Illuminazione per Visione Artificiale per l’ispezione automobilistica: Controllo di carrozzeria, saldature, verniciatura e componenti

La produzione nel settore automotive combina un’alta produttività (throughput) con severi requisiti di qualità. Pannelli della carrozzeria, saldature, superfici verniciate e componenti devono tutti superare l’ispezione ottica. Un singolo difetto non rilevato può innescare richiami e richieste di garanzia. Pertanto, un’illuminazione affidabile è fondamentale. Questa pagina associa le attività principali alla tecnica corretta ed elenca gli illuminatori RODER Vision corrispondenti.

La qualità dell’immagine viene sempre al primo posto. A sua volta, essa dipende dall’illuminazione. Pertanto, la geometria, la lunghezza d’onda e il metodo di controllo corretti costituiscono la base. Questo è vero per ogni stazione della linea.

Sfide di qualità: scala, velocità e varietà

Uno stabilimento moderno può gestire centinaia di stazioni di ispezione. Ciascuna copre un materiale, una finitura e un difetto diversi. Le linee di saldatura body-in-white operano a frequenze di ciclo elevate. Le cabine di verniciatura richiedono una copertura superficiale del 100%. Le celle di assemblaggio mescolano metallo, plastica, gomma ed elettronica.

Nessuna singola tecnica funziona ovunque. Pertanto, i progettisti devono abbinare l’illuminatore a ciascuna attività. La scelta tra diretto, diffuso, campo scuro, coassiale e retroilluminazione decide il risultato. Nello specifico, determina se il difetto viene rilevato in modo affidabile in velocità.

Ispezione dei pannelli della carrozzeria: difetti della superficie e della verniciatura

Difetti sulle superfici metalliche stampate

I pannelli stampati in acciaio e alluminio richiedono controlli accurati prima della verniciatura. Possono presentare ammaccature, pieghe, ondulazioni e difetti di formatura. Pertanto, l’illuminazione deve rivelare il rilievo superficiale con un contrasto elevato. L’illuminazione in campo scuro, o a basso angolo, è la tecnica preferita.

In questo caso la luce colpisce il pannello con un angolo radente. I difetti in rilievo creano quindi forti riflessi. Nel frattempo, le depressioni creano ombre scure. Le aree piatte rimangono uniformemente scure. Di conseguenza, le piccole ammaccature diventano chiaramente visibili su questo sfondo.

Ispezione della superficie verniciata

Dopo la verniciatura, i pannelli vengono nuovamente ispezionati per individuare difetti di finitura. Questi includono la buccia d’arancia, colature, cedimenti, inclusioni e mancanze. Per questo scopo, l’illuminatore a cupola diffusa o flat dome (cupola piatta) funziona al meglio. Poiché è privo di ombre, elimina i punti caldi speculari sulla superficie lucida. Pertanto, i difetti appaiono senza l’abbagliamento causato dalla luce direzionale.

La scelta della lunghezza d’onda affina il risultato. La luce a LED bianca offre un contrasto bilanciato tra i vari colori di vernice. Per la vernice metallizzata, la luce polarizzata con un filtro sulla telecamera riduce i riflessi e rivela i metallizzati. Inoltre, l’infrarosso vicino a 850 nm penetra nel trasparente. Di conseguenza, rileva le contaminazioni sottosuperficiali invisibili alle lunghezze d’onda del visibile.

Ispezione delle saldature: cordone, porosità e spruzzi

Le saldature a punti e a cordone sono giunzioni strutturali critiche. I sistemi di visione controllano le dimensioni, la forma e la posizione del nocciolo di saldatura. Rilevano inoltre gli spruzzi e individuano porosità o fusioni incomplete. Pertanto, l’illuminatore deve esporre chiaramente la geometria della saldatura.

L’illuminatore ad anello a basso angolo da 15° a 30° rivela la geometria del cordone e gli spruzzi. Funziona attraverso pattern di ombre e riflessi. La luce coassiale, al contrario, si adatta alle superfici di saldatura piatte. Nello specifico, aiuta a rilevare cricche superficiali e porosità. Spesso entrambe le tecniche sono combinate in una stazione multi-angolo.

Le stazioni di ispezione delle saldature si trovano vicine al processo di saldatura. Pertanto, sono presenti calore residuo e vibrazioni. L’imaging stroboscopico a breve esposizione elimina la sfocatura da movimento e le interferenze ambientali. Gli illuminatori ad anello a LED ad alta intensità con controllo stroboscopico forniscono la luminosità di picco necessaria per esposizioni inferiori al millisecondo.

Misura dei componenti: pezzi lavorati

I pezzi lavorati necessitano di una misura dimensionale rispetto alla tolleranza. Gli esempi includono pinze freno, fusi a snodo e sbozzati di ingranaggi. L’illuminazione in retroilluminazione è la tecnica standard per la misurazione del profilo. L’illuminatore si posiziona dietro al pezzo e proietta una silhouette nitida.

Il profilo viene quindi misurato dal bordo della silhouette con una precisione sub-pixel. Poiché lo sfondo è uniforme e luminoso, la riflettività della superficie non ha più importanza. Pertanto, il risultato è lo stesso sia che il pezzo sia lucido, anodizzato o rivestito.

Le caratteristiche della superficie richiedono un approccio differente. Filettature dei fori, smussi, finitura e marcature richiedono una luce diretta o coassiale. Gli illuminatori a matrice di LED ad alta densità forniscono una luce frontale uniforme e intensa. Di conseguenza, rivelano le bave e verificano le marcature di tracciabilità. I sistemi multi-angolo combinano illuminatori ad anello per mostrare contemporaneamente le caratteristiche e il profilo.

Ispezione dei connettori e dei cablaggi

Connettori e cablaggi sono parti complesse e sensibili ai difetti. I sistemi di visione controllano la presenza e la posizione dei pin. Verificano inoltre la sede del terminale, il colore del filo, le etichette e le guarnizioni. Pertanto, vengono combinate diverse modalità di illuminazione.

I controlli dei pin e della sede si adattano alla luce coassiale o all’illuminatore ad anello a basso angolo. Questo rivela il riflesso brillante di un terminale in sede rispetto all’ombra di un pin mancante. Lo smistamento in base al colore del filo richiede una luce bianca ad alto CRI per distinguere i colori dell’isolamento. La lettura di etichette e codici a barre utilizza una luce diretta ad alta intensità con sincronizzazione dello strobo.

Riepilogo della selezione dell’illuminazione

• Pannelli stampati: luce a basso angolo in campo scuro per ammaccature e pieghe.
• Verniciatura: cupola diffusa, con opzioni di luce polarizzata o infrarossa a 850 nm.
• Saldature: anello a basso angolo a 15–30° più coassiale, stroboscopico.
• Pezzi lavorati: silhouette in retroilluminazione, più luce diretta per le marcature.
• Connettori: coassiale o anello, con bianco ad alto CRI per i colori.

Prodotti RODER Vision per questa applicazione

Gli illuminatori RODER Vision coprono ogni attività del settore automotive sopra menzionata. Le famiglie seguenti sono le più rappresentative. Ognuna offre un’emissione stabile, la gestione termica HTTM© e il supporto per il trigger.

Tutti gli illuminatori RODER sono adatti alla produzione industriale. Accettano driver a corrente costante o PWM e supportano i trigger stroboscopici. Inoltre, la gestione termica HTTM© mantiene l’emissione stabile su tutto l’intervallo di temperatura. Per i fornitori di livello, i formati compatti e OEM si adattano ai sistemi montati su robot ed EOAT. In ogni caso, RODER Vision fornisce configurazioni personalizzate di campo visivo, distanza di lavoro e lunghezza d’onda. Pertanto, definisci prima l’attività, la superficie e il difetto, e poi scegli l’illuminatore corrispondente.

Domande frequenti