Obiettivi Formativi

Fornire le conoscenze relative alle misure per la qualità con particolare riferimento alle applicazioni basate sull’impiego dei sistemi per la metrologia dimensionale, di rilievo di forma e di visione per l’ispezione automatica dei processi produttivi, comprendendo le principali problematiche e le modalità operative del settore. Acquisire le capacità di utilizzare i sistemi di gestione e controllo della qualità in ambito produttivo, di progettare soluzioni di misura specifiche, di interpretare i dati misurati e di trarne conclusioni. Favorire il raggiungimento di un elevato grado di autonomia di giudizio nella scelta degli strumenti e delle metodologie più adatte alla soluzione dei problemi ingegneristici affrontati. Sviluppare il lessico specifico per poter comunicare adeguatamente ed efficacemente in un contesto altamente interdisciplinare. Sviluppare le basi necessarie a consentire la risoluzione di complessi problemi misuristici e il costante aggiornamento nell’ambito delle metodologie e della strumentazione applicata nel settore delle misure per la qualità.

Learning Goals

To provide knowledge in the topics of Measurements for Quality with particular emphasis on applications based on the use of systems for dimensional metrology, of shape recognition and of vision measurement for the automatic inspection of production processes, including the main issues and the operating methods of the field. To acquire the ability of using quality management and control systems in the manufacturing field, to design specific measurement solutions, to interpret the measured data and to obtain conclusions. To promote the achievement of a high degree of autonomy in the choice of the most suitable tools and methodologies for the solution of a given engineering problem. To develop the specific glossary for being able to adequately and effectively communicate in a highly interdisciplinary context. To develop the basic skills required to approach the best solution of complex measurement problems and constant updating in the field of the methodology and instrumentation applied in the area of Measurements for Quality.

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali in aula o in laboratorio e da esercitazioni in aula o in laboratorio, guidate dal docente, singole o di gruppo, per il riscontro dei concetti trasferiti e per il raggiungimento degli obiettivi previsti. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide, video e lavagna.

Teaching Methods

The course consists of lectures in classroom or in laboratory and exercises in classroom or in laboratory, guided with the teacher support, independent and in group, to check the transferred basics and to achieve the expected goals. All activities are carried out with the support of slides, videos and blackboard.

Prerequisiti

Principi di elaborazione e acquisizione dei segnali, linguaggi di programmazione.

Prerequisites

Basic knowledge of  signal processing and acquisition and programming languages.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame prevede una prova in itinere scritta e la discussione di un elaborato progettuale. La prova in itinere scritta è costituita da domande a risposta aperta o da quesiti a risposte multiple sugli argomenti della prima metà dell’insegnamento. È valutata in trentesimi e si ritine superata se il voto non è inferiore a 18/30. È svolta a circa metà dell’insegnamento (in una precisa data che viene concordata durante le lezioni con gli studenti) e ha validità l’intero anno accademico. Invece, la discussione dell’elaborato progettuale è un colloquio orale incentrato sulla descrizione di un progetto sperimentale basato su uno o più argomenti dell’insegnamento. È valutata in trentesimi e si ritine superata se il voto non è inferiore a 18/30. È svolta durante la sessione dell’esame. Entrambe le prove hanno il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti dell’insegnamento e di valutare la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa, le proprietà di linguaggio scientifico, le facoltà logico-deduttive e l'autonomia di giudizio acquisite dallo studente. Il voto finale è espresso in trentesimi ed è determinato come media aritmetica dei voti parziali conseguiti nelle due prove. Coloro i quali non hanno sostenuto o non hanno superato la prova in itinere scritta dovranno svolgere una prova scritta, contestualmente alla discussione dell’elaborato progettuale, con le stesse modalità della prova in itinere scritta. Anche in questo caso, il voto è espresso in trentesimi ed è determinato come media aritmetica dei voti parziali conseguiti nelle due prove.

Assessment

The exam includes an ongoing written test and the discussion of a project. The ongoing written test consists of some open answer questions or some multiple choice questions on the topics of the first part of the course. It is scored out of thirty and is considered passed if the overall evaluation is not less than 18/30. It is held about in the middle of the course (on a definite date that is agreed during the lessons with the students) and is valid for the entire academic year. Conversely, the discussion of the project is an oral interview on the description of an experimental project focuses on one or more topics of the course. It is scored out of thirty and is considered passed if the overall evaluation is not less than 18/30. It is held in the exam session. Both the tests have the dual purpose to verify the level of knowledge and understanding the course contents and to evaluate the learning ability, the communicative ability, the properties of scientific language, the logical-deductive faculties and the autonomy of judgment acquired by the student. The final grade is expressed out of thirty and is determined as the arithmetic mean of the partial marks obtained in the two tests. The students, who have not carried out or passed the ongoing test, must take a written test together with the discussion of the project with the same procedures of the ongoing test. Also in this case, the final grade is expressed out of thirty and is determined as the arithmetic mean of the partial marks obtained in the two tests.

Programma del Corso

-MISURE E QUALITÀ: Generalità. I controlli di qualità nell’industria. Total Quality Management (TQM). Quadro normativo di riferimento. -INCERTEZZA DI MISURA E QUALITÀ: Riferibilità metrologica dei sistemi di misura. Stima dell’incertezza di misura. -METROLOGIA DIMENSIONALE E RILIEVO DI FORMA: Caratteristiche metrologiche. Macchine a misura di coordinate. Sistemi di scansione 3D. Tastatori per misura punto su punto. -SISTEMI DI VISIONE (MACHINE VISION): Introduzione ai sistemi di visione per l’ispezione automatica. Telecamere (visibile, NIR, MWIR). Sensori (CCD, CMOS, a singolo detector, fotovoltaici, microbolometrici). Ottiche. Sistemi di illuminazione. Schede di acquisizione delle immagini (frame grabber). Interfacce dati. -ANALISI ED ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI: Immagini digitali (formati, tecniche di compressione). Filtri, convoluzione e maschere. Riconoscimento di forme e oggetti. -ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: Progetto e realizzazione di casi di studio. Impiego di piattaforme hardware di prototipazione.

Course Syllabus

-MEASUREMENTS AND QUALITY: General information. Quality controls in the industry. Total Quality Management (TQM). Reference regulatory framework. -MEASUREMENT UNCERTAINTY AND QUALITY: Metrological traceability of measurement systems. Estimation of measurement uncertainty. -DIMENSIONAL METROLOGY AND SHAPE SURVEY: Metrological performance. Coordinate-measuring machines. 3D scanning systems. Probes for point-to-point measurement. -VISION SYSTEMS (MACHINE VISION): Introduction to vision systems for automatic inspection. Cameras (visible, NIR, MWIR). Sensors (CCD, CMOS, single detector, photovoltaic, microbolometic). Optics. Lighting systems. Frame grabber. Data interfaces. -ANALYSIS AND IMAGE PROCESSING: Digital images (formats, compression techniques). Filters, convolution and masks. Recognition of shapes and objects. - LABORATORY ACTIVITIES: Design and implementation of case studies. Use of hardware prototyping platforms.