A vision based method for camber detection in cold rolled sheet

This work describes the development of a vision system for the detection and the measure of the cambering defect. In the first part of the work a setup is built and is based on the existing measurement system used by the company. The main structure, the type of light, and the background of the setup were design and chosen for the specific application. To understand the reliability of the developed system, two different comparisons have been made. The first one uses the edge curvature returned by the image analysis, the fitting curve is used to compute the maximum error and it is compared with the measurement obtained with the calliper replicating the procedure performed by the operator in the factory. The second one compares an optical measure which directly represents the maximum error, with the factory procedure measure. The measure obtained with the second method, because of the closeness between the sheet and the camera, shows perspective errors that reflects in poor results. For this purpose, a different type of lens has been used in the second part of the work. Despite the different type of lens, the image analysis is performed with the same algorithms used in the previous part. This lens does not introduce any perspective error and is able to return more accurate information about the maximum camber value. In this way the two measures can be easily compared. To carry out the main tasks, the control of the camera, the settings of all the acquisition parameters, the image analysis and the camber measure, a program has been developed. Once the sheet is placed and the acquisition procedure starts, the program automatically sets the right acquisition parameters, captures the image, and computes the measure. Results shows that the developed system can be a good starting point for future development and the industrial application. The edge curvature is more general information and can be used to obtain the same measure obtained with the calliper. Two main limitations are the camera resolution and the light’s changes between different measures. The telecentric lens is a more accurate instrument, with a higher repeatability than the actual measurement system, and can overcome the camera resolution limitations, however it is not able to give a more general view of the problem.

Questo lavoro descrive lo sviluppo di un sistema di visione per l’identificazione e la misura del difetto di sciabolatura. Nella prima parte è stato costruito il setup di misura partendo da quello attualmente utilizzato in azienda. La struttura principale, il tipo di luci e lo sfondo del setup sono stati progettati e selezionati in funzione della specifica applicazione. Per capire l’affidabilità del sistema di misura sono state fatte due diverse analisi. La prima utilizza la curvatura della lamiera, ottenuta dalla analisi dell’immagine, per calcolare l’errore di sciabolatura massimo. L’errore viene comparato con la misura ottenuta tramite calibro che replica l’attuale metodo di misura impiegato in azienda. La seconda utilizza una misura che rappresenta direttamente l’errore di sciabolatura massimo. A causa della vicinanza tra il pezzo misurato e la telecamera, la misura ottica che rappresenta direttamente l’errore massimo, presenta un errore di prospettiva che si riflette in risultati non soddisfacenti. Per questo motivo nella seconda parte della tesi è stato utilizzato un altro tipo di lente, la telecentrica. Questo tipo di lente non introduce nessun errore di prospettiva, ed è in grado di fornire una misura più accurata dell’errore massimo. Per gestire il controllo della telecamera, l’impostazione dei parametri di misurazione, analizzare l’immagine e ottenere la misura, è stato sviluppato un programma. Una volta posizionato il laminato, il programma imposta automaticamente i parametri di acquisizione, acquisisce l’immagine, ed effettua la misurazione. I risultati mostrano che il sistema di misura sviluppato è un buon punto di inizio per la futura applicazione industriale. L’equazione della curvatura è una informazione più generale che può essere utilizzata per fornire la stessa indicazione dell’attuale metodo di misura. Le criticità rilevate per questo setup sono la bassa risoluzione della telecamera e la difficoltà nella gestione dei cambiamenti di luce. L’ottica telecentrica garantisce delle misure più accurate, con una elevata ripetibilità, ed è in grado di superare le limitazioni della telecamera, non è però in grado di dare una visione più generale del difetto.