Sono molteplici le applicazioni e i vantaggi che spingono molte aziende alimentari ad affidare il controllo della linea a sistemi di visione artificiali, anche per migliorare le prestazioni dei robot e dei sistemi automatici.
La visione industriale è una delle principali tecnologie innovative nel settore dell’automazione anche nell’industria alimentare. Oggi sono sul mercato hardware e software che garantiscono prestazioni crescenti, le telecamere sono ad alta velocità con elevate capacità di calcolo. I sistemi di visione artificiale possono utilizzare telecamere a visione a 2 o 3 dimensioni, sensori CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) e CCD (Charge-Coupled Device), questi ultimi con una maggiore precisione cromatica e qualità dell’immagine a discapito di dimensioni, telecamere intelligenti, ovvero un sistema di visione compatto che integra in un unico contenitore una telecamera e un sistema di elaborazione di immagini, o sistemi che utilizzano PC per elaborare le immagini riprese dalla telecamera. Le diverse tecnologie utilizzano telecamere e sensori sempre più potenti e compatti, quindi facili da integrare con i sistemi industriali già in essere, ma al contempo con una sguardo ai costi.
Vantaggi competitivi
Adottare i sistemi di visione artificiale sulle linee di produzione incrementa gli standard qualitativi del prodotto finale. Questi sistemi garantiscono un’elevata semplicità di utilizzo grazie all’interfaccia facile tra uomo e macchina, unita ad un’elevata tecnologia che permette controlli accurati anche in caso di produzioni elevate sia in numero che in velocità, come avviene nelle fasi di imbottigliamento, riempimento dell’imballaggio, nel taglio del prodotto o nel fine linea. Un controllo accurato e in tempo reale garantisce maggiormente il risultato finale, riducendo i costi di gestione. I punti di forza dei sistemi di visione artificiale sono anche la flessibilità, grazie a cambiamenti rapidi, l’ergonomia, dovuta all’interfaccia uomo-macchina, la tracciabilità del prodotto con la registrazione di tutti gli alimenti controllati, un ingombro ridotto, una maggiore gestione della qualità, il controllo continuato 24 ore su 24, 7 giorni su 7 ed invariato nel tempo e flussi elevati di prodotti visionati. Grazie ai sistemi di visione è possibile controllare la presenza di difetti su moltissimi tipi di imballaggio. Il controllo viene fatto sul 100% della produzione, anche per velocità molto sostenute, comandando in automatico un sistema di smistamento tra prodotto conforme ai parametri e prodotto da scartare. Tutti i pezzi difettosi infatti vengono rilevati ed espulsi dalla linea produttiva. Tutti le immagini dei difetti vengono visualizzate e memorizzate, per identificare e modificare velocemente eventuali i punti che creano criticità al processo produttivo. I sistemi sono dotati di segnali d’allarme in tempo utile per evitare trascinamenti di prodotti difettosi. Tutti i sistemi d’ispezione possono essere collegati alla rete aziendale per analizzare automaticamente la qualità della produzione, riferita ad intervalli di tempo, al personale o al prodotto. Infine, sistemi automatici di calibratura garantiscono processi riproducibili e stabili nel tempo.
Il funzionamento
I sistemi di visione funzionano tramite l’elaborazione dell’immagine che converte un’immagine di riferimento o campione acquisita da una telecamera in un segnale digitale. Attraverso varie operazioni aritmetiche sul segnale vengono estratte le caratteristiche dell’immagine di riferimento, quali l’area, la lunghezza, la quantità, la posizione, i colori. Infine, vengono elaborati e definiti anche i limiti di tolleranza sui quali basare l’accettazione o meno del prodotto analizzato. In particolare, il modello di riferimento o target viene registrato e memorizzato in ogni sua parte. Questi dati vengono letti in modo sequenziale e convertiti in un segnale d’immagine, necessario per ricostruire l’immagine. Viene poi elaborata la scala dei grigi e successivamente la corrispondenza di colore. I sistemi di visione a colori riconoscono il modello memorizzato non solo mediante la luminosità, ma anche attraverso i livelli di colore. Questi sistemi consentono il rilevamento della posizione ad alta precisione, così come l’individuazione del bordo, utile anche per l’ispezione dimensionale dei pezzi. Il bordo è il confine tra le aree chiare e scure che compaiono nell’immagine. Se i bordi vengono rilevati sulla variazione relativa dell’intensità e non in base al valore assoluto dell’intensità, il loro rilevamento sarà possibile anche sulle linee di produzione dove l’illuminazione cambia di frequente.
