La sostenibilità è indubbiamente uno dei temi più importanti e discussi degli ultimi anni soprattutto in ambito industriale. Il settore dei veicoli elettrici, in particolare, è una delle chiavi fondamentali nella transizione verso un’economia e uno stile di vita più responsabili.
Le aziende automobilistiche di tutto il mondo stanno investendo nella mobilità elettrica. Negli ultimi dieci anni, infatti, i nuovi modelli di veicoli elettrici immessi sul mercato sono in costante crescita. La tecnologia elettrica nel settore automotive implica numerosi cambiamenti nei processi produttivi, di conseguenza, si rendono necessarie nuove tipologie di controllo qualità sui componenti. Poiché la visione artificiale gioca un ruolo importante in tutto il mondo dell’automazione, anche nell’industria dei veicoli elettrici il numero di applicazioni è recentemente aumentato in modo significativo.
Quali batterie per i veicoli elettrici?
I componenti principali comuni sia alle auto elettriche che a quelle ibride sono tre: la batteria, il motore e l’inverter. Ciascuno di essi ha dei requisiti specifici in termini di controllo qualità che solo la visione artificiale può risolvere.
Le batterie dei veicoli elettrici utilizzano solitamente una tecnologia a ioni di litio in grado di immagazzinare più energia garantendo così dimensioni e peso ridotti rispetto alla tecnologia piombo-acido delle batterie SLI (Starter, Lighting and Ignition) impiegate nelle auto con motore a combustione. Le tipologie di batterie elettriche più comunemente utilizzate sono due:
- pouch cells, ovvero a celle prismatiche impilate all’interno di moduli, a loro volta combinati nel pacco batteria;
- cylindrical cells, ovvero a celle cilindriche simili a normali batterie stilo affiancate all’interno dei moduli, a loro volta combinati nel pacco batteria.
Tipiche applicazioni di visione artificiale per le batterie includono diversi tipi di controlli dimensionali come quello dei terminali degli elettrodi nelle pouch cells o quello delle barre nelle cylindrical cells. La soluzione ideale, per entrambe le tipologie, è l’utilizzo di lenti telecentriche in combinazione con illuminatori collimati (vedi Figura 1) per massimizzare il contrasto dei bordi e ottenere così elevati livelli di accuratezza della misura.
I motori elettrici convertono l’energia elettrica in energia meccanica e i due componenti principali sono il rotore e lo statore:
- Il rotore fa ruotare l’albero erogando la potenza meccanica e solitamente ha al suo interno dei conduttori su cui il campo magnetico dello statore esercita una forza;
- Lo statore è la parte stazionaria del motore che crea il campo magnetico che attraversa il rotore esercitandovi una forza; è costituito dai cosiddetti magneti di campo, che solitamente sono avvolgimenti di filo attorno a un nucleo di ferro.
Alla ricerca dei difetti
Una tipica applicazione di visione artificiale consiste nell’ispezione top-down dello statore (vedi Figura 2) per eseguire una misura accurata delle distanze tra le varie parti e ricercare eventuali difetti nel processo di avvolgimento. Per effettuare questo controllo, l’impiego degli obiettivi telecentrici rappresenta la scelta più indicata assicurando l’assenza di errori prospettici unita ad un’elevata profondità di campo.
Infatti, gli obiettivi tradizionali a lunghezza focale fissa e le lenti macro non sono adatti a garantire un risultato accurato a causa degli errori di prospettiva dovuti alla loro geometria ottica.
Infine, l’inverter trasforma la corrente continua (DC) proveniente dalle batterie in corrente alternata (AC) per renderla compatibile con il motore, che normalmente è trifase. I componenti terminali in plastica degli inverter sono solitamente prodotti mediante stampaggio a compressione e un’applicazione tipica della visione artificiale consiste nel loro controllo dimensionale dopo il taglio. Eventuali errori durante la pressatura vengono rilevati immediatamente consentendo di correggere il processo produttivo. Anche in questo caso le lenti telecentriche sono la soluzione ideale, soprattutto se abbinate alla luce collimata, in quanto garantiscono una bassa distorsione e contorni ad alto contrasto per massimizzare le prestazioni del sistema di visione.
Concludendo, ancora una volta la visione artificiale si dimostra al passo con i tempi, flessibile nei vari campi di applicazione e fondamentale per garantire livelli di accuratezza mai raggiunti prima.
In un mondo in cui le tecnologie di imaging avranno un impatto sempre più positivo sulla vita di ognuno di noi, Opto Engineering è il partner di riferimento per chiunque al mondo operi nella visione artificiale, industriale e scientifica.
