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Controllo qualità: cosa è e come farlo con la visione artificiale


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Il controllo qualità è la fase produttiva in cui si verifica che un prodotto, una componente, una confezione o qualsiasi altro oggetto sia stato realizzato esattamente come si intendeva farlo, quindi che risponda ai requisiti di qualità previsti e richiesti. Si tratta di uno dei momenti finali della catena di produzione ed è sicuramente uno degli step più importanti sia perché rappresenta una sorta di valutazione del lavoro svolto fino a quel momento sia perché è allora che si decide se il prodotto è sufficientemente di qualità e sicuro per essere immesso sul mercato. L'importanza del controllo qualità è testimoniata anche dalla sempre maggiore presenza di figure professionali come l'addetto al controllo qualità, ormai prevista in qualsiasi tipo di azienda produttiva o manifatturiera, e sottoposta a una formazione costante per restare sempre aggiornata sugli standard qualitativi e sui sistemi per verificare che il prodotto li rispetti.

 
 

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Visione artificiale: la tecnologia del controllo qualità

La tecnologia più affidabile e veloce per controllare la qualità di un prodotto è senza dubbio la visione artificiale, anche nota come machine vision. In pratica si tratta di un sistema basato sull'utilizzo di piccole ma potenti camere di visone che catturano migliaia di immagini ad altissima definizione del prodotto da controllare, il software che governa questi dispositivi elabora tali fotogrammi, li confronta con le immagini di riferimento (quelle che mostrano la versione "perfetta" del prodotto) e verifica la rispondenza di qualsiasi parametro ai valori attesi. Se il prodotto rispetta tali parametri prosegue la sua corsa verso l'uscita della fabbrica, altrimenti il suo cammino si interrompe in quel momento. Il funzionamento dei sistemi di visione artificiale è molto simile a quello umano. Quando noi guardiamo un oggetto, ne acquisiamo una moltitudine di fotogrammi che saranno poi processati ed elaborati dal nostro cervello, esattamente quello che accade con una camera di visione artificiale e il suo software.

 

Come avviene il controllo qualità

Il controllo di qualità attraverso i sistemi di visione artificiale può avvenire secondo diverse modalità e, come vedremo più avanti, può riguardare diverse fasi produttive. Solitamente, si utilizzano microcamere ad altissima risoluzione direttamente a bordo delle linee di produzione o di confezionamento. Per semplificare ulteriormente basta immaginare un nastro trasportatore su cui è appoggiata una serie di componenti da controllare, questi pezzi vengono "fotografati" uno ad uno nel momento in cui passano davanti alla camera di visione artificiale. L'intero processo, dall'acquisizione delle immagini alla restituzione del risultato in termini di qualità, si consuma in un tempo brevissimo (spesso inferiore al secondo) in cui il sistema di visione ci dice, con un segnale luminoso o sonoro, se il pezzo può proseguire il suo percorso, cioè se è di qualità oppure no.

 
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Un'altra modalità con cui la machine vision effettua l'ispezione operativa e il controllo dei parametri di qualità di un pezzo è rappresentata dalla robotica collaborativa antropomorfa. In questo caso dobbiamo immaginare un braccio robotico (cobot) che alla sua appendice, anziché una mano, monta un camera di visione artificiale. Anche in questa modalità l'ispezione e la verifica della qualità avvengono in un tempo brevissimo e, a differenza delle camere a bordo linea, anche in contemporanea con altre attività di assemblaggio, svolte ad esempio da un altro cobot. 

 

Le applicazioni della visione artificiale

 

Le potenzialità della machine vision sono pressoché infinite e danno spazio ad un numero enorme di applicazioni diverse, non solo finalizzate al controllo qualità. Restando però in quest'ambito le applicazioni più tipiche dei sistemi di visione sono quelle che riguardano il controllo del confezionamento di un prodotto. Per esempio, se abbiamo una fila di bottigliette d'acqua il sistema è in grado di controllare, tra gli altri parametri, il livello di riempimento del liquido nella bottiglia, la presenza e il corretto montaggio del tappo, la presenza dell'etichetta e la correttezza di tutti gli elementi che la compongono. Altra applicazione è quella finalizzata a verificare che un pezzo sia stato prodotto nelle giuste dimensioni e nella giusta forma oppure a fare delle misurazioni sia bidimensionali che tridimensionali.  

 
 

Vi sono poi applicazioni maggiormente orientate al controllo del confezionamento e del packaging, sia attraverso una verifica delle confezioni che del loro contenuto. Per esempio i sistemi di visione sono in grado di contare il numero di pezzi o di confezioni presenti all'interno di un collo. Le camere di visione artificiale più avanzate inoltre sono anche in grado di leggere qualsiasi tipo di codice a barre (sia esso lineare o bidimensionale) nel momento in cui fotografano il pezzo o l'oggetto. Addirittura oggi esistono scanner industriali fissi, quindi lettori barcode da montare a bordo linea, in grado di "trasformarsi", grazie al potente software che li anima, in vere e proprie camere di visione con avanzate funzioni di machine vision, andando a racchiudere le funzionalità di due dispositivi in uno solo.

 
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