Set-up del sistema di misura

Una volta montata sulla MTS l’attrezzatura per la realizzazione della piegatura su tre punti, mostrata in Figura 5.2, è stata eseguita la rilevazione delle dimensioni degli utensili per andare poi a definire il campo visivo che dovrà essere inquadrato dalla telecamera.

Figura 5.2 Attrezzatura per il V-bending sulla MTS.

Questa scelta è innanzitutto influenzata dai criteri di funzionamento del programma “Angle Measure”, che prevede che debbano essere definite due regioni di interesse all’interno dell’immagine nelle quali eseguire la ricerca delle feature lineari corrispondenti ai lembi di lamiera ai due lati della piega. È quindi necessario che il campo visivo comprenda due tratti lineari di lamiera, adiacenti alla zona in cui la piega causerà la curvatura del profilo, di dimensione sufficiente a garantire una idonea rappresentatività geometrica del tratto di lamiera stesso. Infatti, se questi tratti fossero troppo corti, le feature lineari che vengono definite sono ognuna il risultato dell’interpolazione di un numero ridotto di punti e dunque scarsamente rappresentative del reale profilo della lamiera. Si pensi, ad esempio, alla presenza di una irregolarità all’interno di uno dei tratti considerati, più corta è la sua lunghezza e più l’interpolazione che viene eseguita sarà deviata dal reale profillo della lamiera. Questo creerà un errore nella determinazione delle feature lineari e di conseguenza un errore nella misura dell’angolo di piega.

La definizione della dimensione orizzontale del campo visivo deve tenere quindi in considerazione di questo vincolo.

Altro fattore da tenere in considerazione è che non è il punzone a muoversi in direzione della matrice ma è il viceversa. Questo dipende dal fatto che il punzone viene montato sulla ganascia della testa

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superiore della MTS e quindi rimane in posizione fissa durante la lavorazione. La matrice, invece, viene montata sulla ganascia della testa inferiore e quindi sarà questa a spingere la lamiera a piegarsi attorno alla punta del punzone. Dal punto di vista del processo di piegatura questo non è un fattore rilevante, ma lo è per la definizione della dimensione verticale del campo visivo.

La condizione in cui la lamiera è in procinto di entrare in contatto col punzone dovrà quindi essere inquadrata nella parte inferiore dell’immagine in modo che tutta l’operazione di piegatura rientri nel campo d’immagine. Il valore della dimensione verticale dipende quindi dall’angolo massimo di piegatura che viene realizzato per fare in modo di soddisfare le condizioni sopraesposte.

Figura 5.3 Sketch delle dimensioni dell’attrezzatura di piega.

Considerate le misure dell’attrezzatura, illustrate schematicamente in Figura 5.3, ed i vincoli progettuali, per il campo di misura è stato scelto per la dimensione verticale il valore minimo di 100 mm, di conseguenza la dimensione del campo visivo risulta essere di 133x100 mm circa. Questa risulta compatibile con il controllo del processo con piegature della lamiera nel range 0° ÷ 90°. A questo punto è stato affrontato il problema del frame rate che, come esposto nel capitolo 3, è stato incrementato sfruttando la funzione di binning verticale. Questa ha permesso di aumentare la frequenza di acquisizione della telecamera senza ridurre il campo visivo.

Per non ridurre troppo la risoluzione dell’immagine si è scelto di testare il sistema di misura in due modalità: la prima a piena risoluzione dell’immagine, cioè con formato d’immagine 1600x1200 e binning verticale pari a 1, e la seconda con risoluzione verticale dell’immagine dimezzata, formato d’immagine 1600x600 e con valore di binning verticale pari a 2.

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Il metodo con cui è stata calcolata la risoluzione media nelle due direzioni verrà esposto dettagliatamente più avanti. Si noti intanto che come conseguenza dell’impostazione del binning è variato solo il valore della risoluzione verticale, che è peggiorata, mentre quella orizzontale è rimasta invariata.

Tabella 5.2 Confronto trai principali parametri di acquisizione delle due modalità esaminate.

Formato 1600x1200 (binning verticale = 1) Formato 1600x600 (binning verticale = 2) Frame Rate [fps] 62,0001240 121,065375 Distanza di lavoro [mm] 800 800 Campo visivo [mm] 133,68x100,18 133,76x100,26 Risoluzione Orizzontale [µm] 83,55 83,60 Risoluzione Verticale [µm] 83,48 167,10

Per quanto riguarda l’illuminazione questa è stata realizzata tramite una lampada ad incandescenza rivolta verso l’attrezzatura di piega.

Sullo sfondo è stato posizionato un pannello di colore bianco allo scopo di rendere uniforme il background nell’immagine e in modo da avere meno variazioni possibili tra immagini successive. Questo consente di alleggerire il compito del calcolatore sia per l’equalizzazione dell’immagine che per l’esecuzione degli algoritmi di analisi di immagine presenti nel codice di “Angle Measure”. Un altro accorgimento preso è stato quello di verniciare il profilo della lamiera con vernice nera in modo da aumentare il contrasto con lo sfondo dell’immagine e rendere più nitido il bordo per la ricerca dei punti del bordo della lamiera ed al contempo per evitare che la superficie lucida dei lamierini in alluminio rifletta troppa luce rendendo sfocato il bordo nell’immagine.

Il posizionamento della telecamera è stato eseguito tramite un cavalletto posto di fronte alla MTS. La telecamera è stata innanzitutto allineata alla direzione longitudinale della piega. Per fare questo si è fatto riferimento al punzone, che oltre ad essere la parte che determina la piega è anche quella che rimane fissa durante il processo. La telecamera è stata quindi disposta in modo da essere ortogonale alla faccia frontale e piana del punzone. L’allineamento con la matrice è stato fatto mantenendo ferma la telecamera ed orientando la matrice in maniera opportuna facendo sempre riferimento al piano frontale del punzone, scelto come feature di riferimento.

Per il posizionamento si è fatto ricorso a una barra retta con sezione quadrata e a delle squadre tarate secondo la normativa DIN 875/0 e DIN 875/1, le cui caratteristiche saranno presentate in seguito. In Figura 5.4 si può vedere il set-up realizzato per il sistema di misura.

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Figura 5.4 Set-up del sistema di visione.