ITUD980222A1 - Procedimento e dispositivo per la misura della luce tra elementi a posizione variabile - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo: "PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER LA MISURA DELLA LUCE TRA ELEMENTI A POSIZIONE VARIABILE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento, ed il relativo dispositivo, per la misura della luce definita tra due o più elementi a posizione variabile, come espressi nelle relative rivendicazioni principali. Il trovato consente di eseguire, per via ottica, la misura della luce di transito definita tra due o più elementi, allo scopo di fornire all'operatore le istruzioni necessarie per regolare in modo estremamente veloce e preciso la posizione di tali elementi sì da predisporli al successivo utilizzo.

Il trovato consente anche di eseguire un controllo di congruità del profilo della luce effettiva rispetto ad un modello di riferimento predeterminato.

Il trovato è atto ad essere utilizzato in particolare, anche se non esclusivamente, in campo metallurgico per regolare, in base ad una maschera di settaggio predefinita, la luce tra due rulli di una cassetta guida- laminato, o la luce tra i cilindri di una gabbia di laminazione, oppure per verificare l'allineamento tra due o più cassette, tra la cassetta e la relativa gabbia o tra due o più gabbie.

Nel seguito, per semplicità, si farà riferimento a questa particolare applicazione che, comunque, non è da ritenersi limitativa per il trovato.

STATO DELLA TECNICA

In diversi settori della tecnica, è nota l'esigenza di collocare due o più elementi in una reciproca posizione prestabilita definente una luce di transito, con un grado di precisione estremamente elevato.

In campo metallurgico, ad esempio, è nota l'esigenza di regolare la posizione dei rulli sagomati delle cassette guida-laminato al fine di adattare la luce da essi definita alla sezione del laminato da guidare, oppure di regolare la posizione dei cilindri sagomati di lavoro delle gabbie di laminazione allo scopo di calibrare la luce da essi definita sì da produrre laminati di sezione prestabilita, con margini di tolleranza estremamente ridotti.

Attualmente, tali regolazioni vengono svolte manualmente dagli operatori utilizzando attrezzature specifiche e metodi di misura convenzionali, i quali sono poco precisi ed affidabili.

Le misurazioni effettuate con i metodi tradizionali, inoltre, devono essere ripetute dall'operatore più volte durante la regolazione dei rulli, o cilindri, fino al raggiungimento dei parametri prefissati.

E’ pratica nota eseguire le misurazioni mediante un visore, che utilizza uno schermo opalizzato ed un sistema di amplificazione ottica per rilevare il profilo e le dimensione della luce di transito definita tra due rulli o cilindri. Anche tale sistema è però manuale e non garantisce l'affidabilità del risultato. Allo stato attuale, quindi, le misurazioni e le regolazioni della luce e dell'allineamento tra due elementi a posizione variabile, nella fattispecie rulli e cilindri, sono estremamente complicate, richiedono molto tempo e personale specializzato.

La velocità di esecuzione ed i risultati ottenuti, inoltre, sono strettamente legati all'operatore, alla sua esperienza ed alla tecnica da esso utilizzata.

La proponente, per risolvere questo inconveniente molto lamentato in diversi settori della tecnica ed in particolare nel settore metallurgico, nonché per ottenere ulteriori vantaggi nel seguito evidenziati, ha progettato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.

Altre caratteristiche del presente trovato sono espresse nelle rivendicazioni secondarie.

Scopo principale del presente trovato è quello di fornire un procedimento ed il relativo dispositivo per consentire la misura e la regolazione della luce di transito definita tra elementi a posizione variabile in modo da semplificare, velocizzare e standardizzare le operazioni di settaggio e predisposizione di tali elementi sulla base del valore richiesto dalle specifiche di lavorazione.

Altro scopo del trovato è quello di 'effettuare operazioni di misura estremamente precise e subito disponibili agli operatori in modo da guidarli nelle operazioni di settaggio e predisposizione.

Ulteriore scopo del trovato è quello di rendere le misure indipendenti dall'operatore e quindi di consentire anche ad operatori non specializzati o con poca esperienza di eseguire il posizionamento e la regolazione dei suddetti elementi.

Altro scopo ancora è quello di fornire un'attrezzatura di misura trasportabile e facilmente installabile in qualsiasi ambiente di lavoro.

II dispositivo secondo il trovato comprende, nelle sue parti essenziali, mezzi di ripresa visiva cost :uiti da almeno una telecamera collegata ad un elaboratore atto a ricevere e ad elaborare le immagini riprese da tale telecamera.

In una soluzione del trovato, tale telecamera coopera con una sorgente luminosa atta ad aumentare la definizione delle immagini riprese.

Secondo una variante, tale sorgente luminosa è allineata alla telecamera ed è collocata dalla parte opposta, rispetto agli elementi da riprendere, della telecamera stessa.

Il procedimento secondo il trovato prevede di allineare tale telecamera alla luce di transito definita tra gli elementi da regolare, e di confrontare le immagini riprese da detta telecamera con una definita maschera campione, o di settaggio.

Detta maschera campione può essere selezionata dall'operatore tra quelle contenute in un archivio dell'elaboratore, oppure acquisita dall'elaboratore mediante una preventiva procedura di calibrazione.

In una soluzione del trovato tale maschera campione è costituita da un'immagine digitale. Secondo una variante, tale maschera campione è costituita da un disegno realizzato con un programma CAD.

tempo reale ed in continuo, tutte le informazioni, relative alle differenze riscontrate dall elaboratore immagine ripresa dalla telecamera e la maschera campione.

In particolare, detti dati vengono espressi come valori numerici relativi agli scarti su ogni dimensione, quale ad esempio altezza, larghezza, interasse, ecc. , fra l'immagine ripresa dalla telecamera e la maschera campione utilizzata come dato di settaggio e predisposizione.

Secondo una variante, l'elaboratore fornisce anche l’informazione sulla congruità del profilo di una parte o dell 1intera immagine ripresa rispetto al profilo della maschera campione.

Secondo una caratteristica del trovato, tali informazioni vengono immediatamente e continuamente rese disponibili all'operatore tramite mezzi di interfaccia quali, ad esempio, un monitor.

Con il procedimento secondo il trovato, pertanto, è possibile guidare l'operatore nella regolazione degli elementi ripresi dalla telecamera fino ad ottenere la perfetta collimazione fra immagine reale e maschera campione, o di settaggio.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni, in cui:

- la fig. 1 illustra, con una vista laterale, il dispositivo per la misura della luce utilizzato per la regolazione dei rulli di una cassetta guida-laminato di un impianto di laminazione;

- la fig. 2 illustra il particolare A ingrandito di fig. 1;

- la fig. 3 illustra parzialmente, con una vista in pianta, una variante del dispositivo di fig. 1 utilizzato per la misura della luce dei cilindri di lavoro di una gabbia di laminazione .

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE

PREFERENZIALI DEL TROVATO

Con riferimento alla fig. 1, un dispositivo 10 per la misura della luce definita tra elementi a posizione variabile viene utilizzato per la regolazione ed il settaggio della posizione dei rulli 11 di una cassetta 12 guida-laminato di un impianto di laminazione. Tale dispositivo 10 comprende, nelle sue parti essenziali, una telecamera 13, un elaboratore 14 ed una sorgente luminosa 15 retroilluminante.

Nel caso di specie, il dispositivo 10 secondo il trovato è installato in un ambiente nel quale vengono realizzate e predisposte cassette guida-laminato 12; sia la telecamera 13 che la sorgente luminosa 15 che, ancora, la cassetta 12 sono posizionate su rispettivi supporti fissi 16, 17 e 18.

I supporti fissi 16, 17 e 18 sono montati, in posizioni prestabilite, su un basamento comune 33 in modo da rispettare sempre definite . condizioni geometriche di posizionamento tra telecamera 13, cassetta 12 e sorgente luminosa 15.

In cooperazione con il supporto 18 possono essere previsti mezzi di interfaccia quali spessori, sostegni o simili, in modo da permettere il posizionamento di cassette 12 di dimensioni diverse mantenendo sempre le condizioni geometriche di altezza, allineamento e distanza con telecamera 13 e sorgente luminosa 15.

Secondo una variante, la telecamera 13 e la sorgente luminosa 15 sono mobili e collocabili in una diversa zona di utilizzo.

Nel caso di specie, la telecamera 13 è racchiusa in una struttura di contenimento 19 stagna che la protegge dallo sporco, dalla polvere e dagli altri eventuali agenti esterni .

La telecamera 13 è collegata all'elaboratore 14, nel caso di specie un personal computer, ed è atta a trasmettergli in continuo le immagini riprese.

La telecamera 13 viene allineata alla luce di transito 32 definita tra i rulli 11 della cassetta 12, vantaggiosamente facendo passare l'asse di ripresa 30 per il centro nominale 31 di detta luce 32.

Le immagini riprese dalla telecamera 13 vengono visualizzate sul monitor 14a, come illustrato in fig.

2, e confrontate dall'elaboratore 14, tramite uno specifico programma, con una maschera campione di settaggio quale un'immagine digitale o un disegno realizzato con un programma CAD.

Nella configurazione illustrata, affinché i risultati del confronto tra l'immagine acquisita e la maschera campione siano precisi ed affidabili, il trovato prevede di collocare la telecamera 13 ad una predefinita distanza "d" dai rulli 11.

Secondo una variante, la telecamera 13 è dotata di un telemetro o simile, atto a trasmettere all'elaboratore 14 il valore effettivo di tale distanza "d"; tale valore viene utilizzato per correggere eventuali errori di misura dovuti a differenze di posizionamento della telecamera 13 rispetto alla distanza prestabilita, tramite un opportuno fattore di correzione che tiene conto di detta distanza effettiva.

La sorgente luminosa 15 è collocata dietro la cassetta 12 e, nell'esempio raffigurato, comprende una piastra 20 a circuito stampato sulla quale sono montati una pluralità di diodi emettitori di luce (LED) 21.

La piastra 20 è collocata all'interno di un corpo proiettore 22 le cui superfici interne sono di tipo riflettente ed anteriormente dotato di una lastra di vetro 23 vantaggiosamente opalizzato.

Detta sorgente luminosa 15, che può comunque essere realizzata in altri modi, ad esempio da una lampada ad incandescenza od altro, ha la funzione di retroilluminare e quindi di migliorare la qualità delle immagini riprese dalla telecamera 13.

In questo modo, il profilo 211 dei rulli 11 appare sul monitor 14a (fig. 2) estremamente nitido e ben definito, sì che il confronto con la maschera campione risulta estremamente preciso e di facile lettura.

I risultati di tale confronto vengono, in tempo reale, visualizzati in forma numerica dall'elaboratore 14 sul monitor 14a mediante una pluralità di finestre di dialogo 24, di immediata intelligibilità, atte a guidare gli operatori nelle operazioni di regolazione dei rulli 11.

Nell'esempio di fig. 2, l'operatore, per ottenere il valore di luce prestabilito e correggere la reciproca posizione dei rulli 11 deve spostare il rullo di sinistra di 2,95 mm verso l'esterno e di 0,05 mm verso il basso, nel contempo spostando il rullo di destra di 3,03 mm verso l'esterno e di 0,22 mm verso l'alto.

Man mano che l'operatore esegue questi spostamenti, i risultati visualizzati dalle finestre di dialogo 24 si aggiornano in tempo reale, così da guidare in modo continuo l'operatore fino a quando tutti gli scarti rispetto ai valori predefiniti si portano sostanzialmente verso lo zero.

Il valore di luce e di allineamento dei due rulli 11 viene visualizzato in tempo reale da rispettive finestre di dialogo 25 e 26.

Secondo una variante, i numeri visualizzati da tali finestre 24, 25 e 26 sono di colore differente in funzione che il valore di luce e di allineamento rientri o meno in un prestabilito campo di tolleranza, sì da facilitare l'operatore nel suo compito.

Ad esempio, i valori possono essere visualizzati in verde quando rientrano in un definito campo di tolleranza ed in rosso quando sono fuori da tale campo. Il programma dell'elaboratore 14 permette di visualizzare sul monitor 14a anche finestre di dialogo 27 che consentono all'operatore di avviare il dispositivo 10, oppure di eseguire specifiche funzioni quali, ad esempio, la calibrazione del dispositivo 10 stesso all'avvio delle operazioni di misura.

Secondo una variante, una delle finestre di dialogo 27 fornisce l'informazione sulla congruità del profilo di parte o dell'intera immagine ripresa rispetto alla maschera campione.

In una soluzione del trovato, la calibrazione viene eseguita utilizzando un reticolo od un modello tridimensionale di cui è nota una dimensione di riferimento.

Secondo una variante, l'immagine di tale modello tridimensionale ripresa dalla telecamera 13 viene acquisita e memorizzata dall'elaboratore 14 per poi essere utilizzata come maschera campione.

Nella variante di fig. 3, il dispositivo 10 secondo il trovato viene utilizzato in un impianto di laminazione per regolare la luce tra due cilindri, rispettivamente -28a e 28b, montati in una gabbia di laminazione .

In questa soluzione, la sorgente luminosa 15 è allineata all'asse di laminazione 29 dell'impianto mentre la telecamera 13 è collocata in una zona esterna all'impianto stesso.

Questa soluzione viene adottata quando, per motivi di spazio, risulta impossibile predisporre la sorgente luminosa 15 e la telecamera 13 in linea da una parte e dall'altra dei cilindri 28a e 28b.

In questo caso l'immagine della luce definita tra i due cilindri 28a e 28b viene ripresa dalla telecamera 13 tramite uno specchio 30 inclinato di un definito angolo rispetto all'asse di laminazione 29, nella fattispecie di 45°.

Lo specchio 30 è montato su un basamento comune 34 con la telecamera 13 in modo da definire precise condizioni reciproche di posizionamento, inclinazione ed orientamento che devono essere presenti per garantire l’affidabilità della misura.

Vantaggiosamente, detto basamento 34 viene montato al posto della cassetta guida laminato prevista davanti ai cilindri 28a e 28b, consentendo quindi di fornire indicazioni anche sul corretto allineamento fra cassetta e cilindri stessi.

E’ ovvio che al presente trovato possono essere apportate modifiche o aggiunte, senza per questo uscire dall'ambito dello stesso.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Dispositivo per la misura della luce tra elementi a\^ posizione variabile quali, ad esempio,.i rulli (11) di una cassetta guida-laminato (12), oppure i cilindri (28a,28b) di una gabbia di laminazione, detto dispositivo venendo utilizzato per la regolazione della posizione reciproca di tali elementi (ll,28a,28b) per ottenere la voluta luce di transito (32), caratterizzato dal £atto che comprende mezzi di ripresa visiva (13) collegati ad un elaboratore (14) comprendente mezzi di visualizzazione (14a), detto elaboratore (14) essendo atto a ricevere ed a confrontare automaticamente le immagini riprese da detti mezzi di ripresa visiva (13) con una maschera campione preselezionata, detto elaboratore (14) essendo atto a visualizzare numericamente gli scarti dimensionali tra l'immagine ripresa relativa alla luce di transito (32) effettiva definita da detti elementi (ll,28a,28b) e detta maschera campione preselezionata. 2 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi a posizione variabile ed i mezzi di ripresa visiva (13) sono montati su rispettivi supporti (16, 18) ricavati in posizioni fisse e prestabilite su un basamento comune (33). 3 - Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto detti mezzi di visualizzazione (14a) comprendono un monitor atto a visualizzare le immagini riprese dalla telecamera (13) ed una serie di finestre di dialogo (24-27) per la visualizzazione numerica di detti scarti dimensionali e/o per visualizzare informazioni sulla congruità del profilo dell'immagine rispetto alla maschera campione. 4 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una sorgente luminosa (15) atta a retroillumìnare la luce di transito (32) definita da detti elementi (11,28a,28b) . 5 - Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la sorgente luminosa (15) è montata su un proprio supporto (17) ricavato su un basamento comune (33) a distanza fissa dai supporti (18, 16) degli elementi a posizione variabile e dei mezzi di ripresa visiva (13). 6 - Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa (15) comprende un corpo proiettore (21) all'interno del quale è montata una scheda a circuito stampato (20) dotata di una pluralità di diodi emettitori di luce, o LED, (21). 7 - Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tra i mezzi di ripresa visiva (13) e la luce di transito (32).definita tra gli elementi (11,28a,28b) è previsto un elemento riflettente (30) inclinato di un definito angolo ed atto a riflettere l'immagine di detta luce di transito (32) in direzione dei mezzi (13) stessi. 8 - Dispositivo come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i mezzi di ripresa visiva (13) e l'elemento riflettente (30) sono montati in posizioni reciprocamente fisse su un basamento comune (34). 9 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ripresa visiva (13) sono racchiusi in una struttura di contenimento stagna (19) atta a preservarla dagli agenti esterni. 10 - Procedimento per il controllo della luce tra elementi a posizione variabile (ll,28a,28b) utilizzante 11 dispositivo di cui alle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che prevede di ricavare l'immagine della luce di transito (32) effettiva definita tra detti elementi a posizione variabile (11,28a,28b) tramite mezzi di ripresa visiva (13), di confrontare detta immagine con una maschera campione preselezionata e di calcolare e visualizzare gli scarti dimensionali detta immagine effettiva e detta maschera campione preselezionata. 11 - Procedimento come alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti scarti dimensionali vengono visualizzati sotto forma di valori numerici indicativi degli spostamenti da eseguire sugli elementi a posizione variabile da parte dell'operatore per ottenere la luce di transito corrispondente alla maschera campione preselezionata. 12 - Procedimento come alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che prevede di fornire informazioni sulla congruità del profilo di tutta o di parte dell'immagine ripresa rispetto alla maschera campione . 13 - Dispositivo e procedimento per la misura della luce tra elementi a posizione variabile sostanzialmente come descritti ed illustrati negli annessi disegni.