BR112012007353B1 - processo e dispositivo de detecção e de avaliação das projeções que aparecem em cabos que saem de um processo de retorcedura e de emborrachamento - Google Patents

Abstract

processo e dispositivo de detecção e de avaliação das projeções que aparecem em cabos que saem de um processo de retorcedura e de emborrachamento processo de detecção e de avaliação das projeções que aparecem em cabos que saem de um processo de retorcedura e de emborrachamento por processamento da imagem de uma camada de cabo formada por um conjunto de espiras enroladas em tomo de um núcleo de uma bobina (4) que compreende as etapas no decorrer das quais: a) com o auxílio de uma câmera linear (1), capta-se a imagem digital bruta da superfície da camada de cabo em uma volta completa da bobina, b) procede-se à colocação no plano da imagem bruta de maneira a limitar a influência das variações de iluminação e do brilho dos fios, c) segmenta-se a imagem colocada no plano para fazer aparecer as zonas escuras que contêm zonas de projeção, d) trata-se a imagem segmentada com o auxílio de uma série de processamentos morfológicos para separar e selecionar as formas suscetíveis de representar projeções, das zonas suscetível de representar sombras, e) atribui-se um valor de avaliação à imagem final obtida, e compara-se o valor de avaliação com um valor de limite.

Description

“PROCESSO E DISPOSITIVO DE DETECÇÃO E DE AVALIAÇÃO DAS PROJEÇÕES QUE APARECEM EM CABOS QUE SAEM DE UM PROCESSO DE RETORCEDURA E DE EMBORRACHAMENTO” [0001] A invenção se refere ao domínio da fabricação dos cabos de reforço destinados principalmente à indústria do pneumático.

[0002] Esses cabos de natureza têxtil ou metálica, entram usualmente na fabricação dos pneumáticos sob a forma de lonas que contêm fios paralelos entre si e que formam um ângulo em relação à direção circunferencial, ou de segmentos de cabos, colocados diretamente sobre o esboço de pneumático em decorrer de realização. Os cabos são obtidos pela combinação de fios unitários que são unidos entre si por camadas sucessivas e retorcidos de maneira a conferir ao cabo final as propriedades de resistência mecânica e de elasticidade procuradas.

[0003] A invenção se interessa aos cabos essencialmente aos cabos metálicos nos quais uma mistura de borracha é introduzida entre as camadas de fios, de maneira a conferir ao cabo propriedades suplementares de resistência ao desgaste e à corrosão. Os cabos são obtidos pela combinação de meios de união e de emborrachamento, de modo que a mistura de borracha é presa no núcleo da estrutura do cabo.

[0004] Um processo desse tipo é descrito a título de exemplo na publicação WO 2005/071157.

[0005] No entanto, é verificado que, por ocasião da execução desse processo, elementos de goma subsistem na superfície dos cabos. Estas projeções presentes na superfície dos cabos constituem agregados não desejados em razão das perturbações que elas introduzem nos processos de execução dos cabos dispostos a jusante. Por outro lado, elas constituem sobre- espessuras localizadas de mistura na parte de trás dos cabos de reforços, e tomam mais difícil o controle das espessuras de goma colocadas nesses cabos durante as operações de calandragem.

[0006] A publicação WO 2009/083213 descreve a título de exemplo um processo mel horado que permite reduzir as projeções m questão em um cabo de tipo 3+N. Nos domínios tecnológicos mais afastados, a publicação FR 2925198 descreve um processo e um dispositivo de controle da proporção de hidretos presentes em uma liga metálica tal como a liga utilizada para o revestimento dos combustíveis nucleares e que compreendem meios de processamento de imagem, mas cuja construção não é adaptada para resolver o problema posto. Do mesmo modo a publicação US2001/0037694 descreve um meio de controle da espessura das paredes dos stents utilizados nas aplicações médicas que recorre, ele também, a meios de processamento de imagem para selecionar as zonas de medição.

[0007] A invenção tem como objeto um processo de controle que permite se assegurar, por um meio de inspeção automática, que os cabos produzidos estão de acordo com as especificações.

[0008] A inspeção dos cabos é feita ao nível da bobina na qual o cabo é enrolado, na saída do processo de emborrachamento e de retorcedura.

[0009] O processo de acordo com a invenção se refere às etapas de processamento da imagem e compreende as etapas seguintes no decorrer das quais: A) com o auxílio de uma câmera linear, capta-se a imagem digital bruta da superfície da camada de cabo em uma volta completa da bobina, B) procede-se à colocação no plano da imagem bruta de maneira a limitar a influência das variações de iluminação e do brilho dos fios, C) segmenta-se a imagem colocada no plano para fazer aparecer as zonas escuras que contêm zonas de projeção, D) trata-se a imagem segmentada com o auxílio de uma série de processamentos morfológicos para separar as formas suscetíveis de representar projeções das zonas suscetíveis de representar sombras, E) atribui-se um valor de avaliação à imagem final obtida, e compara-se o valor de avaliação com um valor de limite.

[0010] Dessa maneira, obtém-se em tempo ligeiramente diferido uma apreciação da qualidade fabricada que permite que os operadores regulem os parâmetros do processo de emborrachamento e de retorcedura, se liberando assim das variações de avaliação ligadas às flutuações da atenção dos operadores que efetuam um controle visual.

[0011] Com o auxílio de uma grade de classificação é também possível, uma vez que a bobina está cheia, atribuir um valor de avaliação global à bobina de cabo, e orientar a dita bobina para um dos circuitos do processo de fabricação.

[0012] A descrição que se segue se apoia nas figuras 1 a 10 nas quais: - a figura 1 representa uma vista esquemática do dispositivo de avaliação, - a figura 2 representa a imagem bruta da superfície desenvolvida de uma camada de fios, - as figuras 3 e 4 representam as imagens obtidas no decorrer da etapa de colocação no plano, - a figura 5 representa a imagem obtida depois da etapa de segmentação, - as figuras 6, 7, 8, 9 e 10 representam as imagens obtidas no decorrer das diferentes etapas de processamento morfológico.

[0013] A figura 1 representa o dispositivo de aquisição e de processamento da imagem.

[0014] Uma câmera linear 1 faz a aquisição da imagem de uma geratriz GG' do cilindro formado pela camada de cabo que compreende o conjunto das espiras enroladas em tomo do núcleo XX' da bobina 4 na saída do processo de emborrachamento e de retorcedura (não visualizado).

[0015] Um meio de iluminação de tipo coaxial emite uma luz colimada na direção de uma placa semi-refletora 3. Uma rampa de diodos eletroluminescentes pode utilmente ser utilizada como meio de iluminação. A placa refletora 3 dirige a luz na direção da bobina de fios 4.

[0016] O dispositivo compreende por outro lado um meio de processamento 5 da imagem digital proveniente da câmera 1. A potência desse meio de processamento é adaptada para poder efetuar as transformações digitais da "imagem tais como descritas nos parágrafos que se seguem.

[0017] A descrição que se segue detalha o conjunto das etapas realizadas para detectar e avaliar o tamanho e o número das projeções presentes em uma camada de espira.

[0018] A adição das imagens lineares provenientes da câmera 1 em uma volta de bobina dá uma imagem digital que representa a superfície desenvolvida de uma camada de espiras, tal como ilustrada pela figura 2.

[0019] O diagrama representa o nível de cinza registrado pela câmera ao longo de uma geratriz GG', o eixo das abscissas representando a geratriz GG' e o eixo das ordenadas representando o nível de cinza (o valor O sendo atribuído à cor preta).

[0020] As flechas permitem localizar as projeções d indesejáveis observadas visualmente no produto por um operador. Essas projeções se distinguem em geral das sombras projetadas sobre os fios, pelo fato de que as sombras têm uma forma geralmente alongada, enquanto que as ditas projeções têm uma forma sem alongamento pronunciado de acordo com uma direção preferencial.

[0021] O processo de processamento de imagem tem como objeto distinguir as projeções entre as outras manchas escuras visíveis na imagem e constituídas pelas zonas de sombras situadas preferencialmente entre os fios.

[0022] A primeira etapa do processo de acordo com a invenção, dita etapa de colocação no plano, consiste em tomar a imagem independentemente do nível de luz da fonte de iluminação, e dos sobrebrilhos. Essa operação é similar à utilização de um filtro analógico de tipo passa-baixa.

[0023] Para isso, atribui-se a cada pixel da imagem a média do nível de cinza dos pixels circunvizinhos (ver a figura 3) e subtrai-se desse valor o valor do nível de cinza da imagem bruta do pixel de origem. A imagem resultante dessa primeira etapa de processamento da imagem é ilustrada na figura 4.

[0024] A etapa seguinte consiste em segmentar a imagem colocada no plano resultante da etapa precedente, de maneira a obter uma imagem em preto e branco tal como representada na figura 5, na qual os pixels que têm um valor de cinza acima de um valor de limite têm uma cor branca, a cor preta sendo atribuída aos pixels dos quais o valor de cinza é inferior a esse limite.

[0025] O valor do limite é calculado em função da dispersão dos valores de cinza da imagem colocada no plano que resulta da primeira etapa.

[0026] A etapa que se segue consiste em efetuar uma série de processamentos ditos morfológicos, de maneira a distinguir as formas geralmente alongadas reveladas como sombras, das outras formas menos dilatadas em uma direção preferencial, e que vão ser reveladas como projeções.

[0027] Para fazer isso, realiza-se um primeiro processamento da imagem praticando para isso uma abertura morfológica com o auxílio de um elemento estruturante de forma quadrada do qual o tamanho é determinado experimental mente em função da resolução da imagem e do tamanho das menores projeções que se deseja colocar em evidência. Os algoritmos matemáticos que permitem realizar essa operação são descritos a título de exemplo na obra de Jean Serra Image Analysis and Mathematical Morphology, Academin Press, Londres 1982. Essa operação tem como efeito suprimir as asperezas do contorno das zonas pretas, e permite separar as zonas mais compactas suscetíveis de representar projeções das zonas escuras mais ou menos marcadas presentes entre os fios essencialmente. A imagem obtida no final desse processamento está representada na figura 6.

[0028] A esse primeiro processamento de abertura morfológica é possível acrescentar uma segunda transformação dita transformação em distância, no final da qual os objetos finos ou alongados assim como as formas de pequeno tamanho são identificados. Para fazer isso faz-se variar o nível de cinza a partir do contorno para o interior das zonas pretas por incrementos crescentes que vão na direção do branco à medida que se penetra na direção do interior da dita zona.

[0029] As zonas de tamanho grande e que se espalham de maneira idêntica em todas as direções (ver a figura 7) vão ter em seu centro uma zona mais clara do que as zonas estreitas ou de pequeno tamanho.

[0030] Basta então eliminar as zonas que têm um nível de cinza mínimo inferior a um limite dado para identificar e selecionar as zonas de grande tamanho e pouco alongadas (ver a figura 8). Essas zonas são então reconstituídas de acordo com sua forma d origem como está representado na figura 9.

[0031] O último processamento consiste em aplicar um critério de forma, calculando-se para cada uma das formas restantes, uma relação de aspecto que é igual à relação entre o comprimento máximo e a largura mínima. Na prática esse limite é superior ou igual a 2,2.

[0032] As formas que têm uma relação superior ao valor de limite dado são identificadas como sendo zonas alongadas, reveladas como sombras, e são eliminadas.

[0033] As formas restantes são então reveladas como projeções como está ilustrado na figura 10.

[0034] Fazendo-se referência à imagem de origem da figura 2, observa-se que três das quatro projeções foram identificadas pelo software de processamento de imagem. A projeção posicionada diretamente em contato com uma zona de sombra foi eliminada erradamente.

[0035] A última etapa do processamento consiste em aplicar um valor de avaliação à imagem obtida contabilizando-se para isso a superfície e o número das projeções detectadas, e entrando-se esses valores em uma tabela de avaliação preestabelecida. [0036] Em função da grade de avaliação é possível, à escolha, disparar um alarme, dar uma indicação cifrada ao operador encarregado de regular os parâmetros do processo de emborrachamento e de retorcedura, ou ainda determinar, de acordo com uma grade de decisão, o destino da bobina de fio obtida, para a qual um valor de avaliação final pode ser calculado adicionando-se os valores de avaliação calculados para cada uma das camadas de fio enroladas sobre o núcleo da bobina.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Processo de detecção e de avaliação das projeções (d) que aparecem em cabos que saem de um processo de retorcedura/emborrachamento, pelo processamento da imagem de uma camada de cabo formada por um conjunto de espiras de fio enroladas em torno de um núcleo de uma bobina (4), o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas no decorrer das quais: A) a imagem digital bruta da superfície da camada de cabo em uma volta completa da bobina que é iluminada por um meio de iluminação é tomada usando uma câmera linear (1), em que a imagem digital bruta inclui zonas escuras alongadas entre os fios; B) a imagem bruta é exibida plana de maneira a limitar a influência das variações de iluminação e do brilho dos fios; C) a imagem planificada é segmentada de modo a revelar as zonas escuras que contêm zonas de projeção; D) a imagem segmentada é processada usando uma série de operações de processamento morfológico para separar e selecionar as formas suscetíveis de representar projeções a partir de zonas suscetíveis de representar sombras dos fios; e E) um valor de avaliação é atribuído à imagem final obtida e o valor de avaliação é comparado com um valor de limite.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento da imagem executado na etapa D) compreende uma operação de abertura morfológica usando um elemento de estruturação de forma quadrada permitindo separar as zonas mais compactas suscetíveis de representar projeções (d) a partir das zonas de sombras presentes entre os fios.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento da imagem executado na etapa D) compreende uma operação de transformação em distância para identificar os objetos finos e aqueles de pequeno tamanho.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as zonas suscetíveis de representar sombras são reveladas como zonas longas estreitas, cuja relação de aspecto é superior a um dado limite.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a relação de aspecto é superior ou igual a 2,2.

6. Dispositivo de detecção e de avaliação das projeções (d) que aparecem em cabos que saem de um processo de retorcedura/emborrachamento, pelo processamento digital da imagem de uma camada de cabos formada por um conjunto de espiras de fio enroladas em torno do núcleo de uma bobina (4), o dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: - uma câmera linear (1) capaz de tomar uma imagem digital de uma geratriz (GG') do cilindro formado pela dita camada de cabo; - um meio de iluminação (2) de tipo coaxial que emite um feixe de luz colimada em direção a uma placa semi-refletora (3) que direciona o dito feixe de luz em direção à bobina (4); e - um meio de processamento digital (5) para processamento da imagem digital gerada pela câmera (1), o meio contém um programa capaz de executar as operações de processamento digital do processo do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.