ES2306089T3 - Un sistema electronico foto-optico para reconocer, digitalizar y reproducir la superficie externa de un objeto tridimensional, en forma virtual o en material plastico, compuesto o similar al papel. - Google Patents
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Abstract
Un sistema electrónico foto-óptico para reconocer, digitalizar y reproducir la superficie externa de un objeto tridimensional, en forma virtual o en material plástico, compuesto o similar al papel, y que se compone de un módulo integrado para calcular y gestionar datos informáticos, un módulo de escaneo y un módulo de reproducción; el mencionado módulo de cálculo integrado está adaptado para describir la lógica matemática utilizada en el soporte físico del módulo de escaneo; (1) y el módulo de reproducción (2) i) el mencionado módulo de escaneo (1) está adaptado para reconocer, mediante el uso de una cámara digital o sistema digital de obtención y reconocimiento de imágenes, una secuencia de imágenes del objeto a ser escaneado asociada a una proyección secuencial consecutiva y sincronizada, con posiciones y movimientos siguiendo pasos predeterminados, de un haz de luz lineal proyectado en paralelo al plano (x, y) sobre el cual se coloca el objeto y que ilumina la superficie del objeto a ser reconocido; ii) el mencionado módulo de cálculo integrado está adaptado para procesar la información obtenida según el apartado i) antes mencionado y reproducir las matemáticas que describen la geometría de la superficie externa del objeto reconocido y tomado como modelo, generando las coordenadas espaciales de dicho objeto según un sistema de referencia Cartesiano de tres ejes (x, y, z) como lógica del módulo de cálculo integrado; iii) los medios para transmitir la información matemática obtenida, como se describe en los apartados i) y ii) antes mencionados, a un ordenador para una reproducción virtual del objeto reconocido, programas específicos adaptados para poner la mencionada información matemática a disposición de los sistemas CAD en 3D con el objeto de posibilitar la realización de operaciones de modificación; iv) medios para transferir a una estación remota la información matemática obtenida como se detalla en los apartados i), ii) y ii) antes mencionados, en donde el mencionado módulo de reproducción (2) está adaptado para reproducir una copia en plástico, material compuesto o similar al papel de la superficie externa del objeto reconocido mediante el módulo de escaneo (1) o la superficie externa de un objeto virtual generado mediante el uso de un ordenador, los programas específicos adaptados para poner la mencionada información matemática a disposición de un archivo de dato 3Dr, 3Drrt y 3Dc desde un archivo CAD 3D, según la lógica indicada por el módulo integrado de cálculo, donde el mencionado 3Dr es una matriz numérica de coordenadas Cartesianas del objeto a escala real, el mencionado 3Drrt es una matriz numérica que describe la geometría del objeto en el sistema radial con información de corte de plantillas, y 3Dc es una matriz numérica asociada con los colores del objeto; v) el mencionado módulo de reproducción (2) se encuentra adaptado para imprimir colores sobre la superficie externa del objeto a ser reproducido en plástico, material compuesto o similar al papel mediante el uso de un formato de archivo de datos 3Dc, según la lógica indicada por el módulo de cálculo integrado.
Description
Un sistema electrónico foto-óptico para
reconocer, digitalizar y reproducir la superficie externa de un
objeto tridimensional, en forma virtual o en material plástico,
compuesto o similar al papel.
El presente invento hace referencia a un sistema
foto-óptico electrónico capaz de reconocer el contorno externo de
cualquier tipo de objeto y transformarlo en un conjunto de
coordenadas Cartesianas (x, y, z); y de
transmitir la información matemática de la geometría de estos
objetos, a través de redes, a un ordenador personal (para realizar
una representación gráfica tridimensional del objeto y hacer
posible a posteriori el procesamiento de la geometría del
mismo por medio de programas de diseño asistido por ordenador en
tres dimensiones, CAD 3D) y directamente a un dispositivo en línea,
del tipo reproductor de fax, para reproducir en plástico, material
compuesto o similar al papel que tengan el mismo volumen que el
objeto reconocido, todo de manera automática y siguiendo una lógica
predeterminada. Se entiende aquí como material compuesto aquel que
se obtiene de la unión de al menos dos componentes, los cuales
poseen propiedades químicas y físicas que los hacen diferentes,
insolubles y capaces de ser separados uno del otro.
El estado de la técnica utilizando un ordenador
personal para transformar el contorno reconocido y digitalizado de
todo tipo de objeto en la superficie externa de un objeto virtual
en tres dimensiones (3D) se realiza principalmente utilizando
láseres y sensores que determinan las coordenadas espaciales del
objeto o por medio de la adquisición de imágenes a través de
videocámaras y video proyectores para una reconstrucción
tridimensional.
Las técnicas actuales para la construcción de un
objeto en plástico u otros materiales con datos obtenidos de un
sistema CAD 3D se basan principalmente en el uso de láseres y
fresas; sistemas de creación rápida de prototipos como la
estereolitografía (SLA), sinterizado por láser (SLS); el método
LOM; el método FDM; el método 3DP o el método SGC. Además, existe
otra técnica: un dispositivo para termoformar, digitalizar y
reproducir la superficie externa de un objeto en tres dimensiones,
virtualmente y/o en material plástico termoformable, el cual es
objeto de la Solicitud de Patente Italiana No. MI 2003 A 000177 y
la Solicitud Internacional No. PCT/EP 04/00855 (número de
publicación: WO2004/069508). Dicho dispositivo posee un módulo
integrado para calcular y gestionar datos de tecnología de la
información (IT por sus siglas en inglés), un módulo de escaneo y
otro de reproducción que son capaces de termoformar superficies
externas de objetos a partir de paneles (láminas) de material
plástico termoformable sin tener que acudir a moldes positivos o
negativos, realizar escaneos en 3D de objetos preexistentes tomados
como modelos que luego se traducen en las superficies externas de
objetos virtuales que pueden ser procesados por medio de programas
CAD en 3D, y realizar operaciones de reproducción remota por medio
de fax 3D de superficies previamente digitalizadas o superficies de
objetos diseñados con CAD 3D y conservadas en una base de datos, en
forma de objetos termoformados en material termoplástico. Un
ejemplo de un dispositivo de moldeado de modelos en
3-d que obtiene la información de
la forma tridimensional por medio de escáneres de proyección de luz se da a conocer por medio del EP-A-1 151 778.
la forma tridimensional por medio de escáneres de proyección de luz se da a conocer por medio del EP-A-1 151 778.
Las desventajas de los métodos actuales consiste
en la gran sofisticación de los escáneres y reproductores 3D
convencionales, con los consiguientes elevados costes de la primera
compra y el mantenimiento, lo cual relega estos productos a un
sector comercial muy restringido, principalmente concentrado en el
área de creación rápida de prototipos para el diseño mecánico y
para la arquitectura.
Los símbolos que utilizan en la presente
descripción se detallan a continuación en la Tabla 1:
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo VT ^{II} se compone de módulos
en interfaz mutua capaces de obtener virtualmente y reproducir
materialmente las superficies externas de cualquier tipo de objeto
obj.
El módulo de escaneo VT-MS
^{II} obtiene las coordenadas externas de los contornos de los
objetos obj que están siendo reconocidos y las traduce en un
conjunto ordenado de coordenadas Cartesianas tridimensionales.
Esta información, ordenada en una matriz
numérica específica, puede ser utilizada con el propósito de
realizar las siguientes operaciones:
a) Reproducción de objetos obj escaneados
en plástico, material compuesto o similar al papel: Transmisión
directa desde el módulo de escaneo VT-MS ^{II} al
módulo de reproducción VT-MF ^{II}, sin
intervención alguna que modifique los datos originales;
b) Reproducción del objeto obj escaneado
como un objeto obj virtual 3D en un ordenador: Transmisión
directa desde el módulo de escaneo VT-MS ^{II} a
un ordenador, para estar disponible tanto para observar como para
modificar en un entorno de diseño asistido por ordenador
tridimensional;
c) Reproducción en plástico, material compuesto
o derivado de papel del objeto obj escaneado y modificado en
un
PC o reproducción de un objeto obj
diseñado por medio de programas CAD 3D: Transmisión directa desde
un ordenador al módulo de reproducción VT-MF ^{II}
(Mod. A printing y/o Mod. B printing).
Se pueden crear los siguientes tipos de
interfaces informáticas con este dispositivo:
- placa ethernet tipo 10/100;
- placa del modem
- puerto de comunicación serial, puerto USB;
- placa de transmisión de redes
inalámbricas.
Estas soluciones aseguran todo tipo de diálogo
entre los sistemas para la transmisión y recepción de datos; en
particular, al usar la placa del modem en el dispositivo para
escanear (VT-MS ^{II}) y en el dispositivo de
reproducción (VT-MF ^{II}), se pueden realizar
transmisiones directas on-line entre los
dispositivos (caso [a] en el párrafo precedente), lo que permite
considerar al primero como un fax transmisor y el segundo como un
fax receptor, interconectados para recepción automática
Con el fin de aprovechar al máximo las
capacidades del sistema de módulos del dispositivo VT ^{II}, los
sistemas CAD 3D están equipados con soportes lógicos específicos
(softwares VT ^{II}) capaces de generar archivos con formatos
compatibles con el sistema de reproducción VT-MF
^{II}, lo cual hace posible la reproducción tridimensional de
objetos obj generados completamente por medio de programas
CAD 3D y/o modificados según la información recibida desde el
módulo de escaneo VT-MS ^{II}.
El sistema electrónico foto-óptico VT ^{II}
para digitalizar y reproducir el contorno de un objeto obj
en tres dimensiones, en forma virtual y/o en plástico, materiales
compuestos o similares al papel, se compone de:
A - Módulo VT-Data ^{II}:
Módulo integrado para cálculos matemáticos que sirven para
gestionar los datos informáticos que describen la lógica matemática
empleada por el soporte físico que se encuentra en los módulos B y
C;
B - Módulo VT-MS ^{II}: módulo
de escaneo para obtener las coordenadas espaciales tridimensionales
de cualquier tipo de superficie;
C - Módulo VT-MF ^{II}: módulo
de reproducción tipo fax para realizar el contorno tridimensional
de las superficies escaneadas (caso B) o de las superficies
puramente virtuales diseñadas en un entorno CAD 3D. Dichos módulos
pueden realizar las siguientes operaciones:
1-. Reconocer, por medio de una cámara
fotográfica digital o un sistema digital de obtención y
reconocimiento de imágenes, la superficie externa y la información
asociada sobre los colores de cualquier tipo de objeto obj
escaneado, obteniéndose la matriz numérica de las coordenadas
espaciales del objeto obj, del tipo 3Dr y 3Dc.
2-. Generar archivos compatibles con los estándares CAD 3D para
hacer visibles los objetos obj que fueron escaneados y obtenidos
(según se indica anteriormente en 1) en un entorno CAD 3D mediante
la reproducción de sus superficies, de este modo haciendo posible
intervenir y procesar los datos para modificar partes del objeto
obj y/o agregar otras nuevas y finalmente generar, por medio
de drivers VT ^{II} específicos, los archivos especializados que
pueden ser interpretados directamente por el módulo de reproducción
VT-MF ^{II}. 3-. Generar archivos de registro para
ser transferidos a la base de datos de un ordenador y que contengan
la información matemática de las matrices numéricas 3Dr y
3Dc del objeto obj escaneado (según se indica
anteriormente en 1 y 2), de modo que puedan ser usados nuevamente
no sólo para verlos y/o modificarlos, si no también para ser
enviados al módulo de reproducción VT-MF ^{II}
para ser reproducidos. 4-. Transferir la información matemática de
las matrices numéricas 3Dr, 3Drrt y 3Dc del
objeto obj escaneado (según se indica anteriormente en 1),
por medio del módem desde el módulo de escaneo
VT-MS ^{II} al módulo de reproducción
VT-MF ^{II} con la intención de realizar el
contorno coloreado del objeto obj escaneado, en plástico, material
compuesto o derivado de papel de adecuada formulación, y crear una
o más reproducciones físicas (Mod. A printing y/o Mod. B
printing). 5-. Transferir los datos matemáticos de las matrices
numéricas 3Dr, 3Drrt y 3Dc del objeto
obj escaneado (según se indica anteriormente en 1, 2 y 3) o
de un objeto obj virtual generado por medio de un programa
CAD 3D desde la base de datos de un ordenador hacia el módulo de
reproducción VT-MF ^{II} con la intención de
realizar el contorno en colores del objeto obj en plástico,
material compuesto o derivado de papel de adecuada formulación, y
crear una o más reproducciones físicas (Mod. A printing y/o
Mod. B printing).
Estas son las ventajas del nuevo sistema
inventado:
El módulo de escaneo VT-MS
^{II} está compuesto por una cámara digital o sistema digital de
obtención y reconocimiento de imagen de uso común, un plano
giratorio, un sistema LED montado sobre un eje motorizado y un
hardware integrado, de modo que el conjunto de partes que forman el
dispositivo de escaneo resulta sensiblemente menos costoso que los
precios estándares actuales para equipos de escaneo
tridimensional.
En términos constructivos, el módulo de
reproducción VT-MF ^{II} se compara con los
sistemas de impresión multifunción para oficina tales como máquinas
de fax, escáneres y fotocopiadoras. El coste total del dispositivo
VT-MF ^{II} es notablemente inferior al coste de
los actuales sistemas tecnológicos de creación rápida de
prototipos; más aún, emplea materiales de consumo (plásticos,
materiales compuestos o similares al papel) que son igualmente
menos costosos que los materiales (resinas, fibras, polvos, geles
reactivos termoplásticos, etc.) utilizados en los sistemas actuales
de prototipos, y permite además colorear los objetos
reproducidos.
El bajo coste de los dispositivos y materiales
de producción, además del hecho de que los dispositivos pueden
conectarse en interfaz con los sistemas externos, garantiza que
estos dos dispositivos puedan ser utilizados comúnmente y con
facilidad, y los hacen particularmente apropiados para los
estándares de oficina y con los requerimientos de coste y uso
adecuados para el mercado del consumidor promedio.
Se describirán a continuación, con mayor
detalle, las configuraciones particulares del invento con la ayuda
de diagramas y gráficos anexos.
- La Figura 1 ilustra esquemáticamente el
funcionamiento del dispositivo VT ^{II}
- La Figura 2 ilustra la composición de los
planos (\pi - \pi1)
- La Figura 3 ilustra el sistema de escaneo con
el objeto obj en posición y el haz LED
- La Figura 4 ilustra el sistema de escaneo con
el objeto obj en posición y un único LED
- La Figura 5 muestra un ejemplo de un objeto
obj en proceso de escaneado
- La Figura 6 muestra el objeto obj en
proceso de escaneado visto según los planos xy, yz, xz;
- La Figura 7 ilustra la composición de un corte
en el nivel z_{i} del objeto obj en proceso de
escaneado
- La Figura 8 muestra la lámina utilizada,
específicamente formulada, de material plástico, compuesto o
similar al papel (módulo VT-MF ^{II}- Mod. A
printing)
- La Figura 9 ilustra las fases de impresión -
corte del perfil de la plantilla de contorno - separación de la
plantilla de contorno de la contra-plantilla -
activación del encolado - impresión del color en el perfil de la
plantilla - posicionamiento sobre la bandeja de ensamblado,
encolado de las láminas - separación del borde del soporte tipo
lámina (módulo VT-MF ^{II}- Mod. A
printing)
- La Figura 10 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado y reproducido en plástico, material
compuesto o similar al papel (módulo VT-MF
^{II}-Mod. A printing)
- La Figura 11 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en la fase de impresión en el
dispositivo tipo fax (módulo VT-MF ^{II}- Mod.
A printing); indica también los cortes para el posicionamiento
de las clavijas de ensamble, de modo que las partes cortadas estén
a nivel con el inserto de separación del soporte tipo lámina que se
está utilizando, de material plástico, compuesto o similar al
papel.
- La Figura 12 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en la fase de impresión en el
dispositivo tipo fax, e indica también los cortes para el
posicionamiento de las clavijas de ensamble, con los cortes
realizados sobre la superficie del plano del soporte tipo lámina que
se está utilizando (módulo VT-MF ^{II}- Mod. A
printing)
- La Figura 13 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en la fase de impresión en el
dispositivo tipo fax durante el encolado de los planos del soporte
tipo lámina procesado según la lógica de la matriz 3Dr
(módulo VT-MF ^{II}- Mod. A printing)
- La Figura 14 es una representación esquemática
del objeto obj en la fase final de ensamblado (módulo
VT-MF ^{II}- Mod. A printing), con las clavijas de encastre a insertar en los orificios alineados entre si y distribuidos sobre la superficie de unión del plano de las partes en que se ha divido el objeto obj (según la lógica de la matriz 3Dr)
VT-MF ^{II}- Mod. A printing), con las clavijas de encastre a insertar en los orificios alineados entre si y distribuidos sobre la superficie de unión del plano de las partes en que se ha divido el objeto obj (según la lógica de la matriz 3Dr)
- La Figura 15 es una representación esquemática
del dispositivo de escaneo tridimensional VT-MS
^{II}.
- La Figura 16 muestra el soporte tipo rollo
utilizado, específicamente formulado de material plástico,
compuesto o derivado del papel (módulo VT-MF
^{II}- Mod B printing)
- La Figura 17 es una representación esquemática
de otro objeto obj escaneado y reproducido en plástico,
material compuesto o similar al papel, visto según los planos
xy, yz, xz (módulo VT-MF ^{II}-Mod. B
printing).
El modo de funcionamiento del dispositivo VT
^{II} se representa esquemáticamente en la Figura 1, donde el
número de referencia 1 indica el dispositivo de escaneo
VT-MS ^{II}: 2 es el módulo tridimensional tipo
fax VT-MF ^{II}; 3 es el sistema de transmisión
directa de datos desde el módulo VT-MS ^{II} al
módulo VT-MF ^{II}; 4 es el sistema de transmisión
de datos desde el módulo VT-MS ^{II} al ordenador
para su procesamiento; 5 es el sistema de diálogo tipo
internet/intranet entre ordenadores personales, y 6 es el sistema
para transmitir datos desde el ordenador al módulo
VT-MF ^{II}.
La Figura 2 muestra la composición de los planos
(\pi-\pi1), en donde el número de
referencia 7 señala el plano \pi en donde se posiciona el objeto
obj para su escaneo, con los ejes de referencia (x, y,
z) y el centro de rotación c, \alpha = al ángulo entre el
plano \pi y el plano \pi1, y 8 es el plano de recepción
de imagen \pi1, con sistema de referencia (X, Y, Z)
y centro c1, d = la distancia horizontal entre c y
c1, v = la distancia vertical entre c y c1.
La Figura 3 ilustra el sistema de escaneo con el
objeto obj en posición y el haz LED activado, en donde el
número de referencia 7 señala el plano n en donde se posiciona el
objeto obj para ser escaneado, con los ejes de referencia
(x, y, z) y el centro de rotación c, \alpha = ángulo
entre el plano \pi y el plano \pi1; 8 es el plano de
recepción de imagen \pi1, con el sistema de referencia
(X, Y, Z) y el centro c1, d = distancia horizontal
entre c y c1, v = distancia vertical entre c y
c1; 9 es el perfil de la sección identificada por el haz del
LED asociado con el nivel vertical del LED según 11; 10 es el haz
LED activado; 11 es el nivel vertical del LED y su nivel de
proyección; 12 es el plano base rotando alrededor del centro c
según 7, y 13 es el observador posición paralela al haz.
La Figura 4 ilustra el sistema de escaneo con el
objeto obj en posición y un haz de LED único activado, en
donde el número de referencia 7 señala el plano \pi en donde se
posiciona el objeto obj para ser escaneado, con los ejes de
referencia (x, y, z) y el centro de rotación c,
\alpha = ángulo entre el plano \pi y el plano \pi1; 8
es el plano de recepción de imagen \pi1, con el sistema de
referencia (X, Y, Z) y el centro c1, d = distancia
horizontal entre c y c1, v = distancia
vertical entre c y c1; 9 es el perfil de la sección
identificada por el haz del LED asociado con el nivel vertical del
LED según 11; 11 es el nivel vertical del LED y su nivel de
proyección; 12 es el plano base rotando alrededor del centro
c según 7; 13 es el observador en posición paralela al haz;
14 es el haz de LED único activado, y 15 es el plano giratorio,
cuya rotación es continua y coordinada con el reconocimiento
digital sobre el plano de imagen como muestra la Figura 2.
La figura 5 muestra un ejemplo de objeto
obj para ser escaneado, el número de referencia 16 indica un
ejemplo de un objeto obj para escanear.
La Figura 6 muestra distintas vistas del objeto
obj siendo escaneado, según los planos xy, yz, xz,
donde el número de referencia 17 señala las vistas del objeto
obj visto según los planos xy, yz, xz.
La Figura 7 ilustra la composición de un corte
en el nivel z_{i} del objeto obj en proceso de
escaneado, en donde el número de referencia 7 indica el plano n en
donde se coloca el objeto obj a ser escaneado, con los ejes
de referencia (x, y, z) y el centro de rotación c,
\alpha = ángulo entre el plano \pi y el plano \pi1;18
es el objeto obj dividido en cortes en el nivel z según 11;
19 es el sistema de composición de imágenes con segmentos a 90º, y
20 es la recomposición del perfil escaneado del objeto obj
con respecto al plano de referencia (x, y, z) según 7.
La figura 8 muestra el soporte tipo lámina
utilizado, específicamente formulado de material plástico,
compuesto o similar al papel (módulo VT-MF ^{II}-
Mod A printing), con el número de referencia 21 que señala el
formato y el 22, el inserto de separación específico.
La Figura 9: ilustra las fases de impresión -
corte del perfil de la plantilla de contorno - separación de la
plantilla de la contra-plantilla - activación del
encolado - impresión del color sobre el perfil de la plantilla -
posicionamiento sobre la bandeja de ensamblado, encolado de las
láminas - separación del borde del soporte tipo lámina (module
VT-MF ^{II}- Mod. A printing), en donde el
número de referencia 23 muestra la separación de la
contra-plantilla obtenida luego del corte del
soporte, y el 24 señala la coloración del perfil según la
información sobre el color obtenida de acuerdo con la lógica de la
matriz 3Dc.
La Figura 10 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado y reproducido en plástico, material
compuesto o similar al papel (módulo VT-MF ^{II}-
Mod. A printing), en donde el numero de referencia 25 muestra
la secuencia de composición en que se dividió el objeto obj
escaneado de acuerdo con la lógica de la matriz 3Dc.
La Figura 11 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en fase de impresión en el
dispositivo de reproducción, e indica también los cortes para el
posicionamiento de las clavijas de ensamble, con los cortes
colocados de modo estén a nivel con el inserto de separación del
soporte utilizado tipo lámina de plástico, material compuesto o
similar al papel (módulo VT-MF ^{II}- Mod. A
printing); el número de referencia 26 señala el corte para
colocar las clavijas de modo que estén a nivel con el inserto de
separación del soporte.
La Figura 12 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en fase de impresión en el
dispositivo de reproducción y muestra también los cortes para el
posicionamiento de las clavijas de ensamble, con los cortes
realizados sobre la superficie del plano del soporte tipo lámina
utilizado (módulo VT-MF `{II}- Mod. A
printing); el número de referencia 26 señala el corte para
colocar las clavijas realizado sobre la superficie del plano del
soporte.
La Figura 13 es una representación esquemática
del objeto obj escaneado en la fase de impresión en el
dispositivo de reproducción (módulo VT-MF ^{II}-
Mod. A printing), en la fase de encolado de los pianos del
soporte tipo lámina procesado de acuerdo con la lógica de la matriz
3Dr, el número de referencia 27 muestra el borde de
separación del plinto de la guía, el cual debe ser extraído cuando
las partes reproducidas se ensamblan mediante las clavijas de
encastre.
La Figura 14 es una representación esquemática
del objeto obj en la fase final de ensamblado (módulo
VT-MF ^{II}- Mod. A printing), con las
clavijas de encastre a insertar en los orificios correspondientes
alineados entre si y distribuidos sobre la superficie de unión del
plano de las partes en que se ha dividido el objeto obj
según la lógica de la matriz 3Dr, el número de referencia 16
señala el objeto obj a ensamblar según la lógica de la matriz
3Dr, el 26 muestra los orificios para alojar las clavijas y
el 28 muestra las clavijas de encastre.
La Figura 15 es una representación esquemática
del dispositivo de escaneo tridimensional VT-MS
^{II}, en donde el número de referencia 1 señala el dispositivo
para escanear VT-MS ^{II}; 7 es el plano
giratorio \pi en donde se coloca el objeto obj para ser
escaneado, con los ejes de referenda (x, y, z) y el centro de
rotación c; 8 es el plano de recepción de imagen
\pi1, con el sistema de referencia (X, Y, Z) y
centro c1; 10 es el haz LED activado; 13 es el sistema de
del observador/reconocimiento de imagen en posición paralela al
haz; 16 es el objeto obj que está siendo reconocido y 29
indica las guías por las que corre el sistema LED a lo largo de la
directriz vertical z.
La Figura 16 muestra el soporte tipo rollo
utilizado, específicamente formulado de material plástico,
compuesto o similar al papel (módulo VT-MF ^{II}-
Mod B printing), con el número de referencia 21 que señala el
formato y el 22, el inserto de separación específico.
La Figura 17 es una representación esquemática
de otro objeto obj escaneado y reproducido en plástico,
material compuesto o similar al papel, visto según los planos
xy, yz, xz (módulo VT-MF ^{II}- Mod. B
printing), el número de referencia 16 indica un ejemplo de un
objeto obj para ser escaneado y reproducido; 17 indica las
vistas del objeto obj reproducido visto según los planos
xy, yz, xz.
No se proveerán descripciones detalladas de los
siguientes dispositivos:
1. Módulo integrado para el cálculo matemático y
la gestión de los datos informáticos (VT-Data
^{II}).
2. Módulo de escaneo (VT-MS
^{II})
3. Módulo de reproducción tipo fax
(VT-MF ^{II}) Módulo VT-Data
^{II}:
El principio de funcionamiento del sistema
electrónico foto-óptico VT ^{II} para la obtención de coordenadas
Cartesianas (x, y, z) de cualquier tipo de objeto obj
se basa en las relaciones matemático-geométricas
entre el objeto obj y el sistema de referencia.
a) Dado un plano \pi en donde se coloca el
objeto obj, se hace rotar dicho plano alrededor de un punto
c, que es centro de rotación de \pi, con el eje de
rotación perpendicular al plano.
b) Colocación del objeto obj con la
condición de que al menos un punto del objeto obj forme
parte del eje de rotación de \pi pasando por c (según se
describe anteriormente en [a]).
c) Dada la rotación del plano \pi y el objeto
obj colocado sobre el plano y alrededor del eje de rotación,
se desprende que cada punto del plano y el objeto obj
describe una circunferencia de un radio igual a la distancia entre
un punto general P_{i} y la proyección de P_{i}
sobre el eje de rotación. El radio de rotación que se describe como
P_{i} de ahora en adelante se denominará
Rp_{i}.
d) Dado un segundo plano \pi1, cuya
descripción exacta se obtiene mediante la matriz de los cosenos de
dirección de \pi1, colocados en el espacio, consideremos a
continuación las proyecciones ortogonales de las circunferencias
descriptas por los puntos P_{i} sobre \pi1.
e) Debido a que la proyección de una
circunferencia sobre un plano no paralelo genera una elipse, se
concluye que: un observador situado en un punto al infinito (esto
es, un observador en posición paralela al haz) con respecto a la
perpendicular que pasa por \pi1, vería el movimiento
circular del punto P_{i} como un movimiento elíptico.
f) Utilizaremos las ecuaciones para
roto-traslación de un sistema de referencia con el
primer sistema (x, y, z) colocado en el centro c del
plano \pi, y el segundo sistema de referencia (X, Y, Z)
colocado sobre el plano \pi1 con la directriz Z que
coincide con la recta que pasa por c de \pi y perpendicular
a \pi1 (la directriz Z que coincide con la recta
c-c1);
g) El sistema de matrices que se asocia con la
roto-traslación permite definir coordenadas desde
el sistema (x, y, z) al sistema (X, Y, Z) y
viceversa;
h) El observador en el infinito con respecto a
\pi1, que observa desde (X, Y, Z), es capaz de
deducir las posiciones exactas en (x, y, z) mediante las
ecuaciones de matriz. Dadas las posiciones X, Y sobre (X,
Y, Z) y dada también la posición del punto z
correspondiente medido con respecto a (x, y, z), se puede
resolver el sistema de matrices.
a) Se coloca el objeto obj sobre el plano
base (\pi);
b) La posición inicial del objeto obj con
respecto al plano (\pi) y al sistema digital de reconocimiento de
imágenes (\pi1) se define con un ángulo igual a 0º;
c) Un haz de luz lineal que se proyecta
paralelamente al plano base (\pi), impacta inicialmente contra el
objeto obj en una posición talque z_{1} = nivel
vertical = 0 + (grosor del haz)/2;
d) El sistema digital de reconocimiento de
imágenes fotografía (filma) el objeto obj y vincula la
posición de ángulo = 0º y z_{1} con el "cuadro/fotograma
de imagen instantáneo";
e) A continuación el sistema digital de
reconocimiento de imágenes realiza una serie de n
"cuadros/fotogramas de imagen instantáneos" vinculados a
posiciones de ángulo = 0º y z_{i} con i = 1:
n corresponde a los niveles z_{i} = z_{1}
+ (p x i) para i = 2 n, con p =
fase de escaneo vertical (parámetro electrónicamente
manejable);
f) Al completarse la secuencia a un ángulo = 0º,
se hace girar el plano base (\pi) hasta un ángulo de 900;
g) Se filma luego una secuencia de n
"cuadros/fotogramas de imágenes instantáneos" vinculados al
ángulo = 90º/z_{i} como se describe en (e);
h) Al completarse la secuencia a un ángulo =
90º, se hace girar el plano base (\pi) a un ángulo de 180º;
i) Se filma luego una secuencia de n
"cuadros/fotogramas de imágenes instantáneos" vinculados al
ángulo=180º/z_{i} como se describe en (e);
j) Al completarse la secuencia a un ángulo =
180º, se hace girar el plano base (\pi) hasta un ángulo de
270º;
k) Se filma luego una secuencia de n
"cuadros/fotogramas de imágenes instantáneos" vinculados al
ángulo = 270º/z_{i} como se describe en (e);
l) Para componer el perfil cerrado de 360º del
objeto obj, consideraremos ahora, para cada una de las
secuencias de n fotogramas/cuadros de las imágenes
reconocidas digitalmente (ángulo = 0º, ángulo = 90º, ángulo = 180º,
ángulo = 270º), el segmento del perfil igual a 90º calculado sobre
la bisectriz del ángulo de incidencia como un intervalo
-45º/+45º (Fig. 7);
-45º/+45º (Fig. 7);
m) La composición de los 4 segmentos del perfil
reconocidos se obtiene trayendo de nuevo los perfiles adecuados al
plano de ángulo=0º como se describe a continuación:
- -
- el perfil del ángulo = 90º mediante el cambio de las coordenadas desde:
- x90º a y0º, y desde y90º a x0º;
- -
- el perfil del ángulo=180º mediante el cambio de las coordenadas desde:
- x180º a x0º, y desde y180º a -y0º;
- -
- el perfil del ángulo = 270º mediante el cambio de las coordenadas desde:
- x270º a y0º, y desde y270º a -x0º;
en donde las coordenadas x,
y para cada sistema se posicionan en el centro de rotación
c, tomadas como proyecciones del rayo de incidencia sobre los
ejes de rotación del plano base
\pi.
a) Cada cuadro/fotograma de imagen, al cual se
asocia el parámetro de ángulo y el nivel z, se procesa
utilizando filtros ópticos y/o operaciones matemáticas con el fin
de mostrar sólo la parte del objeto obj iluminada por el haz
de escaneo del LED activado.
b) Los procesos de imágenes como se describen en
(a) se reducen, por medio de procesamientos matemáticos, a una
matriz de números que corresponde con los pixeles de la imagen;
c) La imagen descompuesta de esta manera pude
asociarse con el sistema de referencia de condenadas X, Y
del plano
cuyos puntos resaltados por el haz de luz
representan el perfil del objeto obj proyectado sobre el
plano \pi1 de la imagen filmada digitalmente;
d) La matriz generada de esta manera es del tipo
(0,1), de modo tal que a cada información numérica 1, le
corresponde un punto del perfil del objeto obj, y a cada
información numérica 0, le corresponde todo lo demás; la línea
continua que une todos los puntos del tipo 1 corresponde al perfil
del objeto obj (con referencia al ángulo y a z) proyectada
sobre el plano \pi1 de la imagen filmada digitalmente;
e) Una vez obtenido el perfil de la imagen
asociado con el ángulo y el nivel z, la composición de los
segmentos a 90Q se realiza según se describe en los puntos (1) y
(m) del párrafo B en la fase de composición de imagen (Fig.
7);
f) Al término de la operación se obtiene un
conjunto de perfiles cerrados n correspondientes al nivel
z_{i}; se entiende por perfil al conjunto de coordenadas
m del tipo (xk, yk, z_{i}) con k = al número
de subdivisiones del perfil = desde 1 a m; cada perfil corresponde a
un vector de filas m y 3 columnas [x, y, z];
g) La composición de todos los vectores n
asociados con los niveles z_{i} genera finalmente la
matriz de espacio 3D del tipo y dimensión 3D = [m
n 3];
h) Debido a que la dimensión de la matriz que se
obtiene es una función de la resolución de la filmación de la
imagen digital (ejemplo 480x640, 1200x600 píxeles), se realiza un
cambio de escala para ajustar proporcionalmente la subdivisión
horizontal (640) y la subdivisión vertical (480) de la escala de la
fotografía en relación a las dimensiones reales del campo de
visión, es decir, dada una determinada medida horizontal conocida
sobre el plano base, todo se ajusta proporcionalmente a este valor;
por ejemplo: si se tiene una medida conocida de 10 cm sobre el
plano base n que corresponde a un intervalo igual a 400 píxeles, a
cada pixel le corresponde un intervalo de lectura igual a (10
cm)/400 = 0,4 cm = 4 mm. Este cambio de escala se realiza sólo una
vez, al término del proceso de cálculo, multiplicando la matriz
3D por Sf (Sf = matriz del factor escala), y
de esta manera se obtiene la matriz de las coordenadas reales del
objeto 3Dr = 3D x Sf, también del tipo [m
n 3] - (módulo VT-MF ^{II}- Mod. A
printing);
i) Generación de la información sobre el color:
antes de la filmación digital de cada secuencia de imágenes
n para los ángulos de posiciones iguales a 0º, 90º, 180º, y
270º, se obtiene una toma digital del objeto obj sin ningún
tipo de información de posición asociada con el haz LED activado.
Cada una de las 4 imágenes obtenida está definida como una imagen
de muestreo cromático para 0º, 90º, 180º, 270º;
j) Se puede asociar el mapa de los puntos del
perfil identificados sobre el plano \pi1 con los
correspondientes puntos de imagen cuya información sobre colores ya
es conocida, como se explica en el punto (h);
k) El sistema de impresión integrado al
dispositivo de reproducción VT-MF ^{II} utiliza
la información del color asociada con los puntos sobre
\pi1, del tipo [X,Y,Color], rectificada sobre el
plano \pi [x,y,Color].
\vskip1.000000\baselineskip
a) Asociación de las coordenadas sobre n1 con el
color de la imagen 3Dc = [X, Y, C], donde C =
al número correspondiente al color, que puede ser del tipo: número
comprendido entre el 0 y el 255 (información acerca de una escala de
256 colores), o mediante el método RGB con 3 ítems de información
de tipo numérica
[0-255,0-255,0-255];
b) Asociación de los puntos trasladados sobre el
sistema de referencia (x, y, z) con el correspondiente
sistema (X, Y, C);
c) Creación de la curva de colores: para
realizar el perfil de corte en el sistema de reproducción
VT-MF ^{II} (Mod. A printing) se utilizan
las coordenadas de la matriz 3Dr; con el propósito de
colorear los perfiles anteriormente mencionados. Las posiciones de
los puntos de 3Dr se asocian con las posiciones de la matriz
3Dc de la siguiente manera: si se considera el número
i de perfiles de 3Dr como un vector del tipo [x, y,
z_{i}] compuesto de filas m, la información de
3Dc [X, Y, C] con coordenadas X, Y se asocia
con las posiciones i de la matriz 3D. Con el fin de realizar
una curva de color continua, se utilizan líneas discontinuas para
unir los puntos consecutivos mediante la interpolación linear de
los puntos conocidos de (X, Y, Z) y los puntos reales (x,
y, z_{i}).
\vskip1.000000\baselineskip
1. Filmación de los cuadros/fotogramas de
imágenes digitales sobre el plano \pi1: se toman las
imágenes con los LED desactivados para generar la información de
color. Las cuatro imágenes corresponden a las posiciones del objeto
obj: imágenes de muestreo cromático a 0º, 90º, 180º,
270º.
2. Filmación de los cuadros/fotogramas de
imágenes digitales sobre el plano \pi1: imágenes tomadas
con los LED activados. l_{i,zi} = imagen obtenida y
asociada con los índices i = 1:4 (imágenes a ángulos de 0º,
90º, 180º, y 270º), z_{i} = 1:n (niveles de
escaneado).
3. Procesamiento de las imágenes obtenidas en
los pasos 1 y 2:
a) Procesamiento de las imágenes
l_{i,zi} con un filtro de color (filtro óptico o
matemático) que produce sólo las porciones de imagen iluminadas por
el haz del LED activado.
b) Extracción de las matrices del perfil
P_{i,zi} con i = 1:4 (imágenes a ángulos de 0º,
90º, 180º, y 270º), z_{i} = 1:n (niveles de
escaneado) que contiene los perfiles utilizando la posición de los
pixeles como sistema de coordenadas y asociando la información
numérica 1 con los puntos del perfil y la información numérica 0
con los otros puntos. En esta extracción se contempla el segmento
de perfil correspondiente a -45º/+45º, el cual se estima con
respecto a la directriz que pasa por el punto de proyección del
plano de nivel sobre el eje de rotación del plano base y la recta
perpendicular al plano de la imagen.
c) Roto-traslación de la
información desde el plano \pi1 de la imagen digital hacia
el plano base giratorio \pi. Los parámetros se definen de la
siguiente manera:
- - d =
- medida horizontal de la distancia entre el centro c del plano base giratorio \pi y la proyección del centro c1 del plano \pi1 de la imagen digital.
- - v =
- medida vertical de la distancia entre el centro c del plano base giratorio \pi y la proyección del centro c1 del plano \pi1 de la imagen digital.
- - \alpha =
- arco tangente (v/d).
- - T =
- vector de las coordenadas de traslación del sistema Cartesiano desde el plano base de imagen: n = [0 - d v]
\newpage
- - R =
- matriz de rotación del sistema Cartesiano desde el plano base de la imagen:
- - P =
- vector de las coordenadas identificado sobre el plano \pi1 de la imagen digital con el nivel Z y asociado a la posición del LED = (X, Y, Z);
- - X =
- puntos de las coordenadas del perfil obtenido desde la imagen.
- - Y =
- puntos de las coordenadas del perfil obtenido desde la imagen.
- - Z =
- + z * sen (\alpha) - (Y - z* cos (\alpha))/tan (\alpha)-(d^{2} + v^{2})^{1/2};
- - z =
- nivel de la posición del LED asociada con la imagen.
a) 3D = matriz
roto-trasladada desde el plano \pi1 hasta
el plano base n.
a) Dadas las matrices 3Dr y 3Dc,
se contempla cómo se calcularán nuevamente de a cuerdo con un
sistema de coordenadas radiales. Habiendo definido a 3Dr
como una matriz del tipo [x y z] y a la matriz asociada
3Dc [x y C]
como una matriz del tipo [x y z C], se
puede calcular la transformación de las coordenadas Cartesianas de
ortogonal a radial de acuerdo con la siguiente definición:
- Rg = Rg0 + S/360*\theta
= radio del enrollado con respecto al eje de rotación
- Rg = (x^{2} +
y^{2})^{1/2}
- Rg0 = radio inicial del eje del
enrollado en espiral.
- \theta = (Rg-Rg0)*360/S =
ángulo de enrollado [en grados].
- S = espesor de la lámina enrollada en
espiral.
b) Se define ahora la matriz que describe la
geometría del objeto obj en el sistema radial como la matriz
3Drr = [Rg \theta z] asociada con la
correspondiente matriz 3Dc de modo tal que compongan una
matriz de espacio y superficie- color del tipo [Rg \theta
z C]
c) La matriz 3Drr permite proporcionar el
volumen al objeto obj sobre la base de un eje de rotación
enrollado en espiral con un espesor S. Se pueden obtener
respectivamente las plantillas que serán cortadas consecutivamente
desde los bordes del límite del espacio por el conjunto de matrices
que describe el volumen del objeto obj (módulo
VT-MF ^{II} -
Mod. B printing)
Mod. B printing)
d) Dada la matriz 3Drr, la condición de
corte tg se obtiene de acuerdo con la siguiente lógica: Dado
3Drr = [Rg \theta z] ordenado en concordancia
con los valores en aumento \theta,z, se define la
información:
tg = activada = 1 (cuando z-{i}
\neq z_{i} +1)
tg = desactivada = 0 (cuando
z_{i} = z-{i + 1 Drr})
Una vez compuesta toda la información en el
vector [tg], se compone a continuación la nueva matriz
3Drrt:
3Drrt = 3Drr +
[tg] = [Rg \theta z
tg]
En el plano de rectificación de la espiral, el
vector de información de corte [tg] constituye el límite
externo del objeto obj (módulo VT-MF ^{II}-
Mod. B printing).
El módulo digital de escaneo foto-óptico
VT-MS ^{II} es el sistema que posibilita la
obtención de la información necesaria para definir las matrices
numéricas 3Dr y 3Dc de las coordenadas cromáticas y
espaciales del objeto obj. Sus componentes son:
1. Plano base giratorio en donde se colocan los
objetos obj para ser reconocidos
2. Un sistema digital de obtención y
reconocimiento de imágenes (cámara fotográfica o videocámara)
3. Un sistema de diodos
electro-luminiscentes capaz de generar un haz de
luz lineal que se proyecta paralelamente al plano base giratorio
sobre el cual se apoyan los objetos obj para ser
reconocidos
Los puntos siguientes establecen como se definen
sus características:
a) El plano base giratorio tiene en su centro un
perno que le permite girar en ángulos desde 0 a 360º. El movimiento
rotatorio puede ser manual, mediante el ajuste de tuercas, o
motorizado, conectado al panel de gestión de datos.
b) La disposición del sistema digital de
obtención y reconocimiento de imágenes es tal que permite emplear
la cámara de foto o videocámara en la modalidad de haz tipo
macro/paralelo, con un ángulo específico (\alpha) respecto del
plano base (\pi).
c) El sistema LED se encuentra sobre la vertical
del dispositivo digital de obtención de imágenes y genera un haz de
luz lineal que se proyecta paralelamente al plano base giratorio
según distancias y movimientos predeterminados, los cuales son
controlados por un motor en forma escalonada o continua. El
posicionamiento del haz de luz se coordina con la secuencia de
filmación de los fotogramas/cuadros de imágenes, de modo tal que una
posición en particular del haz proyectado se asocia con cada imagen
obtenida. El sistema de LEDs se conecta a un mecanismo cinemático
controlado electrónicamente que permite un movimiento escalonado
que se determina según z del plano base \pi. Cuando se obtienen
las imágenes por medio de una cámara de fotos digital, el número de
imágenes en la secuencia que va de 1 a n se asocia con la posición
gradual del haz de luz de escaneo, esto decir que a la imagen 1 le
corresponde un paso de desplazamiento led/1, igual una medida
determinada que corresponde a la proyección del haz de luz que se
mueve a lo largo del eje de deslizamiento vertical del dispositivo;
la imagen 2 corresponde al paso led/2, etc. Cuando las imágenes se
obtienen por medio de una videocámara capaz de realizar una
secuencia de nf imágenes por segundo [imagen/seg] y el
sistema LED se desplaza con un movimiento continuo a una velocidad
de Vz [mm/s], los parámetros de filmación se asocian de la
siguiente manera: Siendo t un instante cualquiera del
movimiento de filmación de los cuadros/fotogramas obtenidos
digitalmente, medido desde el comienzo de la secuencia de
movimiento, podemos definir con respecto al movimiento/filmación de
la videocámara en el plano de escaneo de los LEDs:
- N imagen = número de imagen = t
\times nf
- S imagen = desplazamiento asociado a la
imagen N imagen = t \times Vz
Cuando se consideran de esta manera los
parámetros de filmación nf y vz, se puede definir el
nivel z del objeto obj en proceso de escaneo mediante
la subdivisión del tiempo total de filmación Tr en n
pasos de modo tal que t = Tr/n = intervalo de tiempo
entre dos imágenes consecutivas; esto es, cuando n aumenta,
también aumenta la definición de la matriz numérica 3D.
d) El soporte físico integrado al módulo prevé
el uso del método descrito en la sección del módulo
VT-Data `{II}, desde el párrafo (A) al (E). Módulo
VT-MF ^{II}:
El módulo de reproducción tipo fax
VT-MF ^{II} esta compuesto por una copiadora que
permite duplicar en tres dimensiones en colores con plástico,
material compuesto o similar al papel de la superficie externa de
objetos obj que han sido escaneados o diseñados con
programas CAD en 3D.
Este módulo de reproducción posee dos
modalidades de copiado: Mod. A printing, que se opera por
medio de lógicas 3Dr y 3Dc cuando los soportes de
material plástico, compuesto o similar al papel se encuentran
disponibles en forma de láminas, y Mod. B printing, que se
opera por medio de lógicas 3Drrt y 3Dc cuando los
soportes de material plástico, compuesto o similar al papel se
encuentran disponibles en forma de rollos.
Mod. A printing del módulo
VT-MF ^{II} reproduce la superficie externa del
objeto obj creando plantillas y superponiendo las superficies
del plano (que corresponden a la subdivisión en capas paralelas del
objeto obj virtual a ser reproducido según la matriz 3Dr) de
los soportes elegido y empleados de material plástico, compuesto o
similar al papel cuando estos son del tipo lámina (Figura 12).
Mod. B printing del módulo
VT-MF ^{II} reproduce la superficie externa del
objeto obj creando plantillas y enrollando alrededor de un
eje de rotación de la superficie continua (que corresponde a la
subdivisión en capas consecutivas en forma de espiral del objeto
obj virtual a ser reproducido según la matriz 3Drr)
de los soportes elegido y empleados de material plástico, compuesto
o similar al papel cuando estos son del tipo rollo (Figura 17).
Se encuentra asociado al dispositivo de corte
del módulo de reproducción VT-MF ^{II} para
procesar los soportes tipo lámina o enrollados utilizados (gestión
de corte según la lógica del VT-Data ^{II} del
tipo 3Dr y 3Drrt) un dispositivo de impresión para la
reproducción detallada de los colores de la superficie externa del
objeto obj y en calidad de fotografía digital (gestión de
impresión según la lógica VT-Data ^{II} del tipo
3Dc). El módulo también comprende el soporte físico de
procesamiento de datos y los dispositivos para conectarlo a un
ordenador y/o a la red con los tipos de conexión descritos
anteriormente.
La operación de corte secuencial de los perfiles
del plano (VT-MF ^{II}- Mod. A printing)
se encuentra contenida en los datos de la matriz 3Dr, porque
esta matriz se generó usando los planos n del nivel z_{i} los
cuales se usaron para descomponer el volumen virtual del objeto
obj. Estos planos de descomposición, paralelos y adyacentes entre
si, se corresponden físicamente con los soportes de tipo lámina
utilizados, específicamente de material compuesto, plástico o
similar al papel.
La operación de corte continuo de los perfiles
de forma de espiral de los ángulos de revolución en pares
(VT-MF ^{II}- Mod. B printing), se encuentra contenida en los datos de la matriz 3Drrt, y prevé la construcción del objeto obj mediante el enrollado alrededor de un eje de rotación que se corresponde con el eje vertical z posicionado en el centro del plano \pi y pasa a través del objeto obj. La superficie continua de coordenadas radiales del objeto obj alrededor del eje de rotación se corresponde físicamente con los soportes utilizados tipo rollo que tienen un espesor S de material compuesto, plástico o similar al papel.
(VT-MF ^{II}- Mod. B printing), se encuentra contenida en los datos de la matriz 3Drrt, y prevé la construcción del objeto obj mediante el enrollado alrededor de un eje de rotación que se corresponde con el eje vertical z posicionado en el centro del plano \pi y pasa a través del objeto obj. La superficie continua de coordenadas radiales del objeto obj alrededor del eje de rotación se corresponde físicamente con los soportes utilizados tipo rollo que tienen un espesor S de material compuesto, plástico o similar al papel.
El soporte físico que se encuentra en el sistema
de módulo VT-MF ^{II} asegura la descomposición
de la matriz 3Dr en planos n y la descomposición de
la matriz 3Drrt en espirales n (Valor máximo del radio
= Rg max=Rg0 + S/ 360*\theta max; n = \theta
max/360), cambiando la escala de resolución y la subdivisión de
planos y espirales según las necesidades del usuario.
La construcción completa del volumen
tridimensional del objeto obj se realiza mediante la unión
de cada sección específica en las cuales se subdividió y volvió a
unir el volumen inicial del objeto obj. Esta propiedad
combinatoria permite manejar la reproducción del volumen dimensional
del objeto obj de una manera particularmente ilimitada, de
modo que se puede reproducir el contorno de cualquier tipo de
objeto obj con materiales plásticos, compuestos o similares
al papel. Además, las dimensiones no restringen ni son restringidas
debido a la subdivisión en partes modulares de una escala según lo
requiera el volumen a realizarse, previamente procesado por el
VT-Data ^{II} como matrices numéricas 3Dr,
3Drrt y 3Dc.
El módulo de reproducción VT-MF
^{II} descrito como un dispositivo del tipo recepción de fax se
compone esquemáticamente de la siguiente manera:
1) Espacio donde se encuentran las bandejas
sobre las cuales se acomoda el material tipo lámina (Mod. A
printing)
2) Espacio donde se encuentra el eje/perno sobre
el que se acomoda el material tipo rollo (Mod. B
printing)
3) Sistema de carga, alineación y preparación
del soporte tipo lámina (de material plástico, compuesto o similar
al papel) para la fase de corte (Mod. A printing)
4) Sistema de carga, alineación y preparación
del soporte tipo rollo (de material plástico, compuesto o similar
al papel) para la fase de corte (Mod. B printing)
5) Se pone en acción el sistema de corte
mediante láser de baja potencia según la matriz 3Dr (Mod.
A printing) y la matriz 3Drrt (Mod. B
printing)
6) Sistema para separar el soporte procesado
tipo lámina de su contra-perfil (plantilla) -
(Mod. A printing)
7) Sistema para separar el soporte procesado
tipo rollo de su contra-perfil (plantilla) -
(Mod. B printing)
8) Sistema de impresión de color especializado
para los soportes utilizados tipo lámina y rollo (de material
plástico, compuesto o similar al papel), accionado según la matriz
3Dc (Mod. A printing y Mod. B printing)
9) Sistema para activar la superficie obtenida
del tipo lámina (según las características específicas del tipo de
soporte utilizado) para el consiguiente encolado (Mod. A
printing)
10) Sistema para apilar y compactar los soportes
procesados de tipo lámina (Mod. A printing)
11) Sistema para compactar los soportes
procesados de tipo rollo (Mod. B printing).
\vskip1.000000\baselineskip
El moldeado de los objetos obj, como se
describió anteriormente, se realiza con la ayuda de un sistema de
corte que utiliza un láser de baja potencia. La cabeza de corte se
maneja electrónicamente mediante el soporte físico del módulo
VT-MF ^{II} según la información obtenida por
medio de las matrices 3Dr y 3Drrt. Estos modelados
permiten también cortar determinadas ranuras (espacios para las
clavijas) que se alinean y/o dentro de la superficie del plano del
soporte trabajado (número 26, Figura 11) del inserto de separación
específico del soporte de material plástico, compuesto o similar al
papel (número 22, Figura 8) para una serie predefinida y consecutiva
de planos y espirales preestablecidos del objeto obj que
será reconfigurado.
Estos cortes crean los espacios para las
clavijas que se utilizan para unir las partes procesadas del objeto
obj, cuya unión se efectúa mediante la inserción de las
clavija de encastre correspondientes que poseen una forma idéntica
y equivalente con la de los cortes realizados (números 26 y 28,
Figura 14, reproducidos con el Mod. A printing - La posición
y el número de clavijas necesarias para unir las partes
descompuestas del volumen tridimensional de los objetos obj
que serán reconfigurados es una función del tamaño a escala de los
objetos obj previamente definido).
El sistema es capaz de reproducir el color del
contorno (plantilla) de los soportes hechos de material plástico,
compuesto o similar al papel producidos por ambos sistemas de corte
del VT-MF ^{II} (Mod. A printing y Mod
B printing) con una calidad de reproducción de fotografía
digital. La coloración corresponde al color del n perfil del
volumen del objeto obj (matriz 3Dc), donde la
información del color correspondiente se asocia a cada punto del
perfil y/o la define el usuario mediante la información transferida
desde un programa de diseño CAD en 3D.
Los materiales plásticos, compuestos o similares
al papel con los cuales se fabrican los distintos tipos de soportes
(tipo lámina/Mod. A printing y tipo rollo/Mod. B
printing) empleado por los dispositivos VT-MF
^{II} para realizar los contornos de los objetos obj, se
encuentran estandarizados con respecto a la forma, perímetro y
tienen insertos de separación específicos (números 21 y 22, Figuras
8 y 16). Cada tipo de soporte tiene una composición característica
que prevé su uso combinado con materiales adhesivos y de coloración
específicos y apropiados.
Las fases de Mod. A printing y Mod. B
printing del módulo VT-MF ^{II} se pueden
describir de la siguiente manera:
1. Cargado del soporte tipo lámina de material
plástico, compuesto o similar al papel desde el alimentador que se
encuentra sobre el plano base de corte (Mod. A printing)
2. Cargado del soporte tipo rollo de material
plástico, compuesto o similar al papel desde el eje/perno que se
encuentra sobre el plano base de corte (Mod. B
printing).
3. Corte secuencial del n plano de
perfiles en el cual el objeto obj ha sido subdividido por
medio de la matriz 3DrN (Mod. A printing) y separación
de las plantillas positivas (contornos) obtenidas de sus
correspondientes contra-plantillas negativas
creadas. 4. Corte continuo de los n ángulos de revolución
combinados con el resultado de la subdivisión del objeto obj
por medio de la matriz 3Drrt (Mod. B printing) y
separación de las plantillas positivas (contornos) obtenidas de sus
correspondientes contra-plantillas negativas
creadas. 5. Impresión del color por medio de un sistema de chorro de
tinta o un sistema específico compatible con los soportes empleados
de plástico, material compuesto o similar al papel, según la matriz
3Dc (Mod. A printing). 6. Impresión del color
mediante un sistema de chorro de tinta o un sistema específico
compatible con los rollos empleados de material plástico, compuesto
o similar al papel, según la lógica de la matriz 3Dc (Mod.
B printing).
7. Sensibilización y activación del soporte
procesado tipo lámina para el encolado de acuerdo con las
características de los materiales especificas de los materiales
plásticos, compuestos o similares al papel utilizados (Mod. A
printing) procesados como se indica anteriormente en los puntos
1, 3 y 5. 8. Posición del soporte procesado tipo lámina sobre la
bandeja de apilado para recibir los subsiguientes soportes
procesados tipo lámina procesados como se indica anteriormente en
los puntos 1, 3, 5 y 7 (Mod. A printing). 9. Compactación de
los soportes tipo lámina procesados como se indica anteriormente en
los puntos 1, 3, 5, 7 y 8, por medio del encolado consecutivo de
forma gradual hasta su fijación final, según las características
específicas del material empleado (Mod. A printing).
10. Compactación de los soportes tipo rollo,
procesados según se indica anteriormente en los puntos 2, 4 y 6,
mediante el encolado consecutivo según las características
específicas de los materiales empleados (Mod. B printing).
11. (La presencia de un cabezal de impresión en el módulo
VT-MFII permite operar la máquina como un
dispositivo de fax de uso común, extrayendo el papel normal a
emplear para este propósito de un almacenamiento anexo
especializado).
La configuración final tridimensional del objeto
obj escaneado por el módulo VT-MS II y/o
generado en un ordenador mediante programas de diseño CAD en 3D y
que será reproducido a través del módulo VT-MF II
con materiales plásticos, compuestos o similares al papel, se
obtiene con la combinación de las partes modeladas con láminas o
rollos mediante su unión y encastre. Estas uniones se aseguran
mediante el uso de clavijas de encastre que se insertan en los
orificios correspondientes hechos específicamente para las clavijas
en los soportes según la lógica anunciada; estos orificios están
perfectamente alineados y en espejo.
Estas piezas moldeadas y unidas que determinan
las partes en secciones del volumen del objeto obj que será
armado se colorean de según la lógica anunciada y la cromaticidad y
gradación de tonos que se corresponden con los colores reales de la
superficie del objeto obj escaneado, con una calidad de
reproducción de fotografía digital tanto para Mod. A printing
como para Mod. B printing.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la conveniencia del lector. No forma parte
del documento de patentes europeas. Aunque se han tomado las
precauciones del caso para compilar las referencias, no se puede
excluir la presencia de errores u omisiones. La Oficina de Patentes
Europeas (EPO) declina toda responsabilidad en lo concerniente a
este asunto.
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Claims (9)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Un sistema electrónico foto-óptico para reconocer, digitalizar y reproducir la superficie externa de un objeto tridimensional, en forma virtual o en material plástico, compuesto o similar al papel, y que se compone de un módulo integrado para calcular y gestionar datos informáticos, un módulo de escaneo y un módulo de reproducción; el mencionado módulo de cálculo integrado está adaptado para describir la lógica matemática utilizada en el soporte físico del módulo de escaneo; (1) y el módulo de reproducción (2)i) el mencionado módulo de escaneo (1) está adaptado para reconocer, mediante el uso de una cámara digital o sistema digital de obtención y reconocimiento de imágenes, una secuencia de imágenes del objeto a ser escaneado asociada a una proyección secuencial consecutiva y sincronizada, con posiciones y movimientos siguiendo pasos predeterminados, de un haz de luz lineal proyectado en paralelo al plano (x, y) sobre el cual se coloca el objeto y que ilumina la superficie del objeto a ser reconocido;ii) el mencionado módulo de cálculo integrado está adaptado para procesar la información obtenida según el apartado i) antes mencionado y reproducir las matemáticas que describen la geometría de la superficie externa del objeto reconocido y tomado como modelo, generando las coordenadas espaciales de dicho objeto según un sistema de referencia Cartesiano de tres ejes (x, y, z) como lógica del módulo de cálculo integrado; iii) los medios para transmitir la información matemática obtenida, como se describe en los apartados i) y ii) antes mencionados, a un ordenador para una reproducción virtual del objeto reconocido, programas específicos adaptados para poner la mencionada información matemática a disposición de los sistemas CAD en 3D con el objeto de posibilitar la realización de operaciones de modificación;iv) medios para transferir a una estación remota la información matemática obtenida como se detalla en los apartados i), ii) y ii) antes mencionados, en donde el mencionado módulo de reproducción (2) está adaptado para reproducir una copia en plástico, material compuesto o similar al papel de la superficie externa del objeto reconocido mediante el módulo de escaneo (1) o la superficie externa de un objeto virtual generado mediante el uso de un ordenador, los programas específicos adaptados para poner la mencionada información matemática a disposición de un archivo de dato 3Dr, 3Drrt y 3Dc desde un archivo CAD 3D, según la lógica indicada por el módulo integrado de cálculo, donde el mencionado 3Dr es una matriz numérica de coordenadas Cartesianas del objeto a escala real, el mencionado 3Drrt es una matriz numérica que describe la geometría del objeto en el sistema radial con información de corte de plantillas, y 3Dc es una matriz numérica asociada con los colores del objeto; v) el mencionado módulo de reproducción (2) se encuentra adaptado para imprimir colores sobre la superficie externa del objeto a ser reproducido en plástico, material compuesto o similar al papel mediante el uso de un formato de archivo de datos 3Dc, según la lógica indicada por el módulo de cálculo integrado. - 2. Un sistema electrónico foto-óptico, de acuerdo a lo descrito en la Reivindicación 1, se caracteriza porque el módulo integrado de cálculo y gestión de datos informáticos se encuentra adaptado para generar, comenzando desde la información obtenida de imágenes digitales, una matriz numérica 3Dr que representa las coordenadas (x, y, z) de la superficie externa de un objeto a calcular; una matriz numérica 3Dc que representa las coordenadas cromáticas del mencionado objeto sujeto a escaneado; un segundo grupo de matrices 3Drr, 3Drrt obtenidas mediante un nuevo cálculo de 3Dr según una coordenada radial; el cálculo de matrices es el resultado de:- los medios para la obtención de datos mediante el uso de ecuaciones para roto-traslación de un sistema de referencia Cartesiano con ejes (x, y, z) posicionados en el centro c del plano \pi sobre el cual se coloca el objeto a ser reconocido y el segundo sistema de referencia (X, Y, Z) posicionado en el centro c1 del plano \pi1 de recepción de imagen , la directriz Z coincide con la recta que pasa a través de los puntos c de \pi y c1 de \pi1 y con la dirección focal del haz paralelo del aparato digital fotoeléctrico utilizado para obtener las imágenes; el objeto a ser escaneado colocado sobre al plano \pi (7) y el dispositivo de reconocimiento digital situado sobre el plano \pi1, (8) los planos \pi y \pi1 tras-
ladados e inclinados con respecto uno del otro y la ecuación que representa su relación siendo 3D de tal modo que:3D = [P – T]*R- - R =
- matriz de rotación del sistema Cartesiano desde el plano base de la imagen:
- - P =
- vector de las coordenadas identificadas sobre el plano \pi1 de la imagen con el nivel Z asociado a la posición del LED= (X, Y, Z)
- - X =
- puntos de las coordenadas del perfil obtenidos desde la imagen.
- - Y =
- puntos de las coordenadas del perfil obtenidos desde la imagen.
- - Z =
- + z * sen (\alpha) - (Y - z* cos (\alpha))/tan (\alpha)-(d^{2} + v^{2})^{1/2};
- - z =
- nivel de la posición del LED asociada con la imagen.
- - T =
- vector de las coordenadas de traslación del sistema Cartesiano desde el plano base de la imagen: T = [0 - d v]
\global\parskip1.000000\baselineskip
- - d =
- medida horizontal de la distancia entre el centro c del plano n y la proyección del centro c1 del plano \pi1
- - v =
- medida vertical de la distancia entre el centro c del plano \pi y la proyección del centro c1 del plano \pi1; - \alpha = arco tangente (v/d); los medios para generar el conjunto de matrices para el sistema de coordenadas radiales por medio del nuevo cálculo de las matrices 3Dr, 3Dc según el nuevo sistema de coordenadas radiales. 3Dr es una matriz del tipo [x y z] y la matriz asociada 3Dc [x y C], la cual tiene una composición del tipo [x y z C]; los medios adaptados para el cálculo de la transformación de las coordenadas Cartesianas desde un sistema ortogonal a uno radial de acuerdo con la siguiente definición:
- -
- Rg = Rg0+S/360*\theta = radio del enrollado con respecto al eje de rotación
- -
- Rg = (x^{2}+y^{2})^{1/2}
- -
- Rg0 = radio inicial del eje del enrollado en espiral
- -
- \theta = (Rg-Rg0)*360/S = ángulo de enrollado [en grados]
- -
- S = espesor de la lámina enrollada en espiral
- la matriz que describe la geometría del objeto obj en el sistema radial es la matriz 3Drr = [Rg \theta z] asociada con la correspondiente matriz 3Dc de tal modo que componen una matriz de espacio y color del tipo [Rg \theta z C]; la matriz 3Drr permite construir el volumen del objeto sobre la base de un eje de rotación en espiral el cual tiene un espesor S; las plantillas que se cortarán consecutivamente se obtienen, respectivamente, desde los bordes del límite del espacio del conjunto de matrices que describe el volumen del objeto; la condición de corte tg se obtiene según la siguiente lógica: dado 3Drr = [Rg \theta z] ordenada en concordancia con los valores en aumento \theta,z:- -
- tg = activada =1, cuando z_{i} \neq z_{i +1}
- -
- tg = desactivada = 0, cuando z_{i} = z_{i+1 Drr}
- los medios para incluir toda la información en el vector [tg], y la nueva matriz 3Drrt:3Drrt = 3Drr + [tg] = [Rg\theta z tg];- los medios para colocar el objeto que será escaneado sobre el plano \pi (7) en una primera posición definida como ángulo 0º con respecto al eje perpendicular al plano \pi (7) que pasa por el centro c, un haz de luz LED situado en el nivel vertical z con respecto al plano \pi (7) y un sistema digital foto-eléctrico del tipo haz paralelo utilizado para obtener imágenes, correspondiente al plano \pi1 (8); el mencionado sistema digital foto-eléctrico ve el objeto escaneado iluminado por el haz de luz del LED asociado al nivel vertical z; el sistema digital fotoeléctrico está adaptado para reconocer todas las imágenes del objeto en la posición ángulo 0º en los diferentes niveles verticales comprendidos entre z=0 y la altura del objeto, subdivido en n partes, repitiendo posteriormente las mismas operaciones para la rotación del objeto en las posiciones angulares de 90º, 180º, 270º sobre el plano \pi (7) con respecto al ángulo 0º de \pi1 (8); los medios para traducir las imágenes obtenidas en matrices numéricas, cuyas dimensiones corresponden al número de pixeles utilizados por el formato elegido en el sistema digital de obtención de imágenes con valores numéricos correspondientes al color real del objeto reconocido, cada imagen que se obtiene se traduce a una matriz numérica, mientras que sólo los pixeles de colores iluminados por el haz de LED se seleccionan matemáticamente, convirtiendo estas posiciones de pixeles en el valor numérico 1 y asociando el valor numérico 0 a los restantes pixeles que no son iluminados por el haz; las matrices calculadas nuevamente de esta forma poseen dimensiones que se corresponden con el número de pixeles de la imagen, de acuerdo a las direcciones horizontales y verticales, de las cuales las posiciones de valor numérico 1 corresponden a los perfiles asociados con los niveles verticales z; de estos perfiles se considera además un segmento radial correspondiente a - 45º/+45º con respecto al ángulo de referencia y recompuestos posteriormente en segmentos a 90º hasta que estos describen un perfil completo de 360º; toda esta pormenorizada información del perfil, que forma parte del plano \pi1 (8) con el sistema de referencia (X, Y, Z) y asociada con n niveles verticales, se traslada al sistema de referencia (x, y, z) por medio de la mencionada matriz de roto traslación, cuyo resultado final representa la superficie del objeto escaneado en coordenadas Cartesianas, es decir la matriz 3D; los medios para la multiplicación de la mencionada matriz 3D por el factor de escala Sf que ajusta proporcionalmente toda la información a la escala real del objeto reconocido, obteniéndose de esta manera la matriz numérica 3Dr = 3D x Sf; los medios para generar la información cromática mediante la utilización de cuatro imágenes a ángulos de rotación de 0º, 90º, 180º, 270º, estas imágenes se obtienen sin la proyección del haz LED, y se recomponen posteriormente en segmentos de 90º utilizando segmentos de -45º/+45º correspondientes a las posiciones de referencia de los ángulos de 0º, 90º, 180º, 270º; los medios adaptados para traducir toda la información a una matriz numérica 3Dc en la cual el punto representa la información de la posición del pixel y su correspondiente número de color, el cual puede pertenecer a la escala de 256 colores [0-255], o ser del tipo RGB [0-255/0-255/0-255]; las posiciones de los pixeles de la presente matriz 3Dc se corresponden con las posiciones respectivas de la matriz de coordenadas numéricas 3D.\newpage
- 3. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo a las Reivindicaciones 1 y 2, que se caracteriza por el módulo integrado para los cálculos matemáticos y la gestión de los datos informáticos se compone de:- los medios adaptados para la formulación de parámetros para obtener la información que necesita el módulo integrado de cálculo para ordenar las matrices numéricas 3D, 3Dr y 3Dc, es decir la formulación de la resolución del sistema digital de reconocimiento de imágenes y el parámetro del nivel dimensional sobre el eje z asociado con el movimiento continuo o escalonado de un plano perteneciente al haz de luz de escaneo que se proyecta paralelamente al plano base- los medios adaptados para obtener la información relacionada a la superficie externa de un objeto preexistente tomado como modelo y sujeto a escaneado- los medios adaptados para el procesamiento matemático de los datos obtenidos, la traducción de los mismos a coordenadas Cartesianas y generación de un archivo de datos- los medios de programas especiales adaptados para la gestión de toda la información- los medios adaptados para la gestión de datos mediante el uso de soporte físico capaz de obtener y procesar información a alta velocidad y un programa de interfase de usuario, el soporte físico puede estar integrado a la placa madre del módulo de escaneo (1) y al módulo de reproducción (2) con programas específicos para sistemas electrónicos foto-ópticos- los medios adaptados para utilizar la matriz numérica 3Dr para la interfase por medio de su traducción al formato CAD en 3D incluido los formatos tridimensionales de los sistemas CAD en 3D- los medios adaptados para usar la geometría externa obtenida del objeto y disponible en CAD 3D para posibilitar la reproducción de la superficie en un ordenador- los medios adaptados para importar los datos relacionados con la superficie de los objetos desde un sistema CAD en 3D y traducirlos a la coordenada específica de un sistema ortogonal y radial del dispositivo;- los medios adaptados para procesar archivos de datos mediante el cambio de escala de las dimensiones del objeto directamente como se desea y/o modificarla por medio de un sistema de importación-exportación de archivos CAD en 3D- los medios adaptados para utilizar matrices numéricas 3Dr, 3Drrt y 3Dc, obtenidas mediante adquisición o importación desde el CAD en 3D para la transmisión de la información al módulo de reproducción (2) en forma local y/o por medio de una red, sistema inalámbrico y/o una línea telefónica directa a una estación remota- mediante el uso de un sistema específico de formato de coordenadas del tipo ortogonal o radial, los medios adaptados para reproducir el volumen de un objeto en material plástico, compuesto o similar al papel y reproducir el color correspondiente con una calidad de fotografía digital.
- 4. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones 1, 2 y 3, que se caracteriza porque el módulo de escaneo (1) se compone de:- los medios adaptados para reconocer y obtener imágenes digitales o fotogramas/cuadros digitales de cualquier tipo de objeto en posiciones angulares predeterminadas; los medios adaptados para reconocer y obtener imágenes digitales o fotogramas/cuadros digitales en posiciones secuenciales y escalonadas predeterminadas de un plano perteneciente a un haz de luz de LEDs que se proyecta paralelamente al plano base sobre el cual se coloca el objeto sujeto a escaneado y es iluminado por el haz; los medios adaptados para asociar esta proyección secuencial predefinida que se mueve a través del campo de filmación del sistema digital empleado con un movimiento sincronizado de modo tal que este movimiento puede ser continuo o en pasos predeterminados; en el caso de movimiento continuo, se le asocia una velocidad de filmación de la videocámara de modo tal que se obtenga una correspondencia entre los fotogramas/cuadros y los desplazamientos en cada unidad de tiempo, los fotogramas/cuadros y desplazamientos son coincidentes con las medidas del plano predefinidas; cuando el movimiento es escalonado, se asocia cada posición predefinida del plano del haz de luz a la correspondiente imagen obtenida con la cámara fotográfica- los medios de obtención digital adaptados para suministrar los datos necesarios para el cálculo de las matrices numéricas de las coordenadas espaciales 3Dr y su correspondiente matriz de colores 3Dc según la mencionada lógica.
- 5. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, que se caracteriza porque el módulo de escaneo (1) se compone de:- una cámara fotográfica digital o un sistema digital de reconocimiento y obtención de imágenes ubicado de manera tal que se posee un plano de filmación de imágenes con sistema fotográfico del tipo macro, es decir, con haces paralelos, y con una inclinación del plano de filmación regulada de acuerdo con la posición angular predefinida con respecto al plano base giratorio encuadrado- un sistema de LEDs posicionado sobre la vertical de un dispositivo digital de filmación capaz de generar un haz de luz lineal y cromático que se proyecta paralelamente al plano base giratorio que sostiene el objeto a escanear; el haz de luz se mueve sincronizadamente con la secuencia de movimiento continuo o escalonado del sistema digital de filmación empleado, de modo tal que cada imagen obtenida se asocia a las posiciones con respecto al plano base del haz de luz proyectado que ilumina el objeto, es decir la distancia entre el plano y el haz.
- 6. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5, que se caracteriza porque el módulo de reproducción (2) se compone de:- los medios adaptados para la reproducción y coloración, en materiales tipo lámina hechos en plástico, material compuesto o similar al papel, de la superficie externa de un objeto virtual ordenada según el formato ortogonal de las matrices numéricas 3Dr y 3Dc del módulo integrado de cálculo, como se describe en Reivindicaciones 1, 2 y 3- los medios adaptados para la reproducción y coloración, en materiales tipo rollo hechos en plástico, material compuesto o similar al papel, de la superficie externa de un objeto virtual ordenada según el formato radial de las matrices numéricas 3Drrt y 3Dc del módulo integrado de cálculo- para los soportes tipo lámina: los medios adaptados para el corte secuencial de los perfiles del objeto a ser reproducido en los n planos en los cuales esta compuesto, estos planos se corresponden materialmente con los soportes de reproducción hechos de plástico, material compuesto o similar al papel; dicha operación de corte se encuentra contenida en los datos de la matriz 3Dr dado que los n planos del nivel z_{i} del volumen del objeto son utilizados para generar dicha matriz; el soporte físico que se encuentra en el sistema de módulos asegura la descomposición de la matriz 3Dr en los n planos, modificando la escala de resolución a voluntad y la subdivisión de los planos de acuerdo a las necesidades del usuario- para los soportes tipo rollo: los medios adaptados para el corte continuo de los perfiles del objeto a ser reproducido en los planos espiralados n en los cuales está compuesto; estos planos se corresponden materialmente con los soportes utilizados fabricados en plástico, material compuesto o similar al papel; dicha operación de corte se encuentra contenida en los datos de la matriz 3Drrt, el soporte físico que se encuentra en el sistema de módulos se adapta para asegurar la descomposición de la matriz 3Drr en n planos enrollados en espiral alrededor del eje de rotación y con la escala de resolución deseada.
- 7. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 y 6, que se caracteriza porque se compone de:- un espacio donde se encuentran las bandejas sobre las cuales se almacena el material tipo lámina utilizado;- un espacio donde se encuentra el eje/perno sobre el cual se almacena el material tipo rollo utilizado;- un sistema de carga, alineación y preparación del soporte tipo lámina (de material plástico, compuesto o similar al papel) para la fase de corte:- un sistema de carga, alineación y preparación del soporte tipo rollo (de material plástico, compuesto o similar al papel) para la fase de corte;- sistema de corte por medio de láser de baja potencia que se opera según la lógica de las matrices 3Dr y 3Drrt- un sistema de impresión a color específico para soportes de material plástico, compuesto o similar al papel, operado según la lógica de las matrices 3Dc utilizando datos 3Dr para los soportes tipo lámina y datos 3Drr para los soportes tipo rollo- un sistema para sensibilizar la superficie procesada dejándola preparada para la fase subsiguiente de encolado específico de los soportes tipo lámina empleados;- un sistema para apilar y compactar los soportes tipo lámina procesados como se describió anteriormente- un cabezal de impresión tipo fax de uso común.
- 8. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones de 1 a 7 que se caracteriza porque se compone de medios adaptados para:- cargar el soporte tipo lámina de material plástico, compuesto o similar al papel desde la bandeja de alimentación que se encuentra en el plano base de corte;- cargar el soporte tipo rollo de material plástico, compuesto o similar al papel desde el eje/perno que se encuentra en el plano base de corte;
\newpage
- cortar n planos de perfil en que se ha subdividido el objeto según la lógica de la matriz 3Dr y la separación de la plantilla de contorno positiva de su correspondiente contra-plantilla negativa para los soportes tipo lámina- cortar n perfiles espiralados en que se ha subdividido el objeto de según la lógica de la matriz 3Drrt para los soportes tipo rollo- imprimir el color por medio de un sistema de chorro de tinta compatible con los materiales plásticos, compuestos o similares al papel con los que están fabricados los soportes utilizados según la matriz 3Dc, y con la lógica de la matriz 3Dr para los soportes tipo lámina y con la lógica de la matriz 3Drr para los soportes tipo rollo- sensibilizar y activar los soportes procesados tipo lámina para el encolado de acuerdo con las características específicas de los materiales plásticos, compuestos o similares al papel utilizados- posicionar los soportes tipo lámina sobre la bandeja de apilado específica para la recepción de los subsiguientes soportes procesados de acuerdo a lo indicado anteriormente- compactar los soportes tipo lámina procesados según los puntos antes mencionados, por medio del encolado consecutivo y gradual y con la fijación y ensamblado de los soportes terminados en concordancia con las características específicas del material empleado- obtener una configuración tridimensional completa del objeto escaneado mediante la unión específica de los soportes tipo lámina y tipo rollo procesados como se indica en los puntos anteriores, encastrando las secciones coloreadas del volumen del objeto por medio de clavijas de encastre que se insertan en sus correspondientes orificios, los cuales fueron creados según la lógica utilizada; esta propiedad combinatoria permite manejar ilimitadamente el tamaño dimensional del objeto a ser reproducido por medio del ajuste de proporciones, la descomposición y la reconfiguración en un número arbitrario de secciones coloreadas de el o los objetos a ser reproducidos, secciones previamente procesadas según la lógica indicada por el mencionado módulo integrado de cálculo. - 9. Un sistema electrónico foto-óptico de acuerdo con las Reivindicaciones de la 1 a la 8, en donde los soportes tipo lámina y los soportes tipo rollo con los que se reproducen y realizan contornos de objetos sujetos a escaneo u obtenidos de un diseño CAD 3D se caracterizan porque: están fabricados de material plástico, compuesto o de papel, se encuentran estandarizados en lo que respecta a forma, perímetro e insertos de separación adecuados, apropiados para separar el borde de la guía de la plantilla de contorno procesada según la lógica mencionada y estos insertos de separación son específicos de acuerdo con la tipología de los materiales empleados; los soportes tipo lámina y tipo rollo tienen características específicas que se corresponden con los materiales de coloración; el modelado se ordena de acuerdo con las matrices 3Dr y 3Drrt cuya lógica también asegura el corte de determinados orificios en la base de algunas secciones del objeto a reconfigurar, incisiones que crean los espacios u orificios para las clavijas utilizadas para unir las partes procesadas del objeto mediante su inserción y dichas clavijas tienen contornos que se corresponden con las ranuras realizadas, siendo la posición y número de clavijas necesarias para el encastre una función de las dimensiones del objeto a reproducir, y los medios adaptados para dar color a los soportes de tipo lámina y tipo rollo de acuerdo con la información de color recibida de la matriz 3Dc, cada matriz 3Dr y 3Drr tiene asociada con la matriz 3Dc la coloración del objeto deseado, que reproduce la cromaticidad en calidad de fotografía digital del objeto de acuerdo con la imagen adquirida o definida por el usuario mediante la información transferida desde un sistema CAD en 3D.
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