Come rilevare cricche e difetti superficiali nei fasteners aerospaziali

Cover Defect Detection on Aerospace Fasteners

Le tecnologie innovative di Dimac nelle selezionatrici al 100% per il controllo qualità di dadi, rivetti, bulloni e pezzi speciali

Nel settore aerospaziale, dove ogni componente contribuisce alla sicurezza del volo, la domanda di affidabilità assoluta ha guidato significativi progressi nelle tecnologie di ispezione. Negli ultimi anni, il controllo qualità nel settore delle piccole parti metalliche ha subito un balzo tecnologico senza precedenti. L'evoluzione dei sistemi di visione, ora integrati con strumenti di intelligenza artificiale, consente di individuare difetti che fino a poco tempo fa risultavano difficili da identificare con le tecnologie tradizionali.

Ciò non significa una sostituzione completa degli strumenti convenzionali, che rimangono affidabili ed efficaci in molti casi. Al tempo stesso, è chiaro che gli standard qualitativi richiesti dal mercato sono aumentati ulteriormente. In settori altamente critici, come quello aerospaziale, l’ispezione automatizzata 100% è un requisito imprescindibile: i fastener devono garantire l’integrità strutturale, l’assenza di difetti superficiali e l’assoluta conformità dimensionale.

Dimac mcv6 - 4 cameras + mirror system
Dimac mcv6 - 4 cameras + mirror system

L'ispezione dei fastener nelle applicazioni aerospaziali presenta due sfide principali.

  • La prima riguarda le dimensioni, che sono spesso più grandi di quelle dei piccoli componenti standard: dadi e bulloni di grande diametro richiedono ottiche specifiche, sistemi di illuminazione dedicati e soluzioni in grado di minimizzare le distorsioni ottiche nelle immagini acquisite.
  • Il secondo riguarda i materiali, come il titanio, che, essendo non magnetico, non consente un uso efficace delle tradizionali stazioni a correnti parassite.

4 telecamere top + specchi
Un nuovo sistema per dadi aerospaziali di grandi dimensioni

Una delle soluzioni più avanzate sviluppate da Dimac per l'ispezione di dadi aerospaziali è l'evoluzione del Sistema multicamera integrato con intelligenza artificiale. Questo approccio è stato sviluppato per garantire una copertura superficiale completa e priva di distorsioni anche quando le dimensioni del pezzo superano il campo visivo delle comuni configurazioni ottiche.

La stazione multi-camera standard è dotata di quattro telecamere angolate e posizionate a 90° l'una rispetto all'altra, in grado di eseguire ispezioni a 360° ad alta velocità. Ciò elimina la necessità di ruotare il pezzo durante l'ispezione: le telecamere, opportunamente sincronizzate, acquisiscono simultaneamente tutte le superfici visibili, e le immagini vengono interpretate da uno strumento di IA specificamente addestrato.

Sebbene la stazione di ispezione multi-camera sia una tecnologia recente, in pochi anni è stata ampiamente adottata nelle macchine smistatrici Dimac, sia sui sistemi a disco di vetro per componenti piatti che nei modelli a tavola metallica per parti con testa appendibile come viti e bulloni. Con l'aumentare delle dimensioni del pezzo, il setup delle ottiche può introdurre distorsioni di prospettiva e d'immagine che riducono l'accuratezza dei controlli.

4 top-cameras + mirror control station scheme
Schema della stazione di controllo con 4 telecamere top + specchi

Per far fronte a questa criticità è stata sviluppata la tecnologia “4 telecamere top + specchi”.

In questa configurazione, quattro telecamere sono posizionate perpendicolarmente a quattro specchi, tutti orientati verso il disco di trasporto. L'uso combinato di specchi ottici, illuminazione dall'alto e retroilluminazione sotto il disco di vetro consente ispezioni complete della superficie a 360°, anche su pezzi fino a 45 mm di diametro e 35 mm di altezza.

Integrando strumenti di IA nel sistema di visione, la macchina può rilevare con alta precisione difetti superficiali, irregolarità di lavorazione, ammaccature o anomalie geometriche. Ciò garantisce prestazioni di ispezione costanti anche su superfici riflettenti o complesse tipiche dei componenti di fissaggio aerospaziali.

Dimac 360 vision software with AI
Software Dimac 360 Vision con intelligenza artificiale

IA per il rilevamento di cricche in materiali non magnetici

La soluzione più utilizzata per la rilevazione di cricche è la stazione NDT a correnti parassite. 

Questa tecnologia è efficace e ampiamente impiegata nelle macchine di smistamento automatico. Il suo limite intrinseco è che non può essere utilizzata su materiali non magnetici come titanio e alluminio, che sono sempre più utilizzati nell'industria aerospaziale grazie al loro rapporto resistenza-peso.

Per superare questa limitazione, è stata sviluppata una stazione ottica progettata per acquisire immagini in scala di grigi ad alto contrasto, supportata da algoritmi di intelligenza artificiale specificamente addestrati per rilevare crepe superficiali.

Questo training consente al sistema di distinguere tra cricche vere e segnalazioni superficiali non critiche, riducendo i falsi scarti. In condizioni controllate di luce e contrasto, l'analisi AI è in grado di rilevare micro-discontinuità difficili da identificare sia ad occhio nudo che con sistemi a correnti indotte, offrendo una soluzione alternativa o complementare alla tradizionale tecnologia NDT. Questa capacità è particolarmente preziosa per i produttori aerospaziali che lavorano con fastener in titanio, dove i metodi tradizionali non sono sufficienti.

Dimac crack control with AI
Controllo delle fessurazioni Dimac con strumento AI

Precisione fino a 12 micron

Nella maggior parte delle applicazioni industriali, i sistemi di visione operano con tolleranze nell'ordine dei 50 micron. L'industria aerospaziale richiede livelli di precisione significativamente più elevati.

Per ottenere un'accuratezza fino a 12 micron, è necessario agire su più fronti:

  • aumentare la risoluzione della fotocamera
  • utilizzo di obiettivi telecentrici di alta qualità
  • integrazione di algoritmi di correzione delle aberrazioni ottiche
  • illuminazione posteriore stabile e controllata

L'esperienza di Dimac nel controllo dimensionale ad alta precisione ha dimostrato che il mantenimento della stabilità ottica è fondamentale quando si lavora con tolleranze inferiori a 20 micron.

Versatilità e Integrazione delle Stazioni di Controllo

L'intelligenza artificiale ha reso la nuova generazione di selezionatrici più versatile. Piattaforme avanzate, come il nuovo Dimac mcv ZED linea, consentono di applicare modelli di IA addestrati su diverse famiglie di componenti con modifiche minime all'addestramento.

Un ulteriore vantaggio è la capacità di eseguire ispezioni dimensionali, superficiali e IA simultaneamente sulla stessa immagine acquisita utilizzando una singola stazione di controllo. Questa integrazione riduce il numero di moduli necessari, ottimizza lo spazio e accorcia i tempi di ispezione. Per i fornitori del settore aerospaziale che gestiscono numerosi codici articolo, questa flessibilità migliora in modo significativo la produttività e l'efficienza dei cambi di produzione.

Dimac Showroom in Tortona - Italy
Showroom Dimac a Tortona - Italia

Progettazione meccanica ed elettronica:
la base dell'affidabilità

Le tecnologie di visione avanzate e gli strumenti di intelligenza artificiale offrono un enorme valore aggiunto, ma sono efficaci solo se supportati da una progettazione meccanica ed elettronica solida. La solidità strutturale è fondamentale, soprattutto per fastener di grandi dimensioni e pesanti. Allo stesso modo, una movimentazione precisa garantisce un posizionamento e un’illuminazione costanti, evitando falsi scarti causati da variazioni geometriche durante l’acquisizione.

La progettazione elettronica avanzata contribuisce ulteriormente alle elevate prestazioni nel controllo qualità, garantendo al contempo una maggiore flessibilità, aggiornamenti più semplici e una perfetta integrazione con i sistemi di fabbrica digitale

Nel settore aerospaziale, dove l’affidabilità è un requisito imprescindibile, l’innovazione nell’ispezione 100% è diventata una necessità tecnologica. Il costante impegno di Dimac nella stabilità meccanica, nell'ingegneria ottica e nell'ispezione basata sull'intelligenza artificiale garantisce che i suoi sistemi soddisfino le rigorose aspettative dei produttori del settore aerospaziale e delle loro catene di fornitura.

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