Metrologia senza contatto per geometrie complesse

Ergonomia e facilità di utilizzo sono tra le più apprezzate caratteristiche del nuovo QBOX Minicobot, il sistema automatizzato di misura senza contatto progettato da QFP (Quality For Passion) che si avvale di un cobot UR3 di Universal Robots e di uno scanner ZEISS. Con il management di QFP ci siamo soffermati sulle possibilità applicative della misura senza contatto nella lavorazione della lamiera, parlando dei vantaggi della tecnologia laser in termini di efficacia nonché di risparmio di tempo e spazio.

di Fabrizio Dalle Nogare

Acronimo di Quality For Passion, QFP da oltre 15 anni progetta, distribuisce e integra sistemi di misura e controllo qualità nella metrologia senza contatto tramite scansione laser, ottica 3D o tastatura. Nata come distributore nel territorio italiano di sistemi di scansione ottici e laser 3D della Steinbichler Optotechnik Gmbh (oggi ZEISS), nel corso del tempo l’azienda ha allargato il suo raggio di azione, fino alla release, nel 2015, del sistema QBOX, una cella di misura per il controllo qualità e di processo a luce blu o laser, che oggi si è evoluta in una famiglia di celle automatiche che include l’uso di robot collaborativi.
Lo scorso febbraio, nel contesto di A&T a Torino, abbiamo avuto l’opportunità di vedere la più recente evoluzione della famiglia QBOX, il nuovo QBOX Minicobot, progettato per garantire vantaggi in termini di ergonomia e semplicità di utilizzo. Particolarmente compatto nelle dimensioni (1,7 m di lunghezza per 0,80 di larghezza e con un’altezza massima di 2,2 m), la soluzione è adatta per ogni sala metrologica, anche in condizioni di saturazione degli spazi. Inoltre la piastra (più bassa di quella della precedente versione) consente misure più agevoli, portando al livello del viso dell’operatore l’altezza massima del sensore di misura. Il profilo più stretto del supporto della piastra, infine, rende più semplici le operazioni di rilievo della parte inferiore degli oggetti. La portata massima del sistema è di 300 kg.

Un sistema senza barriere progettato su misura per l’operatore
QBOX Minicobot è in grado di operare la misurazione di oggetti in lamiera, alluminio, acciaio, resine, composito, ghisa e materie plastiche senza alcuna necessità di preparare la superficie con marker e, grazie all’utilizzo della luce led blu, anche lo spray può essere evitato nella maggior parte dei casi. Equipaggiato con i migliori scanner, fra cui il sistema a luce led blu ZEISS COMET L3D 2 e il sistema di scansione laser ZEISS TSCAN CS+, la soluzione realizzata con un cobot UR10 di Universal Robots alimenta la proposta di servizi di automazione a supporto delle imprese.
“Il QBOX Minicobot è una rivisitazione della precedente versione del QBOX: abbiamo modificato il piano di carico proprio per consentire all’operatore di avvicinarsi e posizionare lo scanner movimentando il robot direttamente”, spiega l’ingegner Roberto Mazzetto, CEO – Sales Manager & Marketing Director di QFP, che abbiamo incontrato in fiera a Torino. “Il nuovo sistema rientra tra le soluzioni che hanno l’obiettivo di agevolare l’intervento dell’operatore, il cui benessere e la cui ergonomia devono restare al centro dei nostri sforzi progettuali. A differenza dei sistemi chiusi, che potrebbero prevedere anche l’utilizzo di un robot industriale tradizionale, il QBOX Minicobot nasce proprio per integrare un robot collaborativo”.

Perché la luce laser è adatta alla lavorazione della lamiera
Allargando lo sguardo alla specializzazione di QFP ma focalizzando l’attenzione sulla lavorazione della lamiera, chiediamo all’ingegner Mazzetto quale, in particolare, tra le tecnologie di misura senza contatto offre i maggiori benefici. “La tecnologia laser si presta certamente alla lavorazione della lamiera, in quanto la luce laser è poco sensibile alla superficie riflettente della lamiera stessa, soprattutto quando è molto deformata. Infatti, il sistema che noi proponiamo, prodotto da ZEISS, si caratterizza per la capacità di auto-registrarsi in funzione della riflettanza della superficie. A livello operativo, ciò comporta che non si debba trattare la superficie, e quindi preparare il componente per la misurazione. Questo accelera decisamente i tempi del processo di misura”.
“Un altro vantaggio del laser rispetto ad altri sistemi – aggiunge Mazzetto – sta nella capacità di acquisire le geometrie in funzione della velocità impostata sul robot. La velocità, infatti, può essere regolata in funzione del componente e delle specifiche esigenze di misurazione. Questo non è possibile con i sistemi a matrice a luce blu. Inoltre, l’elaborazione dei dati è più veloce e consente di risparmiare tempo. Sistemi di misura di questo tipo possono essere installati sia su QBOX, quindi in modalità automatica, sia in modalità manuale, che si dimostra utile in particolare in fase di controllo degli stampi”.

Lo scanner fa la copia virtuale del componente da misurare
I sistemi di misura senza contatto proposti da QFP e prodotti da ZEISS sono in possesso della certificazione ISO10360, la stessa con cui si certificano le macchine di misura. In termini di volumi, l’industria automotive rimane il settore d’uso fortemente preponderante, mentre applicazioni interessanti riguardano anche l’aerospace.
“In generale, sistemi di scansione come laser o luce blu vanno utilizzati per la misurazione di parti che presentano geometrie complesse, per controllare le quali occorre analizzare milioni di punti”, aggiunge Alberto Zuccari, CEO e direttore tecnico di QFP nella sede di Spoleto. “È il caso, per esempio, dello stampaggio della lamiera o della plastica, o ancora delle fonderie pressofusione. Parliamo di tutte quelle geometrie per cui non basta analizzare una quantità limitata di punti per rappresentare la morfologia del componente. In casi come questi, lo scanner diventa indispensabile perché fa la copia virtuale della parte da misurare. Volendo sintetizzare, una tecnologia del genere dà la possibilità di effettuare misurazioni accurate di oggetti dalla forma complessa in un tempo ragionevole”.