Patent ES-2334984-T3 (ES)
Title: Procedimiento de caracterizacion en linea de una superficie en movimiento y dispositivo para su puesta en practica.
Inventor: MOREAS GENEVIEVE
IPC: C23C2/06
Filed: 2002-04-17
Granted: 2010-03-18
Abstract: Procedimiento de caracterización en línea de una superficie (S) en movimiento, preferentemente una chapa galvanizada, que utiliza principalmente: - un primer conjunto, denominado conjunto A, que consiste en por lo menos un microscopio industrial (1) equipado con un objetivo de gran distancia de trabajo (2), una lente de adaptación de cámara, un aparato de adquisición de imágenes (3) con una salida analógica o digital, una iluminación de tipo campo claro y/o campo oscuro que comprende un láser (4), un sensor de distancia (5), y un motor que actúa sobre el desplazamiento lineal según el eje (Z), es decir el desplazamiento según el eje óptico del microscopio con el fin de permitir el enfocado correcto del sistema, estando dicho conjunto A montado sobre un conjunto denominado conjunto D, que comprende dos elementos (B) y (C), permitiendo dicho conjunto D situar el eje óptico, es decir (Z), de manera perpendicular al plano que contiene la superficie (S) observada, consistiendo preferentemente dicho medio en por lo menos dos mesas de rotación motorizadas (B) y (C) que permiten mediante su acción conjugada situar el eje óptico (Z) del microscopio de manera perpendicular al plano de observación que contiene la superficie (S) examinada, estando el conjunto D que soporta el conjunto A eventualmente provisto de un sistema antivibratorio, que permite aislar dicho conjunto de la carpintería metálica, tal como la existente en línea industrial de recocido continuo y galvanización, que debe soportarlo y sometida a diversas vibraciones a menudo presentes en este tipo de procedimiento industrial; - un conjunto de medios, que comprende un ordenador, que permite garantizar por lo menos las operaciones siguientes: - controlar los medios de posicionamiento del eje óptico, es decir por ejemplo el o los motores de regulación de la distancia según el eje óptico (Z) y de posicionamiento de las mesas (B) y (C), - controlar la distancia entre el objetivo (2) del microscopio y la superficie (S) examinada, - actuar sobre la iluminación láser (4) mencionada anteriormente, - decidir la adquisición de imágenes y estando provisto de por lo menos una tarjeta de adquisición de imágenes frame grabber adecuada para trabajar con cámaras en funcionamiento asíncrono, - tratar y analizar las imágenes, - eventualmente, emitir un diagnóstico y realizar el archivado de los resultados, de manera que se efectúan por lo menos las operaciones siguientes: - situar el producto en movimiento que comprende la superficie (S) que va a caracterizarse de manera que puede repetirse dicho posicionamiento en el tiempo; - situar el microscopio (1) de tal manera que el eje óptico (Z) esté perpendicular al plano que comprende la superficie (S) examinada a escala microscópica; - enfocar el sistema óptico de manera que se obtiene una imagen nítida; - iluminar la superficie que va a caracterizarse por medio de una iluminación (4) láser estroboscópica con un tiempo de iluminación cuyo valor es según el cálculo siguiente t = d/V μs siendo V: la velocidad lineal del producto en m/s d: la dimensión de un píxel de cámara en relación con el campo de visión, definido a su vez por la resolución requerida para la aplicación, dimensión dada en μm; y t el tiempo necesario para que el producto recorra d μm, estando definido el valor de tmax según una regla de buena práctica que dice que para congelar un objeto en movimiento, debe iluminarse durante como máximo el tiempo necesario para que se haya desplazado la distancia de 1/4 de píxel, con el fin de evitar un efecto difuso en la imagen obtenida; - utilizar un medio distinto para romper la coherencia del haz que sirve para la iluminación, consistiendo este medio en uno o varios difusores; - efectuar la adquisición de por lo menos una imagen enfocada; - proceder a la adquisición asíncrona de imágenes de la superficie (S) por medio de una tarjeta electrónica de captura de imágenes frame grabber; - tratar y analizar las imágenes adquiridas en tiempo real; comprendiendo el tratamiento y el análisis de las imágenes adquiridas en tiempo real las subetapas siguientes: - liberar la imagen captada de cualquier variación de nivel medio de iluminación y/o de un efecto de reflectancia de la superficie mediante la eliminación del segundo plano, - dividir la imagen adquirida en l*m zonas y asociar a cada zona un parámetro de nitidez ni, - en relación con la definición de un criterio de determinación de la calidad de imagen, calcular un coeficiente de nitidez total p que sirve como criterio de aceptación o de rechazo de la imagen considerada para su tratamiento posterior, siendo dicho coeficiente p el siguiente: p = (Σ pi)/(l*m) siendo pi = 0 si ni < L, si no pi = 1 en la que L: ni: coeficiente de nitidez calculado de la zona 1; umbral de nitidez predefinido, obtenido por calibración en laboratorio o a partir de un gran número de imágenes que se han liberado del segundo plano; pi: coeficiente de ponderación de la zona i; p: coeficiente de nitidez total; - eliminar la imagen analizada si el coeficiente de nitidez total es inferior a un valor determinado como mínimo pmin, siendo preferentemente pmin igual a 0,5; - efectuar una serie de operaciones con el fin de aislar y de calificar los diferentes objetos presentes en la imagen adquirida, a saber: - proceder a una primera clasificación de dichos objetos teniendo en cuenta que se elimina un objeto si este último pertenece a una zona difusa, es decir que responde al criterio ni < umbral de nitidez predefinido L; - efectuar a continuación una segunda clasificación sobre los objetos restantes en función de su superficie y de sus dimensiones, - ponderar cada número N de objetos hallados en una imagen y determinados como pertenecientes a un mismo conjunto mediante el coeficiente de nitidez total de manera que: Nfinal = N/p en la que Nfinal representa el número final de objetos considerados, teniendo en cuenta zonas difusas de la imagen analizada; - utilizar los valores Nfinal obtenidos durante las operaciones de clasificación precedentes para determinar las características de la superficie inspeccionada.