ES2707049T3

ES2707049T3 - Método y aparato para inspeccionar avellanadores de precisión en estructuras de aeronaves mediante visión artificial

Info

Publication number: ES2707049T3
Application number: ES13164261T
Authority: ES
Inventors: Michael D Mcgraw
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: EP2653828B1; EP2653828A1; EP3480552A1; US9299118B1; EP3480552B1

Abstract

Un método para medir la dimensionalidad de un componente (113), que comprende: recopilar al menos una primera pluralidad de imágenes de una primera cámara (102a) de un primer avellanador (130) de precisión del componente, en donde cada una de dicha pluralidad de imágenes se recolecta usando una fuente de luz diferente; generar una imagen compuesta de dicho primer avellanador de precisión utilizando dicha primera pluralidad de imágenes; calcular los parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente asociados con dicho primer avellanador de precisión, con base en la dimensionalidad de dicho primer avellanador de precisión en dicha imagen compuesta generada; y retroalimentar dichos parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para proporcionar un control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para inspeccionar avellanadores de precisión en estructuras de aeronaves mediante visión artificial

Campo

Ciertas realizaciones de la invención se relacionan en general con la inspección de orificios maquinados y avellanadores en estructuras de aeronaves. Más específicamente, ciertas realizaciones se relacionan con un aparato y un método para la inspección de avellanadores de precisión en estructuras de aeronaves mediante visión artificial.

Antecedentes

Diversos procesos de fabricación industrial dependen de estructuras metálicas o compuestas, las cuales utilizan orificios perforados de precisión utilizados para el montaje y ensamblaje. A menudo, los orificios maquinados tienen avellanadores de precisión en uno o ambos extremos del orificio maquinado. Dichos avellanadores de precisión aseguran el ajuste correcto del sujetador de recepción, a la vez que preservan la integridad estructural y la aerodinámica tanto del sujetador como de la estructura subyacente.

Sin embargo, la desviación dimensional, como el desgaste del cortador, las anomalías de la superficie y las distorsiones menores de las partes, puede causar desviaciones de la tolerancia de ingeniería diseñada de los avellanadores, lo cual requiere una inspección frecuente de las superficies avellanadas por parte de técnicos calificados. Los métodos convencionales de inspección en regiones de acceso limitado incluyen una inspección visual de los avellanadores usando un espejo, así como una inspección manual que utiliza, por ejemplo, herramientas del tipo calibrador pequeño, espejos, moldes de arcilla (por ejemplo, al inspeccionar la impresión del avellanador en la arcilla), medidores de profundidad de avellanado, u otros medios. Sin embargo, los métodos convencionales de inspección requieren mucho tiempo y son difíciles de implementar en espacios confinados. Además, los avellanadores generados en las partes de producción de aeronaves, tal como la cuerda del ala de titanio doble, tiene una accesibilidad menos que deseable dado que se generan en áreas de la estructura que están empotradas y/o ubicadas en volúmenes de espacios confinados. Los dispositivos y métodos de medición convencionales descritos anteriormente pueden no producir resultados deseables.

De acuerdo con esto, existe una necesidad de sistemas y métodos para inspeccionar avellanadores de precisión en estructuras de aeronaves, donde se pueda realizar una evaluación cuantificable de los avellanadores de precisión, independientemente de la ubicación y accesibilidad de las superficies de los orificios maquinados.

El documento de los Estados Unidos US 6114683 (A), de acuerdo con su resumen, describe un sistema portátil de obtención de imágenes de clorofila de plantas el cual recopila la luz reflejada de una planta objetivo y separa la luz recopilada en dos bandas de longitud de onda diferentes. Estas bandas de longitud de onda, o canales, se describen como que tienen longitudes de onda centrales de 700 nm y 840 nm. La luz recopilada en estos dos canales se procesa mediante cámaras de video sincronizadas. Un controlador provisto en el sistema compara el nivel de luz de las imágenes de video reflejadas a partir de una planta objetivo con un nivel de luz de referencia de una fuente que ilumina la planta. El porcentaje de reflexión en las dos bandas de longitud de onda separadas de una planta objetivo se compara para proporcionar una imagen de video de relación la cual indica un nivel relativo de contenido de clorofila y estrés fisiológico. Se describen diversos modos de visualización para ver las imágenes de video.

El documento de los Estados Unidos US 6751344 (B1), de acuerdo con su resumen, describe un método para escanear ópticamente un sujeto que tiene un contorno de superficie tridimensional que incluye iluminar el sujeto con una matriz de objetos de imagen bidimensional discretos tal como una cuadrícula de puntos. Las imágenes de iluminación de objeto respectivas del sujeto iluminado se capturan a partir de diferentes perspectivas de imagen conocidas. Las imágenes de iluminación de objeto respectivas se procesan para obtener un conjunto de coordenadas tridimensionales de al menos una parte del contorno de la superficie, que incluyen las posiciones de correlación de objetos de imagen discreta comunes en las imágenes de iluminación respectivas, utilizando datos relativos a las perspectivas de la imagen. El sistema de visión artificial incluye aparatos de cámara dispuestos en diferentes perspectivas de cámara en relación con un sujeto, y uno o más proyectores de luz para proyectar una proyección de luz estructurada como a una rejilla sobre el sujeto. El sistema de visión artificial captura una secuencia de imágenes que incluye una imagen de proyector de objeto de luz y una imagen de referencia de luz ambiental a partir de la perspectiva de cada cámara. Un procesador determina y correlaciona los objetos de luz de la imagen para generar un conjunto de puntos de referencia de superficie comunes entre las perspectivas de la cámara, y luego triangula sobre los puntos de referencia para producir un conjunto de coordenadas tridimensional para al menos una porción de la superficie del sujeto.

El documento de los Estados Unidos US 2003175024 (A1), de acuerdo con su resumen, describe un aparato de fotografía tridimensional que adquiere una imagen que incluye información de forma e información de textura de un objeto, y adquiere una imagen tridimensional del objeto utilizando la imagen que incluye la información de forma y la información de textura. Un dispositivo de medición tridimensional mide la forma tridimensional del objeto. Un dispositivo de iluminación está dispuesto fijo en una posición predeterminada con respecto al objeto y comprende una fuente de luz de iluminación y un sistema óptico para iluminar el objeto. Un dispositivo de fotografía de imágenes de textura fotografía una imagen de textura del objeto iluminado por el dispositivo de iluminación a partir de una pluralidad de puntos de vista.

El documento de los Estados Unidos US 6503195 (B1), de acuerdo con su resumen, describe un sistema de extracción de profundidad de luz estructurado en tiempo real que incluye un proyector para proyectar patrones de luz estructurados sobre un objeto de interés. Una cámara situada fuera del eje del proyector muestra la luz reflejada a partir del objeto de forma sincrónica con la proyección de patrones de luz estructurados y emite señales digitales indicativas de la luz reflejada. Un procesador/controlador de imágenes recibe las señales digitales de la cámara y procesa las señales digitales para extraer información en profundidad del objeto en tiempo real.

El documento de los Estados Unidos US 6154279 (A1), de acuerdo con su resumen, describe que las dimensiones de un orificio avellanado, o de una cabeza de sujetador, se determinan de manera precisa y rápida mediante un sistema de medición no destructiva. Al menos un láser proyecta puntos de luz sobre la superficie que se está analizando. A partir del conocimiento del ángulo de proyección y del desplazamiento lateral de los puntos de luz causados por las variaciones en la profundidad de la superficie, se puede calcular la profundidad real de cada punto en la superficie. Un conjunto de parámetros que definen un patrón matemático del orificio o la cabeza del sujetador se ajustan a un conjunto de coordenadas medidas de puntos en la superficie que se analiza, utilizando técnicas numéricas convencionales. Los parámetros optimizados definen las dimensiones del orificio avellanado o la cabeza del sujetador. La presente invención opera independientemente del sistema de coordenadas utilizado para realizar las mediciones, por lo que elimina los errores causados por la desalineación de los componentes ópticos. La invención también puede proporcionar advertencias automáticas cuando las dimensiones de un orificio avellanado particular o cabezas de sujetador exceden las tolerancias predeterminadas.

Breve resumen

Por lo tanto, un método y un aparato para inspeccionar avellanadores de precisión en estructuras metálicas o compuestas de aeronaves mediante visión artificial, sustancialmente como se muestra y/o se describe en relación con al menos una de las figuras, están provistos de realizaciones que abordan al menos algunas de las deficiencias identificadas anteriormente.

De acuerdo con un ejemplo, un método para medir la dimensionalidad de un componente puede incluir recopilar al menos una primera imagen de una primera cámara de una abertura o un primer avellanador de precisión del componente u otra característica de precisión. La primera cámara puede estar en una primera posición y puede operar en uno o más entornos de luminancia. Al menos se puede recopilar una segunda imagen de una segunda cámara de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente. La segunda cámara puede estar en una segunda posición y puede operar en un entorno de iluminación alternativo para diferenciar las características del componente, tales como el orificio y el avellanador contra su intersección con la superficie del componente. Se pueden calcular los parámetros de refinamiento posicional y de proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente, de acuerdo con la primera y la segunda imágenes recopiladas. Los parámetros calculados de posicionamiento y refinamiento del proceso pueden retroalimentarse a uno o más procesadores de imágenes para proporcionar un control adaptativo de uno o más mecanismos controlados numéricamente.

De acuerdo con otro ejemplo, un método para inspeccionar un componente puede incluir el despliegue de una primera cámara en una primera posición con respecto a una abertura dentro del componente. Se puede desplegar una segunda cámara en una segunda posición con respecto a la abertura. Al menos se puede recopilar una primera imagen de la primera cámara de la abertura o un primer avellanador de precisión del componente, donde la primera cámara puede operar en uno o más entornos de luminancia. Al menos se puede recopilar una segunda imagen de la segunda cámara de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente, donde la segunda cámara puede operar en un entorno de iluminación alternativo. Puede generarse al menos una imagen combinada del primer avellanador de precisión y el segundo avellanador de precisión con base en la recopilación de al menos una primera imagen y al menos una segunda imagen. La al menos una imagen combinada puede superponerse con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento del componente con una o más especificaciones técnicas.

De acuerdo con un ejemplo, se proporciona un aparato para inspeccionar un componente. Un aparato para inspeccionar un componente puede incluir una carcasa, cámaras primera y segunda unidas a la carcasa, y un primer y segundo periscopio unidos a la carcasa. El primer periscopio puede disponerse dentro del campo de vista de la primera cámara, y el segundo periscopio puede disponerse dentro del campo de visión de la segunda cámara. El aparato puede incluir además al menos un procesador de imágenes, en donde la primera cámara está configurada para recopilar al menos una primera pluralidad de imágenes de un primer avellanador de precisión del componente, en donde cada una de dicha pluralidad de imágenes se recopila usando una fuente de luz diferente. El procesador de imágenes puede configurarse para recopilar al menos una primera imagen de la primera cámara de una abertura o un primer avellanador de precisión del componente. La primera cámara puede funcionar en al menos un entorno de iluminación. El al menos un procesador de imágenes también puede configurarse para recopilar al menos una segunda imagen de la segunda cámara de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente. La segunda cámara puede funcionar en un entorno de iluminación alternativo. El al menos un procesador de imágenes puede configurarse adicionalmente para generar al menos una imagen combinada del primer avellanador de precisión y el segundo avellanador de precisión con base en la al menos una primera imagen y al menos una segunda imagen recopilada. La al menos una imagen combinada puede superponerse con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento del componente con una o más especificaciones técnicas.

De acuerdo con aún otro ejemplo, un método para medir la dimensionalidad de un componente puede incluir recopilar al menos una primera imagen de una cámara de una abertura o un avellanador de precisión del componente. La cámara puede estar dispuesta dentro de un tubo periscópico y puede operar en uno o más entornos de luminancia. La cámara se puede utilizar para diferenciar características, que incluyen el orificio y el avellanador, contra su intersección con el componente. Los parámetros de posición y de refinamiento del proceso pueden calcularse para uno o más mecanismos controlados numéricamente en función de la recopilación de al menos una primera imagen. Los parámetros de posicionamiento y refinamiento del proceso pueden retroalimentarse para proporcionar un control adaptativo de uno o más mecanismos controlados numéricamente.

En resumen, de acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método para medir la dimensionalidad de un componente como se define en la reivindicación 1, que incluye el método que recopila al menos una primera pluralidad de imágenes seleccionadas usando una fuente de luz diferente; generar una imagen compuesta de dicho primer avellanador de precisión utilizando dicha primera pluralidad de imágenes; calcular los parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente asociados con dicho primer avellanador de precisión, con base en la dimensionalidad de dicho primer avellanador de precisión en dicha imagen compuesta generada; y realimentar dichos parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para proporcionar un control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente.

Opcionalmente, el método incluye recopilar al menos una segunda imagen de una segunda cámara de un segundo avellanador de precisión del componente, en donde dicha primera cámara está en una primera posición y opera en uno o más entornos de luminancia; y dicha segunda cámara se encuentra en una segunda posición y opera en un entorno de iluminación alternativo para diferenciar las características que incluyen el orificio y el avellanador contra su intersección con la superficie del componente.

Opcionalmente, el método en donde dicho control adaptativo de dicho uno o más de los mecanismos controlados numéricamente comprende compensar uno o más de la deriva dimensional, el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie y las distorsiones de las partes.

Opcionalmente, el método en donde dicho entorno de iluminación alternativo está configurado para mejorar el contraste de una o más marcas irregulares en una o más paredes del componente.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz espectral durante uno de dichos uno o más entornos de luminancia, en donde dicha fuente de luz espectral permite caracterizar y revelar la presencia o ausencia de al menos uno de comportamiento espectral, concavidad y la convexidad en un espacio de objeto en un campo de visión de dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método en donde dicha al menos una fuente de luz espectral está dispuesta axial u orbitalmente en relación con un eje central de dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz circunferencial durante un segundo de dicho uno o más entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz circunferencial comprende una pluralidad de fuentes de luz espectral con persiana, dicha pluralidad de fuentes de luz espectral con persiana dispuestas en un ángulo agudo en relación con dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa durante un tercio de dicho uno o más entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz directa con persiana difusa es operable para inundar dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en superficies texturizadas por máquina. De acuerdo con otro ejemplo de la invención, se proporciona un método para inspeccionar un componente, el método incluye desplegar una primera cámara en una primera posición con respecto a una abertura dentro del componente; desplegar una segunda cámara en una segunda posición con respecto a dicha abertura; recolectar al menos una primera pluralidad de imágenes a partir de dicha primera cámara de un primer avellanador de precisión del componente, en donde dicha primera cámara opera en una pluralidad de entornos de luminancia; y generar al menos una imagen combinada de dicho primer avellanador de precisión con base en dicho en al menos dicha primera pluralidad de imágenes, en donde dicha al menos una imagen combinada está superpuesta con al menos un identificador que cuantifica el cumplimiento de dicho primer avellanador de precisión a una o más especificaciones técnicas.

Opcionalmente, el método incluye recopilar al menos una segunda pluralidad de imágenes de dicha segunda cámara de dicho segundo avellanador de precisión del componente, en donde dicha segunda cámara opera en un entorno de iluminación alternativo; generar al menos una segunda imagen combinada de dicho segundo avellanador de precisión con base en dicha al menos dicha segunda pluralidad de imágenes, en donde dicha por lo menos dicha segunda imagen combinada se superpone con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento de dicho segundo avellanador de precisión a dicha una o más especificaciones técnicas, en donde dicha primera cámara y dicha segunda cámara se despliegan simultáneamente en una superficie superior e inferior del componente, respectivamente.

Opcionalmente, el método incluye ubicar, durante dicho despliegue de dichas primera y segunda cámaras, un orificio asociado con dichos primero y segundo avellanadores de precisión, en donde dicha localización utiliza la retroiluminación provista dentro de dicho entorno de iluminación alternativo.

Opcionalmente, el método en donde dicha retroiluminación usa al menos una fuente de luz de traslación y/o al menos una fuente de luz directa con persiana difusa asociada con dicha segunda cámara.

Opcionalmente, el método incluye recopilar una pluralidad de imágenes de dicha abertura o una superficie de componente que rodea dicha abertura utilizando una o más combinaciones de una fuente de luz de traslación, una fuente de luz circunferencial y una fuente de luz directa con persiana difusa asociada con dicha primera cámara. Opcionalmente, el método incluye realizar una determinación inicial de normalidad de un eje central de un campo de visión de dicha primera cámara en relación con dicha superficie de componente que rodea dicha abertura, con base en dicha pluralidad de imágenes recopiladas; y clasificar, con base en dicha pluralidad de imágenes recopiladas, dicha superficie componente que rodea dicha abertura como una de: una superficie imprimada/pintada, una superficie con granallado, una superficie lijada, arenado y una superficie maquinada/pulida.

Opcionalmente, el método incluye, si dicha superficie de componente que rodea dicha abertura es una de: una superficie imprimada/pintada, una superficie de granallado, una superficie lijada y una superficie arenada, finalizando dicha determinación inicial de normalidad usando un proyector de luz de forma estructurada asociado con dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz espectral durante una primera de dicha pluralidad de entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz espectral permite caracterizar y revelar la presencia o ausencia de comportamiento espectral, concavidad y convexidad en un espacio de objetos en un campo de visión de dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz circunferencial durante una segunda de dicha pluralidad de entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz circunferencial comprende una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas, dicha pluralidad de fuentes de luz espectral con persiana dispuestas en un ángulo agudo en relación con dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa durante un tercio de dicho uno o más entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz directa con persiana difusa es operable para inundar dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en superficies texturizadas por máquina. De acuerdo con aún otro ejemplo de la invención, se proporciona un aparato para inspeccionar un componente, el aparato incluye una carcasa; una primera cámara y una segunda cámara, en donde tanto la primera como la segunda cámara están conectadas a dicha carcasa; un primer periscopio unido a dicha carcasa, dicho primer periscopio dispuesto dentro de un campo de visión de dicha primera cámara; un segundo periscopio unido a la carcasa, dicho segundo periscopio dispuesto dentro de dicho campo de visión de dicha segunda cámara; y al menos un procesador de imágenes.

Opcionalmente, el aparato en donde dicho al menos un procesador de imágenes está configurado para recoger al menos una primera pluralidad de imágenes de dicha primera cámara de un primer avellanador de precisión del componente, en donde dicha primera cámara funciona en una pluralidad de entornos de iluminación; recopilar al menos una segunda pluralidad de imágenes de dicha segunda cámara de un segundo avellanador de precisión del componente, en donde dicha segunda cámara funciona en una pluralidad de entornos de iluminación alternativos; y generar al menos una primera imagen combinada de dicho primer avellanador de precisión y al menos una segunda imagen combinada de dicho segundo avellanador de precisión con base en dicha recopilación de al menos dicha primera pluralidad de imágenes y al menos dicha segunda pluralidad de imágenes, en donde dicha al menos dicha primera y segunda imágenes combinadas se superponen con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento de dicho primero y dicha segundo avellanadores de precisión con una o más especificaciones técnicas.

Opcionalmente, el aparato en donde dicho al menos un procesador de imágenes está configurado para calcular parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente, con base en dichas al menos dichas primeras y dichas segundas imágenes combinadas generadas; y comunicar parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para proporcionar control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente.

Opcionalmente, el aparato en donde cada uno de dicho primer periscopio y dicho segundo periscopio tiene un área de sección transversal de menos de aproximadamente 32 cm2.

De acuerdo con aún otro ejemplo de la invención, se proporciona un método para medir la dimensionalidad de un componente, el método incluye recopilar al menos una primera pluralidad de imágenes de una cámara de un avellanador de precisión del componente de la aeronave, en donde dicha cámara está dispuesta dentro de un tubo periscópico y opera en una pluralidad de entornos de luminancia, para diferenciar características que incluyen el orificio y el avellanador contra su intersección con el componente; calcular parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente, con base en una imagen compuesta generada utilizando dicha recopilación al menos dicha primera pluralidad de imágenes; y realimentar dichos parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para proporcionar un control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente.

Opcionalmente, el método en donde dicho control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente comprende compensar uno o más de la deriva dimensional, el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie y las distorsiones de las piezas.

Opcionalmente, el método en donde dicha pluralidad de entornos de luminancia está configurada para mejorar el contraste de una o más marcas irregulares en una o más paredes del componente.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz espectral durante una primera de dicha pluralidad de entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz espectral permite caracterizar y revelar la presencia o ausencia de al menos uno de comportamiento espectral, concavidad, y convexidad en un espacio de objeto en un campo de visión de dicha cámara.

Opcionalmente, el método en donde dicha al menos una fuente de luz espectral está dispuesta axial u orbitalmente en relación con un eje central de dicha cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz circunferencial durante una segunda de dicha pluralidad de entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz circunferencial comprende una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas, dicha pluralidad de fuentes de luz espectral dispuestas en un ángulo agudo en relación con dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha cámara.

Opcionalmente, el método incluye activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa durante un tercio de dicha pluralidad de entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz directa con persiana difusa es operable para inundar dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha cámara periscópica con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en superficies texturizadas por máquina.

Las características, funciones y ventajas que se han discutido se pueden lograr de forma independiente en diversas realizaciones o se pueden combinar en aún otras realizaciones, cuyos detalles adicionales se pueden ver con referencia en la siguiente descripción y dibujos.

Breve descripción de diversas vistas de los dibujos

Las realizaciones preferidas y alternativas de la presente divulgación se describen en detalle a continuación con referencia a los siguientes dibujos, los cuales no están necesariamente dibujados a escala.

La Figura 1A es una ilustración de un cliente de visión artificial periscópica dual (DPMVC), de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1B es una vista superior del DPMVC de la Figura 1A, que ilustra una pluralidad de fuentes de luz estructuradas dentro del periscopio superior, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1C es una vista isométrica del DPMVC de ejemplo de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1D es una ilustración del uso de una fuente de luz de traslación orbital y una fuente de luz de traslación axial dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1E es una ilustración del uso de una fuente de luz circunferencial de ángulo bajo dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1F es una ilustración de cómo generar una imagen compuesta final de un avellanador utilizando la fuente de luz circunferencial de ángulo bajo dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. La Figura 1G es una ilustración del uso de retroiluminación dentro del periscopio inferior del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 1H es una compilación de fotografías de un orificio de componente y la superficie alrededor del objeto utilizando diversos tipos de iluminación, de acuerdo con una realización.

La Figura 11 es una ilustración de la utilización de una fuente de luz directa con persianas difusas dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 2 es una vista en diagrama de bloques de un entorno de fabricación de ejemplo para usar un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 3 es una ilustración de las operaciones realizadas para inspeccionar avellanadores de precisión utilizando un DPMV, de acuerdo con una realización de ejemplo.

Las Figuras 4A a 4B son ilustraciones de operaciones realizadas para cuantificar la conformidad de los avellanadores de precisión para el diseño y la ingeniería de las dimensiones y la tolerancia, con base en la inspección de los avellanadores de precisión con un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo.

Las Figuras 5A a 5B son ilustraciones de operaciones realizadas para cuantificar la conformidad de los procesos de la máquina al diseño y la ingeniería de las dimensiones y la tolerancia, con base en la inspección del resultado de los procesos de la máquina utilizando un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 6A es una ilustración de las operaciones realizadas para medir la dimensionalidad de un componente, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 6B es otra ilustración de las operaciones realizadas para medir la dimensionalidad de un componente, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 7 es una vista en diagrama de bloques de un DPMVC de ejemplo, de acuerdo con una realización de ejemplo.

La Figura 8A es un diagrama de flujo de producción de aeronaves y metodología de servicio.

La Figura 8B es un diagrama de bloques de una aeronave.

Descripción detallada

Ciertos aspectos de la divulgación se pueden encontrar en un método y aparato para la inspección de avellanadores de precisión en estructuras metálicas mediante visión artificial. Diversos detalles específicos de ciertas realizaciones se exponen en la siguiente descripción, así como en los dibujos para proporcionar una comprensión completa de dichas realizaciones. Sin embargo, un experto en la técnica entenderá que la presente divulgación puede tener realizaciones adicionales, o puede ponerse en práctica sin diversos de los detalles descritos en la siguiente descripción. Los números similares se refieren a elementos similares en todo.

Un componente importante a modo de ejemplo para la fabricación de una aeronave es la cuerda doble de ala de titanio y la placa de empalme de ala. Ambas partes de producción son los miembros de unión y de carga que unen el cuerpo de la aeronave y el ala en la ubicación de la caja del ala del cuerpo de la aeronave. La cuerda doble de ala y la placa de empalme de las alas son responsables de la transición de la fuerza de las alas a la estructura del cuerpo. Naturalmente, estas dos piezas de producción tienen múltiples superficies con una pluralidad de orificios maquinados de precisión con avellanadores de precisión. La precisión de los avellanadores en general se garantiza ajustando manualmente el tope de profundidad del cortador del avellanador. El proceso del ajuste inicial del tope de profundidad del cortador, que se deriva de la evidencia obtenida de los avellanadores cortados en el material del cupón y cuantificados por los calibradores, se realiza manualmente y se repite hasta que se determina que el avellanador está dentro de la tolerancia de ingeniería diseñada, por ejemplo, /-0.002 pulgadas. Posteriormente, los avellanadores en las piezas de producción se generan automáticamente y se asume que son característicos, dentro del rango de la tolerancia de ingeniería, de los resultados de los cupones. Sin embargo, el artículo terminado debe ser verificado para cumplir con los requisitos diseñados para la pieza.

Por una aplicación única de adquisición de imágenes de temporización entre cámaras con iluminación estructurada específica y sincronizada en el campo y en el campo claro y oscuro dentro de un cliente de visión artificial periscópica dual (DPMVC), se pueden poner en un contraste agudo las características específicas (por ejemplo, características de precisión tales como precisión los avellanadores, los remaches molestos y los sujetadores sellados, a la vez que las características de distracción, tales como el castañeo del cortador, las marcas de flauta del extremo y la luminancia ambiental, se difunden o rechazan por debajo del umbral mínimo. En este sentido, las características de precisión, críticas para la función del ensamblaje ala al cuerpo u otros procesos de fabricación, se pueden evaluar de manera correcta y cuantitativa, con los resultados registrados, para el cumplimiento y conformidad con las especificaciones relacionadas y/o el ajuste subsiguiente de un mecanismo que controla la implementación o corrección de la característica de precisión.

En casos cuando el DPMVC se incorpora en un mecanismo controlado numéricamente, como un molino CNC, un manipulador robótico u otro mecanismo de despliegue, la inspección de la característica deseada (por ejemplo, avellanadores de precisión, remache al revés, etc.) puede ser autónoma y se puede realizar durante el proceso de maquinado relevante (por ejemplo, en el proceso de generación del avellanado) y los resultados de cada inspección se utilizan para coordinar la posición y compensar la deriva dimensional, como en el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie o la distorsión menor de la parte. A este respecto, se elimina la preocupación ergonómica ya que la intervención humana puede emplearse opcionalmente en un terminal de control remoto, donde se pueden observar fácilmente resultados sucesivos, como imágenes, medidores gráficos y resultados numéricos. Esto conlleva a mayores tasas de producción, 100% en la inspección de procesos, retroalimentación automatizada y ajuste del maquinado de precisión, un registro claro y visible de cada característica y la casi eliminación de los procesos de inspección subsiguientes en relación con estas características deseadas.

La Figura 1A es una ilustración de un cliente de visión artificial periscópica dual (DPMVC), de acuerdo con una realización de ejemplo. La Figura 1B es una vista superior del DPMVC de la Figura 1A, que ilustra una pluralidad de fuentes de luz estructuradas dentro del periscopio superior, de acuerdo con una realización de ejemplo. La Figura 1C es una vista isométrica del DPMVC de ejemplo de la Figura 1 A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A a 1C, se ilustra un DPMVC 100 en diversas vistas. El DPMVC 100 puede comprender una carcasa 101, cámaras 102a-102b, base 103 del periscopio, lentes 104a-104b de cámara, tubos 105a-105b de periscopio (o periscopios superior-inferior), y un módulo 116 de control de fuente de luz (LSCM). El DPMVC 100 puede comprender además una pluralidad de fuentes de luz estructuradas, como un proyector 111 de luz de forma estructurada, una fuente 106 de luz de traslación axial, una fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo, una fuente 109a de luz directa con persiana difusa (en el periscopio 105a superior) y una fuente de luz directa con persiana difusa (en el periscopio 105b inferior). Aunque la Figura 1 ilustra una fuente 106 de luz de traslación axial y una fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo en el periscopio 105a superior, la presente divulgación puede no ser limitante de esta manera. Más específicamente, el periscopio 105b inferior puede utilizar las mismas fuentes de luz estructuradas (un proyector de luz de forma estructurada, una fuente de luz de traslación axial, una fuente de luz circunferencial de ángulo bajo y una fuente de luz directa con persiana difusa) como se usa dentro del periscopio 105a superior.

La carcasa 101 puede comprender una caja de utilidad de cámara (para contener las dos cámaras 102a-102b) y una interfaz de adaptador (para montar el DPMVC 100 en un mecanismo de despliegue). La carcasa 101 también contiene los componentes ópticos y electrónicos del LSCM 116, así como también proporciona una estructura sobre la cual se puede apoyar la base 103 del periscopio y los periscopios 105a-105b.

Las cámaras 102a-102b pueden ser cualquier cámara digital con suficiente resolución de imagen, que puede usarse para capturar y transmitir datos de sus sensores de imagen a un procesador de imagen (por ejemplo, el LSCM 116 y/o a un procesador de imagen de visión artificial externo, MVIP, el cual se describe con referencia a la Figura 2 a continuación). Las cámaras 102a-102b también se pueden usar para proporcionar una interfaz con la electrónica de control de la fuente de luz (por ejemplo, LSCM 116), controlando cualquiera de las fuentes 106, 108 y/o 109 de luz estructuradas. Cada una de las cámaras 102a-102b puede usar los correspondientes lentes 104a 104b de cámara, los cuales están configurados para ampliar, detener, enfocar la luz a partir del espacio 110 del objeto sobre el sensor de imagen respectivo, y/o desenfocar y, por lo tanto, silenciar el contraste de los objetos antes y más allí del espacio 110 del objeto (campo de enfoque).

La base 103 del periscopio se monta en la caja 101 de utilidades de la cámara, formando una base y una estructura de soporte de carga para los periscopios 105a-105b. Los periscopios 105a-105b pueden comprender cada uno, uno o más espejos (por ejemplo, espejos 112a-112b), y pueden usarse para contener y proteger los lentes 104a-104b de la cámara y las fuentes de luz estructuradas (el proyector 111 de luz de forma estructurada, la fuente 106 de luz de traslación, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo y las fuentes 109a-109b de luz directa con persianas difusas). Además, si uno de los periscopios está en uso para tomar imágenes (por ejemplo, el periscopio 105a superior), el periscopio restante (por ejemplo, 105b) se puede usar para activar cualquiera de sus fuentes de luz estructuradas para bloquear cualquier fuente de luz ambiental del sensor de imagen activo de la cámara 102a. La fuente 106 de luz de traslación axial puede comprender una matriz colineal de fuentes de luz espectral (por ejemplo, LEDs s1-s3) o una fuente de luz espectral traducida axialmente por un mecanismo para caracterizar y revelar, la presencia o ausencia del comportamiento espectral, concavidad y convexidad en la superficie 110 del objeto.

En una realización de ejemplo, la fuente 106 de luz de traslación axial puede comprender una pluralidad de LEDs s1, s2 y s3 montados en la superficie de múltiples colores, los cuales están dispuestos axialmente, a lo largo de un eje A2 central del periscopio 105a superior (el cual también es un eje central de la primera cámara 102a y su lente 104a) (Figura 1B). Por ejemplo y con referencia a las Figuras 1A-1B, la fuente 106 de luz de traslación axial se ilustra con tres LEDs s1-s3. Aunque solo se ilustran tres posiciones de LED en las Figuras 1A-1B, la descripción no es limitativa a este respecto y se pueden utilizar más de tres LEDs como fuente 106 de luz de traslación axial.

En otra realización, la fuente 106 de luz de traslación axial puede comprender un solo LED (por ejemplo, LED s1), el cual puede estar dispuesto a lo largo del eje A2 de la imagen central del periscopio 105a superior utilizando un mecanismo de traducción que traslada (o mueve) el LED s1 hacia y a partir del espacio 110 del objeto. En aún otra realización, la fuente 106 de luz de traslación axial puede utilizar una implementación de cable de fibra óptica en lugar de los LEDs si -s3. A pesar del tipo de implementación de LED, ya que cada uno de los tres LEDs si -s3 está activado, o cuando el único LED si se traslada a lo largo del eje A2 central (a lo largo de las tres posiciones de la flecha 106 punteada en la Figura 1A-1B), diferentes ángulos de luz pueden regresar al sensor de imagen de la cámara 102a, lo que puede permitir caracterizar el tipo de superficie maquinada presente dentro del espacio 110 del objeto.

En aún otra realización, la fuente de luz de traslación dentro del periscopio 105a superior del DPMVC 100 puede comprender una fuente 120 de luz de traslación orbital. Más específicamente, la fuente 120 de luz de traslación orbital puede comprender una pluralidad de LEDs v1-v5 montados en una superficie de múltiples colores, los cuales están dispuestos orbitalmente en el interior del periscopio 105a superior. Aún en otra realización, la fuente 120 de luz de traslación orbital puede comprender un único LED montado en superficie de múltiples colores (por ejemplo, LED v1), el cual puede configurarse para girar alrededor del interior del periscopio 105a superior. La funcionalidad de la fuente 120 de luz de traslación orbital puede ser la misma que la funcionalidad de la fuente 106 de luz de traslación axial.

La Figura 1D es una ilustración del uso de una fuente de luz de traslación orbital y una fuente de luz de traslación axial dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a la Figura 1D, se ilustra un componente 113 de ejemplo ubicado dentro del espacio 110 del objeto. El componente 113 incluye un avellanador 130 de precisión, que puede disponerse debajo del espejo 112a óptico de extremo del periscopio 105a superior. En operación, la fuente 106 de luz de traslación axial puede incluir los LEDs s1-s3, los cuales pueden proporcionar iluminación 150 y 152. Después de reflejarse en el espejo 112a óptico de extremo, dicha iluminación 150 y 152 se puede usar para iluminar la superficie 154 del objeto alrededor del avellanador 130 (la iluminación de la superficie 154 del objeto alrededor del avellanador 130 se designa como Qs en la vista superior A-A de la Figura 1D). En otra realización, la fuente 120 de luz de traslación orbital se puede usar en lugar de la fuente 106 de luz de traslación axial (la Figura 1D ilustra solo dos, v1 y v5, de los cinco LEDs v1 -v5 para la fuente 120 de luz de traslación orbital). Por ejemplo, como se ve en la Figura 1D, la iluminación Qs se puede lograr solo utilizando LEDs de la fuente 120 de luz de traslación orbital, como los LEDs v1 y v5. La iluminación Qs de la superficie 154 del objeto puede variarse variando la intensidad de los LEDs dentro de la fuente 120 de luz de traslación orbital o la fuente 106 de luz de traslación axial. A este respecto, la superficie 154 del objeto puede silenciarse en contraste para cualquiera de las imágenes subsiguientes del avellanador 130, de modo que se pueda tomar una imagen más clara del avellanador 130.

El proyector 111 de luz de forma estructurada puede comprender un láser que está configurado para proyectar una forma o patrón enfocado, el cual puede distorsionarse de manera predecible y precisa dependiendo de la altura y el ángulo específicos y únicos del periscopio 105a en relación con el espacio 110 del objeto En una realización, el proyector 111 de luz de forma estructurada se puede usar para determinar la normalidad de un eje de imagen central (por ejemplo, el eje 119, indicado como A1 en la Figura 1A) en relación con la superficie del objeto (por ejemplo, 154 en la Figura 1D) dentro del espacio 110 del objeto. Por ejemplo, con referencia a la Figura 1B, el proyector 111 de luz de forma estructurada puede configurarse para proyectar un patrón 107 en L de 3 puntos sobre la superficie 154 de objeto dentro del espacio 110 del objeto. En casos cuando el campo de visión del DPMVC 100 no es normal en relación con la superficie 154 del objeto (es decir, el eje de la imagen central A1 no es perpendicular a la superficie del objeto dentro del espacio 110 del objeto), entonces el patrón L de 3 puntos se distorsionará. El mecanismo de despliegue del DPMVC 100 puede entonces activar un ajuste de posición hasta que se defina la normalidad en relación con la superficie 154 del objeto. Aunque se ilustra un patrón L de 3 puntos en la Figura 1B, la presente divulgación puede no ser limitante a este respecto, y otros tipos de formas estructuradas (por ejemplo, cualquier patrón de 4 puntos, como un cuadrado o un patrón “+”) puede activarse por el proyector 111 de luz de forma estructurada.

La Figura 1E es una ilustración del uso de una fuente de luz circunferencial de ángulo bajo dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1B y 1E, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo de ejemplo comprende una matriz inferior de LEDs a1 - i1, y una matriz opuesta de LEDs a2 - g2. El número de LEDs en la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo es arbitrario. Además, para cada par de LEDs opuestos, los dos LEDs no están dispuestos exactamente opuestos entre sí. Por ejemplo, para el par de LEDs c1 - c2, si L1 es el eje vertical a través del LED c1 y L2 es el eje vertical a través del ^lE^dc2 (L1 y L2 son perpendiculares a un eje A2 central del periscopio 105a superior), entonces ambos L1 y L2 no son colineales (es decir, no se intersecan entre sí).

Cada uno de los LEDs a1 - i1 y a2 - g2 dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo puede adaptarse para iluminar parcialmente, en ángulo agudo, el orificio 131, el avellanador 130 y la superficie 154 del componente a partir de un poco más allí de la línea (141) central del espacio (110) del objeto, en dirección opuesta. Con referencia a la Figura 1E, el LED a1 puede estar parcialmente cubierto por una cubierta (o deflector) 137, y el LED i1 puede estar cubierto parcialmente por una cubierta 135. A este respecto, cuando el LED a1 se activa, puede fundirse iluminación (por ejemplo, las porciones 134, 136 y 138 de iluminación de toda la iluminación emitida por el LED a1) solo en un ángulo agudo a partir de un poco más allí de la línea 141 central del espacio del objeto (la iluminación restante está bloqueada por la cubierta 137). Más específicamente, la porción 138 de iluminación, ilumina parcialmente el orificio 131 y la pared 132 del orificio. La porción 136 de iluminación ilumina parcialmente el avellanador 130, y la porción 134 de iluminación ilumina parcialmente la superficie 154 del componente. La iluminación 142 (la cual resulta del reflejo de la porción 136 de iluminación fuera del avellanador 130) puede estar condicionada por las porciones 136 y 138 de iluminación (del orificio 131, la pared 132 del orificio y el avellanador 130), y puede reflejarse nuevamente en el periscopio 105a superior. De manera similar, la iluminación 140 puede estar condicionada por la porción 134 de iluminación (de la superficie 154 del componente) y también puede reflejarse nuevamente en el periscopio 105a superior y detectarse por el lente 104a de la cámara 102a. La cámara 102a puede generar la imagen 156 del chaflán 130 parcialmente iluminado y el orificio 131, con base en las iluminaciones 140 y 142. La iluminación parcial del avellanador 130 con base en la porción 136 de iluminación del LED a1 se designa como Qal en la imagen 156 De manera similar, la iluminación parcial del avellanador 130 con base en la porción 144 de iluminación del LED i1 se designa como Qi1 en la imagen 156.

En una realización de ejemplo, la iluminación 138 del orificio 131 y la pared 132 del orificio se pueden usar para detectar imperfecciones (por ejemplo, marcas irregulares de la máquina) en la pared del orificio. Por ejemplo, durante una inspección de ejemplo del orificio 131 y avellanador 130, el LED a1 puede emitir una luminancia controlada (por ejemplo, Iluminación 138) a través de un ángulo agudo, más allí de la línea 141 central del espacio (110) del objeto. A este respecto, el LED a1 se puede usar para contrastar en gran medida las marcas irregulares de la máquina (por ejemplo, 132a) en la pared 132 del orificio. Esto da como resultado que la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo, en gran relieve, es un testigo geométrico (por ejemplo, 132b) de las marcas 132a irregulares de la máquina, a la vez que utiliza la superficie 154 maquinada altamente reflectante en donde se corta el orificio 131, para rechazar la iluminación en la perspectiva de la cámara 102a y el lente 104a. El testigo 132b geométrico resultante (visto en la imagen 156 de la vista superior en la Figura 1E) de las marcas 132a de máquina irregulares (visto en la vista lateral del componente en la Figura 1E) puede ser detectado por la cámara 102a y reflejado en la imagen 156.

La Figura 1F es una ilustración de la generación de una imagen compuesta final de un avellanador utilizando la fuente de luz circunferencial de ángulo bajo dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1B, 1E y 1F, cuando el periscopio 105a se coloca sobre el orificio 131, los LEDs a1 - i1 y a2 - g2 dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo se colocan en una configuración radial no opuesta alrededor del orificio 131 y el avellanador 130 dentro del espacio 110 del objeto.

Cuando cada uno de los LEDs a1 - i1 y a2 - g2 dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo se enciende secuencialmente, hay suficiente cobertura superpuesta de las porciones iluminadas del avellanador 130 para que una imagen 166 compuesta del avellanador 130 se pueda generar utilizando las porciones iluminadas superpuestas del avellanador 130. Más específicamente, con referencia a la Figura 1F, el LED i1 se puede activar, a la vez que los LEDs restantes dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo pueden permanecer inactivos. El LED i1 activado puede iluminar parcialmente la porción Qi1 del avellanador 130, y la porción Qi1 iluminada puede ser capturada por la cámara 102a en una imagen 160 (una descripción más detallada de la iluminación parcial del avellanador 130 se describe anteriormente con respecto a la Figura.1 E).

Después de que se genera la imagen 160 de la porción Qi1 parcialmente iluminada del avellanador 130, el LED i1 puede desactivarse y el siguiente LED h1 puede activarse. El LED h1 activado puede iluminar parcialmente la porción Qh1 del avellanador 130, y la porción Qh1 iluminada puede ser capturada por la cámara 102a en una imagen 162. Después de que la imagen 162 de la porción Qh1 parcialmente iluminada del avellanador 130 se genere, el LED h1 se puede desactivar y el siguiente LED g1 se puede activar. Este proceso de activación selectiva de los LEDs dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo puede continuar en el sentido horario, a partir del LED g1 hasta el LED g2, activando un solo LED a la vez y tomando una imagen del avellanador 130 parcialmente iluminado asociada a cada LED. Cuando se activa el último LED g2, puede iluminar parcialmente la porción Qg2 del avellanador 130, y la porción Qg2 iluminada puede ser capturada por la cámara 102a en una imagen 164.

En una realización de ejemplo, después de que la cámara 102a genere imágenes 160, 162, ..., 164 individuales de las porciones Qi1, Qh1, ..., Qg2 iluminadas del avellanador 130, dichas porciones iluminadas se pueden combinar en una imagen 166 compuesta. Más específicamente, como se ve en la Figura 1F, cada porción iluminada (por ejemplo, Qi1) se superpone parcialmente con la siguiente porción iluminada (por ejemplo, Qh1). A este respecto, al superponer todas las porciones Qi1, Qh1, ..., Qg2 iluminadas, se puede generar una imagen 166 compuesta de todo el avellanador 130. Además, diversas características del avellanador 130 pueden evaluarse con base en la imagen 166 compuesta. Por ejemplo, después de que se genera la imagen 166 compuesta de todo el avellanador 130, se puede determinar el ancho W4 actual del avellanador 130. Con base en el ancho W4 determinado, se pueden generar uno o más parámetros correctivos y se pueden usar para ajustar el ancho W4 del avellanador 130 (como se explica más adelante aquí con referencia a la Figura 3).

La Figura 1G es una ilustración del uso de retroiluminación dentro del periscopio inferior del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-1G, la retroiluminación dentro del periscopio 105b inferior puede proporcionarse como iluminación 170 mediante la fuente 109b de luz directa difusa con persiana (por ejemplo, como se ve en la Figura 1 A) (o por una fuente de luz de traslación orbital, tal como 120, o fuente de luz de traslación axial, tal como 106, pero dentro del periscopio 105b inferior, como se ve en la Figura 1A). La fuente 109b de luz directa con persiana difusa dentro del periscopio 105b inferior (y la fuente 109a de luz directa con persiana difusa dentro del periscopio 105a superior) puede comprender fuentes de luz con persianas utilizadas para inundar el espacio 110 del objeto (como se ve en la Figura 1G) con luz difusa directa (por ejemplo, la iluminación 170) para silenciar el contraste en las superficies texturizadas por la máquina (por ejemplo, la superficie 154 del objeto, que rodea los avellanadores 130 y 133, como se ve en relación con la Figura 1D y la imagen 182 en la Figura 1H). Durante un orificio 131 de ejemplo y una inspección avellanada 130 de precisión con la cámara 102a, la luminancia difusa en el campo (por ejemplo, la luminancia 118 de la fuente 109b en la Figura 1A o la luminancia 170 en la Figura 1G), relativa a la cámara 102a, arroja un claro testigo (por ejemplo, la imagen 174) del orificio 131 dentro del espacio 110 del objeto.

Más específicamente, la retroiluminación dentro del periscopio 105b inferior (tal como la fuente 109b de luz directa con persiana difusa) genera iluminación 170. Después de que la iluminación 170 se refleja en el espejo 102b óptico de extremo, pasa a través del orificio 131 y vuelve a ser reflejada por el espejo 102a óptico de extremo superior como iluminación 172. La iluminación 172 reflejada puede ser recibida por la cámara 102a, que puede generar la imagen 174. La imagen 174, generada con base en la iluminación de la retroiluminación 170 dentro del periscopio 105b inferior, puede usarse para monitorizar la posición del DPMVC 100 a la vez que se mueve sobre el orificio 131 para inspeccionar los avellanadores 130 y 133. Es decir, después de que la iluminación 170 de retroiluminación dentro del periscopio 105b inferior se active, la imagen 174 se puede monitorizar hasta que sea visible un círculo claro (como se ve en la Figura 1G). Dicho círculo en la imagen 174 indicaría que el periscopio 105b inferior y el periscopio 105a superior están posicionados sobre el orificio 131, iluminando así completamente la abertura cilíndrica del orificio 131 que resulta en el círculo visible en la imagen 174. A este respecto, un círculo 174 visible puede indicar que el reflejo de la iluminación 170 de retroiluminación por el espejo 112b óptico de extremo es paralelo o sustancialmente paralelo a la línea 141 central del espacio del objeto (Figura 1E).

En casos donde la imagen 174 no muestra un círculo, pueden requerirse correcciones posicionales adicionales antes de inspeccionar el avellanador 130. Por ejemplo, si el orificio 131 se perfora perpendicular a la superficie 154 (como se ilustra en la Figura 1G) y la cámara 102a genera una elipse 174a (y no un círculo 174), puede requerirse una corrección posicional de los periscopios 105a-105b. Más específicamente, una elipse 174a puede indicar que el periscopio 105b inferior y el periscopio 105a superior no están posicionados exactamente sobre el orificio 131. En dicho caso, el MVIP 122 puede generar una corrección de posición y la posición del DPMVC 100 puede ajustarse adicionalmente (moviendo el DPMVC 100 y sus periscopios 105a-105b en paralelo a la superficie 154 del objeto) hasta que se vea un círculo en la imagen 174.

En otras circunstancias, el orificio 131 se puede perforar en ángulo (es decir, el orificio 131 no es perpendicular a la superficie 154). En dicho caso, la cámara 102a también puede generar una elipse 174a (y no un círculo 174), y puede requerirse una corrección posicional diferente de los periscopios 105a-105b. Más específicamente, si el orificio 131 se perfora en ángulo (en relación con la superficie 154) y la cámara 102a genera una elipse 174a, entonces puede ser necesaria una corrección rotacional de los periscopios 105a-105b. Más específicamente, el DPMVC 100 y sus periscopios 105a-105b pueden girarse en sentido horario o contrario al sentido horario hasta que el eje A1 de imagen central (ver, por ejemplo, Figura 1A) esté paralelo con la línea 141 central del espacio del objeto (Figura 1E). Dicho ajuste de rotación se puede realizar hasta que se vea un círculo en la imagen 174. En este punto, el procesamiento avellanador 130 puede realizarse como se describe a continuación.

La Figura 1H es una compilación de fotografías de un orificio de componente y la superficie alrededor del objeto utilizando diversos tipos de iluminación, de acuerdo con una realización. Con referencia a la Figura 1H, hay fotografías ilustradas del orificio 131 que utilizan la cámara 102a de periscopio superior en diferentes tipos de entornos de iluminación. Por ejemplo, la fotografía 180 ilustra el orificio 131 del componente y la superficie 154 alrededor del objeto, en casos donde la superficie 154 del objeto y el orificio 131 se iluminan con iluminación ambiental (por ejemplo, iluminación de la habitación, que no proporciona el DPMVC 100). La fotografía 184 ilustra el orificio 131 del componente y la superficie 154 alrededor del objeto, en casos cuando la superficie 154 del objeto y el orificio 131 se iluminan parcialmente con la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo. Finalmente, la fotografía 182 ilustra el orificio 131 del componente y la superficie 154 alrededor del objeto, en los casos donde la superficie 154 del objeto y el orificio 131 se iluminan utilizando la fuente 109a de luz directa con persianas difusas. Como se ve en la Figura 1H, la fuente 109 de luz directa con persiana difusa se puede usar para silenciar en gran medida la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto (ver, por ejemplo, la imagen 182; nótese la superficie 154 alrededor del orificio 131 es blanca, lo cual significa que indica la superficie silenciada). A este respecto, al silenciar la superficie 154 del objeto, se pueden usar las fuentes de luz restantes (por ejemplo, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo) para iluminar el orificio 131 (así como el avellanador 130) de modo que se puede generar una imagen compuesta de ruido bajo del avellanador (por ejemplo, como se explica aquí anteriormente con referencia a la Figura 1F y como se ve en la imagen 166 en la Figura 1F).

El LSCM 116 comprende circuitos y/o códigos adecuados, los cuales están configurados para controlar las fuentes de luz estructuradas (por ejemplo, el proyector 111 de luz de forma estructurada, la fuente 106 de luz de traslación axial, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo, y las fuentes 109a-109b de luz directa de persiana difusa) en los periscopios 105a-105b, respectivamente. Más específicamente, el LSCM 116 puede controlar la secuencia (o el orden de activación) de las fuentes de luz estructuradas (así como la secuencia de los LEDs individuales dentro de cada fuente de luz estructurada), la duración del pulso, los niveles de voltaje y corriente, la exposición y la ganancia del sensor, y cuadros por segundo.

En operación, el DPMVC 100 se puede usar para inspeccionar los avellanadores (130, 133 en las Figuras 1A-1G) de precisión de un componente 113 (por ejemplo, el orificio 131 y los avellanadores 130, 133 de precisión). Se puede usar un mecanismo de despliegue (o transporte) (por ejemplo, 114 en la Figura 2) para implementar el DPMVC 100 de manera que una característica del componente que necesita ser inspeccionada (por ejemplo, avellanadores 130, 133) esté dispuesta dentro del espacio 110 del objeto de ambas cámaras 102a-102b. El LSCM 116 (y/o un procesador de imágenes separado, como el procesador de imágenes de visión artificial, MVIP, 122 en la Figura 2) puede iniciar la recopilación de múltiples imágenes utilizando una o más de las fuentes de luz estructuradas dentro del periscopio 105a superior y/o el periscopio 105b inferior. A este respecto, ambos sistemas (104a-104b) de lentes se enfocarán para proyectar el contraste máximo de los objetos (por ejemplo, avellanadores 130, 133 de precisión) ubicados en el espacio 110 del objeto sobre los sensores de imagen de las cámaras 102a-102b, y renderizar la superficie 154 del objeto (antes y más allí de los avellanadores 130, 133) cada vez más desenfocado y, por lo tanto, en un contraste silenciado. Por ejemplo, a través del análisis de imagen y el control dinámico de la secuencia estructurada de la fuente de luz, la duración del pulso, los niveles de voltaje y corriente, la exposición y la ganancia del sensor y la velocidad de cuadros por parte del LSCM 116, se puede hacer una determinación del tipo de superficie del componente y cuál combinación de fuentes de luz estructuradas a utilizar con el fin de silenciar en contraste la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto (el silenciamiento de la superficie 154 del objeto en contraste se explica con más detalle con referencia a la Figura 1D anteriormente). Además, una o más de las fuentes de luz estructuradas (por ejemplo, 108) se pueden usar para adquirir una pluralidad adicional de imágenes (por ejemplo, 160, 162, ..., 164 en la Figura 1F), las cuales después del análisis, pueden proporcionar una imagen 166 compuesta final de los objetos (por ejemplo, el avellanador 130 de precisión) ubicado en el espacio 110 de objetos, cuantificando el cumplimiento de dichos objetos para diseñar la dimensión y la tolerancia de ingeniería (se proporciona una explicación más detallada de cómo generar la imagen 166 compuesta anteriormente aquí con referencia a la Figura 1F).

Con referencia a las Figuras 1A-1C, las dimensiones (por ejemplo, altura H, anchuras W1, W2 y longitud L) de los periscopios 105a-105b, así como la distancia W3 entre los dos periscopios 105a y 105b dentro del espacio 110 del objeto, pueden variar directamente en proporciones relacionadas, por ejemplo, con el espacio del objeto a fotografiar, la distancia del espacio del objeto a los sensores de la cámara, la configuración del lente (104a 104b) necesaria para registrar adecuadamente el objeto (por ejemplo, el avellanador 130) con suficiente detalle de imagen, resolución del sensor de imagen y respectivos requisitos del cuerpo de la cámara para las cámaras 102a y 102b.

En una realización de ejemplo, la longitud L de los periscopios 105a-105b puede ser aproximadamente 272 mm, la altura H puede ser aproximadamente 47 mm, el primer ancho W1 puede ser aproximadamente 48 mm y el segundo ancho W2 puede ser aproximadamente 69 mm (en otras palabras, el área de la sección transversal del periscopio en su parte más ancha, es decir, en el ancho W2, puede ser de aproximadamente 32 cm2. Además, la distancia W3 entre los dos periscopios 105a y 105b puede ser de aproximadamente 36 mm. Aunque estas son dimensiones de ejemplo, la presente divulgación puede no ser limitante a este respecto, y en otras dimensiones de los periscopios 105a y 105b, se puede usar la distancia W3 entre los periscopios 105a-105b, la base 103 del periscopio y la carcasa 101, con base en la aplicación particular y las cámaras particulares utilizadas para dicha aplicación.

Por ejemplo, en una realización de la presente divulgación, el espacio 110 del objeto puede estar muy alejado de las cámaras 102a-102b. En dichos casos, puede requerirse un aumento correspondiente en la longitud L de los periscopios 105a-105b para colocar los espejos (112a-112b) ópticos de extremo sobre el espacio 110 del objeto. En otra realización, un cambio en el lente (104a-104b) puede requerir una selección, que puede dar lugar a nuevas dimensiones físicas del lente 104a-104b, y una modificación correspondiente a las dimensiones de los periscopios 105a-105b para mantener la funcionalidad de campo claro y campo oscuro de las respectivas fuentes de luz estructurada (por ejemplo, 106/120, 108, 109 y 111) en ambos periscopios 105a-105b.

En aún otra realización, en casos en donde los periscopios 105a-105b necesitan observar objetos más grandes, pueden requerirse espejos (112a-112b) ópticos de extremo más grande, y el ángulo de los espejos (por ejemplo, el ángulo a en la Figura 1E) puede tener que ajustarse para visualizar el objeto (por ejemplo, el componente 113) en escala afín. Alternativamente, los espejos (112a-112b) ópticos de extremo pueden ser cóncavos o convexos para aplicar la escala respectiva necesaria para visualizar el componente 113 (dentro del espacio 110 del objeto) con suficiente detalle. Además, en los casos donde las dimensiones del periscopio (de los periscopios 105a-105b) están restringidas por debajo de los requisitos respectivos, el DPMVC 100 se puede transportar a múltiples coordenadas de objetos, se pueden capturar múltiples imágenes (por ejemplo, 160, 162, ..., 164 en la Figura 1F), y luego la colección de imágenes (160, 162, ..., 164) se puede "coser" para obtener una imagen compuesta final (por ejemplo, 166 en la Figura 1F).

Con referencia a las Figuras 1D-1H, la imagen 166 compuesta final se puede usar para cuantificar el cumplimiento del avellanador 130 a las especificaciones de diseño, como determinar si el ancho del avellanador W4 está dentro de la especificación (como se explica con mayor detalle aquí anteriormente con referencia a la Figura 1F). Más específicamente, si el ancho del avellanador W4 está por encima de la tolerancia, esto puede indicar que el avellanador 130 es demasiado profundo. De manera similar, si el ancho del avellanador W4 está bajo tolerancia, esto puede indicar que el avellanador 130 es demasiado bajo. Además, puede haber casos donde el orificio 131 esté perforado perpendicular a la superficie 154 (y se pueda ver un círculo en la imagen 174 en la Figura 1G), sin embargo, el avellanador 130 puede perforarse en ángulo. En dichos casos, la imagen 166 compuesta se caracterizará con ancho W4 variable (por ejemplo, el ancho W4 estará en un máximo en un punto, y en un mínimo en el punto opuesto). Dicha desviación aún puede ser detectada por el MVIP 122 (Figura 2) analizando los anchos W4 alrededor de todo el avellanador 130. Si se detecta una variación en el ancho W4, entonces el avellanador 130 puede considerarse inferior al debido para, por ejemplo, taladrar en un ángulo o un defecto en la broca.

La Figura 1I es una ilustración de la utilización de una fuente de luz directa con persianas difusas dentro del DPMVC de la Figura 1A, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a la Figura 1I, se ilustra una vista 192 superior de la fuente 109a de luz directa con persiana difusa dentro del periscopio 105a superior, así como una vista 190 en perspectiva parcial y una vista 191 superior parcial. La vista 190 en perspectiva parcial y la vista 191 superior parcial la vista superior 191 ilustran una porción de la fuente 109a de luz directa con persiana difusa para simplificar y facilitar la comprensión de la estructura subyacente. Cuatro columnas de LEDs 196 pueden montarse en una placa 195 de circuito. La placa 195 de circuito puede ser flexible o puede formarse de modo que encaje en la pared interior del periscopio 105a. Después de que los LEDs 196 se montan en la placa 195 de circuito, se monta un medio 194 de difusión en la parte superior de los LED s196, como se ve en la Figura 1I. El medio 194 de difusión puede estar hecho de cualquier material de difusión de luz, como plexiglás, Lexan o material de tipo resina.

Se puede instalar una cubierta 193 sobre el medio 194 de difusión y la placa 195 de circuito. Como se ve en la vista 190 parcial en perspectiva, así como en la vista 192 superior, la cubierta 193 puede ser una pieza única con aberturas parciales para que la iluminación 197 salga y se dirija hacia el espejo 112a óptico de extremo (Figura 1C), lejos de la cámara 102a. A este respecto, al cubrir los LEDs 196 con el medio 194 de difusión y bloquear parcialmente cada uno de los LEDs 196, la iluminación 197 difusa y filtrada puede ser generada por la fuente 109a de luz directa con persiana difusa. Además, como se ve en la vista 192 superior, se pueden usar dos fuentes 109a de luz directa de persiana difusa separadas en lados opuestos dentro del periscopio 105a superior. Además, se pueden usar fuentes de luz directa con persiana difusa similares dentro del periscopio 105b inferior (Figura 1A). La Figura 2 es una vista en diagrama de bloques de un entorno de fabricación de ejemplo para usar un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a la Figura 2, el entorno 200 de fabricación puede comprender un componente 113 (por ejemplo, una cuerda doble del ala, una placa de empalme de ala u otros componentes de la aeronave), un mecanismo 114 de despliegue, un DPMVC 100 con un LSCM 116 y un procesador 122 de imágenes de visión artificial (MVIP).

El mecanismo 114 de despliegue puede comprender hardware adecuado usado para desplegar (transportar) el DPMVC 100, y puede incluir un robot, una plataforma móvil, un molino, un transportador, etc. Además, el mecanismo 114 de despliegue puede comprender herramientas adicionales necesarias para realizar uno o más procesos de maquinado, cuyos resultados pueden ser inspeccionados y cuantificados por el DPMVC 100. Por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue se puede usar para perforar avellanadores de precisión, insertar e instalar remaches, instalar sujetadores (por ejemplo, sujetadores sellados, sujetadores sin sellar o sujetadores de ajuste de interferencia), etc.

El MVIP 122 puede comprender un circuito y/o código adecuado y puede usarse para realizar un análisis de imágenes de las imágenes proporcionadas por el DPMVC 100, así como para controlar las funciones realizadas por el LSCM 116. Por ejemplo, el MVIP 122 puede comprender un ordenador personal, un controlador de dispositivo o cualquier otro dispositivo de mano o controlador portátil, que se pueda acoplar comunicativamente al DPMVC 100 a través de una conexión 124 por cable (y/o inalámbrica).

En una operación de ejemplo, el MVIP 122 puede comunicar secuencias específicas de comandos y/o parámetros al DPMVC 100 y al LSCM 116 (es decir, duraciones del pulso, niveles de voltaje y corriente, exposición y ganancia del sensor, orden de ejecución de la iluminación estructurada y la velocidad de fotogramas). El LSCM 116 y el DPMVC 100 pueden ejecutar cada secuencia de comandos y pueden devolver los cuadros de imagen resultantes al MVIP 122 para su posterior procesamiento. Por ejemplo, y con referencia a la Figura 1F, el LSCM 116 puede causar que los LEDs a1 - i1 y a2 - g2 dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo se enciendan secuencialmente. Además, el LSCM 116 puede hacer que la cámara 102a tome imágenes 160, 162, ..., 164 de las porciones Qi1, Qh1, ..., Qg2 iluminadas del avellanador 130. El LSCM 116 puede comunicar las imágenes 160, 162, ..., 164 al MVIP 122, que a su vez puede combinar todas las porciones Qi1, Qh1, ..., Qg2 iluminadas generando así la imagen 166 compuesta de todo el avellanador 130.

A medida que las imágenes 160, 162, ..., 164 son analizadas por el MVIP 122 para la detección de características y la clasificación de objetos para generar la imagen 166 compuesta, también se evalúa su calidad y confiabilidad con respecto a cualquier extracción/detección de características que se está realizando (por ejemplo, medir el ancho W4 del avellanador 130 utilizando la imagen 166 compuesta). Esta evaluación puede dar como resultado un refinamiento de parámetros para mejorar la utilidad de cada tipo de trama a la cuantificación de la característica final, y también puede silenciar secuencias y parámetros específicos de secuencias de comandos subsiguientes (por ejemplo, silenciar una superficie 154 de componente, como se explica en las Figuras 1D-1H anteriores y 4A-4B a continuación).

Aunque el MVIP 122 se ilustra como un procesador separado, la presente divulgación puede no ser limitativa a este respecto. En una realización de ejemplo, el MVIP 122 puede implementarse dentro del DPMVC 100.

Diversos aspectos de las operaciones de ejemplo realizadas dentro del entorno 200 de fabricación se describen a continuación aquí, con referencia a las Figuras 3-5.

La Figura 3 es una ilustración de las operaciones realizadas para inspeccionar avellanadores de precisión utilizando un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-3, las operaciones de ejemplo dentro del entorno 200 de fabricación pueden comenzar en la etapa 302, donde el mecanismo 114 de despliegue puede implementar el DPMVC 100 para encontrar una ubicación del orificio 131 dentro del componente 113. El mecanismo 114 de despliegue (o transporte) puede coordinar la posición del espacio 110 del objeto del DPMVC 100 y la característica que se desea visualizar y procesar (por ejemplo, el orificio 131). La característica del componente se puede mover al espacio 110 del objeto mediante el trasporte de la característica del componente 113, el DPMVC 100, o ambos. El mecanismo 114 de despliegue puede entonces enviar una señal al MVIP 122 para que encuentre la característica deseada usando una o más imágenes tomadas por el DPMVC 100 usando una o más de las fuentes de iluminación estructuradas descritas anteriormente. Por ejemplo, como se explicó anteriormente, la Figura 1G ilustra el uso de retroiluminación dentro del periscopio 105b inferior para colocar el DPMVC 100 de modo que el orificio 131 (y el avellanador 130) se coloquen directamente debajo del espejo óptico 112a en el espacio 110 del objeto.

En 304, después de que el MVIP 122 ubica el orificio 131, las coordenadas de ubicación del orificio 131 se comunican al cortador de precisión, que puede ser parte del mecanismo 114 de despliegue. En 306, el cortador de precisión se puede desplegar en el la ubicación del orificio 131, y se puede cortar el avellanador superior y/o el avellanador inferior (si el orificio 131 es un orificio de avellanador doble). En 308, el DPMVC 100 puede implementarse para encontrar la ubicación del orificio 131 y cuantificar el cumplimiento de los avellanadores de precisión de corte (por ejemplo, el avellanador 130) para el diseño y la ingeniería de la dimensión y la tolerancia, mediante el análisis de la imagen de los bordes avellanados de la parte superior y de la parte inferior (a continuación se proporciona una descripción más detallada del proceso de cuantificación con referencia a las Figuras 4A-6B). En 310, el MVIP 122 puede generar uno o más parámetros correctivos con base en el análisis de imagen del avellanador 130, y puede comunicar dichos parámetros a los cortadores de precisión dentro del mecanismo 114 de despliegue, para el refinamiento de la precisión del proceso en las operaciones de avellanado posteriores. Por ejemplo, como se explicó anteriormente con referencia a la Figura 1F, el LSCM 116 puede comunicar las imágenes 160, 162, ..., 164 al MVIP 122, que a su vez puede combinar todas las porciones Qi1, Qh1, ..., Qg2 iluminadas generando así la imagen 166 compuesta de todo el avellanador 130. El MVIP 122 (y el LSCM 116) pueden usar y coordinar los algoritmos de procesamiento y ajuste de imágenes, así como realizar evaluaciones específicas y cuantificables del avellanador 130 dentro de la imagen 166 compuesta para calcular, mostrar y registrar pruebas de la generación precisa de avellanador 130 (por ejemplo, mostrar el ancho W4 del avellanador medido como dentro del rango), o resaltar las inconsistencias que hacen que el componente 113 esté fuera de tolerancia.

Por ejemplo, el uno o más parámetros correctivos se pueden usar rutinariamente, dentro del entorno 200 de fabricación, para mantener la consistencia de cada avellanador de precisión mediante el ajuste de mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, cualquiera de las herramientas implementadas con el mecanismo 114 de despliegue) para condiciones de las piezas dinámicas, y para registrar pruebas cuantificables del cumplimiento del avellanado con la tolerancia de ingeniería en los avellanados de precisión generados en las piezas de producción, como el componente 113. En casos cuando se utiliza el ancho W4 del avellanador como la principal medida del cumplimiento de las tolerancias prescritas, se puede realizar la corrección dinámica del ancho W4 del avellanador. Por ejemplo, si W4 es más pequeño que el ancho de avellanador 130 deseado, entonces el mecanismo 114 de despliegue se puede desplegar y el avellanador 130 se puede ampliar hasta que su ancho W4 se encuentre dentro de la tolerancia dimensional prescrita. Si W4 es mayor que el ancho deseado del avellanador 130, entonces el avellanador 130 puede marcarse como no compatible y la corrección a la profundidad del cortador del avellanador se puede realizar de modo que el siguiente avellanador se pueda cortar para que W4 se encuentre dentro de la tolerancia dimensional prescrita.

Además, puede haber casos cuando el orificio 131 se perfore perpendicular a la superficie 154 (y se pueda ver un círculo en la imagen 174 en la Figura 1G), sin embargo, el avellanador 130 se puede taladrar en un ángulo. En dichos casos, la imagen 166 compuesta se caracterizará con ancho W4 variable (por ejemplo, el ancho W4 estará en un máximo en un punto, y en un mínimo en el punto opuesto). Dicha desviación aún puede ser detectada por el MVIP 122 (Figura 2) analizando los anchos W4 alrededor de todo el avellanador 130. Si se detecta una variación en el ancho W4, entonces el avellanador 130 puede considerarse inferior al debido para, por ejemplo, taladrar en un ángulo o un defecto en la broca.

Las Figuras 4A-4B son ilustraciones de operaciones realizadas para cuantificar la conformidad de los avellanadores de precisión para el diseño y la ingeniería de las dimensiones y la tolerancia, con base en la inspección de los avellanadores de precisión con un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-2 y 4A-4B, las operaciones de ejemplo pueden comenzar en la etapa 402, donde después de que los avellanadores 130, 133 se cortan en el componente 113, el DPMVC 100 puede ser implementado por el mecanismo 114 de despliegue para encontrar la ubicación del orificio 130 utilizando retroiluminación (por ejemplo, la iluminación 170 generada por la fuente 109b de luz directa con persiana difusa, como se explicó anteriormente con referencia a la Figura 1G).

En 404, el DPMVC 100 puede tomar una pluralidad de imágenes 160, 162, ..., 164 del espacio 110 del objeto y el avellanador 130 utilizando una o más combinaciones de las fuentes de luz disponibles dentro del periscopio 105a superior (es decir, las fuentes 106 o 120 de luz de traslación, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo y/o la fuente 109a de luz directa con persianas difusas). Por ejemplo, el LSCM 116 puede configurar diversas secuencias y combinaciones de todas las fuentes (106/120, 108, 109) de luz estructuradas disponibles para caracterizar la superficie 154 del objeto (como superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, arenado y superficie maquinada/pulida).

En 406, el MVIP 122 puede realizar una determinación inicial de normalidad del eje de imagen central del DPMVC 100 (por ejemplo, el eje 119, indicado como A1) en relación con la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto, con base en la pluralidad tomada de imágenes. Además, el MVIP 122 puede clasificar la superficie 154 del objeto como una de: superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, arenado y superficie maquinada/pulida.

En 408, se puede determinar si la superficie 154 del objeto es una de una superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, o arenado. Si se determina que la superficie 154 del objeto es una de una superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, arenado, entonces en 410, el MVIP 122 puede aumentar y finalizar la determinación inicial de normalidad del eje central de la imagen (por ejemplo, A1) del DPMVC 100 en relación con la superficie 154 del objeto usando el proyector 111 de luz de forma estructurada. Si se determina que la superficie 154 del objeto es una superficie maquinada/pulida, entonces el procesamiento puede continuar en la etapa 412, cuando se puede determinar si el eje central de la imagen DPMVC (por ejemplo, A1) es normal en todos los aspectos a la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto.

Si se determina que el eje central de la imagen DPMVC (por ejemplo, A1) no es normal en todos los aspectos a la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto, entonces en 414, el MVIP 122 puede comunicar los parámetros de ajuste al mecanismo 114 de despliegue, de modo que el mecanismo 114 de despliegue pueda normalizar la ubicación del DPMVC 100 en relación con la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto. Por ejemplo, el MVIP 122 puede aplicar transformaciones de artefactos para convertir los resultados del espacio de la imagen en medidas de unidad del espacio del objeto, lo cual puede luego regresar como comandos de corrección posicional al mecanismo 114 de despliegue y ajustar su posición.

Si se determina que el eje central de la imagen DPMVC (por ejemplo, A1) es normal en todos los aspectos a la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto, entonces el procesamiento puede continuar con la etapa 416, donde el LSCM 116 puede activar la fuente 106 de luz de traslación de eje axial (o la fuente 120 de luz de traslación orbital) y/o la fuente 109a de luz directa con persiana difusa en el periscopio 105a superior, utilizando la secuencia y la intensidad de luz correspondientes al tipo de superficie determinado, de modo que la superficie 154 del objeto se silencia en contraste para las imágenes subsiguientes (como se describió anteriormente con referencia a las Figuras 1D y 1H). Por ejemplo, el LSCM 116 puede secuenciar la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo para exponer características de objetos, que no se revelan bajo las fuentes (106, 109) de luz directa o difusa. El DPMVC 100 puede entonces devolver las capturas de secuencia fotograma al MVIP 122. El MVIP 122 puede combinar los análisis de todos los cuadros de caracterización de la superficie para cancelar o reducir en gran medida el ruido de la superficie (de la superficie del componente) del análisis de la característica objetivo (por ejemplo, el orificio 131 y el avellanador 130).

En 418, el DPMVC 100 puede tomar una pluralidad de imágenes (por ejemplo, imágenes 160, 162, ..., 164) del avellanador superior 130 utilizando la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo en el periscopio 105a superior, a la vez que varia el patrón de la fuente de luz, la secuencia y la intensidad de los LEDs dentro de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo a través del LSCM 116. Al combinar los análisis de los cuadros de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo (por ejemplo, imágenes 160, 162, ..., 164) junto con los resultados silenciados de la caracterización de la superficie (por ejemplo, la imagen 182 con la superficie 154 silenciada), se puede generar una imagen 166 compuesta de la característica objetivo (por ejemplo, avellanador 130), y la característica objetivo (por ejemplo, el avellanador 130, o el contra calibre, chaveta, ranura, remache, etc.) ahora se puede cuantificar con precisión (por ejemplo, determinando su ancho W4).

En 420, las dos últimas etapas (416 y 418) se pueden repetir para el avellanador 133 inferior utilizando las fuentes de luz correspondientes en el periscopio 105b inferior. Por ejemplo, el LSCM 116 puede activar la fuente de luz de traslación y/o la fuente 109b de luz directa con persiana difusa en el periscopio 105b inferior, utilizando la secuencia y la intensidad de luz correspondiente al tipo de superficie determinado, de modo que la superficie 154 del objeto se silencia en contraste para imágenes subsecuentes. El DPMVC 100 puede entonces tomar una pluralidad de imágenes del avellanador inferior (similar a las imágenes 160, 162, ..., 164) usando la fuente de luz circunferencial de ángulo bajo en el periscopio 105b inferior, a la vez que varía el patrón de la fuente de luz, secuencia e intensidad de las luces dentro de la fuente de luz circunferencial de ángulo bajo a través del LSCM 116.

En 422, el MVIP 122 puede generar una imagen final de los avellanadores superior e inferior (por ejemplo, imagen 166 compuesta), que cuantifica el cumplimiento del diseño y la ingeniería de la dimensión y la tolerancia, en función de la pluralidad de imágenes (por ejemplo, 160, 162, ..., 164) de los avellanadores superior e inferior. Por ejemplo, el MVIP 122 puede aplicar transformaciones de artefactos para convertir los resultados del espacio de imagen en medidas de unidad de espacio de objeto, los cuales se devuelven como corrección de posición (al mecanismo 114 de despliegue), y los resultados de inspección cuantificados, los cuales están ‘marcados’ con texto y gráficos indicativos, se superponen en la imagen final del objeto y/u opcionalmente se anexan a una tabla de archivo para su posterior procesamiento por otros métodos y sistemas.

Con base en cualquiera de los resultados de inspección cuantificados, el mecanismo 114 de despliegue puede ajustar cualquiera de los procesos relevantes de la máquina (por ejemplo, cortar los avellanadores superior e inferior, insertar/invertir un remache, aplicar sellante/sujetador a una abertura, etc.) por cuantificaciones MVIP 122. Si es necesario, el mecanismo 114 de despliegue puede posicionarse en la ubicación de la característica refinada y puede ejecutar los procesos relevantes de la máquina nuevamente. Si los procesos de la máquina se vuelven a ejecutar, el MVIP 122 puede indicar al DPMVC 100 que realice otra inspección de características.

Las Figuras 5A-5B son ilustraciones de operaciones realizadas para cuantificar el cumplimiento de los procesos de maquinado para diseño y la ingeniería de las dimensiones y la tolerancia, con base en la inspección del resultado de los procesos de maquinado utilizando un DPMVC, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-2 y 5A-5B, en 502, el mecanismo 114 de despliegue puede coordinar la posición de un cliente de visión artificial periscópica dual (DPMVC) y/o el componente para que una característica del componente (por ejemplo, una abertura aproximada para un avellanador, una la abertura aproximada para un remache, un cierre, etc.) esté dentro del espacio 110 del objeto de las cámaras DPMVC 102a-102b.

En 504, el DPMVC 100 puede tomar una pluralidad de imágenes de la característica del componente y la superficie 154 alrededor del componente usando una o más combinaciones de las fuentes de luz disponibles dentro del periscopio 105a superior del DPMVC 100 (es decir, la fuente 106 o 120de luz de traslación, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo y/o la fuente 109a de luz directa con persiana difusa). Por ejemplo, el LSCM 116 puede configurar diversas secuencias y combinaciones de todas las fuentes (106/120, 108, 109a-109b) de luz disponibles para caracterizar la superficie 154 del objeto (superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, arenado y superficie maquinada/pulida).

En 506, el MVIP 122 puede realizar una determinación inicial de normalidad del eje de imagen central del DPMVC 100 (por ejemplo, el eje A1) en relación con la superficie 154 del objeto dentro del espacio 110 del objeto, con base en la pluralidad de imágenes tomada. Además, el MVIP 122 puede clasificar la superficie del objeto como una de las siguientes: superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, arenado y superficie maquinada/pulida.

En 508, el MVIP 122 puede aumentar y finalizar la determinación inicial de normalidad del eje central de la imagen (por ejemplo, A1) del DPMVC 100 en relación con la superficie del objeto (por ejemplo, utilizando el proyector 111 de luz de forma estructurada si la superficie no está maquinada/pulida).

En el 510, el MVIP 122 puede hacer que el mecanismo 114 de despliegue ejecute un primer proceso de maquinado seguido de un segundo proceso de maquinado en relación con la característica del componente. Por ejemplo, si la característica del componente es una abertura de orificio rugosa para los avellanadores de precisión, entonces el primer y el segundo proceso de maquinado pueden estar cortando los avellanadores (130, 133) de precisión superior e inferior, respectivamente. Si la característica del componente es una abertura aproximada para un remache, el primer proceso de maquinado puede insertar el remache, y el segundo proceso de maquinado puede instalar el remache. Si la característica del componente es un sujetador sin tapar, entonces el primer proceso de maquinado puede estar aplicando un sellante al vástago del sujetador, y el segundo proceso de maquinado puede estar aplicando la tapa del sujetador a la aplicación del sellante. Si la característica del componente es un orificio áspero para un sujetador, entonces el primer proceso de maquinado puede insertar el sujetador, y el segundo proceso de maquinado puede aplicar un sellante y un collar, o una tapa, o una tuerca, al sujetador insertado.

En 512, el LSCM 116 puede activar la fuente 106 de luz de traslación axial (o la fuente 120 de luz de traslación orbital) y/o la fuente 109a de luz directa de persiana difusa en el periscopio 105a superior, utilizando la secuencia y la intensidad de la luz correspondiente al tipo de superficie determinado, de modo que la superficie 154 del objeto se silencia en contraste para las imágenes subsecuentes. Por ejemplo, el LSCM 116 puede secuenciar la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo para exponer características de objetos, las cuales no se revelan bajo las fuentes (106, 109a) de luz directa o difusa. El DPMVC 100 puede entonces devolver las capturas de secuencia de cuadro al MVIP 122. El MVIP 122 puede combinar análisis de todos los cuadros de caracterización de la superficie para cancelar o disminuir considerablemente el ruido de la superficie (de la superficie del componente) del análisis de la característica objetivo. Al combinar los análisis de los cuadros de la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo junto con los resultados silenciados de la caracterización de la superficie, la característica objetivo (por ejemplo, un avellanador de precisión de corte, un remache roto, un cierre con tapa, un orificio de contra-perforación, un avellanador, una chaveta, una ranura, etc.) se pueden ahora cuantificar con precisión.

En 514, el DPMVC 100 puede tomar una pluralidad de imágenes de una primera superficie de objeto resultante después del primer proceso de maquinado utilizando la fuente 106 de luz de traslación axial (o la fuente 120 de luz de traslación orbital), la fuente 109a de luz directa con persianas difusas, y/o la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo en el periscopio 105a superior del DPMVC 100, a la vez que varía el patrón de la fuente de luz, la secuencia y la intensidad de las luces dentro de estas fuentes de luz a través del LSCM 116.

En 516, se pueden repetir las dos últimas etapas (512 y 514) para la segunda superficie del objeto resultante después del segundo proceso de maquinado usando las fuentes de luz correspondientes en el periscopio 105b inferior del DPMVC 100.

En 518, el MVIP 122 puede generar una imagen final de la primera y la segunda superficies de objeto resultantes, cuantificando el cumplimiento de la dimensión y tolerancia de diseño e ingeniería, en función de la pluralidad de imágenes de la primera y la segunda superficies del objeto resultante. Por ejemplo, el MVIP 122 puede aplicar transformaciones de artefactos para convertir los resultados del espacio de imagen en medidas de unidad del espacio del objeto, las cuales se devuelven como corrección de posición (al mecanismo 114 de despliegue), y los resultados de inspección cuantificados, que están marcados con texto y gráficos indicativos, superpuestos en la imagen final del objeto y/u opcionalmente anexados a una tabla de archivo para su posterior procesamiento por otros métodos y sistemas. En una realización de ejemplo, el MVIP 122 puede generar la imagen final con base principalmente en la pluralidad de imágenes de la característica del componente y la superficie alrededor del componente que se tomaron utilizando una o más combinaciones de las fuentes de luz disponibles dentro del periscopio 105a superior del DPMVC 100.

Con base en cualquiera de los resultados de inspección cuantificados, el mecanismo 114 de despliegue puede ajustar cualquiera de los procesos relevantes de maquinado (por ejemplo, cortar los avellanadores superiores e inferiores, insertar/trastornar un remache, aplicar sellante/sujetador a una abertura, etc.) por cuantificaciones MVIP 122. Si es necesario, el mecanismo 114 de despliegue puede posicionarse en la ubicación de la característica refinada y puede ejecutar los procesos relevantes de maquinado nuevamente. Si los procesos de maquinado se vuelven a ejecutar, el MVIP 122 puede indicar al DPMVC 100 que realice otra inspección de características.

En una realización de ejemplo, el DPMVC 100 puede utilizar un solo periscopio (por ejemplo, el periscopio 105a superior) para el análisis de imágenes cuantificables de superficies de componentes. Además de la reducción en el tamaño del dispositivo, dicha implementación puede ser útil en casos cuando la superficie del componente no tiene un orificio pasante y se puede requerir la inspección de una sola superficie del componente.

En otra realización de ejemplo, con referencia a las Figuras 1A-2, un método para determinar la conformidad de un componente de aeronave para diseño y dimensionalidad de ingeniería y tolerancias dentro de un entorno 200 de fabricación puede incluir la recolección por el MVIP 122 de al menos una primera imagen de una primera cámara 102a de una abertura o un primer avellanador de precisión del componente de la aeronave (por ejemplo, el componente 113), donde la primera cámara 102a está en una primera posición y opera en uno o más entornos de luminancia (por ejemplo, usando cualquiera de las fuentes 106/120, 108, 109a y 111 de luz estructuradas dentro del periscopio 105a superior). El MVIP 122 puede recopilar al menos una segunda imagen de una segunda cámara 102b de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente de la aeronave, donde la segunda cámara 102b está en una segunda posición y opera en un entorno de iluminación alternativo (por ejemplo, usando cualquiera de la fuente de luz estructurada dentro del periscopio 105b inferior) para diferenciar características que incluyen el orificio y el avellanador contra su intersección con el componente 113. El MVIP 122 puede calcular parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue) del entorno 200 de fabricación, con base en la primera y la segunda imágenes recopiladas. El MVIP 122 puede comunicar parámetros posicionales y de refinamiento del proceso al mecanismo 114 de despliegue, para proporcionar control adaptativo de uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, 114) del entorno 200 de fabricación.

El control adaptativo de al menos uno o más de los mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue) puede incluir la compensación de uno o más de la deriva dimensional, el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie y/o las distorsiones de las piezas dentro del entorno de fabricación. El entorno de iluminación alternativo (por ejemplo, cualquiera de las fuentes de luz dentro del periscopio 105b inferior) puede configurarse para mejorar el contraste de una o más marcas irregulares en una o más paredes del componente 113. El LSCM 116 (o MVIP 122) puede activar al menos una fuente de luz espectral durante uno de los primeros entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz espectral puede permitir caracterizar y revelar la presencia o ausencia de comportamiento espectral, concavidad y convexidad en el espacio del objeto en el campo de visión de la primera cámara 102a. La al menos una fuente de luz espectral puede estar dispuesta axialmente (por ejemplo, la fuente 106) u orbital (por ejemplo, la fuente 120 de luz de traslación orbital) en relación con un eje A2 central del periscopio 105a superior.

El LSCM 116 también puede activar al menos una fuente de luz circunferencial (por ejemplo, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo) durante un segundo de uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz circunferencial puede incluir una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas (por ejemplo, LEDs), y la pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas puede estar dispuesta en un ángulo agudo en relación con el espacio del objeto en el campo de visión de la primera cámara 102a. El MVIP 122 y/o el LSCM 116 pueden activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa (por ejemplo, 109a) durante un tercio del uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente 109a de luz directa con persiana difusa puede ser operable para inundar el espacio del objeto en el campo de visión de la primera cámara con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en superficies texturizadas por máquina.

En otra realización de ejemplo, un método para inspeccionar un componente (113) en un entorno 200 de fabricación puede incluir desplegar (por ejemplo, mediante el mecanismo 114 de despliegue) una primera cámara 102a en una primera posición con respecto a una abertura dentro del componente 113. El mecanismo 114 de despliegue puede desplegar una segunda cámara en una segunda posición con respecto a la abertura. El MVIP 122 puede recopilar al menos una primera imagen de la primera cámara 102a de la abertura o un primer avellanador de precisión del componente 113, donde la primera cámara 102a puede operar en uno o más entornos de luminancia (por ejemplo, usando cualquiera de las fuentes 106/120, 108, 109a, 111 de luz dentro del periscopio 105a superior). El MVIP 122 puede recopilar al menos una segunda imagen de la segunda cámara 102b de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente, donde la segunda cámara 102b puede operar en un entorno de iluminación alternativo (por ejemplo, utilizando cualquiera de las fuentes de luz estructuradas dentro del periscopio 105b inferior).

El MVIP 122 puede generar al menos una imagen combinada del primer avellanador de precisión y el segundo avellanador de precisión con base en la recopilación de al menos una primera imagen y al menos una segunda imagen. La al menos una imagen combinada puede superponerse con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento del componente con una o más especificaciones técnicas. La primera cámara 102a (dentro del periscopio 105a superior) y la segunda cámara 102b (dentro del periscopio 105b inferior) pueden desplegarse simultáneamente en las superficies superior e inferior del componente 113, respectivamente. El MVIP 122 puede ubicar, durante el despliegue de la primera y la segunda cámaras, un orificio asociado con el primer y el segundo avellanadores de precisión, utilizando retroiluminación provista dentro del entorno de iluminación alternativo del periscopio 105b inferior. La retroiluminación puede usar al menos una fuente de luz de traslación y/o al menos una fuente de luz directa con persiana difusa (por ejemplo, 109b) asociada con la segunda cámara 102b.

El MVIP 122 puede recopilar una pluralidad de imágenes de la abertura y/o la superficie del componente que rodea la abertura usando una o más combinaciones de una fuente de luz de traducción (por ejemplo, la fuente 106 de luz de traslación axial o la fuente 120 de luz de traslación orbital), una fuente de luz circunferencial (por ejemplo, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo) y/o una fuente (109a) de luz directa con persianas difusas asociada con la primera cámara 102a dentro del periscopio 105a superior. El MVIP 122 puede realizar una determinación inicial de normalidad de un eje de imagen central (por ejemplo, A1) del campo de visión de la primera cámara 102a en relación con la superficie del componente que rodea la abertura, con base en la pluralidad de imágenes recopiladas (por ejemplo, las al menos una primera y segunda imágenes recopiladas). El MVIP 122 puede clasificar, de acuerdo con la pluralidad de imágenes recopiladas, la superficie del componente que rodea la abertura como una de: una superficie imprimada/pintada, superficie con granallado, superficie lijada, arenado y superficie maquinada/pulida.

Si la superficie del componente que rodea la abertura es una de: una superficie imprimada/pintada, una superficie de granallado, una superficie lijada y una superficie de arenado, el MVIP 122 puede finalizar la determinación inicial de normalidad utilizando un proyector de luz de forma estructurada (por ejemplo, 111) asociado con la primera cámara 102a. El MVIP 122 puede activar al menos una fuente de luz espectral durante uno de los primeros o más entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz espectral puede permitir caracterizar y revelar la presencia o ausencia de comportamiento espectral, concavidad y convexidad en el espacio del objeto en el campo de visión de la primera cámara 102a. La al menos una fuente de luz espectral puede estar dispuesta axialmente (por ejemplo, la fuente 106 de luz de traslación axial) u orbital (por ejemplo, la fuente 120 de luz de traslación orbital) en relación con un eje central de la primera cámara 102a (por ejemplo, el eje A2 central). El LSCM 116 puede activar al menos una fuente de luz circunferencial (por ejemplo, la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo) durante un segundo de uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz circunferencial puede incluir una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas (por ejemplo, LEDs), cuyas fuentes de luz espectral con persianas pueden estar dispuestas en un ángulo agudo en relación con el espacio 110 del objeto en el campo de visión de la primera cámara. 102a. El LSCM 116 puede activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa (por ejemplo, 109a) durante un tercio del uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente 109a de luz directa con persiana difusa puede ser operable para inundar el espacio 110 del objeto en el campo de visión de la primera cámara 102a con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en las superficies texturizadas por máquina.

La Figura 6A es una ilustración de las operaciones realizadas para medir la dimensionalidad de un componente, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-2 y 6A, la medición de la dimensionalidad puede comenzar en 602 recolectando al menos una primera imagen de una primera cámara (por ejemplo, la cámara 102a) de una abertura o un primer avellanador de precisión del componente (por ejemplo, el componente 113). En 604, se puede recopilar al menos una segunda imagen de una segunda cámara (por ejemplo, la cámara 102b) de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente (por ejemplo, el componente 113). En 606, los parámetros de posicionamiento y refinamiento del proceso pueden calcularse para uno o más mecanismos controlados numéricamente, en función de las al menos primera y segunda imágenes recopiladas. Por ejemplo, el MVIP 122 puede calcular dichos parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para el mecanismo 114 de despliegue. En 608, los parámetros calculados de posicionamiento y refinamiento del proceso pueden retroalimentarse a uno o más procesadores de imagen (por ejemplo, el MVIP 122) para proporcionar control de uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue).

La primera cámara (por ejemplo, la cámara 102a) puede estar en una primera posición y puede operar en uno o más entornos de luminancia usando una o más de una pluralidad de fuentes de luz estructuradas (como se explica aquí anteriormente). La segunda cámara (por ejemplo, la cámara 102b) puede estar en una segunda posición y puede operar en un entorno de iluminación alternativo (por ejemplo, utilizando una o más fuentes de luz estructuradas dentro del periscopio 105b inferior) para diferenciar las características del componente, tal como el orificio y avellanador contra su intersección con la superficie del componente. El control adaptativo de uno o más de los mecanismos controlados numéricamente puede incluir compensar uno o más de la deriva dimensional, el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie y las distorsiones de las partes. El entorno de iluminación alternativo puede configurarse para mejorar el contraste de una o más marcas irregulares en una o más paredes del componente. Al menos una fuente de luz espectral puede activarse durante uno de los primeros entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz espectral puede permitir caracterizar y revelar la presencia o ausencia de uno o más de comportamiento espectral, concavidad y convexidad en un espacio de objetos en un campo de visión de la primera cámara 102a.

La al menos una fuente de luz espectral puede estar dispuesta axial u orbitalmente en relación con un eje central (por ejemplo, el eje A2 central) de la primera cámara (por ejemplo, la cámara 102a). Al menos una fuente de luz circunferencial puede activarse durante un segundo de uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz circunferencial puede incluir una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas, la pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas dispuestas en un ángulo agudo en relación con el espacio 110 del objeto en el campo de visión de la primera cámara. Al menos una fuente de luz directa con persiana difusa también puede activarse durante un tercio de uno o más entornos de luminancia. La al menos una fuente de luz directa con persiana difusa puede ser operable para inundar el espacio del objeto en el campo de visión de la primera cámara con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en las superficies texturizadas por la máquina.

La Figura 6B es otra ilustración de las operaciones realizadas para medir la dimensionalidad de un componente, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a las Figuras 1A-2 y 6B, la medición de la dimensionalidad puede comenzar en 610 mediante la recopilación de al menos una primera pluralidad de imágenes (por ejemplo, imágenes 160, 162, ..., 164) de una primera cámara (por ejemplo, la cámara 102a) de un primer avellanador de precisión (por ejemplo, el avellanador 130) del componente (por ejemplo, el componente 113). Cada una de la pluralidad de imágenes se puede recopilar utilizando una fuente de luz diferente (por ejemplo, los LEDs il, ..., g2 en la fuente 108 de luz circunferencial de ángulo bajo). En 612, se puede generar una imagen compuesta (por ejemplo, la imagen 166) del primer avellanador de precisión (por ejemplo, el avellanador 130) utilizando la primera pluralidad de imágenes (por ejemplo, las imágenes 160, 162, ..., 164). En 614, los parámetros de posicionamiento y refinamiento del proceso pueden calcularse para uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue) asociado con el primer avellanador de precisión, con base en la dimensionalidad del primer avellanador de precisión (por ejemplo, ancho W4 del avellanador) en la imagen compuesta generada (por ejemplo, la imagen 166). Por ejemplo, el MVIP 122 puede calcular dichos parámetros de refinamiento posicionales y de proceso para el mecanismo 114 de despliegue. En 616, los parámetros de refinamiento posicionales y de proceso pueden retroalimentarse a uno o más procesadores de imagen (por ejemplo, el MVIP 122) para proporcionar control adaptativo de uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue).

La Figura 7 es una vista en diagrama de bloques de un DPMVC de ejemplo, de acuerdo con una realización de ejemplo. Con referencia a la Figura 7, se ilustra un aparato (por ejemplo, el DPMVC 100) para inspeccionar un componente. El DPMVC puede comprender una carcasa 701. La carcasa 701 puede comprender una primera cámara 702, una segunda cámara 706, un primer periscopio 704, un segundo periscopio 708 y un procesador 710 de imágenes. La carcasa 701, la primera cámara 702 y la segunda cámara 706 puede tener funcionalidades sustancialmente similares a las de la carcasa 101 y la primera y la segunda cámaras 102a-102b, que se describen aquí anteriormente. Además, el primer periscopio 704, el segundo periscopio 708 y el procesador 710 de imágenes pueden tener funcionalidades sustancialmente similares a los periscopios 105a-105b y el MVIP 122, respectivamente.

El primer periscopio 704 puede disponerse dentro del campo de visión de la primera cámara 702. El segundo periscopio 708 puede disponerse dentro del campo de visión de la segunda cámara 706. Durante una inspección de componentes, el procesador 710 de imágenes puede estar configurado para recopilar al menos una primera imagen de la primera cámara 702 de una abertura o un primer avellanador de precisión del componente. La primera cámara 702 puede funcionar en al menos un entorno de iluminación (mediante, por ejemplo, utilizando al menos una fuente de luz estructurada, tal como 106/120, 108, 109a y/o 111 con referencia en las Figuras 1A-2). El procesador 710 de imágenes también puede configurarse para recopilar al menos una segunda imagen de la segunda cámara 706 de la abertura o un segundo avellanador de precisión del componente. La segunda cámara 706 puede operar en un entorno de iluminación alternativo (por ejemplo, utilizando cualquiera de las fuentes de luz estructuradas disponibles dentro del periscopio inferior 708).

El procesador 710 de imágenes puede configurarse además para generar al menos una imagen combinada del primer avellanador de precisión y el segundo avellanador de precisión con base en la al menos una primera imagen y al menos una segunda imagen recopilada, donde al menos una imagen combinada puede superponerse con al menos un indicador que cuantifica el cumplimiento del componente con una o más especificaciones técnicas. El procesador 710 de imágenes puede configurarse adicionalmente para calcular parámetros de refinamiento posicionales y de procesos para uno o más mecanismos controlados numéricamente (por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue), con base en la al menos una imagen combinada generada. El al menos un procesador también puede comunicar parámetros de refinamiento posicionales y de procesos (para, por ejemplo, el mecanismo 114 de despliegue) para proporcionar control adaptativo de uno o más mecanismos controlados numéricamente.

La Figura 8A es un diagrama de flujo de producción de aeronaves y metodología de servicio. La Figura 8B es un diagrama de bloques de una aeronave. Con referencia más particularmente a los dibujos, las realizaciones de la presente divulgación se pueden describir en el contexto de un método 800 de fabricación y servicio de aeronave como se muestra en la Figura 8A y una aeronave 802 como se muestra en la Figura 8B. Durante la preproducción, el método 800 de ejemplo puede incluir la especificación y el diseño 804 de la aeronave 802 y la adquisición 806 de material. Durante la producción, se lleva a cabo la fabricación 808 de componentes y subconjuntos y la integración 810 del sistema de la aeronave 802. Posteriormente, la aeronave 802 puede pasar por la certificación y entrega 812 con el fin de ser puesta en servicio 814. A la vez que está en servicio por parte de un cliente, la aeronave 802 puede programarse para el mantenimiento de rutina y el servicio 816 (que también puede incluir la modificación, reconfiguración, renovación, y así sucesivamente).

Cada uno de los procesos del método 800 puede ser realizado o llevado a cabo por un integrador de sistemas, un tercero y/o un operador (por ejemplo, un cliente). Para los propósitos de esta descripción, un integrador de sistemas puede incluir, sin limitación, cualquier número de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir, sin limitación, cualquier número de proveedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una aerolínea, una compañía de arrendamiento, una entidad militar, una organización de servicio, etc.

Como se muestra en la Figura 8B, la aeronave 802 producida por el método 800 de ejemplo puede incluir un fuselaje 818 con una pluralidad de sistemas 820 y un interior 822. Los ejemplos de sistemas 820 de alto nivel incluyen uno o más de un sistema 824 de propulsión, un sistema 826 eléctrico, un sistema 828 hidráulico y un sistema 830 ambiental. Se puede incluir cualquier número de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la invención pueden aplicarse a otras industrias, tal como la industria automotriz.

El aparato y los métodos incorporados aquí pueden emplearse durante una o más de las etapas del método 800 de producción y servicio. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos correspondientes al proceso 808 de producción pueden fabricarse o manufacturarse de una manera similar a los componentes o subconjuntos producidos a la vez que la aeronave 802 está en servicio. Además, una o más de las realizaciones de aparatos, realizaciones de métodos, o una combinación de los mismos descritos aquí, pueden utilizarse durante las etapas 808 y 810 de producción, por ejemplo, mediante la inspección de avellanadores de precisión en estructuras metálicas mediante visión artificial. Dicha inspección de los avellanadores de precisión se puede usar con respecto a numerosos componentes de la aeronave 802, acelerando sustancialmente el ensamblaje de la aeronave 802 o reduciendo el coste de la misma. De manera similar, una o más de las realizaciones del aparato, realizaciones del método o una combinación descritas de los mismos, se puede utilizar a la vez que la aeronave 802 está en servicio, por ejemplo y sin limitación, para el mantenimiento y servicio 816. A este respecto, midiendo (en un componente que se está inspeccionando o revisando) la dimensionalidad de los avellanadores de precisión mediante visión artificial (como se describe aquí anteriormente), se puede determinar si el componente inspeccionado cumple con las dimensiones y tolerancias de diseño e ingeniería.

Ciertas realizaciones pueden comprender un medio legible por máquina no transitorio almacenado en esta, un programa informático que tiene al menos una sección de código para comunicar información dentro de una red, la al menos una sección de código que es ejecutable por una máquina para hacer que la máquina realice uno o más de las etapas del método descritos aquí. El medio legible por máquina puede incluir, por ejemplo, un CD/DVD-ROM o cualquier otro tipo de medio de almacenamiento que sea legible por un dispositivo informático.

Por consiguiente, los aspectos de la presente divulgación pueden realizarse en hardware, software, firmware o una combinación de los mismos. La presente divulgación puede realizarse de manera centralizada en al menos un sistema informático o de manera distribuida en donde diferentes elementos se extienden a través de diversos sistemas informáticos interconectados. Es adecuado cualquier tipo de sistema informático u otro aparato adaptado para llevar a cabo los métodos descritos aquí. Una combinación típica de hardware, software y firmware puede ser un sistema informático de propósito general con un programa informático que, al ser cargado y ejecutado, controla el sistema informático de manera que lleve a cabo los métodos descritos aquí.

Una realización de la presente divulgación puede implementarse como un producto de nivel de placa, como un solo chip, un circuito integrado específico de aplicación (ASIC), o con niveles variables integrados en un solo chip con otras partes del sistema como componentes separados. El grado de integración del sistema se determinará principalmente por consideraciones de velocidad y coste. Debido a la naturaleza sofisticada de los procesadores modernos, es posible utilizar un procesador disponible comercialmente, que puede implementarse de manera externa a una implementación ASIC del sistema actual. Alternativamente, si el procesador está disponible como un bloque ASIC central o lógico, entonces el procesador disponible comercialmente puede implementarse como parte de un dispositivo ASIC con diversas funciones implementadas como firmware.

La presente divulgación, o partes de la misma, también pueden integrarse en un producto de programa informático, que comprende todas las características que permiten la implementación de los métodos descritos aquí, y que cuando se carga en un sistema informático es capaz de llevar a cabo estos métodos. El programa informático en el presente contexto puede significar, por ejemplo, cualquier expresión, en cualquier lenguaje, código o notación, de un conjunto de instrucciones destinadas a causar que un sistema tenga una capacidad de procesamiento de información para realizar una función particular directamente o después de uno o ambos de los siguiente: a) conversión a otro idioma, código o notación; b) reproducción en una forma material diferente. Sin embargo, la presente descripción también contempla otros significados de programa informático dentro de la comprensión de los expertos en la técnica.

Si bien la presente divulgación se ha descrito con referencia a ciertas realizaciones, los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios y pueden sustituirse equivalentes sin apartarse del alcance de la presente divulgación. Además, pueden realizarse diversas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la presente divulgación sin apartarse de su alcance. Por lo tanto, se pretende que la presente divulgación no se limite a las realizaciones particulares divulgadas, sino que la presente divulgación incluya todas las realizaciones que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para medir la dimensionalidad de un componente (113), que comprende:

recopilar al menos una primera pluralidad de imágenes de una primera cámara (102a) de un primer avellanador (130) de precisión del componente, en donde cada una de dicha pluralidad de imágenes se recolecta usando una fuente de luz diferente;

generar una imagen compuesta de dicho primer avellanador de precisión utilizando dicha primera pluralidad de imágenes;

calcular los parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para uno o más mecanismos controlados numéricamente asociados con dicho primer avellanador de precisión, con base en la dimensionalidad de dicho primer avellanador de precisión en dicha imagen compuesta generada; y

retroalimentar dichos parámetros posicionales y de refinamiento del proceso para proporcionar un control adaptativo de dicho uno o más mecanismos controlados numéricamente.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: recopilar al menos una segunda imagen de una segunda cámara (102b) de un segundo avellanador (133) de precisión del componente, en donde:

dicha primera cámara (102a) está en una primera posición y opera en uno o más entornos de luminancia; y dicha segunda cámara se encuentra en una segunda posición y opera en un entorno de iluminación alternativo para diferenciar características que incluyen el orificio (131) y el avellanador (130) contra su intersección con la superficie del componente (113).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho control adaptativo de dicho uno o más de los mecanismos controlados numéricamente comprende compensar uno o más de la deriva dimensional, el desgaste del cortador, la anomalía de la superficie y las distorsiones de las partes.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en donde dicho entorno de iluminación alternativo está configurado para mejorar el contraste de una o más marcas irregulares en una o más paredes (132) del componente mediante el uso de un LED para emitir una luminancia controlada a un ángulo agudo más allá de una línea (141) central de un espacio (110) del objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende la activación de al menos una fuente de luz espectral durante uno de dichos uno o más entornos de luminancia, en donde la al menos una fuente de luz espectral comprende una matriz colineal de fuentes de luz espectral o una fuente de luz espectral trasladada axialmente, y en donde dicha al menos una fuente de luz espectral permite caracterizar y revelar la presencia o ausencia de al menos uno de comportamiento espectral, concavidad y convexidad en dicho espacio de objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha al menos una fuente (106, 120) de luz espectral está dispuesta axial u orbitalmente en relación con un eje central de dicha primera cámara.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende activar al menos una fuente de luz circunferencial durante un segundo de dicho uno o más entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz circunferencial comprende una pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas, dicha pluralidad de fuentes de luz espectral con persianas dispuestas en un ángulo agudo en relación con dicho espacio (110) del objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende activar al menos una fuente de luz directa con persiana difusa durante un tercio de dicho uno o más entornos de luminancia, en donde dicha al menos una fuente de luz directa con persiana difusa es operable para inundar dicho espacio (110) del objeto en dicho campo de visión de dicha primera cámara (102a) con luz directa y difusa para superar las fuentes de luz ambiental y silenciar el contraste en superficies texturizadas por la máquina.