Sistema di visione per controllo di mascherine

Probabilmente, fino al 2020 ben pochi di noi, ad eccezione di alcune categorie di addetti ai lavori, tra cui il personale medico e sanitario, erano a conoscenza di cosa significassero diciture come FFP2 o FFP3. Da quando il Covid-19 ci ha messo di fronte a un nuovo modo di gestire le nostre relazioni sociali, queste sigle ci sono oramai divenute famigliari.
Oggi sappiamo tutti molto bene l’efficacia svolta da questi dispositivi e che cosa significhino i codici da 1 a 3 in termini di efficacia contro l’inalazione di particelle, virus o batteri pericolosi. E abbiamo tutti ben chiaro come la qualità delle mascherine filtranti costituisca un elemento essenziale per la salvaguardia della nostra e altrui salute.

Controlli al 100% su un flusso di produzione molto veloce

Una nota azienda produttrice di mascherine ad uso protettivo ha vissuto dal 2020 una grande espansione sul mercato – sia italiano che estero – a seguito delle misure di sicurezza che le autorità sanitarie sono state costrette a imporre allo scoppio della pandemia di Covid-19. L’azienda, tuttora in espansione, era alla ricerca di soluzioni che le consentissero di aumentare i volumi, mantenendo al contempo un livello qualitativo di eccellenza.
In particolare, per la produzione dei filtri monouso intercambiali delle proprie mascherine, l’azienda desiderava implementare un sistema di controllo della qualità in linea, capace di gestire i controlli al 100%, con cadenze di produzione finanche di 20 e più pezzi al secondo.

Il processo produttivo

Nel processo produttivo, il materiale tessile filtrante, opportunamente trattato per intercettare particelle, batteri e virus, viene sottoposto ad una serie di passaggi, l’ultimo dei quali è la sagomatura circolare che viene effettuata all’interno di una stazione di taglio. Da qui, il filtro viene movimentato su un nastro trasportatore per raggiungere la zona di confezionamento: è proprio su tale nastro che si trova posizionata la stazione di controllo.
Senz’altro l’elevata cadenza produttiva ha rappresentato una sfida importante a cui fare fronte, ma non l’unica, visto che il rispetto delle condizioni igieniche dell’ambiente produttivo era un must assoluto a cui non era possibile derogare.
Poiché i filtri indirizzati verso la stazione di confezionamento sono movimentati in file di 4, l’idea è stata quella di eseguire 4 controlli in parallelo senza interrompere il processo.
Più nel dettaglio, la soluzione implementata è composta da un controller di visione Zebra Supersight ad alte prestazioni, su cui è stato installato un frame grabber a quattro canali, sempre di Zebra Technologies, equipaggiato con FPGA programmabile Rapixo CXP e interfaccia CoaxPress, e 4 telecamere super slim Kaya Instruments CXP disposte a batteria.

Ispezioni in linea in una manciata di millisecondi

La disposizione a batteria delle 4 telecamere si è rivelata una soluzione ottimale che permette di ispezionare matrici di filtri, il che consente di sostenere le elevate cadenze produttive richieste dal cliente (20 pezzi al secondo per colonna).
L’utilizzo di un FPGA programmabile come lo Zebra Rapixo CXP ha permesso di eseguire algoritmi di image analyses in pre-processing prima di trasmettere i dati da elaborare al processore del PC. La binarizzazione delle immagini per il riconoscimento di pattern o l’estrazione di feature – ad esempio i contorni delle possibili impurità – avviene in locale: essendo l’attività gestita dal frame grabber, il successivo carico di lavoro del processore della stazione PC risulta alleviato, con evidenti benefici. Ciò ha permesso di minimizzare il tempo ciclo e svolgere analisi anche complesse in pochi millisecondi. In caso di non conformità, il sistema lo comunica al controllore di processo, che con un getto d’aria espelle il filtro dal nastro.
L’impiego del frame grabber con l’interfacciamento coassiale CXP (CoaXPress) ha inoltre permesso di remotare la stazione di controllo separandola dalla zona di produzione, date le rigorose restrizioni igieniche richieste. Lo standard CoaXPress, oltre a trasmettere simultaneamente dati e alimentazione, consente di implementare cablaggi di alcune decine di metri, mantenendo la velocità di comunicazione fino a 12,5 Gbps.
Una custodia IP69 di APG – marchio anch’esso distribuito da Visionlink – garantisce l’adeguata protezione delle telecamere in un ambiente che, come è possibile immaginare, subisce frequenti passaggi di disinfezione.

Gli obiettivi centrati

La soluzione adottata ha portato a benefici significativi. In primo luogo, la velocità di controllo ha reso molto efficiente la produzione e la precisione del sistema di visione garantisce standard di qualità elevati e costanti. Posizionando la stazione di controllo al di fuori dell’area di produzione sono state rispettate le rigide norme igieniche, preservando l’integrità dell’ambiente produttivo. Ciò ha inoltre consentito di massimizzare lo spazio all’interno della linea, favorendo le operazioni di attrezzaggio, i cui tempi si sono accorciati.
In conclusione, l’implementazione di questa soluzione ha garantito un rapido ritorno degli investimenti e ha posto le basi per una produzione più efficiente e di alta qualità sul lungo termine.

Il ruolo di Visionlink

In questa impresa di innovazione e miglioramento, il contributo di Visionlink è stato fondamentale. La consulenza offerta da Visionlink si è concretizzata in un ampio supporto al cliente, che è stato guidato nella scelta della tecnologia e del partner più idoneo per progettare e implementare la soluzione personalizzata. Ancora una volta, il valore distintivo di Visionlink è stato la capacità di comprendere le esigenze del cliente e di assisterlo per assicurare risultati ottimali e sostenibilità dell’investimento in termini di ritorno economico.