Avaliação da conformidade da cor no fabrico de telhas cerâmicas Abordagem colorimétrica digital

Dissertação de Mestrado em Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.Ao longo dos primeiros meses de estágio na Umbelino Monteiro, S.A. (UM), foi possível acompanhar o funcionamento da unidade fabril, bem como participar em todo o trabalho de controlo de qualidade que ali se realiza, desde a receção de matérias primas até ao controlo das paletes em pré-parque, passando pelos diversos ensaios contidos no plano de inspeção e ensaios da UM. Durante o estágio, observou-se que um elevado número de reclamações que chegavam à empresa estava relacionado com a falta de conformidade da cor. Para contrariar essa situação, começamo-nos a focar na criação de uma ferramenta de processamento de imagem que permitisse a deteção de anomalias cromáticas das telhas. Esta ferramenta, inovadora na área da cerâmica, consiste num sistema de captura de imagem digital seguido de um tratamento numé- rico com algoritmos desenvolvidos em Octave/Matlab para a obtenção do grau de conformidade da cor. Numa fase inicial, foi necessário desenvolver condições adequadas à aquisição da imagem, no sentido de manter a abilidade e reprodutibilidade do sistema. Houve a preocupação de avaliar fontes de variabilidade e de interferência relacionados com a iluminação, bem como o modo de aquisição da imagem a partir da câmara digital. Como sistema nal, a melhor opção consistiu no desenvolvimento de um sistema invariante e com geometria bem de nida (caixa equipada com duas lâmpadas uorescentes dispostas paralelamente, mantendo constante a distância do objeto à lente da câmara), a utilização de uma máquina digital de boa qualidade programada para funcionar em modo manual e a colocação de referências cromáticas no campo de visão, que permitem a correção da iluminação. Deste modo, através da imagem de uma telha é possível determinar as suas coordenadas cromáticas, o seu per l histográ co e a sua cor RAL aproximada. Começou-se, então, por recolher telhas de diversos modelos e cores, cujas tonalidades são consideradas conformes e, com isso, foi formado um conjunto de telhas padrão, que foi caracterizado ao nível da cor. Esta ferramenta tem como objetivo nal a caracterização e avaliação da conformidade da cor das telhas em produção, de modo a minimizar os erros de avaliação dos humanos. Para avaliar a sua e cácia, foram ainda realizados ensaios de controlo da tonalidade ao longo de dois meses de produção. Posteriormente, esta ferramenta poderá ser utilizada por pessoas não quali cadas ou ser inserida na linha de produção, permitindo comparar a cor das telhas produzidas (1) com o padrão, (2) entre produções diferentes ou (3) com os acessórios produzidos, impedindo que seja vendido material não conforme.Over the rst months of internship at Umbelino Monteiro, S.A. (UM), it was possible to observe the factory's operation, as well as participate in all quality control work that is done, from the receipt of raw materials to the pallet's control, through the various essays in the UM's inspection plan. During the internship, it was observed that a large number of complaints that reached the company was related to the lack of color conformity. To counter this situation, we started to focus on creating an image processing tool that allow the detection of rooftile's chromatic defects. This tool, innovative in the ceramics eld, is a image capturing system, followed by algorithms developed in Octave. Initially, it was necessary to develop suitable conditions for image acquisition, in order to keep the system realiability and reproducibility. There was a concern to evaluate sources of variability and interference related to lighting, as well as the image acquisition mode from the digital camera. For the nal system, the best option was to develop an invariant system with well de ned geometry (box tted with two paralel uorescent lamps, keeping constant the distance between object and camera lens), using a good quality digital camera programmed to operate in manual mode and the placement of chromatic references in the eld of vision, allowing for the correction of lighting. Through a rooftile's image, it is possible to determine the chromaticity coordinates, the chromatic histogram and the aproximate RAL color. The work started with the collecting of rooftiles of diferent designs and colors, which shades are considered compliant and, therefore, has formed a set of standard rooftiles, which was characterized in terms of color. This tool has the ultimate goal of characterization and assessment of rooftile's color conformity in order to minimize the human errors. To assess their e ectiveness, it was also carried out tone control tests over two months of production. Later, this tool can be used by unquali ed people or be inserted into the production line, allowing to compare the color of the produced rooftiles (1) with the standard, (2) between di erent productions or (3) with the produced acessories, preventing the sale of nonconforming material