BR112018072470B1 - Estação de controle de qualidade e sistema de controle de qualidade - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma estação de controle de qualidade (2) para uma máquina de processamento de elementos de chapa, tendo pelo menos uma câmera (6) disposta para capturar imagens de elementos de chapa (4) transportados através da estação de controle de qualidade (2) e ainda com um sistema de calibração de câmera (10), o sistema de calibração de câmera (10) tendo um suporte-alvo (12) adaptado para segurar um alvo ótico (14) e um acionador (15) para o suporte-alvo (12), sendo o acionador (15) adaptado para deslocar o suporte-alvo (12) entre uma posição de descanso em que está fora da área de visualização (7) da câmera (6), e uma posição de calibração na qual ele está disposto na área de visualização (7) da câmera (6).

Description

[0001] A invenção refere-se a uma estação de controle de qualidade para uma máquina de processamento de elementos de chapa.

[0002] O termo "máquina de processamento de elementos de chapa" é, neste documento, destinado a compreender qualquer máquina que seja utilizada para processar elementos de chapa tais como papel, cartão ou materiais semelhantes, em particular máquinas de impressão, máquinas de revestimento, laminadoras e máquinas de conversão (por exemplo, máquinas de corte, de estampagem, de dobragem e/ou de colagem).

[0003] É geralmente conhecido o controle da qualidade dos elementos da chapa por meio de uma câmera. De um modo geral, a câmera captura imagens dos elementos de chapas transportados através da estação de controle de qualidade, e as imagens captadas são analisadas em relação a muitos parâmetros diferentes, de modo a obter uma informação se os elementos de chapa cumprem ou não certos critérios.

[0004] É essencial para um controle de qualidade adequado que a câmera que captura as imagens seja calibrada corretamente. Se a câmera não for calibrada adequadamente, há o risco de que os elementos de chapa sejam rejeitados, mesmo que sua qualidade atenda aos critérios, ou sejam aceitos mesmo que devessem ter sido rejeitados.

[0005] Na técnica anterior, a calibração da câmera é bastante pesada, uma vez que toda a máquina de processamento de elementos de chapa tem de ser parada, e uma marca de calibração de transporte de impressão tem de ser organizada na área de visualização da câmera. Em seguida, a câmera é calibrada e a impressão é removida após a calibração da câmera, para permitir que a operação da máquina de processamento de elementos de chapa continue.

[0006] O objetivo da invenção é permitir uma calibração fácil e rápida da câmera usada na estação de controle de qualidade.

[0007] A fim de alcançar este objetivo, o invento proporciona uma estação de controle de qualidade para uma máquina de processamento de elementos de chapa, tendo pelo menos uma câmera preparada para capturar imagens de elementos de chapa transportados através da estação de controle de qualidade, e tendo ainda um sistema de calibração de câmera, o sistema de calibração de câmera com um suporte-alvo adaptado para segurar um alvo ótico, e um acionador para o suporte-alvo, sendo o acionador adaptado para deslocar o suporte-alvo entre uma posição de descanso na qual está fora da área de visualização da câmera e uma posição de calibração em que é organizada na área de visualização da câmera. O acionador permite colocar o alvo ótico na área de visualização da câmera quando uma calibração deve ser feita, sem exigir muito esforço. É suficiente colocar o alvo ótico no suporte-alvo e, em seguida, mover o suporte- alvo para a área de visualização da câmera. Não é necessário interferir com a configuração da máquina de processamento de elementos de chapa ou da estação de controle de qualidade, já que o sistema de calibração é parte integrante da estação de controle de qualidade. Ao mesmo tempo, não afeta a operação normal da estação de controle de qualidade, pois o suporte-alvo, na posição de descanso, está disposto fora da área de visualização da câmera.

[0008] O termo "área de visualização da câmera" neste documento se refere à área na qual as imagens dos elementos de chapa transportados através da estação de controle de qualidade estão sendo capturadas pela(s) câmera(s) com o propósito de controle de qualidade. Este termo não se refere ao ângulo teórico (potencialmente mais amplo) sob o qual as imagens podem ser capturadas.

[0009] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o acionador inclui um elemento guia que se estende transversalmente à direção de transporte dos elementos de chapa e ao longo de toda a largura da passagem ao longo da qual os elementos de chapa são transportados. Este elemento de acionamento permite posicionar o suporte-alvo e com ele o alvo ótico em qualquer ponto desejado ao longo da largura da estação de controle de qualidade, permitindo deste modo uma calibração da câmera em diferentes pontos da área de visualização.

[00010] O elemento guia é, de preferência, uma haste pneumática ou hidráulica na qual um elemento acionado móvel é disposto. Esta construção também é conhecida como cilindro pneumático ou hidráulico sem haste e requer muito pouco espaço de instalação, o que é vantajoso, pois não há muito espaço disponível para integrar o sistema de calibração na estação de controle de qualidade.

[00011] De acordo com uma modalidade, o acionador está disposto a montante ou a jusante da área de visualização da câmera. Isto torna mais fácil garantir que o sistema de calibração não se projete para a passagem da luz que está sendo gerada por uma fonte de luz e direcionada para os elementos de chapa na área de visualização da câmera.

[00012] De preferência, o suporte-alvo está ligado ao sistema de acionamento por meio de um braço de suporte fino. O braço de suporte fino permite colocar o acionador a uma certa distância da área onde o suporte-alvo deve necessariamente estar quando a calibração da câmera está sendo feita.

[00013] De acordo com uma modalidade preferida, o acionador é disposto acima do percurso de transporte dos elementos de chapa, enquanto o suporte-alvo é disposto por baixo do percurso de transporte dos elementos de chapa. Este design permite usar uma pequena interrupção em uma mesa ou elemento similar na qual os elementos de chapa estão sendo transportados, de modo que seja possível organizar o alvo ótico basicamente no mesmo nível dos elementos de chapa que estão sendo transportados através da estação de controle de qualidade. No entanto, o acionador é integrado à estação de controle de qualidade acima da mesa na qual os elementos de chapa estão sendo avançados, de modo que nenhuma modificação na mesa é necessária.

[00014] De preferência, o suporte-alvo tem uma abertura de introdução disposta lateralmente para um alvo ótico, estando a abertura de introdução disposta lateralmente no exterior de uma moldura da máquina quando o suporte-alvo está na posição de descanso. Um operador pode, deste modo, colocar um alvo ótico no suporte-alvo durante o funcionamento normal da estação de controle de qualidade, minimizando assim o tempo durante o qual o funcionamento da estação de controle de qualidade deve ser interrompido para calibrar a câmera.

[00015] De um modo preferido, proporcionam-se meios de fixação para definir a posição do suporte-alvo na posição de repouso, compreendendo os meios de fixação, de preferência, uma mola e/ou um pino de fixação. Os meios de fixação permitem eliminar folgas que são o resultado de tolerâncias e uma queda potencial do acionador sobre a largura da estação de controle de qualidade.

[00016] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, é utilizado um controle de posição para fornecer uma informação sobre a posição do suporte-alvo ao longo do acionador. Uma informação de posição é vantajosa no processo de calibrar a câmera, por exemplo, em uma situação na qual duas câmeras adjacentes estão sendo usadas, com cada uma capturando imagens em apenas uma parte da largura da área de visualização.

[00017] A invenção será agora descrita com referência a uma modalidade preferida que é mostrada nos desenhos anexos. Nos desenhos,

[00018] a Figura 1 esquematicamente mostra uma estação de controle de qualidade empregada em uma máquina de processamento de elementos de chapa;

[00019] a Figura 2 mostra esquematicamente, em uma vista lateral, uma estação de controle de qualidade de acordo com o invento, utilizando um sistema de calibração de câmera;

[00020] a Figura 3 mostra esquematicamente uma vista de topo da estação de controle de qualidade da Figura 2; e

[00021] a Figura 4 mostra esquematicamente, em uma vista em perspectiva, a parte identificada com IV na Figura 3.

[00022] Na Figura 1, uma estação de controle de qualidade 2 é mostrada esquematicamente, a qual é empregada em uma máquina de processamento de elementos de chapa, da qual as mesas de transporte 3 são mostradas. A máquina de processamento de elementos de chapa pode processar os elementos de chapa 4 que são transportados na direção da seta A. Os elementos de chapa 4 podem ser folhas de papel, cartão ou um material similar, ou podem estar na forma de uma teia mais longa. A máquina de processamento de elementos de chapa pode ser uma máquina de impressão, uma máquina de estampagem, uma máquina de laminação, uma máquina de dobrar, uma máquina de colagem, etc.

[00023] A estação de controle de qualidade 2 é utilizada para controlar a qualidade dos elementos de chapa 4. De um modo geral, é utilizada uma fonte de luz 5 que dirige a luz para a superfície de um elemento de chapa que está sendo inspecionado.

[00024] Uma câmera 6 é utilizada na estação de controle de qualidade 2 para capturar uma imagem do elemento de chapa 4 que está sendo avançado através da estação de controle de qualidade. Mais precisamente, a câmera 6 captura uma imagem em uma área de visualização 7 que é uma área muito estreita que se estende ao longo de toda a largura dos elementos de chapa em uma direção perpendicular à direção A ao longo da qual os elementos de chapa são avançados através da estação de controle de qualidade 2.

[00025] Também é possível usar mais de uma fonte de luz 5, e também é possível usar mais de uma câmera 6 na estação de controle de qualidade 2. Em particular, é possível usar duas câmeras dispostas lado a lado, com uma primeira câmera capturando uma imagem da metade esquerda da chapa e a segunda câmera capturando uma imagem da metade direita da chapa.

[00026] A imagem capturada pela câmera 6 é fornecida a um controle 8 onde é comparada com imagens de referência armazenadas e/ou é analisada em vários aspectos. O controle 8 determina, então, se a qualidade do respectivo elemento de chapa 4 satisfaz ou não os critérios predeterminados.

[00027] Para garantir que as imagens capturadas pela câmera 6 correspondam a uma determinada referência, a câmera 6 é calibrada de tempos em tempos. Para este fim, um sistema de calibração 10 (veja, em particular, as Figuras de 2 a 4) é fornecido dentro da estação de controle de qualidade 2.

[00028] O sistema de calibração de câmera 10 compreende um suporte-alvo 12 no qual um alvo ótico 14 pode ser disposto, e um acionador 15 com o qual o suporte-alvo 12 pode ser deslocado entre uma posição de descanso (mostrada nas Figuras 3 e 4) e uma posição de calibração 12’ mostrada na Figura 3 com linhas quebradas.

[00029] O acionador 15 está adaptado para deslocar o suporte-alvo 12 em uma direção D perpendicular à direção A através da largura da estação de controle de qualidade. De um modo geral, o suporte-alvo 12 pode ser deslocado para a frente e para trás entre os dois lados de uma moldura de máquina 16 da estação de controle de qualidade.

[00030] Na modalidade mostrada, o acionador 15 compreende um elemento guia 18 que está, neste documento, na forma de uma haste pneumática ou hidráulica na qual um elemento acionado móvel 20 está disposto. Essa combinação de elemento acionado 20 e haste pneumática ou hidráulica também é conhecida como "pistão pneumático ou hidráulico sem haste", pois não utiliza uma haste que se estende nos atuadores hidráulicos ou pneumáticos convencionais a partir do pistão através de uma das placas finais do cilindro hidráulico ou pneumático.

[00031] O acionador 15 compreende ainda mangueiras 22 e válvulas de comutação 24 para fornecer pressão hidráulica ou pneumática ao nível desejado para elemento guia 18.

[00032] O suporte-alvo 12 está ligado ao elemento acionado 20 por meio de um braço de suporte fino 26. O braço de suporte 26 permite dispor o elemento guia 18 a uma certa distância (visto em uma direção paralela à direção A ao longo da qual os elementos de chapa 4 são avançados) a partir do suporte-alvo 12. Na modalidade mostrada nos desenhos, o elemento guia 18 está disposto a jusante da área de visualização 7. Dependendo das restrições de construção, também é possível dispor todo o acionador 15 a montante da área de visualização 7.

[00033] Além disso, pode ser visto em particular na Figura 2 que o acionador 15 está disposto acima da superfície ao longo da qual os elementos de chapa 4 são avançados (neste documento, esquematicamente indicado como a superfície superior 9 da mesa transportadora 3) enquanto o suporte-alvo 12 está disposto por baixo da superfície 9. Isto torna possível dispor o alvo ótico 14 ao nível da superfície 9, ao mesmo tempo que se organiza o acionador 15 dentro da estação de controle de qualidade 2 e acima da mesa transportadora 3.

[00034] O suporte-alvo 12 pode ser considerado como uma bandeja plana na qual um alvo ótico pode ser disposto. Vantajosamente, é possível fixar o alvo ótico ao suporte-alvo 12. Isto é exemplificado na Figura 4 com as molas 28.

[00035] Como pode ser visto nas Figuras 3 e 4, o suporte-alvo 12 estende-se parcialmente para fora da moldura da máquina 16 quando está na posição de descanso. Isso permite que um operador coloque um alvo ótico no suporte-alvo de maneira muito conveniente.

[00036] Para calibrar a câmera 6, um alvo ótico apropriado 14 é colocado no suporte-alvo 12, e o acionador 15 é usado para mover o suporte-alvo 12 junto com o alvo 14 na direção da seta D na área de visualização 7 da câmera 6. Ali é feita a calibração apropriada, e após a calibração estar completa, o suporte-alvo 12 é transferido de volta para a posição de descanso fora da área de visualização.

[00037] Uma calibração da câmera 6 pode ser feita em diferentes aspectos, e diferentes tipos de alvos ópticos são usados para fazer a calibração. A calibração da câmera 6 pode se relacionar com cor, foco, geometria, balanço de branco e potencialmente outros parâmetros, e o alvo ótico 14 pode ser tanto um alvo dedicado somente a um único aspecto, como pode incluir marcas, padrões e/ou impressões que permitem uma calibração simultânea em relação a dois ou mais aspectos.

[00038] Um controle de posição pode estar associado ao acionador 15. O controle de posição fornece uma informação sobre a posição do elemento acionado 20 e/ou do suporte-alvo 12, quer continuamente ao longo do percurso possível entre as molduras da máquina 16 ou especificamente em determinados locais que sejam relevantes. Como um exemplo, um sensor de posição 30 é mostrado na Figura 3 em uma posição que corresponde ao suporte-alvo 12 sendo disposto no meio entre os dois lados da moldura da máquina 16. Essa posição central pode ser útil para calibrar uma única câmera 6. No caso em que duas câmeras estejam sendo usadas, dois sensores de posição 30 podem ser vantajosos.

[00039] Como uma alternativa à haste pneumática ou hidráulica usada na modalidade descrita, outra estrutura pode ser usada para mover o suporte-alvo 12 para a área de visualização da câmera e para fora dela novamente.

[00040] Como exemplo, o elemento acionado 20 pode ser disposto em uma haste de guia e conectado a um acionador por correia. Também é possível dispor o elemento acionado em um fuso (um parafuso sem fim) que se estende sobre a largura da máquina e é acionado por um motor elétrico. É até possível mover o suporte-alvo manualmente para dentro e para fora da área de visualização da câmera.

Claims (11)

1. Estação de controle de qualidade (2) para uma máquina de processamento de elementos de chapa, tendo pelo menos uma câmera (6) disposta para capturar imagens de elementos de chapa (4) transportados através da estação de controle de qualidade (2), e ainda com um sistema de calibração de câmera (10), o sistema de calibração de câmera (10) tendo um suporte-alvo (12) adaptado para segurar um alvo ótico (14) e um acionador (15) para o suporte-alvo (12), o acionador (15) sendo adaptado para deslocar o suporte-alvo (12) entre uma posição de descanso na qual está fora da área de visualização (7) da câmera (6), e uma posição de calibração na qual está disposto na área de visualização (7) da câmera (6), caracterizada pelo fato de que o acionador (15) é disposto acima do percurso de transporte dos elementos de chapa (4) enquanto o suporte-alvo (12) é disposto abaixo do percurso de transporte dos elementos de chapa (4).

2. Estação de controle de qualidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o acionador (15) inclui um elemento guia (18) que se estende transversalmente à direção (A) de transporte dos elementos de chapa (4) e através de toda a largura da passagem ao longo da qual os elementos de chapa (4) estão sendo transportados.

3. Estação de controle de qualidade, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o elemento guia (18) é uma haste pneumática ou hidráulica na qual um elemento acionado móvel (20) está disposto.

4. Estação de controle de qualidade, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o elemento guia (18) é um parafuso acionado por um motor, no qual um elemento acionado móvel (20) está disposto.

5. Estação de controle de qualidade, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma correia está associada ao elemento guia (18) para avançar um elemento acionado (20) ao longo do elemento guia (18).

6. Estação de controle de qualidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o acionador (15) está disposto a montante ou a jusante da área de visualização (7) da câmera (6).

7. Estação de controle de qualidade, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o suporte-alvo (12) é ligado ao acionador (15) por meio de um braço de suporte fino (26).

8. Estação de controle de qualidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o suporte-alvo (12) tem uma abertura de introdução disposta lateralmente para um alvo ótico (14), a abertura de introdução disposta lateralmente para fora de uma moldura de máquina (16) quando o alvo (12) está na posição de descanso.

9. Estação de controle de qualidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que meios de fixação são proporcionados para definir a posição do suporte-alvo (12) na posição de descanso.

10. Estação de controle da qualidade, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os meios de fixação compreendem uma mola e/ou um pino de fixação.

11. Sistema de controle de qualidade para uma estação de controle de qualidade como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um controle de posição (30) é usado para fornecer informações sobre a posição do suporte-alvo (12) ao longo do acionador (15).

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