EoW September 2012

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Articolo tecnico
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metodi statistici poiché la porzione del
colore primario e quello della striscia nel
campo di scansione è variabile. La Figura
7 mostra il grafico grezzo L*a*b* di un filo
con il blu come colore primario e la striscia
verde. Dato che la velocità di rotazione
longitudinale del filo cambia, non si può
prevedere il tempo di residenza di un
colore sotto la posizione del sensore.
È stato utilizzato un “meccanismo di
rotazione” per ottenere una rotazione più
regolare e assicurare che entrambi i colori
entrino nel campo di scansione entro un
periodo più corto del tempo di allarme.
Con una geometria del filo molto ridotta
(<1,5mm di diametro) e/o strisce di
piccola ampiezza, anche se la posizione
della striscia si trova al centro del campo
di scansione, il sensore rileva una piccola
parte del colore primario ai bordi della
striscia. Questo limita la separazione
dei colori a causa di un maggior
mescolamento tra il colore primario e
quello delle strisce nel caso di geometrie
più piccole.
Come indicato sulla Tabella 2, la terza
configurazione è servita a ottenere una
chiara indicazione della mancanza di
striscia. Per forzare questo difetto durante
la produzione, la macchina di coestrusione
per strisce è stata spenta per 40 secondi.
La Figura 8 illustra il risultato con dati
grossolani (mostrando solo i canali di
colore a* e b*): durante la produzione
normale, i valori si alternano fra il colore
primario e quello delle strisce. Dopo
aver spento la macchina di coestrusione
(a 10 secondi nella scala x), il segnale
della striscia scompare lentamente verso
il colore primario al diminuire della
larghezza della striscia. Dopo 5 secondi
circa, il segnale grezzo si muove solo
entro le tolleranze del colore primario.
La macchina di coestrusione è stata
nuovamente accesa a circa 50 secondi
sulla scala x e il segnale della striscia è
aumentato in 5 secondi fino a raggiungere
la condizione normale.
L’ultima configurazione nella Tabella 2
serve a testare la striscia rispetto alla
relazione principale. Siccome il sensore
rileva solamente il colore medio nel campo
di scansione, non è possibile misurare
direttamente l’ampiezza della striscia. Nel
caso di rotazione longitudinale costante
del prodotto, l’intervallo di tempo del
colore primario tm e di quello della striscia
ts che si incontra nel relativo intervallo di
tolleranza, può essere integrato per un
determinato tempo T e la relazione di
tempo
risultante dovrebbe essere quasi uguale
alla relazione geometrica. Le prime prove
con condizioni ottimali hanno dato
risultati quasi soddisfacenti con T>10s,
ma le dimensioni del campo di scansione,
l’instabilità (jitter) e le irregolarità di
rotazione rappresentano tuttavia ancora
una sfida per una valutazione di alta
affidabilità.
Specifiche correnti del
dispositivo e sviluppi
futuri
L’interfaccia utente del dispositivo
dovrebbe essere facile da controllare
per l’operatore di linea senza perdere
la flessibilità di configurazione o
informazioni dettagliate, comparabile
con la misurazione del centraggio del
filo in linea. Grazie a un sistema IPC, il
controllo del sensore è completamente
indipendente dalla codifica per l’utente.
La misurazione senza contatto riduce il
rischio di danni al sensore. Molto spesso
il filo non è completamente asciutto
durante il suo passaggio nel dispositivo.
Prima ciò causava la contaminazione della
superficie del sensore, ma il problema
fu risolto mediante l’installazione di un
dispositivo di soffiaggio di aria compressa
permanente sopra il sensore. Per
proteggere i componenti ottici durante
l’avvio/arresto della produzione e il
passaggio/ del filo nudo, il sensore viene
spostato in una posizione di sicurezza
fino alla ripresa della produzione normale.
La compensazione della temperatura è
automatica.
Come già menzionato, i colori sono rilevati
come misurazione relativa, pertanto il
sistema deve essere configurato per ogni
combinazione di geometria e colore.
Questa operazione viene effettuata
una sola volta dopo che il filo è stato
elaborato con buoni risultati di produzione
e il riferimento rilevato può essere
memorizzato per altre produzioni dello
stesso tipo di filo. Il numero di ricette che
si può memorizzare è illimitato. Fino ad ora
il database delle ricette è molto semplice
e dovrebbe includere delle funzioni di
ricerca nel software futuro.
La connessione al PLC della linea dovrebbe
essere possibile mediante segnali digitali
semplici da 24V (stato del segnale e
abilitazione dispositivo), in cui i messaggi
di errore sono implementati nel protocollo
della bobina, come i difetti di scintilla
o di diametro, oppure mediante una
comunicazione di rete più complessa
tramite TCP/IP per avere accesso al
database delle ricette e per supportare il
collegamento al computer host.
La Figura 9 mostra la schermata principale
che include le informazioni più importanti
per l’operatore di linea. Delle finestre
supplementari possono mostrare più
dettagli, come la misurazione dei canali
L*/a*/b* separati, varie informazioni sugli
storici e le tendenze dei segnali. Per una
valutazione successiva, viene memorizzato
un sottocampione di dati grezzi sul disco
rigido del sistema IPC.
Per evitare la dipendenza da tutte
le condizioni di illuminazione della
produzione, il campo di scansione è
coperto e l’illuminazione si ottiene
mediante una fonte luminosa interna di
LED (si veda la Figura 10, freccia bianca).
Secondo la variazione più alta di
luminanza comparata con a* e b*,
dovrebbe essere testata una modifica
dell’equazione (1).
Mentre l’equazione (1) rappresenta un
“circular error distribution” (distribuzione
dell’errore circolare), la modifica è una
distribuzione ellittica con tolleranza
migliorata nel canale L* (per f>1) .
Gli aspetti tecnici sono quasi risolti;
l’obiettivo principale è ora di migliorare
l’interfaccia del dispositivo e il suo utilizzo.
Ciò richiede un feedback da parte delle
società di produzione di filo e cavo. Un
altro argomento di discussione dovrebbe
essere la combinazione tra il colore delle
strisce e il colore primario. Ad esempio,
il colore primario rosso con una striscia
marrone è difficile da distinguere, ciò vale
sia per un dispositivo automatico, sia per
un operatore in linea. Pertanto, non si
tratta di un problema di misurazione del
colore, ma di un possibile miglioramento
del controllo di qualità mediante una
semplice ridefinizione delle coppie di
colore con il valore ΔE elevato. n
Riferimenti bibliografici
[1] Edward H. Adelson, MIT, 1995
[2]
[3] Joint ISO/CIE Standard: CIE Colorimetry – Part 1-5,
ISO 11664-1··5 / CIE S014-1··5/E:2006-2007
[4] Masataka Okabe, Kei Ito (2008-02-15). Color blind
barrier free.
eq (2)
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