Una nueva tecnología para controlar el cuero…
Autor: Romain Chambon TURNER y el CTC han desarrollado un sistema automático de detección de los defectos de los cueros. En colaboración con nuestro representante en Brasil Artepelle (Novo Hamburgo), este sistema permitirá a los fabricantes de pieles asignar automáticamente un nivel de calidad a cada cuero y así gestionar más eficientemente su producción, dando a cada cuero la importancia que se merece.
Palabras claves: Visión, detección de defectos, tratamiento de imágenes, clasificación del cuero.
1.
Introducción
Por parte, la calidad de un cuero depende de su origen. Como producto natural, tiene entonces rasgos del animal de donde viene este cuero, dándole así un carácter único. Pero la excelencia de un cuero necesitada por las industrias del sector requiere criterios de calidad absoluta, particularmente en cuanto a los defectos que contiene.
Frente a estos defectos, las tenerías y las manufacturas de artículo de cuero tienen que saber como optimizar el potencial de su materia primaria. Hasta ahora, todo el proceso de evaluación y de tratamiento de los cueros dependía de las competencias de los clasificadores y de los recortadores que intentaban maximizar el rendimiento de cada cuero.
Hemos desarrollado un peritaje único en el mundo en la aplicación de tecnología visual y hemos desarrollado un sistema cuyo defectos y defectos identificados a cada proceso, desde Wet-Blue hasta acabado permite evaluar las pieles y clasificarlas.
Este sistema innovador, automático, exacto y objetivo da a los curtidores y a los fabricantes de artículos de cuero un soporte valioso para hacer el mejor uso de cada cuero.
2.
Experimental
2.1 Presentation de las pieles
Las pieles tienen una estructura y un aspecto en superficie no homogéneos. En general, están divididas en cuatro zonas de calidad diferentes: cabeza, flancos, culata y vientre.
Sin embargo, en ciertas especies, las pieles son de origen diferente y tienen características distintas como la superficie, la suavidad, el tamaño del grano de la flor… Además, al igual que las influencias de los factores del ambiente (clima, dieta,…), las características propias de cada animal (casta, edad, clase, salud…) son daños que afectan la calidad de la piel acabada y que tienen influencia en su valoración mercantil y su uso final.
Los defectos aparecen a tres etapas diferentes:
- Durante la vida del animal, su salud, sus parásitos, sus factores genéticos… - Cuando se quita la piel del animal,
- Durante el almacenamiento y el tratamiento de la piel.
La diversidad en los tipos de defectos significa que los usuarios deben constantemente tomar en cuenta que algunos defectos influencian el aspecto del cuero terminado y otros dañan sus propiedades estructurales.
Un trozo de cuero puede ser utilizado con muchos objetivos diferentes, la elección puede depender de:
- El sector final de destino (muebles, calzado, marroquinería), - La calidad del producto terminado (producto de masa o de lujo), - La calidad misma del cuero (elección).
Entonces, la posición del defecto en el cuero debe ser tomada en cuenta así como la posibilidad de integrarlo en los últimos márgenes de aceptabilidad durante la fabricación del producto terminado.
El sistema automático de detección de los defectos representa una ventaja estratégica, permitiendo a los curtidores verificar la calidad y optimizar el proceso justo para cada piel, gracias a una ejecución cualitativa y cuantitativa y una maximización de la superficie al momento de recortar cada cuero.
2.2 Objetivos del proyecto
Para encontrar las mejores expectativas de la industria de cuero, hemos desarrollado un sistema que tiene varios objetivos:
- Capturar una imagen de alta calidad de las pieles,
- Detectar los defectos a cada proceso de fabricación, desde wet-blue o crust hasta cuero terminado.
3.
Resultados
El sistema se provee de 3 componentes: el sistema transportador, el sistema de captura de la imagen y el software de tratamiento de la imagen.
3.1 Sistema transportador
La maquina esta hecha con un tapiz inclinado con ángulo de 15° para introducir la piel al espacio de visión. El tapiz esta hecho de silicona para ser resistente al ambiente agresivo de las tenerías y para soportar las pieles las mas pesadas (bovinos enteros…).
La configuración del sistema puede ser modificada para adaptarse a cada utilizador, teneria, marroquinería, fabricantes de calzado, de muebles…
el tratamiento de cuero para artículos o zapatos, la estación de captura puede ser posicionada independientemente de la línea de Producción o dentro de las instalaciones de recorte.
3.2 Captura de la imagen
La alimentación se hace a través del tapiz translucido. Para pieles en wet-blue, la maquina tiene un sistema de establecimiento previo, mediante dos cilindros con fieltros y dos cilindros de cuchillas. Para pieles acabadas o en crust, la piel esta establecida por una banda articulada que presiona el cuero poniéndolo así bien plano antes de que su imagen sea captada por la cámara.
El sistema de detección incluye una cámara de video de 8 192 píxeles con un lente de 45mm. La imagen capturada esta convertida en 1 024 niveles de gris. Este sistema permite adquirir pieles de hasta 3 metros por 4 metros. La imagen resultante es de calidad excelente con resolución de 0.35 mm por píxel.
Una buena iluminación es esencial para la detección de los defectos, que sea para el trabajo de la maquina o el clasificador o cortador. Dos tipos de iluminación están utilizados: la primera luz se hace por reflexión y da una luz difusa, haciendo aparecer defectos estructurales y visuales. La segunda fuente de luz se opera por transmisión y esta colocada debajo del tapiz translucido. Esta luz permite saturar las áreas del tapiz no cubiertas por la piel mientras elimina las sombras incrementando el contraste entre la piel y el tapiz.
A este momento, la superficie exacta de la piel esta calculada y el sistema determina también su espesor en 3 puntos diferentes.
El tiempo de adquisición de una imagen en caso de una piel de oveja o becerro en wet-blue o terminada es de aproximadamente 15 segundos. Para cuero terminado, una adaptación automática se realiza, dependiendo del color y del brillo del cuero. Así se puede dar también una mejor visibilidad de los defectos que el propio ojo humano y para cualquier tipo de superficie (lisa, con grano natural o artificial…)
Aplicación para wet-blue y cuero acabado
3.3 Tratamiento de la imagen
La base del sistema es el software de tratamiento de la imagen. Los algoritmos desarrollados significan que el sistema es capaz de considerables posibilidades de clasificaciones. Las pieles se analizan en tres fases sucesivas:
- Análisis geométrica: zonas de calidad y estiramiento (elasticidad)
- División en áreas con la misma matiz para tratamiento en wet-blue y en acabado (marcas en la capa del animal o non uniformidad de la matiz) utilizando un algoritmo de “Split & Merge” basado en una “QuadTree” estructura;
- Detección, localización e identificación de los defectos. Esta fase consiste en varios módulos usados para detectar los varios tipos de defectos, uno tras el otro según el tamaño (pequeño, medio, grande) y la forma (linear o circular).
o La fase de detección consiste en barrer el imagen usando mascaras con formas similares al defecto. Estos algoritmos son muy eficientes para detectar defectos difíciles de ver en imágenes empañadas por el grano del cuero. Dan una imagen de probabilidad con la máxima semejanza.
o La fase de localización genera el contorno rectangular de la mascara, lo que da la mejor probabilidad para cada defecto encima de un umbral definido por el operario. La exactitud de la detección es entonces ajustable por el cliente.
o La fase de caracterización establece el contorno exacto del defecto, usando algoritmos activos de contorno en la superficie.
o La fase de identificación utiliza los parámetros geométricos y fotométricos de cada defecto detectado para asignarlo a una clase. Hasta ahora, hemos definido nueve clases de defectos: arrugas, venas, agujeros, defectos de parásitos, cicatrices, marcas de color, manchas blancas, pliegue, corte. Esta etapa se compone de dos partes, primero aprendemos que categorías de defectos están presentes en la piel, y segundo colocamos cada defecto detectado en su respectiva categoría.
Caracterización: algoritmo activo de contorno.
Identificación: uso de los parámetros de defecto para signar los defectos a una clase: aprender e identificar.
3.4 Integración con el recorte y el trazado de los defectos sobre la piel
Si el usuario tiene requisitos particulares para fabricar un producto, puede eliminar les defectos que pueden ser descuidados seleccionando una o mas clases de defectos y ajustando los parámetros de visibilidad.
La imagen utiliza cinco colores identificando la gravedad de un defecto. Dependiendo de esta gravedad, el defecto puede ser considerado aceptable en ciertas partes de la piel. Esta fase resuelve dos problemas:
- Corte automatizado en el cual las formas que se cortarán se colocan automáticamente usando el CAD/CAM para el corte digital.
- Trazo de defectos en el cuero para el corte manual.
Imágenes conteniendo defectos seleccionados: el color indica la gravedad del defecto.
