materiali mutevoli o di standard di valutazione soggettivi.
I moderni sistemi di elaborazione delle immagini consentono un'ispezione delle superfici affidabile, riproducibile e in linea, indipendentemente dal materiale, dalla forma o dal tipo di superficie.
Perché l'ispezione automatizzata delle superfici è importante
Consente una valutazione oggettiva della qualità
I difetti della superficie, come graffi, rigature o inclusioni, possono essere riconosciuti in modo riproducibile e indipendente dalle valutazioni soggettive, utilizzando sistemi di elaborazione delle immagini - anche con lotti o materiali diversi.
Aumenta l'affidabilità del processo grazie all'ispezione in linea
L'ispezione automatizzata delle superfici avviene direttamente nel flusso di produzione e rende visibili i difetti in una fase iniziale. Questo riduce in modo significativo gli scarti, le rilavorazioni e i reclami.
Tecnicamente sostituisce i processi di ispezione manuale
L'ispezione automatizzata è superiore alle ispezioni visive convenzionali, in particolare per i cicli elevati e le geometrie complesse - in termini di precisione di ripetizione, stabilità e documentabilità.
Sfide nell'ispezione delle superfici
L'etichettatura dei numeri di lotto e di serie pone requisiti elevati in termini di precisione e affidabilità della produzione. In particolare, l'integrazione nei processi esistenti e la prevenzione di errori di stampa sono fondamentali per una tracciabilità affidabile.
Cambiare i materiali e le texture delle superfici
A seconda del materiale - lucido, opaco, traslucido o strutturato - cambiano i riflessi, i contrasti e le immagini dei difetti. Ciò richiede concetti di illuminazione adattabili e una solida analisi delle immagini.
Combinazione di forma e posizione
I difetti superficiali si verificano spesso su superfici curve, bordate o irregolari. Per rilevarli in modo affidabile, l'allineamento della telecamera, la profondità di campo e la prospettiva devono essere armonizzati in modo preciso.
Definizione dell'errore e limiti di valutazione
Molte caratteristiche della superficie sono difficili da classificare visivamente (ad esempio, graffi o particelle di sporco). Per una valutazione automatizzata, le categorie di difetti devono essere chiaramente definite e tradotte in una logica decisionale comprensibile - ad esempio, attraverso una valutazione basata su regole o supportata dall'intelligenza artificiale.
Tecnologie utilizzate
A seconda della superficie, del materiale e del tipo di difetto, viene utilizzata una combinazione di tecnologie diverse. Non solo la scelta della telecamera è fondamentale per un'ispezione affidabile, ma anche l'interazione tra illuminazione, analisi delle immagini e integrazione meccanica.
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Telecamera industriale
Le telecamere industriali forniscono la base dei dati di immagine per l'ispezione delle superfici. A seconda delle dimensioni del difetto, della superficie del materiale e del tempo di ciclo, si utilizzano diverse risoluzioni del sensore, tipi di otturatore e interfacce. La selezione è specifica per l'applicazione - concentrandosi sull'accuratezza del rilevamento, sulla stabilità e sulla capacità di integrazione.
- Alta risoluzione per rilevare i difetti più piccoli
- Otturatore globale per immagini senza distorsioni di parti di prova in movimento
- La selezione dipende dall'interfaccia (GigE, USB3, CoaXPress) e dal formato del sensore.
- monocromatico per i difetti strutturali, a colori per le caratteristiche legate al colore.
Lente
L'obiettivo ha un'influenza decisiva sulla chiarezza con cui i difetti superficiali sono visibili nell'immagine. La qualità dell'immagine, la profondità di campo e i dettagli dell'immagine dipendono direttamente dall'obiettivo: deve corrispondere esattamente alla telecamera, alla geometria dell'ispezione e alle dimensioni dei difetti.
- La lunghezza focale e il campo visivo dipendono dalla dimensione e dalla distanza del componente.
- La risoluzione dell'ottica deve corrispondere alla risoluzione del sensore della fotocamera.
- A seconda dell'applicazione, vengono utilizzati obiettivi standard, macro o telecentrici.
Illuminazione
Molti difetti superficiali non possono essere riconosciuti in modo affidabile senza un'illuminazione controllata. L'illuminazione crea il contrasto necessario e deve essere adattata alle proprietà del materiale, al tipo di difetto e alla geometria.
- La luce radente mette in risalto i graffi sottili, le scanalature o le irregolarità in modo vivido.
- L'illuminazione coassiale o a cupola riduce i riflessi sulle superfici lucide o strutturate.
- La lunghezza d'onda, l'angolo di incidenza e l'omogeneità hanno un'influenza significativa sul rilevamento dei difetti.
Software di elaborazione delle immagini e AI
Il software analizza i dati delle immagini, controlla la logica decisionale e trasmette i risultati dell'ispezione al sistema di controllo della linea. Oltre ai classici metodi basati su regole, è possibile integrare anche modelli di deep learning, soprattutto per immagini di difetti visivamente complessi o difficili da definire.
- Definizione delle classi di difetti, delle caratteristiche di ispezione e dei valori di tolleranza
- Valutazione in tempo reale con logica basata su regole o reti neurali
- Connessione a PLC, sistemi di acquisizione dati sulla qualità o HMI
La via CHROMOS verso la soluzione ottimale
Analisi dei requisiti e test di fattibilità
Ogni superficie presenta sfide specifiche - a seconda del materiale, del colore, della struttura e del modello dei difetti. Analizziamo i suoi pezzi di prova e collaboriamo con lei per definire i requisiti tecnici.
Selezione dei componenti e set-up di prova
In base al compito da svolgere, mettiamo insieme la telecamera, l'ottica, l'illuminazione e il software più adatti. Verifichiamo la capacità di rilevamento in condizioni reali negli studi di fattibilità e nei set-up di laboratorio.
Integrazione nei processi esistenti
L'elaborazione delle immagini è perfettamente integrata nella sua linea, sia nei processi continui, sia nelle stazioni manuali o supportate da robot. Le decisioni di ispezione possono essere trasferite direttamente ai PLC o ai sistemi di controllo.
Assistenza durante il funzionamento e con le modifiche
Siamo al suo fianco anche dopo la messa in servizio - con le regolazioni per le modifiche del prodotto, le ottimizzazioni durante il funzionamento o l'assistenza con la valutazione e la connessione dei dati.
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