Misura e ricostruzione contactless: i nuovi orizzonti del controllo qualità

Oltre alle CMM Oxalis, recentemente rinnovate, Fratelli Rotondi (presente a MECSPE) propone una gamma completa di sistemi di misura e ricostruzione di superfici contactless, come la serie di laser scanner impugnabili RayScan e il sistema dinamico di tracciamento ottico SeeTrack.

di Sara Rota

Core business di Fratelli Rotondi è lo sviluppo e la commercializzazione di sistemi e strumentazione di misura. Dalla sua fondazione, nel 1943, a oggi le soluzioni sviluppate dall’azienda di Legnano (MI) continuano a evolvere e ad ampliarsi in modo da proporre una gamma di prodotti sempre in linea con quelle che sono le esigenze e le richieste provenienti dal mercato. Commenta Alessandro Rotondi, Head of Operations presso Fratelli Rotondi: “Siamo partiti dai primi semplici strumenti di controllo, come piani di riscontro e righe di controllo in granito, ai sistemi di tracciatura prima manuali e poi completamente automatici, fino ad arrivare alle moderne macchine di misura automatiche. Da esperti in metrologia, sappiamo che in questo settore non è possibile fermarsi. Occorre lavorare su innovazione e tecnologia al fine di essere sempre al passo con i tempi”.
Nell’ottica di continuare a fornire strumenti di metrologia dimensionale moderni e all’avanguardia, Fratelli Rotondi ha recentemente rivisto la sua linea principale di macchine di misura, ovvero la serie Oxalis, rendendola più performante e dal design più funzionale. Pur mantenendo la struttura in granito, sinonimo di una maggiore stabilità, Oxalis è stata invece rinnovata da un punto di vista prestazionale, aumentando di fatto le velocità di lavoro e le accelerazioni e migliorando l’accuratezza e la ripetibilità. Al tempo stesso è stato ridisegnato il layout in modo da rendere queste CMM ancora più ergonomiche e resistenti.

Una visione stereo e fotogrammetria

Parallelamente alla metrologia tradizionale, Fratelli Rotondi affianca anche la produzione di una gamma completa di sistemi di misura e ricostruzione di superfici contactless. Tra questi segnaliamo la linea di sistemi ottici di misura OptiMe (interamente progettata e realizzata da Fratelli Rotondi) basata su una visione stereo e fotogrammetria e che utilizza due telecamere digitali ad alta risoluzione. Studiato per l’acquisizione di superfici e la ricostruzione di modelli CAD, OptiMe è in grado di acquisire in pochi secondi milioni di punti.
Viene utilizzato anche in modalità “passiva” per il rilievo di bordi, fori e tasche. Facilmente trasportabile e integrabile in sistemi già esistenti, è particolarmente semplice da usare: richiede solo il collegamento a un PC.
Un’applicazione di particolare rilevanza dei sistemi ottici come OptiMe è quella dei sistemi di misura collaborativi. In questo tipo di configurazione, il sistema ottico viene montato su una macchina di misura o su un robot collaborativo (cobot): in entrambi i casi, è possibile programmare la sequenza e l’entità degli spostamenti del sistema, così da permetterne il funzionamento in prossimità diretta e con la collaborazione del personale senza alcun rischio in termini di sicurezza.

Catturare digitalmente la forma di oggetti utilizzando una o più linee di luce laser

La famiglia di prodotti contactless di Fratelli Rotondi è stata recentemente ampliata con l’introduzione sul mercato della nuova serie di laser scanner handheld (impugnabili) RayScan e del sistema dinamico di tracciamento ottico SeeTrack. A illustrare brevemente la tecnologia di scansione senza contatto e dei laser scanner impugnabili è Alessandro Rotondi: “La scansione laser 3D è una tecnologia senza contatto e non distruttiva che cattura digitalmente la forma di oggetti fisici utilizzando una o più linee di luce laser. Gli scanner laser 3D creano “nuvole di punti” di dati dalla superficie di un oggetto. In altre parole, la scansione laser 3D è un modo per catturare le dimensioni e la forma esatte di un oggetto fisico nel mondo del computer come una rappresentazione digitale tridimensionale. Gli scanner laser 3D misurano dettagli fini e catturano forme libere per generare rapidamente nuvole di punti estremamente precise. La scansione laser 3D è la tecnologia ideale per la misurazione e l’ispezione di superfici sagomate e geometrie complesse che richiedono enormi quantità di dati per una descrizione accurata e nei casi in cui ciò non sia possibile con i metodi di misurazione tradizionali o con una sonda a contatto.
In particolare, i laser scanner impugnabili consentono una facile manipolazione da parte dell’operatore che attraverso la semplice applicazione di marker sulla superficie da rilevare può facilmente e velocemente ricostruire qualsiasi superficie complessa”.

Tre modelli, diverse applicazioni

Dopo questa doverosa spiegazione, è il momento di dare spazio alla descrizione dei prodotti di Fratelli Rotondi cominciando dalla famiglia di laser scanner 3D handheld RayScan. Con accuratezze che possono arrivare fino a 0,01 mm, questi scanner 3D sono in grado di acquisire nuvole di punti velocemente utilizzando diversi tipi di marker (inclusi quelli magnetici, così come l’innovativa rete di marker).
RayScan lavora con lame laser multiple o su singola lama. Ideale per misurare superfici aperte ed eseguire confronti matematici e/o reverse engineering, è compatibile con tutti i software che possono importare una nuvola o mesh di punti. Per soddisfare le più diverse esigenze, RayScan è disponibile in tre configurazioni: RayScan B11, RayScan U11 e RayScan VX5.
RayScan B11 – il modello base della serie – è dotato di 24 linee (tra incrociate e fisse), assicura una velocità di scansione di 1.360.000 punti/s e ha un’area di lavoro di 320 × 250 mm. Con una precisione di 0,02 mm e una risoluzione di 0,05 mm, rappresenta la soluzione ideale per coloro che desiderano iniziare a utilizzare la tecnologia di scansione laser handheld.
RayScan U11 ha caratteristiche analoghe al modello base, ma rispetto al modello precedente garantisce una risoluzione pari a 0,02 mm. Una migliore risoluzione permette di avere nubi più definite, in particolare in corrispondenza di spigoli, filetti e in generale su superfici molto complesse.
RayScan VX5 è il modello più completo di questa famiglia di laser scanner handheld sviluppata e commercializzata da Fratelli Rotondi. Con un’area di lavoro di 650 x 550 mm e una velocità di scansione fino a 2.100.000 punti/s, permette di rilevare ampie superfici in modo rapido ed estremamente efficiente. Con una risoluzione e una precisione pari a 0,01 mm, RayScan VX5 rappresenta uno strumento di misura efficace per la ricostruzione e il reverse engineering di superfici particolarmente complesse.
Tutti i laser scanner portabili RayScan utilizzano laser di classe II a luce rossa o blu con fino a 26 linee in combinazione tra di loro. Tutti i sistemi RayScan supportano la trasmissione verso il PC o il portatile per l’elaborazione dati attraverso USB 3.0 o Wi-Fi.

Un tracciamento ottico senza marker sul pezzo

A completare la panoramica dei prodotti contactless sviluppati da Fratelli Rotondi è la serie SeeTrack. Si tratta di sistemi dinamici di tracciamento ottico senza marker sul pezzo, che si basa su un tracciamento e su una misurazione ottica intelligente, su una scansione immediata e capace di assicurare massima efficienza. Con SeeTrack è possibile avere una scansione portatile libera da vincoli (con 1,5 kg di peso) con un volume di lavoro fino a 16 m³.
Il sistema SeeTrack è composto da tre elementi: tracker, laser scanner e sonda ottica.
Il tracker si occupa di rilevare con precisione la posizione del laser scanner o della sonda ottica.
Il secondo elemento del sistema è rappresentato dal laser scanner portatile multilama (22 laser blu a linee incrociate + 1 linea laser blu).
Terzo elemento è la sonda ottica che può essere utilizzata per il rilievo dei riferimenti, cavità profonde o di difficile accesso.
L’elaborazione e la gestione delle nuvole di punti generate con i laser scanner RayScan e il sistema di tracciamento intelligente SeeTrack possono essere effettuate con i principali software di disegno, modellazione e progettazione 3D.

Una soluzione di scansione automatizzata e flessibile di Fratelli Rotondi

Un sistema di scansione 3D a luce strutturata, così come un sistema di scansione a luce laser, può essere integrato su un robot collaborativo (cobot) realizzando così una soluzione di scansione automatizzata e flessibile. Il cobot, grazie alla sua capacità di lavorare in sicurezza accanto agli operatori, consente di posizionare il sistema di scansione con precisione attorno all’oggetto da analizzare, seguendo traiettorie programmate o adattive.
Il sistema di luce strutturata OptiMe, montato sull’utensile del braccio robotico, proietta il pattern sull’oggetto e acquisisce dati 3D da più angolazioni senza l’intervento manuale. Utilizzando un sistema come SeeTrack, invece, la scansione avviene in maniera continua, quasi real-time, con allineamenti istantanei. Questa combinazione permette di automatizzare l’ispezione, il controllo qualità o la digitalizzazione di componenti con geometrie complesse, riducendo i tempi di lavorazione e garantendo misurazioni veloci e accurate. La flessibilità del cobot consente infine di adattare il sistema a diverse applicazioni e configurazioni industriali, migliorando in questo modo l’efficienza e l’integrazione nei processi produttivi.