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Il sistema di visione rileva le stecche difettose nell'accatastatore di legname

AMS Solutions laser inspection

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AMS Solutions ha sviluppato un sistema di ispezione basato sulla visione industriale per rilevare le stecche di legno nel separatore che possono mandare in blocco le apparecchiature di accatastamento di legname delle segherie. Il sistema di visione utilizza gli strumenti di visione In-Sight di Cognex per il controllo della qualità sulla linea di lavorazione del legname e il software VisionView per visualizzare e rivedere i risultati di ispezione. Il sistema garantisce il funzionamento continuo degli accatastatori meccanici di legname.

Accatastamento nelle segherie

In una segheria, dopo essere stati tagliati e raggruppati a seconda delle loro misure, i prodotti vengono accatastati e inviati nella camera di essiccazione, che rimuove l'umidità ed elimina qualsiasi infestazione. Il legno viene accatastato e ogni fila è separata da stecche in legno speciale utilizzato come distanziatore durante il processo di essiccazione. In base alle specifiche richieste dello stabilimento, le stecche vengono realizzate in formati differenti, ma di norma hanno una lunghezza di 122-152 cm, una larghezza di 3,8 - 6,4 cm e 0,75 cm di spessore. Le stecche vengono continuamente sottoposte a operazioni cicliche attraverso la segheria, la fornace e la piallatrice e, prima di essere sostituite, possono essere riutilizzate molte volte.

Posizionamento automatico delle stecche

Prima che venissero sviluppati i sistemi di posizionamento automatici, le stecche venivano collocate manualmente per ciascuna fila mentre il prodotto veniva accatastato, smaltendo le stecche danneggiate secondo i requisiti imposti. Con i sistemi automatici di posizionamento, le stecche vengono caricate su tramogge collocate sull'intera lunghezza dei pacchi per poi essere collocate automaticamente nelle posizioni richieste. Queste tramogge vengono automaticamente riempite utilizzando un sistema a spinta collocato in alto con deviatori che guidano le stecche verso le tramogge. Per alimentare il sistema a spinta, le stecche vengono dapprima smistate mediante un sistema apposito e in seguito trasportate da una catena di traino che mantiene ciascuna stecca in sede finché non viene consegnata alla catena a spinta sopraelevata. Man mano che le stecche vengono trasportate nella sezione a catena di traino, vengono ispezionate e, se opportuno, respinte.

La macchine di accatastamento del legno richiedono il rilevamento di stecche che potrebbero mandare in blocco il sistema. Il sistema deve respingere in modo affidabile le stecche rotte o deformate e garantire così la continuità operativa. I metodi attualmente utilizzati per rilevare questi difetti sono molteplici. Alcuni sistemi più datati si basano sull'ispezione manuale prima dell'ingresso nella macchina. I sistemi manuali sono costosi, pongono problemi di sicurezza e non sono tanto affidabili quanto quelli automatizzati. Altri sistemi utilizzano una serie di "fotocellule" per misurare automaticamente le caratteristiche delle stecche in alcuni punti. Tuttavia, non si tratta di soluzioni affidabili poiché raccolgono poche informazioni.

Opzioni di scansione dei profili

Una soluzione proposta per ovviare al problema di identificazione di stecche difettose utilizza la tecnologia a scansione lineare. In una tipica configurazione, i vari dispositivi di scansione verrebbero posizionati intorno alle stecche sul trasportatore di traino. Ciascun dispositivo di scansione catturerebbe un'immagine tridimensionale di una porzione della stecca, combinando successivamente numerose immagini con all'ausilio di un computer allo scopo di fornire un profilo tridimensionale completo della stecca. Il costo di questo approccio verrebbe facilmente ammortizzato con l'ottimizzatore di tavole e tronchi, ma le operazioni di ispezione delle stecche non risulterebbero abbastanza efficienti. Per via dell'elevato costo, la maggior parte delle segherie sceglie metodi alternativi di ispezione che però mancano spesso di efficacia.

Selezione del sistema di visione

"Generalmente, i sistemi di visione odierni possono essere suddivisi in due gruppi: i sistemi basati su PC e i sistemi di visione basati sulle telecamere intelligenti autonome", ha affermato Richard Vetter, Vice Presidente di AMS Solutions. "Abbiamo deciso di optare per un sistema di visione perché è generalmente più facile da configurare, convalidare e mantenere". Essendo allo stato solido, questi sistemi di visione basati su telecamere intelligenti sono più stabili rispetto alle alternative basate su Microsoft® Windows® e richiedono meno interventi di manutenzione. Più configurabili che programmabili, i sistemi di visione basati sulle telecamere intelligenti si adattano facilmente ad esigenze e cambiamenti di produzione futuri.

Su queste basi, AMS Solutions ha sviluppato il sistema di ispezione di visione industriale IdealSTICK per valutare in modo efficiente i difetti geometrici sull'intera stecca con velocità fino a 300 pezzi al minuto. Il sistema IdealSTICK è stato adottato con successo in diverse postazioni dello stabilimento.

“Abbiamo scelto il sistema di visione In-Sight di Cognex poiché fornisce una risoluzione pari a 1.600 x 1.200 pixel. Questa risoluzione è sufficiente per ispezionare l'intera superficie superiore della stecca con un'accuratezza di circa 1,3 mm. Inoltre, grazie al suo processore ad elevata velocità, è in grado di completare l'operazione di ispezione nei tempi prestabiliti", ha affermato Vetter. "Inoltre, ci piace molto la sua robustezza, così come il suo alloggiamento in alluminio pressofuso e robusto, i connettori M12 sigillati e il rivestimento per lenti che protegge da polvere e umidità".

Funzionamento del sistema di visione

Utilizzando una serie di strumenti laser e di analisi delle immagini con vista in piano sulla piattaforma In-Sight di Cognex, IdealSTICK è in grado di valutare le stecche per spessore, larghezza, lunghezza, arcuatura, sciabolatura, torsione, rottura e forma globale. Il sistema IdealSTICK viene calibrato catturando semplicemente l'immagine di una stecca avente le dimensioni desiderate. L'operatore interrompe il trasportatore, mette questa stecca "ideale" in posizione per essere vista dal sistema e preme il pulsante di calibratura. Da questo momento in poi, il sistema di visione confronta ciascuna stecca con quella utilizzata per la calibratura, respingendo tutte quelle difformi. Il programma del sistema di visione è stato sviluppato utilizzando l'interfaccia In-Sight Explorer Spreadsheet di Cognex. Questa interfaccia rende possibile la programmazione di un'applicazione di visione mediante "drag and drop" degli strumenti di visione in una matrice, senza la necessità di scrivere neppure una riga di codice.

Una fotocellula rileva quando la stecca è in posizione sotto la telecamera, che si attiva e scatta la fotografia. I programmatori di AMS hanno utilizzato gli strumenti di visione disponibili nel software di programmazione di Cognex per analizzare la stecca e generare risultati di accettazione/rifiuto. Il risultato dell'analisi, compresa un'immagine della stecca ispezionata, viene visualizzato in tempo reale utilizzando un PC industriale a schermo tattile montato sul corpo del dispositivo di scansione, utilizzando il software VisionView® di Cognex. Il software VisionView è stato utilizzato per creare un'interfaccia utente dinamica che funziona in tempo reale e che può essere utilizzata non soltanto per monitorare il componente attuale che viene analizzato, ma anche per rivedere le stecche precedentemente respinte. Il meccanismo di revisione consente all'operatore di vedere facilmente il motivo per cui il sistema ha rifiutato le stecche.

"I primi sistemi IdealSTICK stanno funzionando molto bene", ha concluso Vetter. "I clienti sono molto soddisfatti e prevediamo che sempre più segherie apprezzeranno sia i vantaggi forniti dall'ispezione con sistemi di visione industriale, sia la convenienza, l'elevata accuratezza e la capacità di funzionare in modo affidabile".

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