Every year the industry develops new technologies and methods for improving the product quality and the systems to monitor it. The measurement devices should be fast, accurate and possibly fully automated. In this thesis work, a computer vision system is proposed for dimensional measurements of a hot forged cylinder during the shaping process. The proposed system employs an industrial camera, a USB connection, a computer station, and an algorithm coded in Python to gather the information from the hot forging. With the use of image segmentation, feature finding and matching methods, the algorithm can find the point cloud representing the cylinder needed for measurements. Test varying the distance and rotational speed showed the effects on the uncertainty of the measurements. The overall standard deviation obtained by the proposed method on this research on the diameter measurements is of 0.31 mm , on the tracking of the angle of rotation is of 3.11 °. The error obtained with the proposed method in the longitudinal length measurements of the cylinder is lower than 4%.

Ogni anno l'industria sviluppa nuove tecnologie e metodi per migliorare la qualità dei prodotti e i sistemi per monitorarla. I dispositivi di misurazione dovrebbero essere veloci, precisi e possibilmente completamente automatizzati. In questo lavoro di tesi, viene proposto un sistema di machine vision per misure dimensionali di un cilindro forgiato incandescente durante il processo di modellazione. Il sistema proposto utilizza una telecamera industriale, una connessione USB, una computer station ed un algoritmo implementato in linguaggio Python per raccogliere le informazioni dal forgiato incandescente. Per mezzo di una operazione di image segmentation, ricerca delle features e metodi di matching, l'algoritmo può trovare la nuvola di punti che rappresenta il forgiato necessaria per le misurazioni. I test in cui sono state variate la distanza relativa tra telecamera e misurando e la velocità di rotazione hanno mostrato gli effetti sull'incertezza delle misurazioni. L'incertezza complessiva ottenuta dal metodo proposto sulle misure del diametro è di 0,31 mm, sul tracciamento dell'angolo di rotazione è di 3,11°. L'errore ottenuto con il metodo proposto nelle misurazioni della lunghezza longitudinale del cilindro è inferiore al 4%.

A computer vision system for dimensional measurements in open die forging

HERNANDEZ GUARDADO, FERNANDO DAVID
2020/2021

Abstract

Every year the industry develops new technologies and methods for improving the product quality and the systems to monitor it. The measurement devices should be fast, accurate and possibly fully automated. In this thesis work, a computer vision system is proposed for dimensional measurements of a hot forged cylinder during the shaping process. The proposed system employs an industrial camera, a USB connection, a computer station, and an algorithm coded in Python to gather the information from the hot forging. With the use of image segmentation, feature finding and matching methods, the algorithm can find the point cloud representing the cylinder needed for measurements. Test varying the distance and rotational speed showed the effects on the uncertainty of the measurements. The overall standard deviation obtained by the proposed method on this research on the diameter measurements is of 0.31 mm , on the tracking of the angle of rotation is of 3.11 °. The error obtained with the proposed method in the longitudinal length measurements of the cylinder is lower than 4%.
MARCOTULI, VALERIO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
21-dic-2021
2020/2021
Ogni anno l'industria sviluppa nuove tecnologie e metodi per migliorare la qualità dei prodotti e i sistemi per monitorarla. I dispositivi di misurazione dovrebbero essere veloci, precisi e possibilmente completamente automatizzati. In questo lavoro di tesi, viene proposto un sistema di machine vision per misure dimensionali di un cilindro forgiato incandescente durante il processo di modellazione. Il sistema proposto utilizza una telecamera industriale, una connessione USB, una computer station ed un algoritmo implementato in linguaggio Python per raccogliere le informazioni dal forgiato incandescente. Per mezzo di una operazione di image segmentation, ricerca delle features e metodi di matching, l'algoritmo può trovare la nuvola di punti che rappresenta il forgiato necessaria per le misurazioni. I test in cui sono state variate la distanza relativa tra telecamera e misurando e la velocità di rotazione hanno mostrato gli effetti sull'incertezza delle misurazioni. L'incertezza complessiva ottenuta dal metodo proposto sulle misure del diametro è di 0,31 mm, sul tracciamento dell'angolo di rotazione è di 3,11°. L'errore ottenuto con il metodo proposto nelle misurazioni della lunghezza longitudinale del cilindro è inferiore al 4%.
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