“Let’s check”, recita il payoff della Doss Visual
Solution. E proprio l’ispezione visiva, ad alto tasso di automazione e di innovazione, è la specializzazione dell’azienda bresciana, che ha a Erbusco sia il sito produttivo che lo showroom. Un’azienda attiva dal 1995 e di respiro davvero globale, con interessi non solo in Italia e in Europa, ma anche in Nord America e in Estremo Oriente.
Macchine per controllo qualità e ispezione ottica, dunque, con un focus importante sul controllo di componenti chiave in ambito manifatturiero come gli O-ring. E un ufficio tecnico nutrito e competente, in grado di personalizzare di volta in volta le macchine secondo la richiesta del cliente. Perché, pur avendo in molti casi un nucleo di partenza comune, specialmente per quanto riguarda la movimentazione, si tratta di vere e proprie macchine speciali, chiamate a far convivere l’estrema accuratezza del controllo con la massima produttività.

Un impianto innovativo e tecnologicamente intrigante
Ciò che più colpisce, entrando nell’officina della Doss Visual Solution, è la quantità di macchine in fase di realizzazione. Riempiremmo per intero un fascicolo se parlassimo di tutte quelle che abbiamo visto.
Ma non possiamo, dunque mettiamo a fuoco un impianto innovativo e tecnologicamente intrigante, e ci affidiamo a Fabio Cadenelli, Head of Automation and Electrical Department, per saperne di più.
“Il cliente che ci ha commissionato questa macchina, da consegnare in Giappone, deve misurare O-ring con diametro da un minimo 80 mm, e cross-section di 2,5 mm, fino a 200 mm con una cross-section di 6. Dal punto di vista progettuale, abbiamo optato per l’installazione di quattro telecamere lineari che scansionano ad altissima risoluzione ognuna una sezione dell’O-ring”. È, questo, il cuore della macchina. Ma ci arriveremo.
Per introdurre l’impianto, basti dire che la complessa struttura è stata progettata per ridurre al minimo le vibrazioni, che potrebbero influenzare negativamente le performance e l’ingombro di quasi la metà rispetto alle precedenti versioni.

Tempo ciclo inferiore agli 11 secondi
Il ciclo di lavoro, che ha un tempo di 11 secondi per l’O-ring più grande in termini dimensionali, inizia con un robot Denso a sei assi deputato al bin picking dei pezzi da un cassone posto su un carrello estraibile. “In accordo con il cliente, abbiamo scelto i robot Denso perché li riteniamo particolarmente adatti alle esigenze della visione”, racconta Cadenelli. “Il primo robot è un sei assi perché, dovendo prelevare pezzi in posizione randomica nel cassone, volevamo un robot in grado di raggiungere qualsiasi angolo della cassa: il sistema è, infatti, in grado di mappare anche il fondo del cassone, evitando collisioni. Il bin picking si avvale di uno scanner 3D che, grazie a una luce laser strutturata, genera svariati tipi di pattern sulla superficie dei pezzi e dà vita a una nuvola di punti utile per stabilire le coordinate di presa”.
A proposito di presa, la pinza montata sul robot, sviluppata in collaborazione con Euclid, integra un sistema vacuum – che in una prima fase preleva singolarmente il pezzo e lo solleva leggermente – e una pinza meccanica che porta l’O-ring su una tavola con funzione di buffer, per ridurre il tempo ciclo. Il sistema integra anche una seconda telecamera che verifica che la pinza abbia prelevato soltanto un pezzo.

Il cuore della macchina: lo SCARA interagisce con il sistema di visione
Con l’O-ring sulla tavola rotante ha inizio la seconda fase del ciclo, quella cruciale per l’ispezione. Qui entra in azione il robot SCARA Denso. Chiediamo a Fabio Cadenelli perché proprio questo tipo di robot. “In questa fase del processo, sono note le posizioni di prelievo, controllo e deposito. Un robot a sei assi sarebbe stato dunque sprecato. Inoltre, lo SCARA ci consente di montare una pinza dalla struttura complessa e, soprattutto, in grado di reggere pesi importanti movimentando il pezzo a velocità elevata. La pinza, che preleva l’O-ring e lo mantiene in tensione per l’ispezione – precisa Cadenelli – ha un design speciale con un sistema autocentrante per potersi adattare alle diverse misure di corda degli O-ring, dai 2 agli 8 mm, senza dover aggiungere alcun tool. L’obiettivo è che il pezzo sia sufficientemente stabile durante la rotazione”.
Il cuore della macchina è rappresentato dalla stazione di controllo, che può contare su un sistema di illuminazione studiato appositamente per questa applicazione. “In visione, la luce è l’elemento essenziale”, racconta l’Head of Automation and Electrical Department di Doss. “Si può anche avere una telecamera con la risoluzione migliore possibile, ma se la distribuzione di luce non è omogenea il risultato non sarà ottimale. Le quattro telecamere lineari Teledyne Dalsa ad altissima risoluzione, in combinazione con il robot SCARA che ruota leggermente il pezzo, ricostruiscono l’immagine completa dell’O-ring”.
Il sistema di backlight con luci LED di ultima generazione, dotato di una geometria totalmente custom, è quindi fondamentale per garantire la massima accuratezza dell’ispezione. Il dispositivo di movimentazione della telecamera è completamente automatico: una caratteristica importante perché, al variare della geometria del pezzo, è possibile regolare in automatico gli assi elettronici, in modo da avere sempre il fuoco migliore sul pezzo.
“Come ulteriore accortezza, i LED sono angolati in modo tale che la luce non illumini perpendicolarmente l’O-ring, creando così una sorta di effetto-ombra che permette di identificare anche i difetti più complessi da rilevare. L’obiettivo di fondo è coprire tutte le zone dell’O-ring che devono essere controllate”.

Le altre caratteristiche dell’impianto e il software di supervisione
Ma quali sono i principali elementi di attenzione nel controllo degli O-ring? “Per la sua stessa struttura, la gomma è soggetta a effetti elastici. Il sistema di retroilluminazione che abbiamo progettato, oltre a consentirci di rilevare con precisione lo spessore di ogni sezione dell’O-ring in sei posizioni differenti, ci permette di identificare eventuali difettosità generate nella fase di chiusura stampo, cruciale perché da lì potrebbero originare problemi di tenuta”, spiega Cadenelli.
Altre importanti caratteristiche della macchina sono la tecnologia brushless per la gestione delle movimentazioni, l’integrazione tra PLC standard e PLC safe, le barriere di sicurezza di ultima generazione con serrature di sicurezza per evitare accessi accidentali, nonché la presenza di sensori per rilevare eventuali pezzi non contestuali sul nastro di scarico degli O-ring controllati.
Il software, realizzato internamente da Doss Visual
Solutions, permette di definire le maschere da adattare alle caratteristiche del pezzo e contiene algoritmi personalizzati, in grado di fornire le misure reali del difetto nonché di definire la soglia di classificazione.
Sulla base delle indicazioni del cliente, è anche possibile impostare la quantità di pezzi da controllare e, grazie alle informazioni sulla produttività media, fare una stima del tempo necessario al controllo di una quantità definita di pezzi, utile a fini di pianificazione e gestione della produzione.

Ispezione accurata degli O-ring senza rinunciare al tempo ciclo