La sperimentazione ha riguardato il Proof of Concept della rilevazione del profilo del dente di una ruota dentata mediante l’utilizzo di uno scanner laser. Il POC ha avuto lo scopo di inserire su una linea di produzione un sistema per l'ispezione e la verifica di conformità di alcune dimensioni della ruota dentata, evitando l'utilizzo di una sala metrologica con strumenti di misura avanzati. In particolare si è voluto misurare la conformità del raccordo tra le due facce della ruota dentata.
Sfruttando una postazione di misura dotata di laser scanner commerciali, sono state effettuate delle prove preliminari per esplorare la fattibilità di questo approccio. Una volta acquisito il profilo del dente è stato possibile implementare un controllo di conformità automatico o semi-automatico del raccordo presente tra le due facce della ruota.
Sviluppo e test per misurazione profilo denti di una ruota dentata
L’apparato sperimentale per le acquisizioni è composto dai seguenti componenti:
- Struttura meccanica per il posizionamento regolabile del laser scanner
- Tavola realizzata in stampa 3D per supportare la ruota da testare
- Laser scanner per acquisizione profili
- PC collegato al laser scanner per la valutazione dei risultati
Il laser scanner utilizzato è lo scanCONTROL 3060-25 a luce blu della microEpsilon, il quale ha un range di misura di 15 mm in direzione Z e 3.8 mm in direzione X.
Il sensore è collegato al PC mediante un interfaccia Ethernet dove si possono visualizzare i profili acquisiti mediante il software scanCONTROL Configuration Tools.
TEST 1: ACQUISIZIONE DEL PROFILO DEL DENTE
Per l’acquisizione del profilo del dente il laser è stato inclinato di 45° con il fine di rilevare il raccordo presente tra le due facce della ruota. La postazione di misura è stata calibrata in modo da posizionare la lama del laser in corrispondenza della circonferenza primitiva della ruota di 31.8 mm, in modo da replicare la misura che viene effettuata manualmente con il profilometro meccanico.
Grazie al software "scanCONTROL " offre direttamente la possibilità di visualizzare i profili rilevati
TEST 2: Analisi del profilo del dente di tutti e 12 i denti della ruota
Un altro set di prove per analizzare la ripetibilità della misura è stato condotto come segue:
- Acquisizione del profilo di un dente
- Rotazione della ruota
- Acquisizione del profilo del dente successivo
Il POC sviluppato nel laboratorio, ha consentito di creare uno strumento di misura automatico o semiautomatico per la verifica ed il controllo di ingranaggi, utilizzando hardware standard. Grazie allo sviluppo di software e filtri dedicati è stato possibile superare le due principali sfide dell'esperimento:
- misurare l'angolo di raccordo tra due superfici perpendicolari, superando le problematiche dovute alla variabilità dell'illuminazione.
- poter effettuare misurazioni su dimensioni vicine al limite della telecamera, ottenendo risultati affidabili.
Lo sviluppo di questo sistema di verifica può essere applicato in qualsiasi contesto produttivo che necessiti di controlli il linea, che richiedono misurazioni precise anche di raccordi tra superfici diverse.
Si è sviluppato in sistema di filtraggio del rumore delle foto, e di filtri, per poter applicare tecnologie di visione industriale a sistemi di ispezione in linea.
confronto misurazioni su profilo denti
Il POC, realizzato su commissione di un'impresa, è stato effettuato misurando il raccordo tra due superfici diverse di una ruota dentata.
E' stato misurato il singolo dente e creato un processo per esaminare tutti i 12 denti dell'ingranaggio
I risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti precedentemente dall'impresa, realizzati con misurazione in laboratorio, e che richiedevano lunghi tempi di posizionamento del pezzo e di verifica dimensionale.
L’obiettivo di questo POC era di effettuare un primo set di prove per valutare la fattibilità della rilevazione del profilo del dente di una ruota dentata mediante uno scanner laser.
Dai test effettuati è emerso che inclinando opportunamente il laser è possibile rilevare il profilo del dente e valutare la conformità del raccordo tra le due facce.
Sono stati condotti due test per verificare la ripetibilità della misura, con risultati positivi.
Si è registrata una drastica riduzione dei tempi di set up del pezzo da misurare e delle tempistiche richieste per la misura stessa. Il sistema non richiede un posizionamento preciso del pezzo sullo strumento, perché il software è in grado di adattarsi alla posizione reale del componente meccanico.
Indiotech, Fondazione Rei
La soluzione è presentata ai visitatori del Digital Automation Lab che stanno cercando soluzione di visione industriale
Test su ruote dentate con laser scanner