{"id":10893,"date":"2026-03-01T10:55:46","date_gmt":"2026-03-01T09:55:46","guid":{"rendered":"https:\/\/rodervision.com\/senza-categoria\/fastener-dimensional-checks-using-telecentric-lights-for-high-precision-screws\/"},"modified":"2026-05-25T18:04:45","modified_gmt":"2026-05-25T16:04:45","slug":"fastener-dimensional-checks-using-telecentric-lights-for-high-precision-screws","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rodervision.com\/it\/uncategorized\/fastener-dimensional-checks-using-telecentric-lights-for-high-precision-screws\/","title":{"rendered":"Verifica dimensionale di elementi di fissaggio: uso di luci telecentriche per viti di alta precisione"},"content":{"rendered":"\n

L’ispezione dimensionale degli elementi di fissaggio \u00e8 una delle attivit\u00e0 di misura pi\u00f9 complesse nella visione artificiale industriale. Viti, bulloni, dadi, rivetti e particolari torniti di precisione devono rispettare tolleranze dimensionali stringenti. Passo del filetto, profilo del filetto, diametro del gambo, altezza della testa e lunghezza complessiva devono essere misurati con accuratezza sub-pixel alla velocit\u00e0 della linea di produzione. Un singolo elemento di fissaggio fuori tolleranza recapitato a una linea di montaggio pu\u00f2 causare guasti al montaggio, violazioni delle specifiche di coppia o guasti sul campo in applicazioni safety-critical. <\/p>\n\n

Il sistema di illuminazione \u00e8 il fondamento di qualsiasi sistema di visione artificiale per la misura ad alta precisione di elementi di fissaggio. Il rilevamento sub-pixel dei bordi dipende interamente dalla produzione di un’immagine con un bordo nitido e ben definito in corrispondenza del contorno del pezzo. Ci\u00f2 richiede un’illuminazione a retroilluminazione con elevata uniformit\u00e0, elevata intensit\u00e0 e un profilo di diffusione ottimizzato per minimizzare la penombra. Qualsiasi compromesso nella qualit\u00e0 dell’illuminazione si traduce direttamente in incertezza di misura. <\/p>\n\n

Perch\u00e9 la Retroilluminazione \u00e8 Indispensabile per la Misura di Elementi di Fissaggio<\/h2>\n\n

La misura dimensionale degli elementi di fissaggio mediante visione artificiale si basa sul rilevamento della silhouette del pezzo su uno sfondo luminoso e uniforme. La telecamera acquisisce l’ombra dell’elemento di fissaggio proiettata sullo sfondo illuminato. Gli algoritmi di misura rilevano i bordi di questa silhouette e calcolano le dimensioni dalle coordinate pixel delle posizioni dei bordi. <\/p>\n\n

Questo approccio richiede un retroilluminatore che fornisca uno sfondo uniforme e luminoso, completamente privo di zone calde, macchie scure o gradienti. Qualsiasi non uniformit\u00e0 dello sfondo introduce una soglia dipendente dalla posizione nell’algoritmo di rilevamento dei bordi. La posizione apparente del bordo varia in funzione della luminosit\u00e0 locale dello sfondo, aggiungendo un errore sistematico alla misura difficile da calibrare. <\/p>\n\n

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I retroilluminatori RODER Vision serie BL sono progettati specificamente per applicazioni di metrologia. La specifica di uniformit\u00e0 dell’area attiva \u00e8 pari al 95% o superiore sull’intera superficie illuminata. Questo livello di uniformit\u00e0 garantisce soglie di rilevamento dei bordi costanti su tutto il campo visivo e consente misure dimensionali accurate in qualsiasi posizione all’interno del campo. <\/p>\n\n

Illuminazione Telecentrica e Ottiche Telecentriche<\/h2>\n\n

Nei sistemi di visione standard, le dimensioni apparenti di un oggetto nell’immagine dipendono dalla sua distanza dall’obiettivo. Un oggetto leggermente pi\u00f9 vicino all’obiettivo appare pi\u00f9 grande; un oggetto leggermente pi\u00f9 lontano appare pi\u00f9 piccolo. Per le misure dimensionali, ci\u00f2 significa che qualsiasi variazione della distanza tra il pezzo e l’obiettivo \u2014 dovuta a variazioni in altezza del pezzo, vibrazioni del nastro trasportatore o tolleranze meccaniche del sistema di posizionamento \u2014 introduce un errore di misura. <\/p>\n\n

Le ottiche telecentriche risolvono questo problema raccogliendo solo i raggi paralleli all’asse ottico. Un oggetto che si avvicina o si allontana dall’obiettivo non produce alcuna variazione di ingrandimento dell’immagine all’interno della profondit\u00e0 di campo dell’ottica telecentrica. Ci\u00f2 rende l’ottica telecentrica la scelta standard per le applicazioni di misura dimensionale in cui \u00e8 richiesta alta precisione. <\/p>\n\n

Requisiti di Illuminazione per Sistemi con Ottiche Telecentriche<\/h3>\n\n

Le ottiche telecentriche hanno un requisito specifico per l’illuminazione: il retroilluminatore deve produrre luce sostanzialmente collimata, ovvero i raggi luminosi devono essere paralleli e diretti lungo l’asse ottico. Un retroilluminatore non collimato produce una penombra al bordo della silhouette del pezzo. La penombra \u00e8 una zona di transizione sfumata tra lo sfondo luminoso e la silhouette scura del pezzo. L’ampiezza della penombra determina la minima incertezza di rilevamento del bordo. <\/p>\n\n

Per misure dimensionali non critiche, un retroilluminatore standard ad alta uniformit\u00e0 con buon diffusore produce una penombra sufficientemente ridotta per l’accuratezza richiesta. Per le misure pi\u00f9 esigenti \u2014 profilo del filetto ad alto ingrandimento o diametro del gambo con accuratezza al micron \u2014 si utilizza un backlight telecentrico. Un backlight telecentrico incorpora una lente collimatrice che produce raggi luminosi paralleli alla superficie di uscita. Ci\u00f2 minimizza la penombra e produce il bordo pi\u00f9 nitido possibile nell’immagine della telecamera. <\/p>\n\n

Misura del Profilo del Filetto e del Passo<\/h2>\n\n

L’ispezione del filetto \u00e8 il compito di misura geometricamente pi\u00f9 complesso su un elemento di fissaggio. Il profilo del filetto comprende il passo del filetto, l’angolo del filetto, il diametro esterno, il diametro interno e la forma del filetto. Tutti questi parametri devono rientrare nelle specifiche affinch\u00e9 l’elemento di fissaggio funzioni correttamente nell’accoppiamento. <\/p>\n\n

Geometria di Acquisizione per la Misura del Filetto<\/h3>\n\n

La misura del profilo del filetto richiede che la vite sia orientata con il suo asse perpendicolare all’asse ottico della telecamera. Il retroilluminatore illumina la vite da dietro. La telecamera acquisisce la silhouette del profilo del filetto. Le creste e i valli del filetto appaiono come picchi e valli periodici nel profilo del bordo della silhouette. <\/p>\n\n

L’ingrandimento deve essere sufficiente a risolvere i singoli profili del filetto. Per viti M3 con passo di 0,5 mm, un ingrandimento che mappa ogni passo del filetto su almeno 20 pixel \u00e8 necessario per un’accurata misura del passo e dell’angolo del filetto. Un ingrandimento superiore, da 40 a 80 pixel per passo, migliora la precisione di misura ma riduce il numero di filetti visibili nel campo inquadrato. <\/p>\n\n

Angolo di Illuminazione e Qualit\u00e0 della Silhouette del Filetto<\/h3>\n\n

Per l’acquisizione della silhouette del filetto, il retroilluminatore deve essere posizionato direttamente dietro l’asse del filetto. Qualsiasi offset angolare tra il retroilluminatore e l’asse ottico della telecamera provoca l’illuminazione parziale dai lati dei fianchi del filetto, riducendo la nitidezza del bordo della silhouette nella zona del fondo del filetto. Il retroilluminatore deve essere centrato con precisione dietro la zona di misura. <\/p>\n\n

La lunghezza d’onda dell’illuminazione influisce sull’accuratezza della misura del filetto. Lunghezze d’onda pi\u00f9 corte producono bordi diffrattivi pi\u00f9 nitidi nell’immagine della silhouette. L’illuminazione blu (470 nm) o verde (525 nm) fornisce bordi pi\u00f9 nitidi rispetto al rosso (617 nm) per lo stesso sistema ottico. Per le misure del profilo del filetto pi\u00f9 esigenti, si preferisce la retroilluminazione monocromatica blu o verde rispetto al bianco o al rosso. <\/p>\n\n

Ispezione della Geometria della Testa e delle Impronte di Guida<\/h2>\n\n

L’ispezione della geometria della testa comprende il diametro della testa, l’altezza della testa e l’integrit\u00e0 dell’impronta di guida. Le impronte di guida \u2014 Phillips, Torx, esagonale, a intaglio e altri \u2014 devono rispettare la profondit\u00e0 di specifica e non presentare danni o deformazioni. Un’impronta di guida danneggiata causa guasti al montaggio durante la vite automatizzata e pu\u00f2 provocare la rottura del cacciavite. <\/p>\n\n

Illuminazione Dall’Alto per l’Ispezione delle Impronte di Guida<\/h3>\n\n

L’ispezione dell’impronta di guida richiede una telecamera dall’alto puntata sulla testa della vite. L’illuminazione coassiale \u00e8 la tecnica pi\u00f9 efficace per l’ispezione dell’impronta di guida. La luce coassiale percorre l’asse ottico, entra nell’impronta e riflette dalle pareti e dal fondo dell’impronta. Il profilo dell’impronta appare come uno schema di zone luminose e di ombra caratteristico della geometria e della profondit\u00e0 dell’impronta. <\/p>\n\n

L’illuminazione in campo scuro a bassi angoli \u00e8 efficace per rilevare deformazioni o danni al bordo dell’impronta. Bave, bordi arrotolati e danni superficiali che sarebbero invisibili con l’illuminazione coassiale diffondono la luce sotto condizioni di campo scuro e appaiono come anomalie luminose sulla superficie scura della testa. <\/p>\n\n

Illuminazione ad Anello per le Caratteristiche Periferiche della Testa<\/h3>\n\n

L’illuminazione ad anello dall’alto sulla testa della vite fornisce un’illuminazione frontale uniforme per ispezionare la geometria periferica della testa, tra cui diametro della flangia, presenza delle rondelle e marcatura della superficie. L’illuminazione ad anello a un angolo moderato produce un’immagine luminosa e uniforme della superficie superiore della testa della vite adatta per la lettura dei marchi, la verifica della finitura superficiale e la misura geometrica del bordo della testa. <\/p>\n\n

Misura della Lunghezza, del Diametro del Gambo e della Punta<\/h2>\n\n

La lunghezza complessiva dell’elemento di fissaggio, il diametro del gambo e la geometria della punta sono i tre rimanenti parametri dimensionali critici per la maggior parte dei tipi di vite. Tutti e tre vengono misurati dall’immagine della silhouette laterale con illuminazione a retroilluminazione. <\/p>\n\n

La lunghezza complessiva si misura come la distanza tra la sommit\u00e0 della testa e la punta nell’immagine della silhouette. La precisione di misura dipende dalla calibrazione dell’ingrandimento e dall’uniformit\u00e0 del retroilluminatore. Il diametro del gambo si misura in pi\u00f9 posizioni lungo il gambo per verificare la conicit\u00e0, l’ovalizzazione o le variazioni di diametro. La geometria della punta \u2014 angolo della punta, lunghezza della punta e simmetria della punta \u2014 si misura dalla silhouette della zona della punta. <\/p>\n\n

Il pezzo deve essere tenuto con l’asse perfettamente perpendicolare all’asse ottico della telecamera durante la misura. Qualsiasi inclinazione dell’asse dell’elemento di fissaggio produce una riduzione prospettica della silhouette che introduce un errore sia nelle misure di lunghezza che di diametro. I sistemi di movimentazione del pezzo devono vincolare la posizione angolare dell’elemento di fissaggio entro 0,1\u00b0 per misure di lunghezza ad alta precisione. <\/p>\n\n

Considerazioni per l’Integrazione nell’Ispezione Inline di Elementi di Fissaggio<\/h2>\n\n

I sistemi di ispezione inline di elementi di fissaggio devono gestire pezzi presentati da alimentatori a ciotola, binari vibranti o nastri trasportatori ad alta cadenza. Il sistema di illuminazione deve essere compatibile con questi meccanismi di presentazione e con i requisiti di trigger del sistema di visione. <\/p>\n\n

La modalit\u00e0 stroboscopica \u00e8 indispensabile per l’ispezione inline di elementi di fissaggio. I pezzi si muovono in continuo sul binario o sul nastro. L’illuminatore \u00e8 attivato con una durata molto breve \u2014 tipicamente da 10 a 100 microsecondi \u2014 sincronizzata con l’esposizione della telecamera. La breve durata dell’impulso congela completamente il movimento dell’elemento di fissaggio, indipendentemente dalla velocit\u00e0 della linea. I retroilluminatori RODER Vision serie BL3 supportano il trigger stroboscopico con intensit\u00e0 di picco diverse volte superiori all’uscita in modalit\u00e0 continua, fornendo sia immagini prive di motion blur che alto contrasto ad alte cadenze produttive. <\/p>\n\n

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Prodotti e tecnologie<\/h2>\n\n
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Famiglie di Illuminatori RODER Vision per l’Ispezione di Elementi di Fissaggio<\/h2>\n\n

Le seguenti famiglie di prodotti RODER Vision sono specificamente indicate per applicazioni di misura dimensionale di elementi di fissaggio e ispezione delle impronte di guida.<\/p>\n\n

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\"Retroilluminatore<\/a><\/figure>\n\n\n

BL3 \u2014 Serie Retroilluminatori LED<\/a><\/h4>\n\n\n

Retroilluminazione ad alta uniformit\u00e0 per misura della silhouette di elementi di fissaggio. Uniformit\u00e0 95%+. Trigger stroboscopico per immagini prive di motion blur. Multi-lunghezza d’onda con blu per bordi nitidi. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"Illuminatore<\/a><\/figure>\n\n\n

DC6 \u2014 High Density LED Ring<\/a><\/h4>\n\n\n

Ring illumination for screw head top-view inspection: drive recess, head geometry, and surface marking. Near-coaxial angle option. Multi-wavelength. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"DL5<\/a><\/figure>\n\n\n

DL5 – Matrice di LED ad Alta Intensit\u00e0<\/a><\/h4>\n\n\n

High peak intensity for darkfield screw head inspection: burr detection, drive recess damage, surface defects. Very short strobe pulses for high-speed part presentation. <\/p>\n<\/div>\n\n\n

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\"RODER<\/a><\/figure>\n\n\n

DL6 – Matrice di LED ad alta densit\u00e0<\/a><\/h4>\n\n\n

Direct matrix illumination for fastener head marking and serialisation reading. HTTM thermal stability for continuous 24\/7 inspection lines. UV option for ink traceability. <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

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Domande frequenti<\/h2>\n\n
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Perch\u00e9 si usa l’illuminazione a retroilluminazione per la misura dimensionale degli elementi di fissaggio?<\/strong>

La retroilluminazione crea una silhouette ad alto contrasto dell’elemento di fissaggio su uno sfondo luminoso e uniforme. La telecamera acquisisce l’ombra del pezzo. Gli algoritmi di misura dimensionale rilevano i bordi della silhouette con accuratezza sub-pixel. Questo approccio \u00e8 indipendente dalla finitura superficiale o dal colore dell’elemento di fissaggio e fornisce la massima accuratezza per la misura di lunghezza, diametro e profilo del filetto. <\/p><\/div>

Cos’\u00e8 un backlight telecentrico e quando \u00e8 necessario?<\/strong>

Un backlight telecentrico incorpora una lente collimatrice che produce raggi luminosi paralleli. Ci\u00f2 minimizza la penombra al bordo della silhouette dell’elemento di fissaggio e produce il bordo pi\u00f9 nitido possibile nell’immagine della telecamera. \u00c8 necessario per le misure dimensionali pi\u00f9 esigenti, dove i retroilluminatori standard producono una penombra troppo ampia per l’accuratezza di misura richiesta. <\/p><\/div>

Quale lunghezza d’onda \u00e8 pi\u00f9 adatta per la misura del profilo del filetto?<\/strong>

Lunghezze d’onda pi\u00f9 corte producono bordi diffrattivi pi\u00f9 nitidi nell’immagine della silhouette. L’illuminazione blu (470 nm) o verde (525 nm) fornisce bordi pi\u00f9 nitidi rispetto al rosso o al bianco per lo stesso sistema ottico. Per le misure del profilo del filetto pi\u00f9 esigenti ad alto ingrandimento, si preferisce la retroilluminazione monocromatica blu o verde. <\/p><\/div>

Come si ispezionano le impronte di guida sulle teste delle viti?<\/strong>

L’ispezione dell’impronta di guida richiede una telecamera dall’alto e illuminazione coassiale. La luce coassiale percorre l’asse ottico, entra nell’impronta e produce uno schema caratteristico di zone luminose e d’ombra da cui si valutano profondit\u00e0 e geometria dell’impronta. L’illuminazione in campo scuro a bassi angoli rileva bave, bordi arrotolati e danni superficiali al bordo dell’impronta che l’illuminazione coassiale non evidenzierebbe. <\/p><\/div>

Come si previene il motion blur nell’ispezione inline di elementi di fissaggio?<\/strong>

L’illuminazione in modalit\u00e0 stroboscopica con durate di impulso molto brevi (da 10 a 100 microsecondi) sincronizzata con l’esposizione della telecamera congela completamente il movimento dell’elemento di fissaggio. I retroilluminatori RODER Vision serie BL3 e DL5 supportano il trigger stroboscopico con intensit\u00e0 di picco diverse volte superiori all’uscita in modalit\u00e0 continua, garantendo sia immagini prive di motion blur che alto contrasto ad alte cadenze produttive. <\/p><\/div><\/div>\n\n