IT201800011031A1 - Sistema di validazione di componenti meccanici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“SISTEMA DI VALIDAZIONE DI COMPONENTI MECCANICI”

La presente invenzione riguarda un sistema di validazione di componenti meccanici e un metodo per la validazione di componenti meccanici. I componenti meccanici preferibilmente hanno una cavità cilindrica ad esempio un cilindro di un motore a combustione interna.

Generalmente una delle ultime fasi di un processo produttivo di tipo industriale comprende la fase di validazione del prodotto del processo produttivo attraverso un controllo qualità che prevede misurazioni. In particolare, la produzione industriale di cilindri per motori a combustione interna comprende la fase di validazione del cilindro tramite misurazioni preferibilmente di grandezze di tipo meccanico, in particolare dei canali di aspirazione, scarico e travaso.

Come noto le misurazioni di grandezze di tipo meccanico sono effettuate da un operatore tramite l’utilizzo di strumenti manuali, come ad esempio un calibro.

Uno svantaggio dell’arte nota è che le misurazioni effettuate da un operatore tramite l’utilizzo di strumenti manuali risultano scarsamente ripetibili. In particolare, un valore di una grandezza oggetto della misurazione è largamente influenzato da errori di ripetibilità, come ad esempio errori di lettura della misurazione da parte dell’operatore o errori nel posizionamento degli strumenti manuali di misurazione da parte dell’operatore.

Un ulteriore svantaggio dell’arte nota è che il processo di misurazione soffre di scarsa efficienza, essendo un’operazione totalmente manuale, dispendiosa in termini di tempo impiegato.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di acquisizione ottica che riduca almeno uno degli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione è realizzato un sistema di validazione per validare almeno un componente meccanico; il sistema di validazione comprendendo un gruppo di acquisizione ottica, e un’unità di controllo; in cui il gruppo di acquisizione ottica comprende un gruppo trasduttore ottico, e un dispositivo di movimentazione configurato per variare una posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico e il componente meccanico da validare; l’unità di controllo essendo accoppiata al gruppo trasduttore ottico e al dispositivo di movimentazione; essendo configurata per controllare il gruppo trasduttore ottico e il dispositivo di movimentazione; ed essendo configurata per acquisire informazioni riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico e il componente meccanico da validare; il gruppo trasduttore ottico essendo configurato per acquisire una pluralità di immagini; l’unità di controllo essendo configurata per ricevere ciascuna immagine della pluralità di immagini dal gruppo trasduttore ottico e per determinare, per ciascuna immagine, una posizione del dispositivo di movimentazione associata a detta ciascuna immagine; l’unità di controllo essendo configurata per elaborare ciascuna immagine e la sua posizione associata e definire almeno una misurazione di almeno una grandezza meccanica di almeno un elemento meccanico dell’almeno componente meccanico per ciascuna immagine attraverso detta elaborazione.

Grazie alla presente invenzione, il sistema di validazione permette di ottenere misure ripetibili, escludendo dalla fase di misurazione l’intervento manuale ed effettuando la misurazione dell’almeno componente meccanico sempre nelle stesse condizioni. Perciò il presente sistema di validazione riduce drasticamente gli errori di misura casuali e sistematici assicurando maggiore affidabilità al processo di validazione dell’almeno componente meccanico. Inoltre il processo è semiautomatico, poiché l’unico intervento manuale richiesto ad un operatore è il posizionamento del componente meccanico in un’apposita sede. Tale fattore determina una considerevole riduzione del tempo impiegato per effettuare la misurazione e la validazione del componente meccanico.

Secondo una preferita forma di attuazione, il gruppo trasduttore ottico comprende una camera per l’acquisizione di immagini e configurata per catturare e inviare la pluralità di immagini all’unità di controllo.

Secondo una preferita forma di attuazione, il gruppo trasduttore ottico comprende un’ottica boroscopica per acquisire immagini a 360°, in cui l’ottica boroscopica è accoppiata alla camera in modo da inviare le immagini a 360° in ingresso alla camera; l’unità di controllo essendo configurata per ricevere le immagini a 360° dalla camera e linearizzare dette immagini.

Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo di movimentazione comprende una guida sulla quale il gruppo trasduttore ottico è alloggiato, e l’unità di controllo è configurata per controllare il dispositivo di movimentazione per definire una posizione del gruppo trasduttore ottico lungo la guida.

Secondo una preferita forma di attuazione, il gruppo trasduttore ottico è configurato per acquisire immagini di uno spezzone di superficie cilindrica che si sviluppa lungo un asse di riferimento; la guida estendendosi almeno in parte in una direzione parallela o coincidente all’asse di riferimento per muovere di moto traslatorio il gruppo trasduttore ottico lungo l’asse di riferimento.

Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo di movimentazione comprende una guida e un supporto alloggiato sulla guida e che definisce una sede per il componente meccanico da validare; in cui il gruppo trasduttore ottico è configurato per acquisire immagini di un volume cilindrico che si sviluppa lungo l’asse di riferimento; la guida estendendosi almeno in parte in una direzione parallela o coincidente all’asse di riferimento per muovere di moto traslatorio il supporto lungo l’asse di riferimento.

Secondo una preferita forma di attuazione, l’unità di controllo comprende una memoria per memorizzare un intervallo di valori per l’almeno grandezza meccanica misurata e in cui l’unità di controllo è configurata per confrontare il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata con l’intervallo di valori e fornire in uscita un segnale di validazione in base a detto confronto.

Secondo una preferita forma di attuazione, il sistema di validazione comprende un’interfaccia utente accoppiata all’unità di controllo; l’interfaccia utente essendo configurata per fornire in uscita il segnale di validazione e/o il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata.

Secondo una preferita forma di attuazione, il sistema di validazione comprende un’interfaccia utente accoppiata all’unità di controllo; in cui l’interfaccia utente è configurata per ricevere in ingresso parametri di configurazione della misurazione e inviare detti parametri di configurazione all’unità di controllo.

Secondo una preferita forma di attuazione, la memoria dell’unità di controllo comprende parametri di configurazione di diversi componenti meccanici da validare; l’interfaccia utente essendo configurata per ricevere in ingresso da un utente la selezione del componente meccanico da validare.

Secondo una preferita forma di attuazione, la memoria dell’unità di controllo comprende una pluralità di gruppi di parametri di configurazione associati ad una pluralità di elementi meccanici di uno stesso componente meccanico da validare, in cui ciascun gruppo di parametri di configurazione della pluralità di gruppi di parametri di configurazione è associato ad un rispettivo elemento meccanico da validare; in cui per ciascun elemento meccanico da validare, il relativo gruppo di parametri di configurazione comprende almeno un intervallo di valori di confronto con la grandezza meccanica misurata, e almeno una posizione associata.

Secondo una preferita forma di attuazione, l’unità di controllo è configurata per comandare il dispositivo di movimentazione a seconda della selezione del componente meccanico da validare; in particolare l’unità di controllo è configurata per movimentare il dispositivo di movimentazione in base a ciascuna posizione associata a ciascun elemento meccanico da validare del componente meccanico selezionato.

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un metodo per la validazione di componenti meccanici che riduca almeno uno degli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione è fornito un metodo per la validazione di componenti meccanici preferibilmente aventi una cavità cilindrica, comprendente le fasi di:

a) Acquisire, attraverso un gruppo trasduttore ottico, immagini del componente meccanico da validare, in particolare della cavità cilindrica del componente meccanico da validare;

b) Elaborare l’immagine e determinare almeno una misura di almeno una grandezza meccanica di un elemento meccanico del componente meccanico da validare attraverso l’elaborazione dell’immagine; c) Confrontare il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata con un intervallo di valori di confronto relativi all’almeno grandezza meccanica misurata del componente meccanico da validare; d) Determinare se il componente meccanico è conforme all’intervallo di valori in base al detto confronto.

Secondo una preferita forma di attuazione, la fase di acquisizione di immagini prevede di acquisire immagini boroscopiche; in cui l’immagine boroscopica acquisita viene linearizzata prima di essere elaborata per determinare almeno una misura.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: variare la posizione relativa tra il componente meccanico da validare e il gruppo trasduttore ottico preferibilmente tramite un moto relativo di tipo traslatorio; e acquisire una pluralità di immagini del componente da validare, per una pluralità di posizioni.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: acquisire le informazioni riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico e il componente meccanico da validare e associare le immagini relative alla posizione in cui sono state rilevate.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: ricevere in ingresso parametri di configurazione della misurazione; e fornire in uscita un segnale di validazione e/o un valore di almeno una grandezza meccanica relativa alla misurazione effettuata.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: memorizzare un intervallo di valori per l’almeno grandezza meccanica misurata.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: memorizzare i parametri di configurazione di diversi componenti meccanici da validare; ricevere in ingresso la selezione del componente da validare; e fornire in uscita i dati del confronto tra la grandezza meccanica misurata con l’intervallo di valori di confronto per la grandezza meccanica misurata del componente meccanico selezionato.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: memorizzare un gruppo di parametri di configurazione associato a ciascun elemento meccanico del componente da validare, preferibilmente aperture di un cilindro per un motore a combustione interna; per ciascun elemento meccanico il rispettivo gruppo di parametri comprende almeno un intervallo di valori di confronto con la grandezza meccanica misurata, e almeno una posizione associata; in particolare gli elementi meccanici comprendendo aperture relative ai canali di aspirazione, di scarico e di travaso.

Secondo una preferita forma di attuazione, il metodo comprende le fasi di: modificare la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico e il componente meccanico da validare a seconda della selezione del componente meccanico da validare e dei gruppi di parametri di configurazione associati ai rispettivi elementi meccanici del componente meccanico da validare.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra uno schema a blocchi di un esempio realizzativo di un sistema di validazione di componenti meccanici in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 mostra un esempio di un’immagine a 360° della cavità interna di un componente meccanico da validare acquisita dal gruppo trasduttore ottico del sistema di validazione di figura 1; e

- la figura 3 mostra un esempio di un’immagine della cavità interna del componente meccanico da validare di figura 2 linearizzata dall’unità di controllo del sistema di validazione di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con il numero di riferimento 1 è definito nel suo complesso un sistema di validazione 1 di oggetti da validare in particolare di componenti meccanici. In particolare la validazione viene effettuata tramite la misurazione di una pluralità di grandezze meccaniche relative ad una pluralità di elementi meccanici per ciascun componente meccanico da validare. In particolare, il sistema di validazione 1 è configurato per validare un componente meccanico, il quale preferibilmente comprende almeno un corpo a forma cilindrica cava, ad esempio un cilindro per un motore a combustione interna. In particolare, il sistema di validazione 1 è configurato per misurare e validare elementi meccanici, in particolare le aperture interne del cilindro cavo, preferibilmente relative ai canali di aspirazione, di scarico e di travaso.

Il sistema di validazione 1 comprende un gruppo di acquisizione ottica 2, un’unità di controllo 6 e un’interfaccia utente 5.

Il gruppo di acquisizione ottica 2 comprende un gruppo trasduttore ottico 3 e un dispositivo di movimentazione 4 configurato per variare una posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare.

Il gruppo trasduttore ottico 3 comprende una camera 8 per l’acquisizione di immagini e un’ottica boroscopica 9 per consentire l’acquisizione di immagini a 360° del componente meccanico da validare. In particolare, l’ottica boroscopica 9 è accoppiata alla camera 8, in particolare montata a monte di un sensore di immagini della camera 8, in modo tale che la camera 8 catturi immagini attraverso l’ottica boroscopica 9. In questo modo le immagini catturate dalla camera 8 sono immagini a 360° che individuano uno spezzone cilindrico di una superficie cilindrica che si sviluppa lungo un asse di riferimento. In particolare, in uso tale camera 8 cattura l’immagine di uno spezzone cilindrico di una superficie cilindrica di una parete cilindrica interna del componente meccanico da validare, preferibilmente immagini di uno spezzone cilindrico a 360° di una superficie cilindrica di una parete interna di un cilindro per un motore a combustione interna.

In una forma preferita ma non limitativa di attuazione della presente invenzione, l’ottica boroscopica 9 comprende un tubo rigido o flessibile con un oculare da un lato, e una lente che fa da obiettivo dall'altro, collegati da un sistema ottico-trasmittente. Il sistema ottico-trasmittente può comprendere un illuminatore ottico integrato, ad esempio un illuminatore ottico integrato a fibre ottiche e in cui la fonte luminosa può essere di qualsiasi tipo ad esempio un led, un laser o una fonte luminosa alogena. L'immagine rilevata dall’ottica boroscopica 9 viene fornita tramite il sistema ottico-trasmittente alla camera 8 che a sua volta cattura detta immagine.

La camera 8 ad esempio è un camera digitale CMOS o CCD o di altro tipo.

In una forma particolare di attuazione della presenta invenzione, il gruppo trasduttore ottico comprende un illuminatore ottico esterno per illuminare in modo efficace il componente meccanico da validare. In particolare, l’illuminatore ottico esterno è alloggiato in modo che la luce dell’illuminatore ottico esterno passi dall’esterno verso l’interno attraverso gli elementi meccanici dei componenti meccanici. In altre parole, l’illuminatore esterno è posizionato in modo che la sua luce si diffonda dall’esterno del cilindro all’interno del cilindro attraverso almeno uno dei canali di aspirazione, di scarico e di travaso.

Il dispositivo di movimentazione 4 comprende una guida 7, sulla quale è alloggiato il gruppo trasduttore ottico 3; e un attuatore 11 per variare una posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare.

L’attuatore 11 è ad esempio un motore elettrico che muove una vite senza fine che si sviluppa lungo la guida 7 oppure un motore elettrico lineare che si sviluppa lungo la guida 7.

In una particolare forma di attuazione non limitativa della presente invenzione, il gruppo trasduttore ottico 3 è accoppiato in maniera mobile alla guida 7 in modo da scorrere lungo la guida 7 per variare la sua posizione relativa rispetto al componente meccanico da validare.

Preferibilmente, la guida 7 è lineare o parzialmente lineare e si estende almeno parzialmente in una direzione parallela o coincidente all’asse di riferimento definito da un cilindro oggetto della misurazione. In tale configurazione il gruppo trasduttore ottico 3 è posizionato in maniera concentrica rispetto al cilindro oggetto della misurazione e scorrendo sulla guida 7 lineare si muove con moto di tipo traslatorio lungo l’asse di riferimento.

In una forma preferita di attuazione ma non limitativa della presente invenzione, il dispositivo di movimentazione 4 comprende un trasduttore di posizione 12 per determinare la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare. In particolare, il trasduttore di posizione 12 rileva la posizione del gruppo trasduttore ottico 3 lungo la guida 7.

In una forma preferita di attuazione ma non limitativa della presente invenzione, il gruppo trasduttore ottico 3 è montato in modo fisso e non variabile in una posizione fissa e il dispositivo di movimentazione 4 comprende un supporto, che definisce una sede di alloggio per il componente meccanico da validare. In tale forma di attuazione, il supporto è alloggiato sulla guida, è connesso all’attuatore 11 e viene movimentato dall’attuatore 11 lungo la guida 7 in modo da muovere il componente meccanico da validare lungo la guida 7 e far variare la posizione relativa tra il componente meccanico da validare e il gruppo trasduttore ottico 3. In tale forma di attuazione, il trasduttore di posizione 12 rileva la posizione lungo la guida 7 del supporto e quindi del componente meccanico da validare.

In altre parole, il gruppo trasduttore ottico 3 è accoppiato in maniera solidale alla guida 7 e il supporto del componente meccanico da validare è accoppiato in maniera mobile alla guida 7 in modo da scorrere lungo la guida 7 per variare la sua posizione relativa rispetto al gruppo trasduttore ottico 3.

Con riferimento alla figura 1, l’unità di controllo 6 è accoppiata in comunicazione al gruppo di acquisizione ottica 2, in particolare al gruppo trasduttore ottico 3 e al dispositivo di movimentazione 4; e all’interfaccia utente 5.

In maggior dettaglio, l’unità di controllo 6 è configurata per controllare il dispositivo di movimentazione 4 in modo che regoli la posizione relativa tra gruppo trasduttore ottico 3 o il componente meccanico da validare in base ad una posizione relativa desiderata inviatagli dall’unità di controllo 6, in particolare tale regolazione della posizione relativa avviene muovendo il gruppo trasduttore ottico 3 o il supporto su cui è alloggiato il componente meccanico da validare.

In particolare, l’unità di controllo 6 è accoppiata in comunicazione con il dispositivo di movimentazione 4 in modo tale da inviare e ricevere dati al/dal dispositivo di movimentazione 4. In particolare, l’unità di controllo 6 invia comandi all’attuatore 11 per controllare l’attuatore 11 e riceve dati riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare, in particolare la posizione del gruppo trasduttore ottico 3 o del supporto su cui il componente meccanico da validare è alloggiato.

In una forma preferita di attuazione ma non limitativa della presente invenzione, l’unità di controllo 6 comanda l’attuatore 11 per far variare la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare al fine di raggiungere la posizione relativa desiderata.

Come detto sopra, in una forma di attuazione preferita, il dispositivo di movimentazione 4 comprende il trasduttore di posizione 12 per ricevere le informazioni riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il componente meccanico da validare, in particolare la posizione del gruppo trasduttore ottico 3 lungo la guida 7 o la posizione del supporto su cui è alloggiato il componente meccanico da validare lungo la guida 7. In tale forma di attuazione, l’unità di controllo 6 è configurata per ricevere, per ciascuna immagine acquisita, una posizione associata a detta ciascuna immagine.

Inoltre, l’unità di controllo 6 è configurata per controllare il gruppo trasduttore ottico 3 e comandare il gruppo trasduttore ottico 3 in modo che acquisisca una pluralità di immagini e le trasmetta all’unità di controllo 6. In particolare, l’unità di controllo 6 è accoppiata al gruppo trasduttore ottico 3 per inviare e per ricevere dati al/dal gruppo trasduttore ottico 3. In particolare, l’unità di controllo 6 invia al gruppo trasduttore ottico 3 parametri di configurazione di una o più immagini da acquisire. Tali parametri di configurazione comprendono il numero di immagini da acquisire e in una forma non limitativa della presente invenzione, per ciascuna immagine da acquisire, comprendono: una messa a fuoco; un tempo di esposizione, che rappresenta il tempo utilizzato per catturare ciascuna immagine da acquisire; e un guadagno, che è il fattore di amplificazione del segnale luminoso.

Inoltre, l’unità di controllo 6 del sistema di validazione 1 comprende una memoria 16 configurata per memorizzare una pluralità di dati. Inoltre, l’unità di controllo 6 riceve un numero di immagini acquisite dal gruppo trasduttore ottico 3 e le memorizza nella memoria 16 assieme alla posizione associata al numero di immagini. In maggior dettaglio, l’unità di controllo 6 definisce una coppia di informazioni comprendenti ciascuna immagine e la sua posizione associata.

In una forma di attuazione, non limitativa della presente invenzione, l’interfaccia utente 5 è configurata per ricevere in ingresso comandi o parametri di configurazione inseriti da un operatore e fornire in uscita i risultati della validazione e/o della misurazione. L’interfaccia utente 5 è accoppiata all’unità di controllo 6 ed è configurata per ricevere e inviare dati all’/dall’unità di controllo 6.

La memoria 16 comprende, per ciascun componente meccanico da validare, una pluralità di gruppi di parametri di configurazione associati ad una pluralità di elementi meccanici di uno stesso componente meccanico da validare, in cui ciascun gruppo di parametri di configurazione della pluralità di gruppi di parametri di configurazione è associato ad un rispettivo elemento meccanico da validare; in cui per ciascun elemento meccanico da validare, il relativo gruppo di parametri di configurazione comprende almeno un intervallo di valori di confronto con la grandezza meccanica misurata, almeno una posizione associata e preferibilmente e uno o più punti del bordo dell’elemento meccanico sul quale effettuare la misurazione.

In altre parole, a ciascun componente meccanico da validare, ad esempio un cilindro, è associata una pluralità di gruppi di parametri di configurazione. Ciascun gruppo di parametri di configurazione è associato ad uno degli elementi meccanici da validare, ad esempio un bordo o una porzione di un bordo di un foro o un foro del canale di aspirazione o di scarico o di travaso del detto cilindro. Ciascun gruppo di parametri di configurazione comprende la posizione di almeno una grandezza meccanica dell’elemento meccanico da misurare e validare, cioè la distanza dalla base del detto cilindro o da un altro punto di riferimento del detto cilindro, preferibilmente la posizione di almeno un punto del bordo sul quale effettuare la misurazione; e un intervallo di valori della detta grandezza meccanica del detto elemento meccanico da misurare, ad esempio l’altezza o la larghezza del foro del canale di aspirazione o di scarico o di travaso del detto cilindro.

In una forma di attuazione non limitativa della presente invenzione, per ogni elemento meccanico la memoria 16 comprende più posizioni associate allo stesso elemento meccanico e utilizzate dall’unità di controllo 6 per posizionare il dispositivo di movimentazione 4, per acquisire più immagini e per effettuare più misurazioni da posizioni diverse.

In uso, l’operatore attraverso l’interfaccia utente 5 seleziona il componente meccanico da validare, in pratica seleziona quale tipo di cilindro tra i vari cilindri preimpostati vuole validare e manda un comando di invio.

L’unità di controllo 6 è configurata per ricevere tale selezione proveniente dall’interfaccia utente 5 e caricare i parametri di configurazione relativi al componente meccanico da validare selezionato.

L’unità di controllo 6 è configurata per controllare i movimenti del motore elettrico 11 per variare una posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico 3 e il supporto in base ai parametri di configurazione caricati relativi al componente meccanico selezionato, in particolare in base alla posizione dell’elemento meccanico da validare del componente meccanico selezionato. Di conseguenza, l’unità di controllo 6 controlla il dispositivo di movimentazione 4 per variare la posizione del gruppo trasduttore ottico 3 o del supporto su cui il componente meccanico da validare è alloggiato per raggiungere ciascuna posizione associata a ciascun elemento meccanico da validare del componente meccanico selezionato.

Una volta raggiunta la posizione associata all’elemento meccanico da validare del componente meccanico selezionato, l’unità di controllo 6 è configurata per comandare il gruppo trasduttore ottico 3, in particolare la camera 8, in modo che acquisisca uno o più immagini configurato nella posizione associata all’elemento meccanico da validare. In particolare grazie all’ottica boroscopica 9 le immagini acquisite sono immagini a 360° delle pareti interne del componente meccanico da validare.

L’unità di controllo 6 memorizza le immagini e le posizioni associate a dette immagini nella memoria 16, in particolare crea una coppia di informazioni per ciascuna immagine acquisita, in cui tale coppia di informazioni comprende detta immagine acquisita e la sua posizione associata.

L’unità di controllo 6 ripete questa fase di posizionamento del gruppo trasduttore ottico 3, di acquisizione di immagini tramite il gruppo trasduttore ottico 3 e di memorizzazione delle immagini e le relative posizioni per ciascun elemento meccanico da validare del componente meccanico da validare selezionato.

L’unità di controllo 6 è configurata per elaborare dette immagini acquisite e per definire se la validazione del componente meccanico da validare abbia dato esito positivo o negativo.

Con riferimento alla figura 2 e alla figura 3, nella fase di elaborazione, l’unità di controllo 6 è configurata per linearizzare le immagini a 360° (figura 2) acquisite tramite il gruppo trasduttore ottico 3, in particolare per effettuare uno sviluppo piano (figura 3) dell’immagine a 360° (figura 2) catturata attraverso l’ottica boroscopica 8.

In maggior dettaglio, l’immagine a 360° (figura 2), che si estende in un piano comprendente una retta perpendicolare all’asse di riferimento (asse lungo e attorno al quale la parete cilindrica si estende) ottenuta dalla camera 9 tramite l’ottica boroscopica 8, viene sviluppata in una immagine linearizzata (figura 3). In altre parole, l’immagine a 360° (figura 2) che raffigura lo spezzone della superficie cilindrica interna del cilindro da validare, avente una forma di corona circolare, viene elaborata per essere visualizzata linearmente all’interno di un’area di forma rettangolare (figura 3).

Inoltre, l’unità di controllo 6 è configurata per determinare una pluralità di misure di grandezze meccaniche del componente meccanico da validare. In particolare, l’unità di controllo 6 è configurata per elaborare la coppia di informazioni comprendenti una immagine e la sua posizione associata e determinare almeno una misura di una grandezza meccanica, ad esempio almeno una misura di un canale interno del cilindro da validare.

In particolare, l’unità di controllo 6 è configurata per elaborare la coppia di informazioni comprendenti l’immagine acquisita e la posizione associata in modo da identificare un bordo di interesse in ciascuna immagine acquisita e fornire una posizione del bordo identificato rispetto alla base del cilindro. L’unità di controllo 6 è configurata per associare a ciascun bordo di interesse identificato una rispettiva grandezza meccanica. In particolare, tali bordi di interesse sono relativi alle aperture dei canali di aspirazione, scarico o travaso di un cilindro per un motore a combustione interna.

L’unità di controllo 6 è configurata per misurare la quota dei bordi della grandezza meccanica rilevata in particolare dei canali di aspirazione o di travaso o di scarico del cilindro. In particolare, l’unità di controllo 6 è configurata per rilevare i bordi di interesse identificati, ed effettuare una misura delle dimensioni dei bordi, preferibilmente lungo l’asse di movimentazione della guida e preferibilmente in punti dei bordi preselezionati in fase di configurazione. L’unità di controllo 6 è configurata per associare dette dimensioni rilevate alla grandezza meccanica rilevata ed è configurata per confrontarli con un intervallo di riferimento.

L’unità di controllo 6 è configurata per confrontare le dimensioni rilevate di uno o più degli elementi meccanici del componente meccanico da validare con il relativo intervallo di valori di confronto memorizzato e determinare se la dimensione rilevata è compresa all’interno dell’intervallo di valori.

L’unità di controllo 6 definisce almeno un dato di validazione per ciascun elemento meccanico e relativa al confronto. Tale dato di validazione può essere un segnale di validazione o un’informazione visiva, e viene inviato e visualizzato sull’interfaccia utente 5 oppure inviato ad un sistema di controllo di un processo produttivo. In particolare, i dati di validazione indicano se la grandezza meccanica misura è all’interno dell’intervallo di valore o meno.

In particolare, l’unità di controllo 16 definisce un dato complessivo di validazione se tutti i dati di validazione di ciascun elemento meccanico di uno stesso componente meccanico da validare sono positivi.

Grazie alla presente invenzione, la validazione degli elementi meccanici del componente meccanico da validare, in particolare i canali di aspirazione, scarico e travaso di un cilindro per un motore a combustione interna, viene eseguita senza contatto con il componente meccanico da validare e in maniera automatizzata.

È inoltre evidente che la presente invenzione copre anche forme di attuazione non descritte nella descrizione dettagliata e forme di attuazione equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di validazione per validare almeno un componente meccanico; il sistema di validazione (1) comprendendo un gruppo di acquisizione ottica (2), e un’unità di controllo (6); in cui il gruppo di acquisizione ottica (2) comprende un gruppo trasduttore ottico (3), e un dispositivo di movimentazione (4) configurato per variare una posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico (3) e il componente meccanico da validare; l’unità di controllo (6) essendo accoppiata al gruppo trasduttore ottico (3) e al dispositivo di movimentazione (4); essendo configurata per controllare il gruppo trasduttore ottico (3) e il dispositivo di movimentazione (4); ed essendo configurata per acquisire informazioni riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico (3) e il componente meccanico da validare; il gruppo trasduttore ottico (3) essendo configurato per acquisire una pluralità di immagini; l’unità di controllo (6) essendo configurata per ricevere ciascuna immagine della pluralità di immagini dal gruppo trasduttore ottico (3) e per determinare, per ciascuna immagine, una posizione del dispositivo di movimentazione (4) associata a detta ciascuna immagine; l’unità di controllo (6) essendo configurata per elaborare ciascuna immagine e la sua posizione associata e definire almeno una misurazione di almeno una grandezza meccanica di almeno un elemento meccanico dell’almeno componente meccanico per ciascuna immagine attraverso detta elaborazione; preferibilmente il gruppo trasduttore ottico (3) comprende una camera (8) per l’acquisizione di immagini e configurata per catturare e inviare la pluralità di immagini all’unità di controllo (6).
2. 2. Sistema di validazione secondo la rivendicazione 1; in cui il gruppo trasduttore ottico (3) comprende un’ottica boroscopica (9) per acquisire immagini a 360°, in cui l’ottica boroscopica (9) è accoppiata alla camera (8) in modo da inviare le immagini a 360° in ingresso alla camera (8); l’unità di controllo (6) essendo configurata per ricevere le immagini a 360° dalla camera (8) e linearizzare dette immagini.
3. 3. Sistema di validazione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di movimentazione (4) comprende una guida (7) sulla quale il gruppo trasduttore ottico (3) è alloggiato, e l’unità di controllo (6) è configurata per controllare il dispositivo di movimentazione (4) per definire una posizione del gruppo trasduttore ottico (3) lungo la guida (7); preferibilmente il gruppo trasduttore ottico (3) è configurato per acquisire immagini di uno spezzone di superficie cilindrica che si sviluppa lungo un asse di riferimento; la guida (7) estendendosi almeno in parte in una direzione parallela o coincidente all’asse di riferimento per muovere di moto traslatorio il gruppo trasduttore ottico (3) lungo l’asse di riferimento.
4. 4. Sistema di validazione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l’unità di controllo (6) comprende una memoria (16) per memorizzare un intervallo di valori per l’almeno grandezza meccanica misurata e in cui l’unità di controllo (6) è configurata per confrontare il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata con l’intervallo di valori e fornire in uscita un segnale di validazione in base a detto confronto.
5. 5. Sistema di validazione secondo la rivendicazione 4, comprendente un’interfaccia utente (5) accoppiata all’unità di controllo (6); l’interfaccia utente (5) essendo configurata per fornire in uscita il segnale di validazione e/o il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata.
6. 6. Sistema di validazione secondo la rivendicazione 4 o 5, comprendente un’interfaccia utente (5) accoppiata all’unità di controllo (6); in cui l’interfaccia utente (5) è configurata per ricevere in ingresso parametri di configurazione della misurazione e inviare detti parametri di configurazione all’unità di controllo (6).
7. 7. Sistema di validazione secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui la memoria (16) dell’unità di controllo (6) comprende parametri di configurazione di diversi componenti meccanici da validare; l’interfaccia utente (5) essendo configurata per ricevere in ingresso da un utente la selezione del componente meccanico da validare; in cui la memoria (16) comprende una pluralità di gruppi di parametri di configurazione associati ad una pluralità di elementi meccanici di uno stesso componente meccanico da validare, in cui ciascun gruppo di parametri di configurazione della pluralità di gruppi di parametri di configurazione è associato ad un rispettivo elemento meccanico da validare; in cui per ciascun elemento meccanico da validare, il relativo gruppo di parametri di configurazione comprende almeno un intervallo di valori di confronto con la grandezza meccanica misurata, e almeno una posizione associata.
8. 8. Sistema di validazione secondo la rivendicazione 7, in cui l’unità di controllo (6) è configurata per comandare il dispositivo di movimentazione (4) a seconda della selezione del componente meccanico da validare; in particolare l’unità di controllo (6) è configurata per movimentare il dispositivo di movimentazione (4) in base a ciascuna posizione associata a ciascun elemento meccanico da validare del componente meccanico selezionato.
9. 9. Metodo per la validazione di componenti meccanici preferibilmente aventi una cavità cilindrica, comprendente le fasi di: a) Acquisire, attraverso un gruppo trasduttore ottico (3), immagini del componente meccanico da validare, in particolare della cavità cilindrica del componente meccanico da validare; b) Elaborare l’immagine e determinare almeno una misura di almeno una grandezza meccanica di un elemento meccanico del componente meccanico da validare attraverso l’elaborazione dell’immagine; c) Confrontare il valore dell’almeno grandezza meccanica misurata con un intervallo di valori di confronto relativi all’almeno grandezza meccanica misurata del componente meccanico da validare; d) Determinare se il componente meccanico è conforme all’intervallo di valori in base al detto confronto.
10. 10. Metodo della rivendicazione 9; in cui la fase di acquisizione di immagini prevede di acquisire immagini boroscopiche; in cui l’immagine boroscopica acquisita viene linearizzata prima di essere elaborata per determinare almeno una misura.
11. 11. Metodo della rivendicazione 9 o 10; comprendente le fasi di: variare la posizione relativa tra il componente meccanico da validare e il gruppo trasduttore ottico (3) preferibilmente tramite un moto relativo di tipo traslatorio; e acquisire una pluralità di immagini del componente meccanico da validare, per una pluralità di posizioni.
12. 12. Metodo della rivendicazione 11; comprendente le fasi di: acquisire le informazioni riguardanti la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico (3) e il componente meccanico da validare e associare le immagini relative alla posizione in cui sono state rilevate.
13. 13. Metodo di una delle rivendicazioni da 9 a 12, comprendente le fasi di: ricevere in ingresso parametri di configurazione della misurazione; e fornire in uscita un segnale di validazione e/o un valore di almeno una grandezza meccanica relativa alla misurazione effettuata.
14. 14. Metodo di una delle rivendicazioni da 9 a 13, comprendente la fase di memorizzare un gruppo di parametri di configurazione associato a ciascun elemento meccanico per ciascun componente meccanico da validare, preferibilmente gli elementi meccanici sono aperture relative ai canali di aspirazione, e/o aperture relative ai canali di scarico e/o aperture relative ai canali di travaso; in cui, per ciascun elemento meccanico, il rispettivo gruppo di parametri comprende almeno un intervallo di valori di confronto con la grandezza meccanica misurata e almeno una posizione associata; il metodo comprendendo la fase di ricevere in ingresso la selezione del componente meccanico da validare; e fornire in uscita i dati del confronto tra la grandezza meccanica misurata e l’intervallo di valori di confronto per la grandezza meccanica misurata del componente meccanico selezionato.
15. 15. Metodo della rivendicazione 14, comprendente le fasi di: modificare la posizione relativa tra il gruppo trasduttore ottico (3) e il componente meccanico da validare a seconda della selezione del componente meccanico da validare e dei gruppi di parametri di configurazione associati ai rispettivi elementi meccanici del componente meccanico da validare.