PT103749A - Sistema de controlo de qualidade de rolhas de cortiça e respectivo método - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM NOVO SISTEMA E MÉTODO DE CONTROLO DE QUALIDADE DE ROLHAS DE CORTIÇA QUE COMPREENDE UNS MEIOS DE DESLOCAÇÃO PARA DESLOCAR UMA ROLHA (3) PARA UMA ZONA DE ANÁLISE (1), UNS MEIOS DE ROTAÇÃO (2) SUSCEPTÍVEIS DE RODAR A REFERIDA ROLHA (3) A UMA VELOCIDADE CONTROLADA E PRÉ-DEFINIDA, PELO MENOS UMA FONTE DE LUZ (5), UM DISPOSITIVO LASER (7) QUE PROJECTA UM RAIO LASER SOBRE A SUPERFÍCIE DA ROLHA (3) E UNS MEIOS DE CAPTAÇÃO DE IMAGENS (4, 6), OS QUAIS CAPTAM IMAGENS DA SUPERFÍCIE DA ROLHA (3) E DA DISTORÇÃO EXISTENTE NO RAIO LASER E ENVIAR ESSES DADOS PARA UM PROCESSADOR DE DADOS (8), O QUAL EFECTUA UMA COMPARAÇÃO DESSES DADOS COM DIVERSOS PARÂMETROS INOVADORES DE MODO A DETECTAR, EM 2D E 3D, DIVERSOS DEFEITOS VISUAIS NA ROLHA (3) A PRESENTE INVENÇÃO TRAZ GRANDES VANTAGENS DESIGNADAMENTE ELIMINA A FASE DE ESCOLHA MANUAL.

Description

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DESCRIÇÃO

"SISTEMA. DE CONTROLO DE QUALIDADE DE ROLHAS DE CORTIÇA E RESPECTIVO MÉTODO"

Campo da Invenção A presente invenção diz respeito ao campo da produção de rolhas de cortiça e, mais especificamente, a um sistema electrónico automático de classificação e controlo de rolhas.

Antecedentes da Invenção A indústria vitivinicola, a nível mundial, produz aproximadamente catorze milhões de garrafas de vinho por ano, segundo algumas estimativas. Os vinhos variam muito em termos de qualidade e preço, valendo alguns largos milhares de Euros. A maioria das garrafas de vinho são vedadas com rolhas de cortiça. A cortiça continua a ser o material preferido pelos vitivinicultores devido a questões de tradição e o simbolismo que a rolha de cortiça representa para o consumidor. Muitos argumentam ainda que a cortiça tem propriedades superiores e mais adequadas do que os novos vedantes de borracha. A escolha e controlo da qualidade de rolhas é algo de grande importância para produtores de vinho porque a rolha reflecte não só a imagem comercial do produto e do vitivinicultor, como também pode afectar sua própria qualidade. Uma rolha defeituosa pode resultar num vinho 1 estragado, o que por sua vez cria situações sociais embaraçosas, particularmente quando está em causa um suposto vinho de grande qualidade. Para além disso, existem consequências a nível da saúde pública.

Por causa destas situações e riscos, os produtores têm, desde há muito, tido a preocupação de analisar e seleccionar de forma rigorosa as rolhas que utilizam. As rolhas de cortiça agrupam-se nos seguintes tipos: rolhas de cortiça natural, rolhas aglomeradas, rolhas técnicas, rolhas de champanhe e rolhas capsuladas.

As rolhas de cortiça natural são fabricadas por brocagem a partir de uma prancha única de cortiça. Em termos de qualidade, o mercado classifica as rolhas de cortiça natural em sete classes ou categorias diferenciadas de acordo com o número de poros, defeitos e falhas. Como resulta evidente, o preço da rolha de cortiça dependerá muito da sua qualidade e classificação.

De acordo com um relatório do Ministério da Agricultura, do Desenvolvimento Rural e das Pescas do Estado Português, a cortiça pode ter os seguintes defeitos de qualidade visual, os quais se passa a citar: a) Cortiça com Bofe - Cortiça com porosidade extremamente elevada, associada ou não a abertura e deformação dos canais lenticulares. b) Cortiça Frouxa - Cortiça em que se evidenciam canais lenticulares de apreciável diâmetro, abertos e mais ou menos deformados, os quais, em corte transversal, tendem a apresentar forma aproximada à de losangos. 2

Na barriga da cortiça frouxa e a rodear as aberturas correspondentes aos seus caracteristicos canais lenticulares, é frequente notarem-se saliências cujas extremidades, de cor relativamente clara, se apresentam arqueadas para o exterior do canal respectivo. c) Cortiça Terrenta (ou Barrenta) - Cortiça em que se evidenciam canais lenticulares de apreciável diâmetro, de forma aproximadamente cónica com a base orientada para o lado da barriga, contendo uma grande quantidade de tecido de enchimento que, desagregado, se apresenta como uma massa pulverulenta castanho-avermelhada, de aspecto semelhante a terra ou barro. Essa referida massa é frequentemente designada por terra ou barro. d) Cortiça Preguenta - Cortiça em que é evidente a presença de massas celulares esclerenquimatosas associadas a canais lenticulares. Esta condição é frequentemente designada por prego. Na barriga da cortiça preguenta e a rodear as aberturas correspondentes aos seus caracteristicos canais lenticulares, é frequente notarem-se saliências cujas extremidades se apresentam retraídas. e) Cortiça Madeirenta (ou Madeira) - Cortiça em que é evidente a presença de massas celulares esclerenquimatosas sem relação directas com os canais lenticulares. Uma característica principal é a existência de porções de entrecasco no interior do tecido suberoso. f) Cortiça Amuada (ou Ano Seco) - Cortiça com camadas anuais de crescimento de espessura extremamente reduzida. A redução da espessura das camadas anuais 3 de crescimento tende a reflectir-se mais no número de células formadas no início do ciclo vegetativo (zona mais clara) do que no número daquelas formadas no final do ciclo (zona mais escura); daí, a tendência da cortiça amuada para manifestar elevada dureza. 0 defeito em questão pode ter origens várias, sendo frequente manifestar-se, por exemplo, em árvores velhas, excessivamente exploradas ou vegetando em condições precárias como por exemplo anos de seca. g) Cortiça com Crescimento Irregular - Cortiça em que se verificam acentuadas oscilações na largura das camadas anuais de crescimento (entre camadas sucessivas e/ou dentro da mesma camada). h) Cortiça com Fio Inclinado - Cortiça cujo fendimento longitudinal se não desenvolve, predominantemente, segundo a direcção axial da árvore. i) Cortiça Enguiada - Cortiça com fendimento longitudinal profundo motivado pelo crescimento do lenho, do entrecasco e do próprio tecido suberoso. j) Cortiça Formigada - Cortiça parcialmente destruída pela formiga da cortiça (Crematogaster scutellaris Oliv.) que nela abres galerias sinuosas e, por vezes, de apreciável dimensão. k) Cortiça Cobrilhada - Cortiça contendo galerias que foram abertas, na parte externa do entrecasco, pela larva da cobrilha do tronco (Coroebus undatus Fab.). Estas galerias - que se dispõem em hélice à volta dos troncos - vão aumentando de diâmetro à medida que as larvas crescem, ficando repletas dos seus excrementos. l) Cortiça Picada por Aves - Cortiça com orifícios 4 resultantes de picadas de aves. m) Cortiça Chumbada - Cortiça perfurada por chumbo, normalmente proveniente de espingardas de caçadores. n) Cortiça Queimada - Cortiça atingida pelo fogo. o) Cortiça Folhada (Esfoliada, Repelosa, Desunida ou Solapada) - Cortiça contendo, em uma ou mais das suas camadas anuais de criação, assentadas de células suberosas separadas umas das outras. Nos casos mais tipicos, a separação dá-se por folhas ou estratos concêntricos. As zonas pelas quais o solapamento se dá foram, geralmente, formadas em momentos de fraca vitalidade da árvore, resultante de, por exemplo, a lagarta do sobreiro, stress ocasionado por fogo ou fortes suões, choques ou pancadas a que a árvore esteve sujeita. p) Cortiça Verde - Cortiça que, ao ser extraída, se apresenta com manchas translúcidas junto à barriga, correspondentes a células cheias de águas de vegetação. Quando secam, estas manchas contraem-se mais do que o tecido suberoso que as rodeia, o que provoca deformações. Este defeito torna a cortiça permeável e as manchas verdes encontram-se particularmente predispostas para o desenvolvimento de fungos. q) Cortiça com Ferrugem - Cortiça com manchas alaranjadas no ventre causada pelo fungo da ferrugem alaranjada do entrecasco (Endothiella gyrosa Sacc.). r) Cortiça com Carvão - Cortiça com orifícios ou fendas provocados pelo fungo do carvão do entrecasco (Hypoxylon mediterraneum (De Not.) Cês. Et de Not.). s) Cortiça com Mancha Amarela - Cortiça com manchas cinzento-clara na raspa e eventual descoloração do 5 tecido suberoso que lhe fica subjacente, o qual adquire o odor caracteristico dos bolores. t) Cortiça Marmoreada (ou Jaspeada) - Cortiça com manchas irregulares de cor escura, mais acentuada na periferia, localizadas em áreas adjacentes a canais lenticulares. u) Cortiça Manchada - Cortiça Manchada - Cortiça com manchas castanhas, castanho-escuras ou cinzento-azuladas, em relação directa com canais lenticulares.

Os supra mencionados defeitos da cortiça podem ser agrupados em duas grandes categorias: defeitos identificáveis através da cor da cortiça e defeitos identificáveis através de formas geométricas e tri-dimensionais na superfície da cortiça.

Alguns dos defeitos vistos acima são normalmente detectados numa fase anterior à produção da rolha por brocagem. Isto é, normalmente existe uma pré-selecção das pranchas de cortiça adequadas para a produção de rolhas. No entanto, muitos defeitos não são previamente detectados e mais tarde evidenciam-se na rolha final, tal como é o caso das rolhas com barro, bicho, verdura, ano seco, fendas e costas. 0 estado da técnica actual vem descrito no Estudo do Mercado de Cortiça nas Regiões do Alentejo e Extremadura (Alfredo Azevedo e João Fernandes, Novembro 2004, pag. 39) Esse estudo descreve a actual técnica de escolha de rolha da seguinte forma: "Depois de rectifiçada, a rolha passa à secção de escolha. Nesta fase de processamento da rolha, cada 6 fábrica tende a adoptar as suas técnicas de escolha, mas de uma forma geral esta é feita em duas etapas: na primeira, a escolha electrónica por classes, utiliza-se uma máquina que por sinais ópticos e eléctricos separa as rolhas por qualidades de acordo com a regularidade do corpo da rolha. A segunda etapa é a escolha manual. Todas as rolhas rolam por um tapete, onde estão pelo menos duas operárias que observam as rolhas e fazem nova separação destas por qualidades e de acordo com padrões definidos. Existe ainda outro processo de escolha manual, a designada escolha em banca, onde apenas uma operária em cada banca faz selecção de rolhas, escolhendo uma a uma."

Tal como o estudo refere, actualmente a escolha das rolhas é dividida em duas fases: uma automática e a outra manual, porque a tecnologia de escolha automática actual é insuficiente para fazer uma escolha rigorosa e fiável. 0 actual sistema automático de escolha ou controlo de qualidade consiste na passagem de rolhas em frente de uma câmara de vídeo linear que analisa a superfície da rolha linha a linha e depois digitaliza as imagens captadas e as envia, em forma de sinais electrónicos, para um computador que processa os dados e identifica e compara as zonas escuras das imagens com parâmetros pré-definidos. Depois, em função da dimensão e número dessas zonas, acciona uns expulsores que separam as rolhas em função da classe pré-definida. Actualmente o processamento das imagens é feita a preto e branco, pois não há qualquer preocupação em detectar defeitos identificáveis pela cor (tal como é o caso com o barro e a verdura). 0 sistema e método actual também não analisa os defeitos de uma forma tri-dimensional, isto é, não verifica a 7 profundidade das fendas, a forma e concentração dos buracos, entre outras coisas. 0 sistema actualmente utilizado nas fábricas limita-se a fazer uma análise bi-dimensional, a preto e branco, o que é manifestamente ineficaz num processo que se quer fiável e rigoroso. É por esse motivo que a escolha manual continua a ser empregue nos dias de hoje.

Objectivos da Invenção É um objectivo da presente invenção proporcionar um novo sistema e método de escolha de rolha que elimine a fase da escolha manual actualmente necessária. É ainda um objectivo da presente invenção providenciar um novo sistema que analise a rolha de uma forma tridimensional, de modo a detectar irregularidades tridimensionais nas suas superfícies. É outro objectivo da presente invenção providenciar um novo sistema que analise e detecte defeitos na rolha através da sua cor. É ainda um objectivo da presente invenção providenciar um sistema mais fiável, rigoroso, eficiente e veloz que o sistema do estado da técnica anterior.

Por último, é um objectivo da presente invenção providenciar um processo implementado por um novo programa informático que integra novos parâmetros de escolha qualitativa de rolha. 8

BREVE RESOMO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a um sistema e método automático de controlo de qualidade de rolhas de cortiça através de visão artificial integrada numa linha de produção de rolhas.

Na sua concretização mais simples, a presente invenção consiste numa sistema automático de controlo de qualidade de rolhas compreendendo: uns meios de deslocação susceptiveis de deslocar uma rolha para dentro e fora de uma zona de análise; uns meios de rotação para rodar a referida rolha sobre o seu eixo longitudinal na referida zona de análise; pelo menos uma fonte de iluminação para emitir luz sobre a referida rolha; uns meios de captação de imagens para captar imagens da superfície da rolha em forma de sinais electrónicos e enviá-los para um processador de dados, o qual está apto a receber os referidos sinais, compará-los com parâmetros pré-definidos e classificar a referida rolha e, consoante o resultado da referida classificação, ordenar uns expulsores localizados perto da referida zona de análise para projectar a rolha para um de vários possíveis locais pré-estabelecidos, caracterizado por existir ainda pelo menos um dispositivo laser capaz de projectar pelo menos um raio laser a um ângulo predefinido sobre a superfície da referida rolha e os referidos meios de captação de imagens serem pelo menos uma câmara de vídeo digital de área susceptível de captar imagens de áreas da referida rolha e ainda captar as distorções existentes no raio laser quando este incide sobre a referida rolha. 9 A pelo menos uma câmara de vídeo digital de área deverá ser dotada de um CCD (dispositivo de cargas eléctricas interconectadas) e captar aproximadamente 800 imagens por segundo, em scan parcial e em modo bining. 0 processador de dados do sistema deverá comparar os dados recebidos dos meios de captação de imagens com os seguintes parâmetros: padrão RGB, elongação dos defeitos na rolha, a concentração de defeitos na rolha, o número de defeitos na rolha, a ovalidade dos defeitos na rolha, a máxima circunferência interna do defeitos na rolha, a máxima circunferência externa dos defeitos na rolha, a área dos defeitos na rolha, o máximo comprimento, largura e altura linear dos defeitos na rolha. A fonte de iluminação mencionada acima deverá estar desfasada aproximadamente 15 a 30 graus em relação aos meios de captação de imagens e o dispositivo laser estar posicionado aproximadamente a um ângulo de 40 graus em relação ao plano horizontal da superfície da rolha. A presente invenção também consiste num novo método automático de controlo de qualidade de rolhas caracterizado por compreender as seguintes fases essenciais: (1) deslocar uma rolha para uma zona de análise; (2) detectar a presença da referida rolha na referida zona de análise e iniciar os meios de rotação de modo a rodar a rolha sobre o seu eixo longitudinal; (3) controlar e quantificar a velocidade de rotação; (4) projectar luz emitida pela pelo menos uma fonte de luz sobre a referida rolha; (5) captar imagens de áreas da referida rolha, em forma de sinais electrónicos, mediante uns meios de captação de imagens e enviá-los para um processador de dados; (6) concatenar as referidas imagens; (7) comparar os dados recebidos com certos parâmetros predeterminados de modo a classificar a referida rolha; (8) projectar pelo menos 10 um raio laser a um ângulo predeterminado sobre a superfície da referida rolha o que produz uma determinada distorção do raio; (9) captar imagens da distorção causada no pelo menos um raio laser após este incidir sobre a superfície da rolha mediante os meios de captação de imagens e enviá-los, em forma de sinais electrónicos, para o processador de dados; (10) concatenar as referidas imagens; (11) comparar os dados recebidos com certos parâmetros predeterminados de modo a classificar a referida rolha; (12) ordenar uns expulsores localizados perto da zona de análise para projectar a referida rolha para um de vários locais possíveis pré-estabelecidos de acordo com o resultado da classificação.

Importa ainda esclarecer que o processo de comparação será efectuado por um programa de computador e o referido programa de computador é desenvolvido para analisar os dados vindos dos referidos meios de captação de imagens, de acordo com seu padrão RGB em conjunto com parâmetros geométricos. 0 referido programa de computador é ainda desenvolvido para analisar a distorção do raio laser de modo a calcular a profundidade dos defeitos na rolha.

As vantagens da presente invenção são consideráveis face ao estado da técnica anterior.

Uma das principais vantagens da presente invenção é a capacidade de efectuar uma análise de acordo com o padrão RGB da rolha. Deste modo, o sistema pode detectar defeitos típicos de rolhas de cortiça que são normalmente identificados apenas pela cor e que até à data apenas eram detectados por operadores humanos na escolha manual. A segunda maior vantagem da presente invenção prende-se com a 11 capacidade de efectuar uma análise tri-dimensional de cada rolha. Isto permite a detecção de vários defeitos tridimensionais (cavidades, fendas, buracos) até hoje inidentifiçáveis a não ser pela escolha lenta e falivel dos operadores humanos. Ambas estas vantagens permitem obter um sistema de controlo de qualidade mais fiável e elimina a necessidade de existir uma fase de escolha manual como acontece no estado da técnica anterior.

Devido aos equipamentos utilizados na concretização da presente invenção, ela permite uma maior velocidade de aquisição de imagens e uma maior resolução das imagens.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os seguintes desenhos são exemplos meramente representativos e não-limitativos da presente invenção, incluídos aqui com o intuito de auxiliar a compreensão do sistema de controlo de qualidade. A Figura 1 é um desenho representativo dos componentes essenciais da presente invenção e a interligação entre eles; A Figura 2 é um fluxograma representando o processo efectuado pelo sistema da invenção para cada rolha;

As Figuras 3A, 3B e 3C são imagens recolhidas de uma rolha de cortiça com o defeito frequentemente designado por "barro";

As Figuras 4A, 4B e 4C são imagens recolhidas de uma rolha de cortiça com o defeito frequentemente designado por "ano 12 seco";

As Figuras 5A, 5B e 5C são imagens recolhidas de uma rolha de cortiça com o defeito frequentemente designado por "verdura".

As acima referidas Figuras 3A, 4A e 5A ilustram a colagem feita das diversas imagens captadas pelos meios de captação de imagem de modo a ser possível visualizar todas a superfície lateral da rolha.

As acima referidas Figuras 3B, 4B e 5B ilustram a análise ao padrão RGB feita a cada uma das rolhas de modo a detectar defeitos baseados em cor.

As acima referidas Figuras 3C, 4C e 5C ilustram a análise feita tri-dimensional efectuada na superfície lateral das rolhas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ϋΜ MODO PREFERIDO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO A descrição detalhada que se segue descreve um modo preferido da realização da invenção, recorrendo-se aos desenhos anexos como meras ilustrações não-limitativas das ideias por detrás do sistema. O sistema compreende, em primeiro lugar, uns meios de deslocação de rolha (não ilustrados). Estes meios deverão ser capazes de deslocar inúmeras rolhas, uma de cada vez, a partir de um local de armazenamento (não ilustrado) ou a 13 partir de uma outra máquina na linha de produção (não ilustrada). A deslocação das rolhas deverá ser feita a grande velocidade para dentro e fora de uma zona de análise (1) de modo a ser possível analisar um grande número de rolhas num determinado curto período de tempo. Os meios de deslocação adequados para a invenção poderão ser quaisquer meios normalmente empregues no transporte deste tipo de objectos em linhas de produção, como por exemplo transportadoras de tela ou correia, transportadoras de rolos motorizados e outros mecanismos análogos. A zona de análise (1) é um determinado local na linha de produção na qual existem diversos aparelhos aptos a submeter a rolha (3) a uma análise por visão artificial de modo a aferir o estado das suas superfícies e classificá-la. Na referida zona de análise (1) haverá, em particular, uns meios mecânicos de rotação (2) susceptíveis de rodar a referida rolha sobre o seu eixo longitudinal. Os meios mecânicos utilizados para alcançar a dita rotação deverão ser quaisquer meios conhecidos capazes de rodar uma rolha a uma velocidade controlável e quantificável. A título de exemplo, os referidos meios de rotação poderão ser rolos ou cilindros motorizados. Os meios de rotação deverão estar ainda ligados a um computador (8) ou processador de dados para que seja possível não só controlar a velocidade de rotação, mas também quantificar essa velocidade para que mais tarde se consiga sincronizar todo o sistema. Cumpre referir que a rotação da rolha (3) à volta do seu eixo longitudinal é essencial para que os meios de captação de imagens (4, 6) do sistema possam visualizar todas as superfícies da rolha (3) sem terem que ser eles a movimentarem-se à volta da rolha (3). 14

Para além dos meios de rotação (2), a zona de análise (1) terá forçosamente de ter ainda uns meios de detecção (não ilustrados) capazes de detectar a presença de uma rolha (3). Os meios de detecção poderão ser quaisquer meios adequados utilizados no actual estado na técnica, tais como raios infra-vermelhos, placas de pressão, sensores de movimento, contactos eléctricos etc. 0 método como a detecção é alcançada não é relevante para o âmbito de protecção pretendida. O essencial é que haja tais meios incorporados no sistema de forma a poder detectar o momento em que uma rolha entra na zona de análise e o momento em que deixa de estar. Os referidos meios de detecção também deverão estar conectados ao computador/processador de dados (8) para que seja possível realizar um processo sincronizado.

Por último, a zona de análise estará munida de uns expulsores (10a, 10b). Os expulsores (10a, 10b) da presente invenção deverão ser quaisquer expulsores adequados, accionáveis por um controlador (8) e capazes de projectar ou transportar uma rolha (3) num curto espaço de tempo para um outro local. Os expulsores mais frequentemente utilizados em linhas de produção de rolhas são expulsores de ar comprimido e são esses também os mais indicados para a presente invenção.

Para concretizar o sistema de visão artificial da presente invenção é imprescindível existirem meios de captação de imagens (4, 6) capazes de recolher imagens da superfície das rolhas (3). Os meios de captação de imagens do sistema deverão consistir em pelo menos uma câmara digital de área scan. Num modo particularmente preferido da presente invenção, o sistema deverá ter duas câmaras digitais de área 15 scan (4,6) . Estas câmaras de área, ao contrário das câmaras lineares utilizadas no estado da técnica anterior, permitem captar imagens de áreas da superfície da rolha porque, tal como é sabido, incorporam sensores CCD (Charged Coupled Device) ou Dispositivo de Cargas (Eléctricas) Interconectadas. Os CCD são sensores matriciais com pequenas células fotoeléctricas ou pixels que registam imagens em RGB (Vermelho [Red], Verde [Green] e Azul [Blue]). Numa realização particularmente preferida da invenção, as câmaras digitais deverão ter uma velocidade de aproximadamente 800s frames por segundo, em scan parcial e em modo bining.

As duas câmaras (4, 6) do sistema deverão estar dispostas em locais diferentes e a ângulos diferentes. A primeira das câmaras (6) deverá estar situada directamente por cima da referida zona de análise (1), com a lente apontada directamente para baixo de modo a captar imagens de uma perspectiva em planta. A segunda câmara (4) também deverá estar apontada para a zona de análise, a um ângulo que poderá variar entre aproximadamente 30° a 60° em relação ao plano horizontal da superfície da rolha (3).

Próximo da segunda câmara (4), mas desfasada desta a um ângulo de cerca de 15° a 30°, o sistema também prevê uma fonte de luz (5) capaz de emitir uma luz branca forte sobre a zona de análise (1). Como resulta óbvio para qualquer perito, a captação de boas imagens obriga a existência de uma boa iluminação. A fonte de luz (1) deverá estar desfasada da segunda câmara (4) de modo a eliminar o efeito de reflexão excessiva na superfície da rolha (3) , o qual poderá ser considerável dado o polimento por vezes empregue nas rolhas. A fonte de luz (5) empregue também deverá ser qualquer capaz 16 de produzir uma luz adequada. Entende-se por adequada uma fonte de luz (5) com uma potência superior a 50 Watts. A fonte de luz poderá ser uma lâmpada incandescente, de halogénio, florescente ou qualquer outra equiparável.

Fundamental para a realização da presente invenção é a existência de um dispositivo laser (7), ou seja, uma segunda fonte de luz susceptivel de emitir um feixe de luz visível e monocromática, de elevadíssima intensidade e baixa dispersão fotónica sobre a superfície da rolha (3) situada na zona de análise (1) . O dispositivo laser (7) deverá estar disposto a um ângulo de aproximadamente 40° em relação ao plano horizontal da superfície da rolha (3). O dispositivo laser (7) é fundamental para realizar a análise tri-dimensional da superfície da rolha (3). Como é sabido, um raio laser tem propriedades muito específicas e previsíveis. Uma dessas propriedades é o facto do feixe de luz ser extremamente recto e ser difractado ou desviado ao embater numa superfície irregular. Ao ângulo a que o raio laser incide sobre a rolha e tendo em conta a rotação da mesma, quaisquer irregularidades na sua superfície da rolha (3) resultarão na difracção ou desvio do referido feixe.

Os desvios no feixe laser resultantes das irregularidades na superfície da rolha (3) são captados pela câmara (6) disposta directamente por cima da zona de análise. A referida difracção ou distorção do raio laser é captada pela referida câmara digital (6). Importa referir ainda que a dimensão do laser é configurável e poder-se-á utilizar lasers de linha variável de modo a obter uma maior resolução. 17

As imagens captadas por ambas as câmaras (4, 6) do sistema, devidamente convertidas em dados digitais, são transmitidas para um computador (8), o qual é o elemento processador e controlador de todo o sistema. A transmissão dos dados (9) deverá ser realizada utilizando métodos e meios conhecidos e adequados (como por exemplo USB2.0, FireWire 800Mb, GigabitEthernet ou CameraLink), sendo a velocidade da transmissão um factor de elevada importância na realização prática e sincronização de todo o sistema. 0 referido computador (8) para onde os dados são transmitidos poderá ser qualquer computador/processador de dados (8) adequado que executa um programa de computador adequado, sendo apenas essencial uma velocidade de processamento e uma memória suficiente para as tarefas exigidas e que o computador (8) seja compatível com os outros componentes do sistema. Numa realização particularmente preferida da presente invenção, o computador (8) deverá ter uma Unidade Central de Processamento (CPU-Central Processing Unit) Pentium IV® ou XEON® com pelo menos 3.0 Ghz de velocidade de processamento e pelo menos 3GB de memória. O computador (8) deverá ter ainda uma interface (9) para permitir a interligação das câmaras (4, 6) a si. O computador (8) desempenha três funções essenciais, a saber: recepção dos dados das câmaras digitais, processamento desses dados e envio de instruções para os expulsores na zona de análise. O método de processamento e os passos realizados pelo programa de computador será discutido em mais pormenor mais à frente.

Resta referir que todos os elementos do presente sistema 18 estão interligados por um sub-sistema ou programa de automação que concretiza o sincronismo necessário entre todos eles. Em particular este sub-sistema calcula o número de imagens a recolher pelos meios de captação de imagens consoante o diâmetro da rolha e a velocidade que esta roda sobre o seu eixo longitudinal.

Tal como referido acima, a presente invenção também compreende um novo método automático de controlo de qualidade de rolhas caracterizado por compreender as seguintes fases e passos, que se passa a descrever. A primeira fase do processo consiste em deslocar uma rolha de cortiça (3) de um local de armazenamento ou de outra máquina na linha de produção para a zona de análise (1) com o auxilio dos meios de deslocação do sistema. Quando a rolha atinge o destino pretendido, isto é, a zona de análise (1), a referida rolha (3) é detectada pelos meios de detecção do sistema (não ilustrados). 0 modo como a rolha (3) é detectada pode ser realizada de variadíssimas maneiras, tal como mencionado acima. A detecção da rolha (3) na zona de análise (1) resultará no accionamento dos meios de rotação (2), os quais obrigarão a rolha (3) a rodar à volta do seu eixo longitudinal. A velocidade da rotação poderá e deverá ser controlada e quantificada pelo elemento controlador (8) do sistema (computador e respectivo programa) para que seja possível sincronizar a captação de imagens com a rotação da rolha 360° à volta do seu eixo. Como resultará óbvio para um perito na matéria, o sistema deverá estar adequadamente calibrado para o diâmetro de rolha sob análise. O sistema deverá ainda ser facilmente adaptado para analisar diferentes diâmetros estandardizados de rolha. 19

Uma vez estabelecida a velocidade de rotação, é projectada luz branca sobre a referida rolha a partir da fonte de luz (5). A câmara digital (4) situada perto da fonte de luz capta então imagens de toda a superfície da rolha. Devido ao facto de serem utilizadas câmaras de área scan, as imagens captadas são de diversas secções da superfície da rolha. 0 número concreto de imagens captadas dependerá de vários factores, como por exemplo, a velocidade de rotação da rolha, a resolução das imagens e poderá depender ainda do tipo de câmara digital utilizada. As imagens captadas, devidamente convertidas em dados digitais, são transmitidas para o computador mediante os normais métodos conhecidos de transmissão de dados electrónicos e com o auxílio de interfaces de interligação adequados (9).

Após a análise a luz branca, é desligada a fonte de luz (5) e é accionado o dispositivo laser (7) que emite um feixe laser sobre a mesma superfície da rolha (3). A segunda câmara digital (6) capta então imagens da distorção e desvios no feixe laser, irregularidades essas que são representativas da existência de irregularidades da cortiça. Também estas imagens, em forma de dados digitais, são enviadas para o computador. 0 computador (8) do sistema recebe os dados e inicia uma fase de concatenação de modo a criar três imagens bi-dimensionais virtuais da rolha. A primeira dessas imagens será a imagem base normal, a segunda mostrará a análise a cor da rolha e a terceira será a análise por laser ilustrando as deformações na superfície da rolha. Com base nestas colagens de imagens, o computador (8) inicia de seguida uma comparação 20 de acordo com diversos parâmteros pré-determinados, os quais estabelecem os limites de cada classe de rolha. Os parâmetros do sistema são essencialmente algoritmos especificamente desenvolvidos para analisar e classificar os defeitos típicos das rolhas. Mais concretamente, os parâmetros ou algoritmos utilizados detectam defeitos na rolha de acordo com a sua cor, a ovalidade de buracos, a elongaçâo, a concentração, a área, número, origem, máxmimo comprimento, máxima largura, máxima altura linear, máxima circunferência interior, máxima circunferência interior. Após a comparação, o sistema, por intermédio do programa de computador, classifica cada rolha (3) através da atribuição de uma pontuação. Essa pontuação está naturalmente relacionada com o número e gravidade dos defeitos detectados em cada rolha. 0 próximo passo consiste na expulsão da rolha para fora da zona de análise (1) para um de vários locais pré-determinados. Cada um desses locais corresponderá a uma determinada pontuação ou classe de rolha. Ou seja, consoante a pontuação de cada rolha analisada, o computador (8) enviará ordens, na forma de sinais electrónicos, para um de vários expulsores (10a, 10b). Esses expulsores (10a, 10b) projectarão a rolha (3) para um local onde se armazenará rolhas dessa classificação. Findo o processo, o sistema reiniciará todos os passos com a próxima rolha. O sistema e método descrito acima pode, como será óbvio para um perito na matéria, sofrer várias alterações pontuais. Todavia, a descrição e exemplos dados acima não deverão, de alguma forma limitar a protecção da presente invenção, a qual é exclusivamente definida pelas reivindicações.

Lisboa, 27 de Julho de 2007 21

Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema automático de controlo de qualidade de rolhas compreendendo: - uns meios de deslocação susceptiveis de deslocar uma rolha (3) para dentro e fora de uma zona de análise (D ; - uns meios de rotação (2) para rodar a referida rolha (3) sobre o seu eixo longitudinal na referida zona de análise (1); - pelo menos uma fonte de iluminação (5) para emitir luz sobre a referida rolha (3); - uns meios de captação de imagens (4, 6) para captar imagens da superfície da rolha (3) em forma de sinais electrónicos e enviá-los para um processador de dados (8), o qual está apto a receber os referidos sinais, compará-los com parâmetros pré-definidos e classificar a referida rolha (3) e, consoante o resultado da referida classificação, ordenar uns expulsores (10a, 10b) localizados perto da referida zona de análise (1) para projectar a rolha (3) para um de vários possíveis locais pré-estabelecidos, caracterizado por existir ainda pelo menos um dispositivo laser (7) capaz de projectar pelo menos um raio laser a um ângulo predefinido sobre a superfície da referida rolha (3) e os referidos meios de captação de imagens (4,6) serem pelo menos uma câmara de vídeo digital de área susceptível de captar imagens de áreas da referida rolha (3) e ainda captar as distorções existentes no raio laser quando este incide sobre a referida rolha (3) . 1
2. 2. Sistema automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com as reivindicação precedente, caracterizado pelo facto da pelo menos uma câmara de video digital de área ser dotada de um CCD (dispositivo de cargas eléctricas interconectadas) e captar aproximadamente 800 imagens por segundo, em scan parcial e em modo bining.
3. 3. Sistema automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o processador de dados (8) comparar os dados recebidos dos meios de captação de imagens (4, 6) com os seguintes parâmetros: padrão RGB, elongação dos defeitos na rolha (3), a concentração de defeitos na rolha (3), o número de defeitos na rolha (3) , a ovalidade dos defeitos na rolha (3) , a máxima circunferência interna do defeitos na rolha (3), a máxima circunferência externa dos defeitos na rolha (3), a área dos defeitos na rolha (3), o máximo comprimento, largura e altura linear dos defeitos na rolha (3) .
4. 4. Sistema automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com as revindicações anteriores caracterizado por a fonte de iluminação (5) estar desfasada aproximadamente 15 a 30 graus em relação aos meios de captação de imagens (4, 6).
5. 5. Sistema automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o dispositivo laser (7) estar posicionado aproximadamente a um ângulo de 40 graus em relação ao plano horizontal da superfície da rolha (3) . 2
6. 6. Método automático de controlo de qualidade de rolhas caracterizado por compreender as seguintes fases: - deslocar uma rolha (3) para uma zona de análise (1); detectar a presença da referida rolha (3) na referida zona de análise (1) e iniciar os meios de rotação (2) de modo a rodar a rolha (3) sobre o seu eixo longitudinal; - controlar e quantificar a velocidade de rotação; - projectar luz emitida pela pelo menos uma fonte de luz (5) sobre a referida rolha (3); - captar imagens de áreas da referida rolha (3) , em forma de sinais electrónicos, mediante uns meios de captação de imagens (4, 6) e enviá -los para um processador de dados (8); - concatenar as referidas imagens; - comparar os dados recebidos com certos parâmetros predeterminados de modo a classificar a referida rolha (3) ; - projectar pelo menos um raio laser a um ângulo predeterminado sobre a superfície da referida rolha (3) o que produz um determinada distorção do raio; - captar imagens da distorção causada no pelo menos um raio laser após este incidir sobre a superfície da rolha (3) mediante os meios de captação de imagens (4, 6) e enviá-los, em forma de sinais electrónicos, para o processador de dados (8); - concatenar as referidas imagens; - comparar os dados recebidos com certos parâmetros predeterminados de modo a classificar a referida rolha (8) ; - ordenar uns expulsores (10a, 10b) localizados perto da zona de análise (1) para projectar a referida rolha (3) para um de vários locais possíveis pré- 3 estabelecidos de acordo com o resultado da classificação.
7. 7. Método automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com a reivindicação 6 caracterizado por o processo de comparação ser efectuado por um programa de computador.
8. 8. Método automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com a reivindicação 6 e 7 caracterizado por o referido programa de computador analisar os dados vindos dos referidos meios de captação de imagens (4, 6) , de acordo com seu padrão RGB em conjunto com parâmetros geométricos.
9. 9. Método automático de controlo de qualidade de rolhas de acordo com a reivindicação 6 e 7 caracterizado por o referido programa de computador analisar a distorção do raio laser de modo a calcular a profundidade dos defeitos na rolha (3). Lisboa, 27 de Julho de 2007 4