Ispezioni dei componenti nel settore automotive: innovazione continua da Keyence

L’industria automobilistica ricorre sempre più spesso all’elaborazione delle immagini, ricorrendo a tecniche d’ispezione sempre più avanzate, in grado di trovare applicazioni in altri settori industriali. Questo settore, quindi, può fornirci uno stato dell’arte aggiornato sull’evoluzione dei sistemi di elaborazione delle immagini per il controllo dei pezzi prodotti, come quelli proposti dalla Keyence, leader per l’innovazione nel campo della visione artificiale da oltre 30 anni.

I suoi sistemi di visione artificiale ad alta velocità e alte prestazioni sono stati oggetto di miglioramenti continui e oggi consentono una facilità d’uso e una stabilità maggiori per la soluzione delle applicazioni più difficili. Nel 2008 venne rilasciata la Serie XG-7000, un “sistema di elaborazione delle immagini ad alte prestazioni in grado di vincere qualsiasi sfida”, seguita nel 2012 dalla Serie CV-X100, un “sistema di elaborazione delle immagini estremamente facile da usare”. Nel 2013, alla linea di prodotti è stato aggiunto un “sistema di elaborazione delle immagini in linea tramite ispezione 3D”. Keyence ha continuato così a sviluppare sistemi di elaborazione delle immagini estremamente avanzati, basati sulle proprie tecnologie innovative.

In ambito automotive, nello specifico, Keyence è molto presente, con applicazioni in grado di effettuare ispezione e tracciatura di vari componenti, risolvendo problematiche ed esigenze in ottica di miglioramento competitivo. Eccone alcuni esempi:

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La robotica applicata ad una migliore cooperazione tra uomo e macchina

Quando si affronta un tema di visione e in particolare ci si pone il problema di analizzare un sistema complesso, spesso ci si concentra sulle peculiarità della fotocamera, oppure degli altri componenti. Ciò al fine di ragionare in termini di risoluzione o di altre grandezze che a “tavolino” direbbero che il sistema è assolutamente in grado di fare quello che il cliente richiede. La realtà è più complessa, o meglio, nella realtà si confronteranno le prestazioni del sistema con quello che l’uomo riesce a fare in termini di visione, apprendimento e adattamento al problema, ovviamente richiedendo tempi ciclo ridotti e maggiore capacità di ispezione.

Ad A&T – Affidabilità & Tecnologie, la manifestazione internazionale dedicata alle tecnologie innovative – Torino 22/23 Aprile 2015 – i Visitatori industriali troveranno Espositori che presenteranno le loro migliori tecnologie e metodologie nel campo dei sistemi robotici applicati all’industria di precisione.

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La richiesta: migliorare e velocizzare azioni manuali ripetitive

Il caso di applicazione principe in questo senso è la fine linea produttiva nel settore automotive: la verifica e l’assemblaggio di componenti di vario tipo (come ad esempio nell’assemblaggio di un motore) è infatti un’attività in larga parta manuale con addetti che svolgono decine se non centinaia di controlli in breve tempo su centinaia di pezzi ogni giorno. È naturale che tale tipo di attività così pressante e ripetitiva necessiti di grande attenzione e concentrazione, e che, di conseguenza, possa generare un’elevata possibilità di errore se il personale non viene correttamente gestito e “turnato”.

L’esigenza diventa quindi creare un sistema “robusto” in grado di riconoscere un componente in un contesto e non solo per confronto di immagini campione, unendo quindi le capacità di un essere umano con l’instancabilità di una macchina.

La soluzione: un sistema che si avvicina alla coordinazione occhio-mano

Sistema robotico Kuka
A questo scopo hanno unito le loro forze Egicon, azienda specializzata nello sviluppo e produzione di sistemi elettronici “mission critical” e di apparati di ispezione e collaudo, e Kuka Robotics, uno dei più grandi costruttori di robot industriali a livello mondiale, i quali hanno saputo creare un sistema robotico in grado di simulare le capacità umane di osservazione, riconoscimento, orientamento nello spazio e coordinazione occhio-mano descritte sopra, posizionandosi sempre nella migliore condizione per il sistema di visione e garantendo la massima flessibilità nel compimento del lavoro da svolgere.

Dall’integrità alla completezza

Robot Kuka - riconoscimento componentiPer come pensato, progettato e sviluppato da Egicon, questo sistema di visione e ispezione trova larga applicabilità nel settore automotive ma non solo: anche altri ambiti come quello medicale e alimentare possono sfruttare ampiamente questo tipo di soluzione, così come ogni altro comparto in cui siano presenti processi che necessitano a vario livello di controlli di integrità, di estetica, controlli dimensionali e di completezza e correttezza di eventuale assemblaggio, avendo quindi a disposizione una sorta di ispettore automatizzato a garanzia della qualità, capace di interpretare e riconoscere non solo (le più note) discontinuità estetiche e/o geometrie fuori tolleranza, ma anche se un processo di assemblaggio si è svolto correttamente e che tutti i pezzi siano stati usati e posizionati secondo distinte precise. E questo non è di certo così noto e semplice da realizzare.

Egicon vi aspetta con questo, e altri Casi Applicativi presso lo stand di Kuka Robotics (E3/D4) ad Affidabilità & Tecnologie, 22-23 Aprile 2015 | Torino, Lingotto Fiere

Garantire l’Affidabilità dei prodotti e dei componenti attraverso prove e misure

Cosa significa, in termini pratici, “garantire l’Affidabilità dei Prodotti e dei Componenti“?

Si tratta di applicare specifiche metodologie e utilizzare strumenti e servizi mirati alla verifica delle caratteristiche affidabilistiche dei singoli componenti e, in ultima analisi, del prodotto completo.

Proponiamo, di seguito, alcuni innovativi esempi pratici che possono chiarire efficacemente come un approccio innovativo, pianificato e sostenibile in materia di affidabilità, possa incrementare il valore competitivo delle aziende.

In questo articolo mostreremo  3 Casi Applicativi legati al tema dell’Affidabilità dei Prodotti e dei Componenti:

Durante la manifestazione AFFIDABILITÀ’ & TECNOLOGIE ci sarà la possibilità per tutti i Visitatori di accedere ad esempi reali di Casi Applicativi direttamente presso gli stand degli Espositori e approfondire le tematiche di maggiore interesse. L’appuntamento da non perdere è a Torino al Lingotto Fiere il 22-23 Aprile 2015!

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Prove di crash a garanzia dell’affidabilità dei nuovi materiali

LIA – Istituto per le Costruzioni Automobilistiche Leggere – Università di Paderborn (Germania)

L’automobile è attualmente in fase di essere reinventata. I nuovi concetti di propulsione non sono l’unica causa che sta rivoluzionando la produzione degli autoveicoli: un ruolo decisivo viene giocato anche dall’impiego di materiali innovativi e particolarmente leggeri.
Dai materiali compositi a fibre, a quelli ibridi e ai materiali metallici a resistenza ultra elevata, tutti hanno una cosa in comune: sono più leggeri degli acciai formati a freddo, usati in passato, e ciò rende possibile lo sviluppo e la produzione di automobili più leggere e, in definitiva, più economiche.
Il LIA – Institute for Lightweight Construction in Automobiles (LIA) Istituto per le Costruzioni Automobilistiche Leggere dell’Università di Paderborn (Germania) esamina e sviluppa i concetti di costruzioni leggere con l’impiego di nuovi materiali. L’Istituto effettua sequenze di prove quasi statiche, cicliche e altamente dinamiche per verificare i gruppi di componenti e i concetti dei materiali.

Banco prova crash dei componenti 

Il LIA dispone di numerose strutture di prova, fra le quali un banco prova crash dei componenti realizzato in casa, utilizzabile per l’analisi delle prestazioni del crash a velocità fino a 25 m/s e con energia di 32 kJ, che può anche essere usato per l’analisi della deformazione dei componenti, per prove rapide di carico fino a rottura, per prove di coppettazione altamente dinamiche e altro ancora. Per l’analisi delle serie di prove, si possono utilizzare due telecamere ad alta velocità, con frequenza di fotogrammi fino a 100 kHz.
Per garantire l’efficace valutazione e analisi del processo di crash, si devono misurare la risposta della forza sulla piastra di serraggio o sulla slitta, la curva dello spostamento e la velocità d’impatto della slitta.
In definitiva, ogni banco prova è tanto valido quanto lo sono i sistemi di acquisizione dati di misura da esso impiegati. Per tale ragione il LIA si affida al sistema di acquisizione dati di misura GEN5i della HBM, per registrare e analizzare i dati di misura rilevati. I vantaggi di tale sistema comprendono le elevatissime cadenze di campionamento, l’elevato livello di sicurezza dei dati e la loro rapida elaborazione nel software Perception, in esso integrato.

Sistema di acquisizione dati di misura GEN5i

sistema-acquisizione-dati-misura-gen5iIl sistema di acquisizione dati GEN5i è un laboratorio di prova completo e portatile, poiché comprende tutti i componenti necessari a svolgere complessi compiti di misura. Esso dispone dell’intera catena di misura, dall’amplificatore d’ingresso al filtro, alla scelta della sequenza di misura con regolazione della cadenza di campionamento e degli eventi di trigger, pre-elaborazione, analisi e salvataggio dei dati misurati.
L’elettronica di misura del GEN5i cattura anche i picchi transitori e d’interferenza. Grazie alla sua grande memoria per transitori con capacità di 9 giga-campionamenti, si possono registrare facilmente e rapidamente ampie serie di prove.

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La tomografia industriale: cos’è e a cosa serve?

TEC-EUROLAB srl

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La tomografia industriale è un metodo di controllo non distruttivo. È l’evoluzione naturale della radioscopia e della radiografia digitale e rende disponibile il volume tridimensionale dell’oggetto analizzato, anziché semplicemente l’immagine 2D proiettata; ciò consente di effettuare rilievi quantitativi oltre che qualitativi. In particolare, avendo a disposizione l’immagine tridimensionale del componente, sarà poi possibile analizzarne le singole sezioni vedendo ogni particolare interno. Per quanto riguarda i difetti, le caratteristiche dimensionali e le geometrie interne ed esterne.

La tomografia industriale: a cosa serve

La tomografia industriale risulta uno strumento molto potente, in grado di supportare le imprese nella realizzazione di nuovi prodotti: essa permette di effettuare indagini, nella fase di ricerca e sviluppo, sui primi prototipi realizzati e sulle prime pre-serie, fino alla messa a punto dei processi produttivi, controllando a tappeto l’eventuale produzione. Nei servizi avanzati, ad esempio l’engineering, la tomografia industriale rappresenta uno strumento molto utile per il recupero di informazioni considerate perdute: ad esempio, nell’ambito della stampistica (quando si siano persi i disegni) o nel comparison della matematica di un oggetto realizzato al computer. Infine la tomografia si integra molto bene con servizi avanzati, come la failure analyisis, permettendo di ottenere un quadro d’insieme della problematica dei componenti, ancora prima di effettuare tagli per rimuovere parte di materiale da sottoporre ad analisi, e di conservare l’informazione acquisita per eventuali successive indagini.

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Ispezione ottica di componenti elettronici in un sistema di collaudo d’avanguardia

KEYENCE ITALIA SpA

“Il ruolo dei sistemi di controllo è importantissimo. Posti alla fine della linea produttiva, la fase più critica e al tempo stesso più importante, i sistemi di controllo hanno il compito di qualificare i componenti. Solo dopo aver superato il collaudo i componenti funzionanti vanno immessi sul mercato”.  Una responsabilità che richiede le migliori soluzioni tecnologiche e ingegneristiche.

ispezione-ottica-keyenceCon queste premesse andiamo a scoprire un po’ meglio un caso applicativo – si tratta di una soluzione costruita per uno dei big mondiali dell’elettronica – e relative tecnologie utilizzate dalla SPEA di Volpiano – Torino – oggi uno dei più importanti produttori di macchine per le industrie elettroniche e dei semiconduttori a livello mondiale.

Recentemente SPEA ha realizzato una nuova MEMS Test Cell, ovvero una macchina pick-and-place con tester incorporato utilizzata per il collaudo ad alti volumi di questi particolari dispositivi elettromeccanici. Questo sistema integrato esegue un collaudo completo (meccanico, elettrico e ottico) dei componenti, verificandone al contempo il corretto posizionamento nella sezione d’ingresso e l’appartenenza al giusto lotto di produzione, identificandoli attraverso la lettura dei caratteri su di essi impressi. In seguito alla lettura, ogni componente viene catalogato. Con il controllo ottico è quindi possibile conoscere la morfologia del buffer d’ingresso: il numero dei componenti presenti, il loro orientamento, il loro lotto di appartenenza.

30.000 componenti/ora 

La capacità della macchina, velocemente riconfigurabile, può arrivare a 30.000 componenti/ora. Kit di conversione permettono di gestire con semplicità sia package standard sia customizzati.

Il sistema è in funzione dall’estate del 2012, con una produttività di circa 500.000 misure al giorno. Il tasso di errore è dello 0,005% circa

“Il nostro vincolo tecnico principale era quello di fornire un tester ottico veloce e affidabile”, spiega l’ingegner Cordero, Responsabile Progettazione Sistemi Ottici presso SPEA.

L’ispezione ottica assicura un’elevata affidabilità ed è eseguita quando i componenti sono posti nei pocket del tray, al fine di verificare che la loro posizione e orientamento siano corretti. Dopo essere stati testati, i componenti vengono impacchettati dalla macchina e quindi commercializzati.
SPEA ha scelto la telecamera a scansione lineare XG- 8000 della KEYENCE. “Abbiamo potuto apprezzare, oltre al solido supporto tecnico del personale KEYENCE nella progettazione dell’applicazione, la robustezza dei rilevatori ottici in linea KEYENCE e la loro programmazione semplice e versatile”.
Leggi l’articolo completo: http://www.keyence.it/solutions/case-studies/spea.jsp

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Il Mondo delle Misure e delle Prove ad A&T 2014

Anche l’edizione 2014 di Affidabilità & Tecnologie vedrà Accredia protagonista di A&T 2014.

Filippo Trifiletti Direttore generale ACCREDIA

Filippo Trifiletti
Direttore generale
ACCREDIA

In prima fila ACCREDIA, Ente unico di accreditamento nazionale per i servizi di Taratura e di Prova, che arricchirà questo “focus” specifico della manifestazione con una serie di importanti eventi aperti a tutti i visitatori:

  • Sportello Informativo tematico
  • Incontro annuale dei Centri di Taratura Accreditati
  • Convegno su “Testing e Prove: strumenti innovativi per la Aziende Competitive”
  • “Nuovi scenari nelle Misure di Gas Naturale”

Sempre in quest’ottica di servizio alle imprese, durante le due giornate i visitatori potranno visitare la nostra postazione espositiva, presso la quale reperire le informazioni d’interesse e, previo appuntamento, incontrare i nostri esperti ai quali sottoporre specifiche problematiche ed esigenze e ottenere indicazioni e consigli utili per la loro migliore soluzione. Una sorta di “sportello tarature e prove” che certamente risulterà gradito a chi deve indirizzare o guidare un percorso aziendale all’insegna del miglioramento competitivo, nel quale la garanzia della qualità e affidabilità dei prodotti e dei processi sia fondamentale.

accrediaSegnalo, inoltre, altri due importanti Convegni co-organizzati da Accredia, che si svolgeranno giovedì 17 aprile: “Nuovi scenari nelle Misure di Gas Naturale”, nel quale autorevoli relatori delle principali realtà pubbliche e private coinvolte si confronteranno sui cambiamenti apportati dal recente Decreto MiSE 75/2012, che attribuisce, a partire dal 16 aprile 2014, le attività di verifica dei contatori del gas e dei dispositivi di conversione del volume alla competenza esclusiva di soggetti privati, Organismi di Ispezione, accreditati secondo la norma ISO 17020:2012; nell’incontro “Testing e Prove: strumenti innovativi per la Aziende Competitive”, si presenterà il valore di questi strumenti per le aziende manifatturiere, i servizi accreditati di prova e si proporranno testimonianze concrete di successo delle imprese di diversi settori.