Componenti automazione, i sistemi di visione Omron per Opem

 Il consumo di caffè nel mondo ha conosciuto negli ultimi anni il fenomeno del cosiddetto ‘porzionato chiuso’. Un autentico boom, quello dei sistemi basati su cialde e capsule proprietarie, che sta coinvolgendo anche i costruttori di macchine, il cui ruolo è sempre più decisivo quando si tratta di alzare gli standard di produzione. Opem, società specializzata negli impianti per il confezionamento alimentare con particolare riferimento proprio alle soluzioni per l’industria del caffè, sta cercando di portare l’automazione a vigilare su tutti quegli aspetti che contribuiscono a rendere il prodotto finale più attraente, sia per il produttore sia per il consumatore. Il progetto Una delle più recenti realizzazioni Opem si basa sul controllo della qualità delle capsule per il caffè americano. L’idea è quella di sfruttare la capacità di un sistema di visione Omron per valutare - ancor prima della dosatura del caffè - la qualità dell’assemblaggio delle parti e in particolare della saldatura del filtro in carta sul contenitore in alluminio. Il progetto è stato valutato in relazione al livello medio di scarti presenti in macchine di questo tipo, che normalmente è di circa lo 0,2%. Un valore che può diventare significativo, soprattutto in produzioni di grandi dimensioni (circa 800 capsule/min) e realizzate con più impianti dello stesso tipo. Dal punto di vista qualitativo, l’obiettivo è naturalmente quello di garantire al cliente finale un prodotto finito di qualità maggiore. La difficoltà del progetto risiedeva soprattutto nella collocazione del sistema di visione all’interno dell’impianto, un aspetto che ha indotto i tecnici Opem a prendere in considerazione tutta una serie di parametri molto specifici per aumentare la precisione del risultato: sensibilità al colore, luci e ombre, aderenza del filtro al bordo della capsula. Il sistema di visone Omron è stato scelto proprio per la sua capacità di assecondare tutte le tipologie di controllo (forma, posizione, dimensione, luce) richieste da Opem. L’applicazione Nello specifico, all’interno della macchina sono stati installati quattro sistemi di visione basati su PC, ciascuno in grado di effettuare in simultanea un’analisi bidimensionale su due capsule. In totale il sistema rileva 8 capsule per volta, restituendo all’operatore tutti i dati su un display touch-screen. Caratteristica della soluzione è l’elevato livello di sensibilità del controllo, progettato per rilevare la difettosità dei componenti anche in condizioni critiche. Sul pannello touch-screen vengono visualizzate le cialde, i controlli, le guide e le statistiche degli errori. Ogni capsula imperfetta viene evidenziata in rosso; qualora il sistema riscontri una difettosità di 3 elementi dello stesso tipo in un lasso di tempo inferiore all’ora, provvede ad arrestare in automatico la macchina. L’operatore può visualizzare a ritroso le immagini relative ai componenti difettosi e inviarle a un dispositivo esterno per avere uno storico degli errori. Il vantaggio rispetto ai sistemi basati su PC e programmabili sta soprattutto nella drastica riduzione dei tempi morti: l’operatore, di fatto, è in grado di comprendere in tempo pressoché reale ciò che sta accadendo e risolvere il problema. La tecnologia Omron ha consentito ad Opem di sfruttare le elevate prestazioni del sistema di visione, sia in termini di numero di frame, sia per ciò che riguarda l’esecuzione degli algoritmi necessari per realizzare la visione artificiale dell’oggetto. L’immagine captata dalle videocamere è post-elaborata in modo molto rapido: la presenza di un processore dedicato consente infatti di mantenere i tempi di scansione molto bassi. Nel complesso, il sistema di visione ha un tempo di elaborazione di circa 120 ms e consente alla macchina di lavorare a 53 colpi/min, valore ragguardevole se si tiene conto che il controllo effettuato sulle capsule è decisamente complesso. Le criticità del sistema sono state individuate nella prima fase del collaudo, e risolte in parte attraverso l’innesto di soluzioni hardware e software dedicate, in parte con gli algoritmi e gli applicativi resi disponibili dal sistema di visione da Omron. Su questo versante, lo staff di Opem in collaborazione con i tecnici Omron ha selezionato i migliori algoritmi proposti dal sistema e li ha ottimizzati in base ai parametri di controllo (aree e livelli) necessari per il tipo di controllo richiesto. “Una volta capito come e dove prendere i tool - conclude Lupi - è stato semplice applicarli nelle posizioni corrette per verificare se l’errore viene evidenziato o recepito dal sistema. Alcuni algoritmi sono stati regolati in base alla luce creata all’interno della macchina, altri sulla forma della capsula contenitiva. In questo senso, i sistemi di visione Omron consentono di utilizzare filtri particolari per effettuare compensazioni sull’immagine anche quando, nell’ambiente di lavoro, non c’è uniformità di illuminazione”.