ES2885230T3

ES2885230T3 - Procedimiento e instalación de control dimensional en línea de objetos fabricados

Info

Publication number: ES2885230T3
Application number: ES18803752T
Authority: ES
Inventors: Laurent Cosneau; Olivier Colle
Original assignee: Tiama SA
Current assignee: Tiama SA
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2038-10-29
Also published as: PL3701221T3; JP2021500571A; BR112020007591B1; CN111279148B; EP3701221A1; FR3073043A1; US11493334B2; CN111279148A; BR112020007591A2; US20200300619A1; FR3073043B1; EP3701221B1; RU2768110C2; RU2020116530A; WO2019081875A1; RU2020116530A3; MX2020004360A; JP7323517B2

Abstract

Procedimiento de medición automática de dimensiones lineales de objetos fabricados (2) de una serie, que consiste en: - seleccionar una serie de objetos fabricados (2), en la que cada uno de dichos objetos está constituido de un material con un coeficiente de atenuación constante en cualquier punto del objeto; - seleccionar al menos una región a inspeccionar de los objetos, en la que debe medirse al menos una dimensión lineal; - transportar, por medio de un dispositivo de transporte, los objetos en movimiento en una dirección (T) de desplazamiento según una trayectoria sensiblemente rectilínea en un plano de transporte (Pc), generando estos objetos un volumen de transporte (Vt) en el curso de su desplazamiento; - posicionar, fuera del volumen de transporte (Vt), al menos un foco (Fj) de un tubo generador de rayos X y de los sensores de imágenes (Cji), cada uno de los cuales está expuesto y es sensible a los rayos X emitidos desde un foco asociado (Fj), habiendo atravesado estos rayos X al menos la región a inspeccionar produciendo sobre cada sensor de imágenes una proyección radiográfica según la dirección de proyección (Dji); - adquirir con la ayuda de los sensores de imágenes (Cji), para cada objeto en el curso de su desplazamiento, al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, obtenidas de al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar, cuyas direcciones de proyección (Dji) son diferentes entre sí; - analizar las al menos tres imágenes radiográficas, con la ayuda de un sistema informático; - poner a la disposición del sistema informático un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos; - determinar con la ayuda del sistema informático, considerando un coeficiente de atenuación constante y a partir del modelo geométrico a priori y de al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, un modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar para cada objeto de la serie constituida de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji); - para cada objeto de la serie, determinar a partir el modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar al menos una medida de dimensión lineal de la región a inspeccionar, como es la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento e instalación de control dimensional en línea de objetos fabricados

La invención se refiere al campo del control dimensional por rayos X de objetos fabricados de naturaleza idéntica, que forman una serie de objetos.

Más particularmente, el objeto de la invención pretender obtener la medida por rayos V de dimensiones lineales, es decir, de las longitudes tomadas sobre objetos fabricados, en sentido general, tales como, por ejemplo, recipientes, piezas moldeadas o mecanizadas, piezas mecánicas, embalajes, elementos de carrocería.

La técnica anterior conocer diversas técnicas que permiten el control dimensional de objetos por rayos X. Se conocen igualmente sistemas de inspección de equipajes, que no pretenden medir las dimensiones de objetos conocidos, sino detectar objetos prohibidos o cantidades de materiales prohibidos, que se presentan en disposiciones, formas y cantidades prácticamente aleatorias.

También se conocen sistemas de rotación axial, de los que forma parte la tomografía asistida por ordenador o CT (“computed tomography”). Este método clásico se describe en el artículo de « Computed tomography for dimensional metrology » de J.P.Kruth(l) & all, en CIRP Annals Volumen 60, N° 2, 2011, páginas 821-842 y aplicado, por ejemplo, por los aparatos de tomografía comercializados por las sociedades Werth Messtechnik o General Electric. Este método consiste en posicionar entre un tubo generador de rayos X y un sensor de imágenes de rayos X matricial o lineal un objeto sobre una mesa giratoria alrededor de un eje vertical. Un número muy grande (al menos 100 y a menudo más de 600) imágenes radiográficas 2D de los objetos son adquiridas durante la rotación. Si el sensor de imágenes es matricial, el haz está confinado ventajosamente en ventilador (“fan beam” - haz en abanico) en un plano ortogonal al eje de rotación y la rotación se acompaña de una traslación según el eje vertical de la rotación, para un barrido completo de tipo helicoidal. Esta técnica puede suministrar medidas tridimensionales de gran precisión. Sin embargo, el tiempo de adquisición necesita al menos un minuto para los sistemas más rápidos, al que se añade los tiempos de carga y descarga de los objetos, de tal manera que son inspeccionados de 10 a 30 objetos por hora como máximo.

Otra solución llamada de pórtico rotatorio es propuesta, por ejemplo, por el aparato conocido bajo la denominación comercial « speed/scan CT 64 » de la General Electric Company. De la misma manera que ciertos escáneres 3D para barridos, este concepto de solución es similar a los tomógrafos de imaginería médica desde el punto de vista de los movimientos relativos entre fuente, objeto y sensor de imágenes. En efecto, los objetos fabricados o los equipajes, dispuestos sobre un transportador, están en traslación en el aparato. Atraviesan un plano de proyección ortogonal a la dirección de desplazamiento. En un pórtico circular que contiene dicho plano, se hace girar alrededor del eje central de desplazamiento una fuente de rayos X y un sensor de imágenes generalmente curvado, opuesto a la fuente, para obtener tramo por tramo o por exploración helicoidal, las proyecciones necesarias para la reconstrucción 3D por un algoritmo que aplica, por ejemplo, el método de “proyección trasera filtrada” o el método ART. El objetivo de estos aparatos es permitir la adquisición de un número muy grande de proyecciones en cada revolución del pórtico, por ejemplo 100, incluso 700 a 1000 imágenes por tramo. La reconstrucción 3D de los objetos se realiza, por ejemplo, tramo por tamo. En efecto, habiendo determinado la atenuación en cualquier punto del tramo, concatenando los tramos obtenidos durante el desplazamiento del objeto, se obtiene un valor de atenuación en cualquier elemento de volumen del objeto.

Aunque estos aparatos de rotación vertical o de pórtico rotatorio son muy precisos gracias al gran número de imágenes suministradas, estos aparatos con costosos y lentos y en la práctica reservados al control fuera de línea, puesto que no están adaptados para el control dimensional en línea para cadencias que pueden alcanzar y exceder 600 artículos por minuto con desplazamientos de 1m/s.

La solicitud de patente DE 102014 103137 describe un procedimiento para determinar características geométricas sobre una pieza a mecanizar con la ayuda de un sistema de detectores tomodensitométricos, constituida por una fuente de rayos X, un detector plano y un eje mecánico para hacer girar la pieza o para hacer girar la fuente de rayos X y el detector.

El procedimiento adquiere imágenes radiográficas durante la rotación y asegura una representación de la superficie utilizando un modelo de la superficie. Tal procedimiento evita la aplicación de etapas de reconstrucción de los datos de volumen para reducir el tiempo de cálculo. Tal técnica no permite medir piezas fabricadas a alta cadencia, puesto que necesita la carga de las piezas sobre una mesa giratoria, después una rotación alrededor de al menos 180°, luego su descarga para el control de otra pieza.

Para paliar los inconvenientes del tubo y sensor de imágenes colocadas sobre un pórtico giratorio, la patente US 8 971 484 describe un sistema de inspección de equipajes en el que el sistema giratorio es sustituido por una red de fuentes de rayos X multi-haces estacionarios accionados sucesivamente para crear un desplazamiento virtual de las fuentes de rayos X que permite suministrar un gran número de imágenes radiográficas con ángulos diferentes de proyección. Con relación a los sistemas de rotación física limitados a 4 revoluciones por segundo, el número de “rotaciones virtuales” se eleva a 40 revoluciones por segundo. Esta técnica, que se aplica por el aparato conocido bajo la denominación comercial Rapiscan RTT de la sociedad Rapiscan Systems, es apto para controlar 1.200 equipajes por hora, realizando decenas de miles de imágenes 2D de los equipajes, considerando que la rotación suministra aproximadamente 40 ángulos de proyección diferentes.

Esta técnica se ha revelado muy costosa en razón del precio elevado para las multi-fuentes de rayos X y de la potencia de cálculo necesaria para el tratamiento de un volumen muy importante de daros. Además, las cadencias de control están todavía limitadas y no están adaptadas para el control en línea.

Las patentes US 7 319 737 y US 7221 732 proponen controlar equipajes por una técnica llamada laminografía digital o tomosíntesis. Los barridos atraviesan una sucesión de planos de proyecciones cónicas llamadas “fan beam” - haz en abanico y cada uno de los cuales contiene una pareja de sensores de imágenes lineales dispuestas en L. Estas técnicas pretender pretenden buscar armas o explosivos en los equipajes que contienen objetos de forma y materiales muy diversos, visualizando sus posiciones 3d en el equipaje y evaluando, por ejemplo, el volumen de producto sospechoso. Es frecuente utilizar esta tecnología multi-espectral con el fin de determinar igualmente el número atómico de la materia. Estos sistemas buscan, por lo tanto, determinar un valor de atenuación en cualquier punto de un equipaje. En cambio, estos sistemas no son aptos para determinar una alta cadencia y con precisión dimensiones de objetos fabricados con el objeto de un control de calidad.

La solicitud de patente JP S60 260807 propone medir el espesor de las paredes de un tubo que se desplaza en traslación según el eje del tubo, con la ayuda de medidas por rayos X emitidos desde uno o varios focos, a cada uno de los cuales están asociados sensores. Los focos y los sensores están posicionados para realizar proyecciones radiográficas según un plano ortogonal a la dirección de desplazamiento del tubo. Por lo tanto, las proyecciones radiográficas están coplanares en un plano de proyección que está ortogonal al eje de simetría del tubo. La dirección de estas proyecciones radiográficas forma un ángulo recto (90°) con relación a la dirección de desplazamiento. Esta técnica no permite conocer completamente las superficies interna y externa del tubo. El procedimiento descrito por esta solicitud de patente permite medir únicamente el espesor acumulado de las dos paredes del tubo en la dirección de proyección, sin reconstrucción de un modelo tridimensional de un tubo que permita realizar mediciones precisas en las otras direcciones.

De la misma manera, la patente US 5864600 describe un procedimiento para determinar el nivel de llenado de un recipiente con la ayuda de una fuente de rayos X y de un sensor que están dispuestos transversalmente a ambas partes del transportador de transporte de los recipientes. Este sistema no permite efectuar mediciones para una superficie orientada no transversalmente, puesto que este documento no prevé una modelización tridimensional de los recipientes.

La solicitud de patente US 2009/0262891 describe un sistema para detectar por rayos X objetos colocados en equipajes desplazados en traslación por un transportador. Este sistema comprende tubos generadores impulsados o un sensor que tiene una dimensión grande paralelamente al sentido de desplazamiento. Este documento prevé un método de reconstrucción del objeto que no es satisfactorio, puesto que la ausencia de proyecciones en la dirección de desplazamiento o permite la medición de dimensiones en la dirección ortogonal en el sentido de desplazamiento. La falta de proyecciones radiográficas en un sector angular no permite realizar un modelo numérico adaptado para asegurar mediciones precisas.

La solicitud de patente DE 197 56 697 describe un dispositivo que presenta los mismos inconvenientes que la solicitud de patente US 2009/0262891.

La solicitud de patente WO 2010/092368 describe un dispositivo de visualización de un objeto que se desplaza en traslación por rayos X con la ayuda de una fuente de radiación y de tres sensores lineales.

La solicitud de patente US 2010/220910 describe un método de detección de anomalías de un objeto realizando un modelo 3D de referencia que representa el objeto ideal. El procedimiento pretende comparar a continuación una imagen 3D adquirida de un objeto real con la imagen 2D correspondiente al modelo de referencia para deducir a partir de ello una anomalía. Este método no permite realizar mediciones precisas de un objeto y únicamente permite controlar un objeto en las imágenes 2D realizadas, por lo tanto únicamente las direcciones ortogonales a las direcciones de proyección.

El objeto de la invención pretende remediar los inconvenientes de la técnica anterior proponiendo un procedimiento poco costoso de aplicar y que permite el control dimensional preciso por rayos X de objetos fabricados que desfilan en traslación a alta velocidad.

Se conoce en tomografía que la ausencia de proyecciones radiográficas alrededor de una dirección dada impide la reconstrucción de las superficies paralelas a esta dirección, creando el fenómeno de “frontera ausente”, lo que impide para un control dimensional la medición de dimensiones ortogonales a las proyecciones radiográficas ausentes.

Por lo tanto, otro objeto de la invención pretende proponer un procedimiento que permite realizar mediciones precisas sobre objetos desplazados en traslación, construyendo un modelo numérico tridimensional preciso y completo cuando las proyecciones radiográficas están en número limitado y no pueden ser adquiridas alrededor de la dirección de transporte de los objetos.

Según la invención, el procedimiento de medición automática de dimensiones lineales de objetos fabricados de una serie consiste en:

- seleccionar una serie de objetos fabricados, en la que cada uno de dichos objetos está constituido de un material con un coeficiente de atenuación constante en cualquier punto del objeto;

- seleccionar al menos una región a inspeccionar de los objetos, en la que debe medirse al menos una dimensión lineal;

- transportar, por medio de un dispositivo de transporte, los objetos en movimiento en una dirección de desplazamiento según una trayectoria sensiblemente rectilínea en un plano de transporte, generando estos objetos un volumen de transporte en el curso de su desplazamiento;

- posicionar, fuera del volumen de transporte, al menos un foco de un tubo generador de rayos X y de los sensores de imágenes, cada uno de los cuales está expuesto y es sensible a los rayos X emitidos desde un foco asociado, habiendo atravesado estos rayos X al menos la región a inspeccionar produciendo sobre cada sensor de imágenes una proyección radiográfica según la dirección de proyección;

- adquirir con la ayuda de los sensores de imágenes, para cada objeto en el curso de su desplazamiento, al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, obtenidas de al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar, cuyas direcciones de proyección son diferentes entre sí;

- analizar las al menos tres imágenes radiográficas, con la ayuda de un sistema informático;

- poner a la disposición del sistema informático un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos;

- determinar con la ayuda del sistema informático, considerando un coeficiente de atenuación constante y a partir del modelo geométrico a priori y de al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, un modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar para cada objeto de la serie constituida de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección;

- determinar a partir el modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar al menos una medida de dimensión lineal de la región a inspeccionar para cada objeto de la serie, como es la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección.

Además, el procedimiento según la invención puede comprender adicionalmente en combinación al menos una y/o la otra de las características adicionales siguientes:

- determinar un modelo geométrico numérico constituido por:

• al menos dos puntos tridimensionales del espacio, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección y no paralela a la dirección de desplazamiento;

• y/o al menos una superficie tridimensional de la región a inspeccionar que contiene puntos que no pertenecen a un plano paralelo a la dirección de desplazamiento, y que no pertenece a un plano paralelo a la dirección de desplazamiento;

• y/o al menos una sección de la región a inspeccionar, según un plano diferente de un plano ortogonal a una dirección de proyección y diferente de un plano paralelo a la dirección de desplazamiento;

- poner a la disposición del sistema informático el valor del coeficiente de atenuación constante;

- poner a la disposición del sistema informático el modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie, obtenido por:

• el modelo numérico de concepción por ordenador de los objetos de la serie;

• o el modelo numérico geométrico obtenido a partir de la medición de uno o de varios objetos de la misma serie por un dispositivo de medición;

• o el modelo numérico geométrico generado por el sistema informático a partir de valores captados y/o de diseños realizados y/o de formas seleccionadas por un operador sobre una interfaz hombre máquina del sistema informático;

- posicionar un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente de abertura superior o igual a 120° o al menos dos focos, desde los que se emiten haces de rayos X divergentes, cuya suma de las aberturas es superior o igual a 120°;

- disponer al menos un foco en el plano de transporte;

- disponer en un lado de un plano secante del volumen de transporte, ortogonal al plano de transporte, un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente, de tal manera que su haz atraviesa el plano secante y la región a inspeccionar;

- disponer en el lado opuesto con respecto al plano secante, al menos un sensor de imágenes asociado a dicho foco para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco;

- disponer en el lado del plano de transporte, un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente, de tal manera que su haz atraviesa el plano de transporte;

- disponer en el lado opuesto con respecto al plano de transporte, al menos un sensor de imágenes asociado a dicho foco para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco;

- adquirir con la ayuda de los sensores de imágenes, para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, al menos dos imágenes radiográficas de la región inspeccionada correspondiente a direcciones de proyección que definen un ángulo útil superior o igual a 45° e inferior o igual a 90° y de manera ventajosa superior o igual a 60° inferior a igual a 90°;

- adquirir con la ayuda de sensores de imagen, para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento al menos una imagen radiográfica de la región inspeccionada que corresponde a una dirección de proyección que tiene un ángulo de apertura con la dirección de desplazamiento comprendida entre 10° y 60°;

- realizar y adquirir proyecciones radiográficas de la región inspeccionada de un objeto, de manera que los rayos X emitidos desde el o desde los focos y que llegan a los sensores de imágenes no atraviesan otro objeto;

- adquirir con la ayuda de los sensores de imágenes, para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, imágenes radiográficas emitidas de entre tres y cuarenta, y con preferencia de entre cuatro y quince proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar de direcciones diferentes;

- los sensores de imágenes son de tipo lineal, cada uno de los cuales comprende una red lineal de elementos sensibles a los rayos X, distribuidos según una recta de soporte que define con el foco asociado un plano de proyección que contiene la dirección de proyección, estando dispuestos estos sensores de imágenes de manera que:

• al menos m elementos sensibles de cada uno de estos sensores de imágenes reciben la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por el haz de rayos X emitido desde el foco asociado;

• los planos de proyección para los diferentes sensores son distintos entre sí y no paralelos al plano de transporte;

• se adquieren con la ayuda de cada uno de los al menos tres sensores de imágenes lineales, en cada desplazamiento incremental de cada recipiente según la trayectoria, imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar según un número seleccionado con la finalidad de que para cada objeto, el conjunto de la región a inspeccionar se encuentre representada completamente en el conjunto de las imágenes lineales radiográficas;

• se analizan para cada objeto los al menos tres conjuntos de imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar.

Otro objeto de la invención es proponer una instalación de medición automática de dimensiones lineales de al menos una región a inspeccionar de objetos fabricados de una serie, comprendiendo la instalación:

- un dispositivo de transporte de los objetos en una dirección materializada por un vector de desplazamiento, según una trayectoria sensiblemente rectilínea en un plano de transporte, recorriendo los objetos un volumen de transporte extendido en la dirección;

- al menos un foco de un tubo generador de rayos X situado fuera del volumen atravesado, y creando un haz divergente de rayos X dirigido para atravesar al menos una región a inspeccionar del objeto;

- al menos tres sensores de imágenes, situados fuera del volumen de transporte, para recibir rayos X emitidos desde un foco asociado, estando dispuestos el o los focos y loe sensores de imágenes de manera que cada sensor de imágenes recibe la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por los rayos emitidos del foco cuando el objeto atraviesa estos rayos, siendo diferente entre si las direcciones de proyección de estas proyecciones radiográficas;

- un sistema de adquisición conectado a los sensores de imágenes, de manera a adquirís para cada objeto en el curso de su desplazamiento, al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar con direcciones de proyección todas diferentes;

- un dispositivo de puesta a disposición para un sistema informático, de un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos; en donde el sistema informático;

• determina un modelo geométrico un modelo geométrico numérico para cada objeto de la serie constituido de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección, considerando un coeficiente de atenuación constante del material para los objetos, a partir del modelo geométrico a priori y de al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar;

• determina para cada objeto de la serie, a partir del modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar, al menos una medida lineal de la región a inspeccionar como es para cada objeto de la serie la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección.

Además, la instalación según la invención puede comprender adicionalmente en combinación al menos una y/o la otra de las características adicionales siguientes:

- un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático del coeficiente de atenuación del material de los objetos de la serie;

- el dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar es una memoria de masa, una red informática de cable o hertziana o una interfaz hombre máquina;

- un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de valores y/o de tolerancias para las dimensiones lineales exigidas, y/o de al menos un modelo geométrico de referencia;

- al menos dos focos de producción de rayos X, posicionados separadamente en dos posiciones distintas y al menos tres sensores de imágenes sensibles a los rayos X y posicionados de manera que:

• cada foco emite su haz a través de al menos la región a inspeccionar para alcanzar al menos un sensor asociado;

• cada sensor está asociado a un foco y recibe los rayos X emitidos desde dicho foco después de haber atravesado la región a inspeccionar;

- al menos un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente de abertura superior o igual a 120° o al menos dos focos desde los que se emiten haces de rayos X divergentes, cuya suma de las aberturas es superior o igual a 120°;

- al menos un foco dispuesto en el plano de transporte;

- en un lado de un plano secante al volumen de transporte y ortogonal al plano de transporte, un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente, de tal manera que su haz atraviesa el plano secante y la región a inspeccionar;

- en el lado opuesto con relación al plano secante, al menos un sensor de imágenes asociado a dicho foco para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco;

- al menos un foco y dos sensores de imágenes están dispuestos de manera que las direcciones de proyección de la región inspeccionada que reciben poseen entre sí un ángulo útil superior o igual a 45° e inferior o igual a 90° y ventajosamente superior o igual a 60° e inferior o igual a 90°;

- al menos un foco y un sensor de imágenes están dispuestos de manera que cuando un objeto atraviesa el campo de los sensores, la dirección de proyección de la imagen inspeccionada sobre el sensor de imágenes forma un ángulo de abertura con la dirección de desplazamiento comprendido entre 10° y 60°; - los sensores de imágenes y los focos están dispuestos de tal manera que los rayos X emitidos desde el o desde los focos y que alcanzan a los sensores de imágenes y que atraviesan la región de un objeto que no atraviesa otro objeto a la vez;

- entre uno y cuatro focos, emitidos desde uno o desde varios tubos generadores de rayos X;

- el número y la disposición de los sensores de imágenes y de los focos asociados son tales que para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, las proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar sobre los sensores de imágenes presentan entre tres y cuarenta y con preferencia entre cuatro y quince direcciones de proyección diferentes;

- los sensores de imágenes son de tipo lineal y cada uno de los cuales comprende una red lineal de elementos sensores a los rayos X, distribuidos según una recta de soporte que define con el foco asociado un plano de proyección que contiene la dirección de proyección; estando dispuestos estos sensores de imágenes de manera que:

- al menos m elementos sensibles de cada uno de los sensores de imágenes reciben la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por el haz de rayos X emitido desde el foco asociado;

- los planos de proyección para los diferentes sensores son distintos entre sí y no paralelos al plano de transporte;

- al menos tres sensores de imágenes lineales tienen sus rectas de soporte paralelas entre sí;

- al menos tres sensores de imágenes lineales tienen sus rectas de soporte ortogonales al plano de transporte;

- un foco está posicionado en un lado del plano de transporte y según la invención al menos un sensor de imágenes lineal asociado está posicionado en el lado opuesto al foco con relación al plano de transporte y de manera que su recta de soporte está paralela al plano de transporte.

Otras diversas características se deducen de la descripción siguiente en referencia a los dibujos anexos que muestran, a título de ejemplos no limitativos, formas de realización del objeto de la invención.

La figura 1 es una vista esquemática del dibujo que muestra una instalación que permite la medición por rayos X de dimensiones sobre objetos que desfilan en línea.

La figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de lado que muestra una parte de la instalación que permite la medición por rayos X de dimensiones sobre un objeto.

La figura 3 es una vista esquemática en perspectiva que muestra el volumen atravesado o engendrado por los objetos en el curso de su desplazamiento lineal.

La figura 4 es una vista esquemática del dibujo que muestra un ejemplo de realización de una instalación conforma a la invención, que comprende tres focos generadores de rayos X.

La figura 5 es una vista esquemática en alzado transversal de la instalación ilustrada en la figura 4.

La figura 6 es una vista esquemática en alzado lateral de la instalación ilustrada en la figura 4.

Las figuras 7 y 8 son vistas esquemáticas que explican la definición del ángulo útil entre dos direcciones de proyección.

Las figuras 9 y 10 son vistas esquemáticas en perspectiva que muestran el posicionamiento de sensores de imágenes con relación al desplazamiento de los objetos a inspeccionar.

La figura 11 es una vista de un ejemplo de realización de una instalación conforme a la invención que aplica sensores de imágenes matriciales.

La figura 12 es una vista de una matriz de elementos sensibles a los rayos X sobre la que aparecen dos zonas distintas que corresponden a dos sensores de imágenes matriciales.

De manera preliminar, a continuación se dan algunas definiciones de los términos utilizados en el marco de la invención.

Un foco Fj de un tubo generador de rayos X es una fuente de rayos X puntual, con preferencia un “micro foco” de diámetro, por ejemplo, entre 0,01 mm y 1 mm, creando un haz divergente de rayos X. Es posible utilizar cualquier fuente de rayos X puntual o casi puntual.

Un elemento sensible es un elemento sensible a los rayos X, dicho de otra manera una superficie elemental, de dimensión por ejemplo de 0,2 x 0,2 mm o 0,02 x 0,02 mm, que convierte los rayos X que recibe en una señal eléctrica. Generalmente, un escintilador convierte los rayos X en luz visible, luego un sensor foto-eléctrico convierte la luz visible en señal eléctrica. Existen igualmente técnicas de conversión directa de los rayos X en señal eléctrica. Un pixel designa un valor elemental de un punto de una imagen muestreada, caracterizado por su nivel de gris entre 0 y un valor máximo. Por ejemplo, para una imagen numérica de 12 bits, un pixel toma valores numéricos entre 0 y 4095.

Un sistema de lectura o de adquisición de imágenes radiográficas comprende una o varias superficies sensibles a los rayos X, es decir, superficies que comprenden elementos sensibles que convierten los rayos X en una señal eléctrica para ser transmitida a un sistema de análisis empleado clásicamente por un ordenador y designado por sistema informático en la descripción siguiente. Las señales emitidas desde un conjunto de elementos sensibles que pertenecen a una misma zona de superficie sensible, adquiridas por el dispositivo de adquisición y transmitidas juntas al sistema informático constituyen una imagen radiográfica. Para ser analizadas por el sistema informático, las imágenes radiográficas son convertidas preferiblemente en imágenes radiográficas numéricas ya sea cerca de la superficie sensible, ya sea a distancia cerca del sistema informático.

Los haces de rayos X emitidos desde un foco Fj atraviesan al menos una región inspeccionada, y forman sobre una superficie sensible la proyección radiográfica de la región inspeccionada, que se llama a veces la imagen radiante y que contiene la información de atenuación de los rayos X por el material atravesado.

Se llama sensor de imágenes Cji una zona de superficie sensible a los rayos X que recibe la proyección radiográfica de la región inspeccionada. Un sensor de imágenes Cji está expuesto a los rayos X emitidos desde un foco Fj. El sensor de imágenes convierte esta proyección radiográfica en una imagen radiográfica de la región inspeccionada. Cuando la zona de superficie sensible contiene una línea de elementos fotosensibles, la imagen radiográfica transmitida es lineal, compuesta de una línea de píxeles que forman una tabla de valores de una dimensión. Cuando la zona de superficie sensible contiene una matriz de elementos foto-sensibles, la imagen radiográfica transmitida es matricial, compuesta de una matriz de píxeles que forman una tabla de valores de dos dimensiones.

La dirección de proyección Dji es la dirección orientada o el vector, que parte desde el foco Fj para pasar por el centro del sensor de imágenes Cji, es decir, por el centro de una zona sensible a los rayos X que recibe la proyección radiográfica de la región inspeccionada en el momento de la adquisición durante el desplazamiento del objeto entre el foco y el sensor de imágenes. Para una pareja de sensor de imágenes-foco asociado la dirección de proyección es el vector emitido desde el foco que alcanza el medio del sensor de imágenes. El posicionamiento de los sensores de imágenes es tal que la superficie sensible no está paralela a la dirección de proyección. Puede ser ventajoso en ciertos casos que la superficie sensible del sensor de imágenes esté ortogonal a la dirección de proyección definida con el foco asociado. Pero no es obligatorio, por ejemplo, si una superficie sensible contiene varias zonas sensibles que cooperan para cada toma de imagen, con varios focos diferentes, por lo tanto según las direcciones de proyección diferentes.

Las direcciones de proyección Dji de proyecciones radiográficas son diferentes si las direcciones de proyección Dji tomadas de dos en dos forman entre sí un ángulo mínimo al menos igual a 5°.

Una zona de superficie sensible que contiene una sola línea de elementos sensibles constituye un sensor de imágenes lineales, que comprende una red lineal de elementos sensibles, distribuidas según un segmento de recta de soporte. Según esta definición, una columna o una línea que pertenece a una superficie sensible matricial, adquirida y transmitida separadamente por el dispositivo de adquisición se considera como un sensor de imágenes lineales. Varias zonas de superficie sensibles de una misma superficie y cada una de las cuales contiene una sola línea de pixeles diferentes constituyen, por lo tanto, varios sensores de imágenes lineales. La dirección del proyección asociada a la imagen radiográfica lineal obtenida es, por lo tanto, la dirección que parte desde el foco y que pasa por el medio del segmento de recta de soporte en el instante de la adquisición de la imagen.

Una zona de superficie sensible que contiene una matriz de elementos sensibles constituye un sensor de imágenes matriciales, que comprende una red matricial de elementos sensibles a los rayos X, distribuidas según una matriz. Como se ilustra en la figura 11, según esta definición, una zona de superficie sensible matricial C11, C12, que pertenece a una superficie sensible más grande Ss y que es adquirida y transmitida separadamente por el dispositivo de adquisición es un sensor de imágenes matriciales. Varias zonas de superficie sensible matriciales C11, C12 de una misma superficie, adquiridas y transmitidas separadamente por el dispositivo de adquisición constituyen, por lo tanto, varios sensores de imágenes matriciales que suministran imágenes radiográficas diferentes, respectivamente, M11, M12 (figura 12). La dirección D11, D12 de proyección asociada a la imagen radiográfica matricial, respectivamente, M11, M12 es la dirección que parte desde el foco F1 y pasa por el medio de la zona C11, C12 de superficie sensible matricial, en el instante de la adquisición de la imagen. Por lo tanto, es posible que los sensores de imágenes C11, C12 sean regiones no desjuntadas activadas sucesivamente en el tiempo.

Por supuesto, el experto en la técnica puede utilizar una tecnología de sensor matricial basada en un amplificador de brillo o bien una “cámara de recuperación de pantalla” en la que una placa de escintilador recibe la imagen radiante, la convierte en luz visible, siendo fotografiada la imagen visible detrás del escintilador por una cámara visible provista, si es necesario, de un objetivo.

La invención se aplica a series de objetos fabricados compuestos de un material, tales como objetos obtenidos por mecanización, moldeo, solado, sinterizado, inyección, extrusión, cuyo coeficiente de atenuación m es único, es decir, que tiene el mismo valor en cualquier punto de una región a inspeccionar del objeto y con preferencia constante en el tiempo e idéntico para los objetos de la serie. Por ejemplo, piezas mecánicas de fundición de acero o de aluminio, botellas de vidrio, embalajes de plástico. Se trata generalmente de objetos, llamados de mono-material. Sin embargo, la invención puede emplearse para objetos de multi-materiales, con tal que el coeficiente de atenuación sea constante, en el sentido de uniforme sobre el conjunto de la región inspeccionada.

Hay que indicar que el coeficiente de atenuación m de un material es con todo rigor una propiedad espectral m(X) según la longitud de onda X o la energía de los rayos X. Esta característica no es necesariamente tenida en cuenta en la medida en que la fuente de rayos X tenga su propia composición espectral emitida, es posible considerar que la atenuación m es una característica del material para el espectro de la fuente seleccionada. Por otra parte, el experto en la técnica sabrá realizar la invención utilizando cualquier método de toma en consideración de la atenuación espectral o de endurecimiento de los haces.

Por supuesto, variaciones locales y/o temporales del coeficiente de atenuación m de baja amplitud no impiden la aplicación del procedimiento, pero eventualmente según su amplitud podrían causar pérdidas ligeras o sensibles de precisión en las mediciones realizadas por la instalación. Por lo tanto, se considera que tales variaciones pequeñas debidas, por ejemplo, a variaciones de composición de los objetos, variaciones en los parámetros del procedimiento de fabricación, modificaciones de las condiciones medio ambientales o incluso cambios en el funcionamiento de las fuentes de rayos X son posibles considerando la unicidad y la constancia de la atenuación del material como verificadas.

La atenuación del aire puede considerarse como insignificante frente a la del material. En este caso, la atenuación de un haz de rayos X que atraviesa el objeto sólo dependerá, por una parte, de dicha atenuación constante para el espectro de rayos X emitidos y, por otra parte, del espesor acumulador de material atravesado. Alternativamente, se considera que el espesor de aire atravesado es grande y uniforme para todos los haces, por lo que puede considerarse como conocido. La atenuación debida al aire puede ser sustraída de la atenuación total medida. De esta manera, el nivel de gris en cada imagen radiográfica, eventualmente corregida, depende única y directamente del espesor del material atravesado acumulado total. Entonces es posible determinar con precisión superficies fronteras que son transiciones entre el aire y la materia.

El análisis numérico de las imágenes radiográficas de cada objeto permite construir un modelo geométrico numérico tridimensional de cada objeto, designado por modelo geométrico numérico en la descripción siguiente. Eventualmente, este modelo geométrico numérico puede ser simplemente un apilamiento de modelos geométricos numéricos bidimensionales. La realización de un modelo geométrico numérico es la manera - en términos matemáticos, gráficos y de estructura de datos - en la que objetos tridimensionales son representados y manipulados en forma numérica en una memoria de un sistema informático. Hay que considerar que el objeto de la invención tiene el propósito de determinar tantos modelos geométricos numéricos tridimensionales como objetos radiográficos existen.

La modelización puede ser volumétrica. El objeto de mono-material puede ser representado, por lo tanto, por vóxeles, cuyo valor representa una cantidad de material. El vóxel puede estar lleno, parcialmente lleno o vacío de material (en este caso, es el aire). El modelo geométrico volumétrico puede ser analizado para localizar las fronteras del objeto y a continuación para medir dimensiones lineales tales como longitudes o espesores. También puede ser transformado en modelo de superficies, es decir, en el que son modelizadas superficies fronteras del objeto.

Es posible obtener un modelo de superficie directamente a partir de las imágenes radiográficas, es decir, sin pasar por el cálculo de un modelo volumétrico.

En las modelizaciones de superficies, un objeto se define por al menos una superficie tridimensional. Una superficie tridimensional corresponde a la frontera entre la materia del objeto y el entorno exterior (generalmente aire), lo que permite aprehender las nociones de interior y de exterior del objeto. Generalmente, las superficies tridimensionales se modelizan de varias maneras, tales como por modelización poligonal, por curvas o superficies paramétricas (cilindros, conos, esferas, ranuras, ...) o por subdivisión de superficies. Con la ayuda de una interconexión de poliedros, por ejemplo de triángulos, las superficies tridimensionales de los objetos son representadas por conjuntos de facetas planas conectadas por sus aristas.

Una sección de un objeto tridimensional es su interconexión con un plano. La sección de las superficies tridimensionales son curvas bidimensionales en el plano de sección. El conocimiento de estas curvas bidimensionales en una sucesión de planos de corte permite la reconstrucción de las superficies tridimensionales. Existen varios métodos para realizar mediciones de longitudes.

En un primer método volumétrico es posible recorrer un modelo volumétrico siguiendo una recta o un haz de rectas y determinar los vóxeles de frontera materia / aire.

En un segundo método de superficie, es posible calcular un segmento, cuyos extremos son las intersecciones de una recta con la superficie frontera de materia/aire de un modelo de superficie. Los algoritmos resuelven bastante bien los problemas topológicos. Los puntos de intersección son únicos. Por último, un método mixto consiste en transformar el modelo volumétrico y el modelo de superficie, luego en aplicar el segundo método.

Un tercer método consiste en determinar en un plano de corte la distancia entre dos puntos de una o de dos curvas tridimensionales, siendo cualquier curva una frontera entre la materia y el aire.

Un punto tridimensional es un punto, cuyas coordenadas son conocidas en el espacio tridimensional, en una referencia cualquiera.

Estos tres métodos precedentes son ejemplos de determinación de una distancia entre dos puntos tridimensionales, para determinar una medida de dimensión lineal.

El objetivo de la invención es realizar mediciones más completas que las que son posibles por simples imágenes radiográficas bidimensionales. En efecto, con la ayuda de un sensor de imágenes matriciales es fácil obtener una imagen radiográfica bidimensional que corresponde a una proyección de la región inspeccionada y medir dimensiones en un plano ortogonal a la dirección de proyección llamado “plano proyectado”. De la misma manera, con la ayuda de un sensor de imágenes lineales es fácil obtener una imagen radiográfica bidimensional que corresponde a una proyección en abanico (planos paralelos) de la región inspeccionada obtenida por yuxtaposición de las líneas de imagen sucesivas adquiridas durante el desplazamiento en la dirección de desplazamiento, y medir dimensiones en un plano proyectado, que está paralelo a la dirección de desplazamiento. En cambio, según la invención, se puede medir dimensiones lineales según direcciones que no están contenidas en los planos proyectados, ni paralelas a los planos proyectados. El procedimiento según la invención consiste, en efecto, durante el tratamiento de una combinación de las imágenes radiográficas según al menos tres direcciones de proyección diferentes, en reconstruir y medir dimensiones prácticamente según cualquiera de las direcciones. Esto es posible por cualquier método que permita la determinación de puntos tridimensionales en el espacio que pertenece a una superficie frontera incluida en la región a inspeccionar del objeto. La reconstrucción de un modelo tridimensional de la región a inspeccionar, del tipo de superficie o volumétrico o a base de planos de corte, es un método posible. En efecto, según la invención, o bien indirectamente a partir de un modelo de superficie o volumétrico o de planos de corte o directamente se pueden determinar al menos dos puntos tridimensionales, incluso con preferencia nubes de puntos tridimensionales, repartidos según direcciones no medibles únicamente en las imágenes radiográficas bidimensionales.

El modelo geométrico está compuesto, por lo tanto, de elementos geométricos tales como puntos, segmentos, superficies, volúmenes elementales, calculados a partir de las proyecciones radiográficas, considerando para calcular cada elemento la atenuación de al menos ciertos rayos X que han atravesado este punto sobre el objeto real, con el objetivo de que el modelo geométrico numérico sea una representación fiel de la geometría del objeto real, incluyendo deformaciones con respecto a un objeto ideal. Dicho de otra manera, las coordenadas de los elementos geométricos son determinadas considerando que dichas coordenadas han modificado las proyecciones radiográficas, incluso cuando estos elementos geométricos no son distinguibles en cada una de las proyecciones radiográficas 2D. Las mediciones de dimensiones sobre el modelo geométrico numérico dan, por lo tanto, informaciones sobre las dimensiones de cada objeto modelizado, a partir de elementos geométricos no distinguibles en ninguna de las proyecciones radiográficas.

En consecuencia, una ventaja del procedimiento según la invención consiste en determinar, para cada objeto, un modelo geométrico numérico constituido de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección Dji, y no paralela a la dirección de desplazamiento.

Por supuesto, el interés del método no es sólo suministrar mediciones en un plano no ortogonal a una dirección de proyección Dji, sino igualmente suministrar un gran número de mediciones distribuidas en la región inspeccionada, por lo tanto, dimensiones en numerosas direcciones, entre múltiples parejas de puntos. Con preferencia, el modelo geométrico numérico está constituido de

- al menos dos puntos tridimensionales del espacio, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a la dirección de proyección Dji, y no paralelo a la dirección T de desplazamiento;

- al menos una superficie tridimensional de la región a inspeccionar, que contiene puntos que no pertenecen a un plano paralelo a la dirección T de desplazamiento;

- y/o al menos un sección de la región a inspeccionar, según un plano diferente de un plano ortogonal a una dirección de proyección Dji y diferente de un plano paralelo a la dirección de desplazamiento.

El modelo geométrico a priori es un modelo numérico geométrico de la serie de objetos, que sirve de iniciación para una lógica de reconstrucción con el fin de reconstruir el modelo geométrico numérico del objeto. Su papel es principalmente suministrar al sistema información informaciones sobre la forma, la geometría y las dimensiones del objeto a modelizar por el cálculo.

Gracias a estas informaciones, resulta posible:

- no modelizar, a partir de las imágenes radiográficas, la atenuación en regiones del espacio de imágenes vacías de material a priori, puesto que la atenuación allí es considerada como nula;

- y/o no modelizar a partir de las imágenes radiográficas más que las superficies sobre las que deben hacerse las mediciones de las dimensiones, eventualmente directamente sin pasar por la determinación de vóxeles;

- y/o no determinar separaciones entre las superficies modelizadas a partir de las imágenes radiográficas y de las superficies ideales teóricas.

En el caso de objetos mono-material, el conocimiento del modelo geométrico a priori permite igualmente no determinar a partir de imágenes radiográficas valores de atenuación en regiones del espacio de la imagen que contiene la materia según el modelo a priori, puesto que se conoce como la del material de fabricación del objeto. Sin embargo, es necesario comprender que según la invención, ninguna medida de un objeto se deduce de una medida sobre el modelo geométrico a priori, puesto que este modelo se conoce independientemente de dicho objeto y representa un ideal teórico no real.

Tal como se deduce de los dibujos y más precisamente de las figuras 1 y 2, el objeto de la invención se refiere a una instalación que permite la aplicación de un procedimiento para realizar de manera automática mediciones de dimensiones lineales sobre objetos fabricados 2 que se desplazan en define a alta cadencia. La invención se refiere a un control llamado “en línea” de una serie de objetos fabricados, después de una etapa de transformación o de fabricación, con el fin de controlar la calidad de los objeto o del procedimiento de transformación o de fabricación. El procedimiento funciona para una cadena de desfile de un flujo de objetos 2. Idealmente, la instalación 1 es capaz de tratar la producción a la cadena de producción, por ejemplo de 600 objetos por minuto.

Sin embargo, la duración del cálculo puede exceder el intervalo entre dos objetos. De la misma manera, los tiempos de exposición de los sensores de imágenes y de lectura pueden ser demasiado largos. Si el flujo más rápido no puede ser tratado por una sola instalación conforme a la invención, entonces se pueden emplear varias instalaciones en paralelo, cada una de las cuales controla una parte de la producción. De esta manera, es posible dividir el flujo de producción en dos o tres flujos paralelos inspeccionados por dos o tres instalaciones según la invención. Evidentemente, el interés económico de la invención se alcanza si el número de flujos y, por lo tanto, de instalaciones según la invención permanece bajo.

La invención aporta una mejora considerable gracias a la medición de objetos desfilando, evitando el barrido helicoidal y el barridos sobre mesa que no están adaptados a las cadenas de producción, puesto que estas dos modalidades, que implican una rotación relativa de los objetos con relación a los fosos y/o a los sensores, crean una “rotura del desfile” o un deslazamiento muy lento de los objetos en el seno de la instalación.

El procedimiento según la invención asegura la medición sobre cada objeto 2 de al menos una y de manera general de varias dimensiones lineales, es decir, de las longitudes. Una longitud es una medida expresada en unidades de longitud, por ejemplo pulgada o metro y cubre todas las medidas de dimensiones lineales, tales como por ejemplo diámetro, espesor, altura, longitud, anchura, profundidad, distancia, coordenada, perímetro de los objetos fabricados. Al menos una medida lineal de la región inspeccionada es la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección Dji.

Según la invención, los objetos 2 son objetos idénticos, excepto las variaciones dimensionales, que forman una serie de objetos. Dicho de otra manera, una serie está compuesta de objetos teóricamente idénticos, cuando son conformes. El control dimensional consiste en medir dimensiones reales y en compararlas con las dimensiones exigidas. A priori, cualquier objeto de una serie está próximo a un objeto de referencia ideal que posee las dimensiones exigidas, pero se separa del mismo por variaciones dimensionales.

Según una característica ventajosa de realización, al menos una región del objeto 2 es seleccionada para ser inspeccionada con el fin de poder realizar mediciones de dimensiones en esta región del objeto que corresponde a una característica dimensional de la región a inspeccionar. Al menos la región del objeto en la que deben medirse la o las dimensiones lineales es inspeccionada por los rayos X. De esta manera, la región inspeccionada puede corresponder a la totalidad del objeto o a una o varias regiones de este objeto.

Como se indica, todos los objetos 2 de una serie están constituidos por un material que posee un coeficiente de atenuación constante en cada punto de cada objeto.

Según una variante ventajosa de la invención, este coeficiente es conocido por el sistema informático. El procedimiento consiste, por lo tanto, en prever un medio de puesta a disposición para el sistema informático del valor del coeficiente de atenuación del material. Este vapor puede ser espectral, no espectral, incluso ser dependiente de las regulaciones de las fuentes de rayos X. La puesta a disposición es posible por diferentes dispositivos de recogida, comunicación y memoria. Por ejemplo, el dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático del valor del coeficiente de atenuación del material es una memoria de masa, una red informática de cable o hertziana o una interfaz hombre/máquina.

La instalación 1 comprende igualmente un dispositivo 5 de transporte de objetos 2 en un plano de transporte Pc, es decir, según una trayectoria plana, con una dirección materializada por un vector T de desplazamiento. Con preferencia, la trayectoria es sensiblemente rectilínea, pero son posibles una curva o un arco. Clásicamente, el dispositivo de transporte 5 es un transportador de cinta transportadora o de cadenas que aseguran una traslación lineal de los objetos 2 que están depositados allí. De esta manera, los objetos de una misma serie están en movimiento esencialmente de traslación en un plano de transporte. Tal como se deduce más precisamente de las figuras 1 y 2, la dirección de desplazamiento de los objetos 2 se establece según un eje horizontal X de una referencia X, Y, Z que comprende un eje vertical Z perpendicular al eje horizontal X y un eje transversal Y perpendicular al eje vertical Z y al eje horizontal X, y estando X e Y en un plano paralelo al plano de transporte Pc que está con preferencia, pero no necesariamente, horizontal.

La posición de los objetos considerada en una referencia móvil orto-normalizada en traslación según la dirección T está fija durante su desplazamiento y la adquisición de las imágenes radiográficas. Por ejemplo, los objetos están depositados sobre el tapete de transportador, en apoyo estable, eventualmente sobre un plano de apoyo propio como el fondo de un recipiente o las patas de una silla.

En una variante de la invención, es posible prever un soporte para los objetos 2. En este caso, este soporte está fijo en la referencia móvil orto-normalizada, en traslación, según la dirección T, y mantiene el objeto igualmente fijo en la referencia móvil orto-normalizada en traslación según la dirección T. Para que el soporte no influya en las medidas, según una primera variante se excluye de la región inspeccionada para que no aparezca en superposición de la región inspeccionada en las proyecciones. Según una segunda variante, su coeficiente de atenuación es insignificante con relación al de los objetos y puede ser asimilado al aire o a una atenuación nula. Según una tercera variante menos ventajosa, la geometría del soporte, así como su posición en la referencia móvil, son precisamente conocidas y repetibles para la serie de objetos y su coeficiente de atenuación es conocido precisamente y estable, y preferiblemente idéntico al de los objetos de la serie de objetos, para que el soporte sea tenido en cuenta en la reconstrucción y aislado del modelo geométrico del objeto.

Siento estable la posición de los objetos (durante el desfile y la adquisición de las radiografías), es preferible que esta posición en la referencia móvil orto-normalizada en traslación según la dirección T sea igualmente la misma para cada objeto de una serie de objetos.

Si éste no es el caso, entonces es posible según una variante de la invención, emplear un medio de determinación de la posición de cada objeto en la referencia móvil orto-normalizada en traslación según la dirección T con respecto a una referencia común de la instalación, siendo tenida en cuenta esta posición por los medios de cálculo del modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar. Esta etapa preliminar consiste en determinar la posición de cada objeto, luego en poner en correspondencia en una referencia virtual el modelo geométrico a priori y las imágenes. Esto conduce en todos los casos a calcular el modelo 3D de los objetos en la referencia móvil ortonormalizada en traslación según la dirección T.

Tal como se deduce más precisamente de la figura 3, en el curso de su desplazamiento en traslación, los objetos 2 generan o atraviesan un volumen llamado de transporte Vt. El plano Ps es el plano secante del volumen de transporte Vt, ortogonal al plano de transporte Pc y paralelo a la dirección de desplazamiento T. Por ejemplo, un plano medio separa el volumen en dos sub-volúmenes iguales. El plano Ps es un plano vertical en la medida en que el plano de transporte está generalmente horizontal.

La instalación 1 comprende igualmente, como se ilustra en las figuras 1 y 2, al menos un foco Fj (en donde j varía de 1 a k) de un tubo generador de rayos X que crean un haz divergente de rayos X dirigido para atravesar el volumen de transporte Vt y más precisamente para atravesar al menos la región a inspeccionar del objeto 2. La instalación 1 comprende igualmente al menos tres sensores de imágenes Cji (en donde i varía de 1 a N y N es superior o igual a 3) sensibles a los rayos X y situados de manera que están expuestos a los rayos X emitidos desde un foco Fj asociado y que han atravesado el volumen de transporte y más precisamente al menos una región a inspeccionar del objeto 2. Por supuesto, el tubo 7 y los sensores de imágenes Cji están situados fuera del volumen de transporte Vt para permitir el libre desplazamiento de los objetos en este volumen. Clásicamente, los tubos 7 generadores de rayos X y los sensores de imágenes Cji están colocados en un recinto estanco a los rayos X.

Los haces de rayos X emitidos desde un foco Fj asociado a dicho sensor de imágenes Cji atraviesan al menos la región inspeccionada, y forman sobre el sensor de imágenes la proyección radiográfica de la región inspeccionada, según una dirección de proyección Dji (figuras 1 y 2). La dirección de proyección Dji es la dirección orientada del vector que parte desde el foco Fj para pasar por el centro Mji del sensor de imágenes Cji. El o los focos Fj y los sensores de imágenes Cji están dispuestos de manera que cada sensor de imágenes recibe la proyección radiográfica de la región a inspeccionar según una dirección de proyección radiográfica de la región a inspeccionar según una dirección de proyección de la región a inspeccionar.

La instalación 1 comprende igualmente un sistema de adquisición conectado a los sensores de imágenes Cji, de manera a adquirir para cada objeto 2 en el curso de su desplazamiento al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar que presenta direcciones diferentes entre sí. Se recuerda que la dirección de proyección asociada a la imagen radiográfica obtenida es la dirección que parte desde el foco y por el medio de la zona de la superficie sensible del sensor, en el momento de la adquisición de la imagen. De esta manera, las al menos tres proyecciones radiográficas tienen direcciones de proyecciones que van de dos en dos en ángulo entre sí.

El sistema de adquisición está conectado a un sistema informático no representado, pero de todos los tipos conocidos en sí. Según una característica ventajosa de realización, el sistema informático registra con la ayuda de los sensores de imagen Cji, para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, imágenes radiográficas emitidos de un número determinado de proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar según direcciones de proyección diferentes. Típicamente, el número de las direcciones de proyección Dji diferentes está comprendido entre tres y cuarenta y con preferencia entre cuatro y quince. Según una variante ventajosa de realización, la instalación 1 comprende entre tres y cuarenta sensores de imágenes Cji. Según una variante preferida de realización, la instalación 1 comprende entre cuatro y quince sensores de imágenes Cji.

Como se explica en detalle en la descripción siguiente, el sistema informático está programado para analizar, para cada objeto, las al menos tres imágenes radiográficas emitidas de las al menos tres proyecciones radiográficas de direcciones diferentes de manera a construir un modelo geométrico numérico de cada objeto. Este modelo geométrico numérico puede ser realizado de cualquier manera apropiada. De este modo, el modelo geométrico numérico puede estar constituido por al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar del objeto y situadas en un plano no ortogonal a una dirección de proyección Dji, y no paralelo a la dirección de desplazamiento T. Los al menos dos puntos pueden pertenecer a dos superficies fronteras diferentes, por ejemplo para mejor un espesor o un intersticio.

El modelo geométrico numérico puede estar constituido también de una sección de la región a inspeccionar según un plano diferente de un plano ortogonal a una dirección de proyección Dji, y diferente de un plano paralelo a la dirección T de desplazamiento. Por lo demás, el modelo geométrico numérico puede estar constituido por al menos una superficie tridimensional de la región a inspeccionar, diferente de un plano ortogonal a una dirección de proyección Dji y diferente de un plan paralelo a la dirección de desplazamiento T.

Por supuesto, la invención permite construir un modelo geométrico numérico con un gran número de puntos tridimensionales, nubes de puntos tridimensionales o superficies tridimensionales complejas.

Conforme a la invención, el modelo geométrico numérico es construido utilizando el coeficiente de atenuación del material de los objetos de la serie y un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos. En otros términos, el sistema informático utiliza para construir el modelo geométrico numérico de cada objeto, por una parte, el coeficiente de atenuación del material de los objetos y, por otra parte, un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos.

De esta manera, el sistema informático tiene en cuenta el coeficiente de atenuación del material de los objetos en el curso de la inspección para esta operación de cálculo. De manera ventajosa, la instalación 1 comprende un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático del coeficiente de atenuación del material de los objetos de una serie.

Este dispositivo de puesta a disposición puede estar realizado por una memoria de masa, una interfaz hombre máquina o por una red informática de cable o hertziana.

De la misma manera, el sistema informático dispone de un modelo geométrico llamado a priori de la región a inspeccionar para efectuar esta operación de cálculo. De esta manera, la instalación 1 comprende un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos.

El dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar es una memoria de masa, una red informática de cable o hertziana o una interfaz hombre máquina. Como se indica en la parte de definición, el modelo geométrico a priori es un modelo numérico de la serie de objetos, que sirve de inicialización para la lógica de reconstrucción.

En ausencia del conocimiento del modelo geométrico a priori y de la propiedad mono material de los objetos inspeccionados, la reconstrucción es extremadamente costosa en cálculo, puesto que para cada punto del espacio 3D debe ser calculada su atenuación. La presente invención permite de esta manera realizar mediciones de dimensiones lineales sobre objetos, con una buena precisión, en un tiempo muy corto y abajo coste.

Según una primera variante de la invención, el modelo geométrico a priori se obtiene por el modelo numérico de concepción por ordenador de los objetos de la serie, realizado durante la concepción (CAO 3D) de los objetos. En este caso, se pone a la disposición del sistema informático por diferente medios posibles, tales como una conexión a través de una red informática, a base de datos que contienen varios modelos cAo que corresponden a las diversas series de objetos susceptibles de ser medidos en producción, una selección por el operador en una base de datos interna en la instalación, etc.

Según una segunda variante de la invención, el modelo geométrico a priori se obtiene de un modelo numérico geométrico construido a partir de la medición de uno o de varios objetos de la misma serie por un dispositivo de medición, por ejemplo por una máquina de medir por sensor o un aparato de tomografía axial, del que se recuerda la lentitud con relación a la invención. El modelo geométrico a priori puede ser construido por una fusión de mediciones de varios objetos fabricados de la misma serie.

Según una tercera variante de la invención, el modelo geométrico a priori es un modelo numérico geométrico generado por el sistema informático a partir de valores recogidos y/o de diseños realizados y/o de formas seleccionadas por un operador sobre la interfaz hombre máquina del sistema.

Por ejemplo, para suministrar el modelo geométrico a priori en el caso de una tuerca de seis caras exteriores del tipo normalizado M13, con un taladro roscado, la manera siguiente es suficiente. El operador selecciona en un teclado el número y la altura de las caras, el diámetro y el paso de rosca, estando configurado el sistema para inspeccionar tuercas métricas. No se informa sobre ningún lado preciso suplementario. En otro ejemplo, para la inspección de un recipiente de polietileno, el operador da únicamente como información que el objeto es un cilindro cerrado en el fondo, rematado con un cono, dos diámetros, dos alturas y un espesor son suficientes para que el sistema informático conozca un modelo geométrico a priori del objeto a inspeccionar. Según otro ejemplo, el sistema informático puede recibir por sus interfaces descripciones técnicas del modelo a priori como el número, diámetros, profundidades y posiciones de diversos calibres presentes en una superficie que formaría parte de la región a inspeccionar de un objeto más grande. La descripción puede ser geométrica, por ejemplo, si el sistema informático recibe el número y el aspecto general de las superficies que permiten describirlo, el número de cavidades, el número de caras de lados de un poliedro. En resumen, es necesario comprender que el modelo geométrico a priori debe contener como mínimo suficientes informaciones técnicas, geométricas, topológicas y/o numéricas para informar al sistema informático sobre la estructura 3D del objeto, el grado de detalle y de precisión de estas informaciones puede ser muy bajo sin penalizar la precisión buscada para las mediciones lineales.

El sistema informático determina para cada objeto de la serie, a partir del modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar que corresponde a dicho objeto de la serie, al menos una medida lineal de la región a inspeccionar según una dirección contenida en un plano no ortogonal a una dirección de proyección.

Según la invención, una y generalmente varias dimensiones están controladas sobre los objetos 2. El objetivo es generalmente comparar las medidas obtenidas sobre los objetos con valores exigidos, por ejemplo definidos por un servicio de calidad. Estas medidas de dimensiones o las desviaciones de estas medidas con respecto a los valores exigidos pueden ser visualizados, registrados, etc. También pueden servir para tomar decisiones de conformidad de los objetos que pueden ser seleccionadas automáticamente.

Las medidas pueden ser resultados de las medidas del modelo geométrico numérico de la región inspeccionada establecido para cada objeto. Por ejemplo, la región inspeccionada puede comprender un calibre. En el modelo geométrico numérico, es posible determinar medidas de diámetro o de profundidad del calibre, calculando sobre el modelo geométrico numérico las distancias entre elementos de superficie diametralmente opuestos. Siendo el objeto mono-material, la determinación de la posición de los elementos de superficie es precisa.

Otro medio de determinar medidas de diámetro o profundidad del calibre es la comparación del modelo geométrico numérico de la región inspeccionada con un modelo geométrico de referencia o teórico.

El modelo geométrico de referencia es un modelo ideal de la serie de los objetos inspeccionados. Para realizar un control dimensional, se puede comparar el modelo geométrico numérico de la región inspeccionada con el modelo geométrico de referencia, por un algoritmo que comprende la puesta en correspondencia de los modelos, luego la medición de las desviaciones entre los modelos. El modelo geométrico de referencia puede proceder también de la CAO.

También es posible proceder a una operación de puesta en correspondencia del modelo geométrico de la región inspeccionada con el modelo geométrico de referencia, luego determinar las desviaciones de dimensión midiendo distancias entre elementos de superficie que pertenecen al modelo de referencia y elementos de referencia que pertenecen al modelo geométrico numérico. En el ejemplo de la medición del calibre, es posible posicionar de manera virtual un cilindro de diámetro máximo inscribiéndolo en la superficie interna modelizada del calibre, y de la misma manera un cilindro de diámetro mínimo que contiene dicha superficie interna modelizada, y posicionar como medidas del diámetro del calibre en la región inspeccionada el diámetro de uno y/o del otro de los cilindros inscrito y exinscrito.

Según una variante de la invención, el modelo geométrico de referencia y el modelo geométrico a priori son el mismo modelo geométrico.

Según una variante de la invención, el modelo geométrico a priori es menos preciso, menos completo y/o es diferente del modelo geométrico de referencia.

Para proceder a tales medidas, la instalación comprende ventajosamente un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de valores de dimensiones lineales, y/o de tolerancias sobre estas dimensiones, y/o modelos geométricos de referencia.

Según una característica ventajosa de realización, el sistema informático está conectado a un dispositivo de visualización de los valores de medidas lineales de la región a inspeccionar y/o de las desviaciones dimensionales con relación a valores de referencia, y/o de las desviaciones entre el modelo geométrico numérico de la región inspeccionada y un modelo geométrico de referencia. Por ejemplo, para una tuerca se visualizan medidas tales como una profundidad de la rosca, un paso medio de rosca, un radio de fondo de rosca media, una altura, un diámetro interior mínimo o máximo, una planeidad de una o varias de sus caras externas. Para un recipiente de plástico, el sistema visualizará la altura total y, por ejemplo, el diámetro mínimo y el diámetro máximo de la parte cilindrica a una altura predefinida por el reglaje de los lados a verificar. Los lados pueden ser visualizados con colores diferentes en función de sus conformidades o no.

Según una característica ventajosa de realización, el sistema informático está conectado a un dispositivo de selección de los objetos en función de la medida lineal de la región a inspeccionar. De esta manera, este dispositivo de selección puede expulsar del dispositivo de transporte los objetos considerados como defectuosos en consideración de las dimensiones lineales medidas.

Según una característica ventajosa de realización, el sistema informático está conectado a un dispositivo de marcación de los objetos en función de la medida lineal de la región a inspeccionar. Este dispositivo de marcación puede inscribir, por ejemplo, las dimensiones lineales medidas o el estado conforme o defectuoso del objeto.

Las posiciones relativas de los focos Fj y de los sensores Cji en una referencia fija X, Y, Z de la instalación son conocidas del sistema informático. Esta posición puede obtenerse por hipótesis o por contrastado. El contrastado consiste, por ejemplo, en colocar o transportar en la instalación un calibre mecanizado con precisión.

Por supuesto, las posiciones relativas de los focos Fj y de los sensores de imágenes Cji son diversas, recordando que los focos Fj y los sensores de imágenes Cji están posicionados fuera del volumen de transporte Vt.

Según una variante de realización, la instalación 1 comprende un solo foco Fj = F1 dispuesto según un lado del volumen de transporte Vt y una serie de sensores de imágenes Cji = C1i = C11, C12, C13, ... dispuestos según el lado opuesto del volumen de transporte Vt para recibir los rayos que provienen del foco F1 y que han atravesado la región a inspeccionar. En este ejemplo, el foco presenta una abertura Of que está medida en al menos un plano cualquiera, como por ejemplo el plano X, Y en la figura 1, que es superior o igual a 120°. Esta abertura está considerada a la salida del foco, en el caso de que la instalación comprenda entre el foco y el volumen Vt, o entre el volumen Vt y los sensores de imágenes, pantallas de limitación de los haces a los solos haces útiles, con el objetivo de reducid la difusión.

Según otra variante de realización, al menos dos focos Fj (F1 y F2) de producción de rayos X están posicionados separadamente en dos posiciones distintas y al menos tres sensores de imágenes Cji, sensibles a los rayos X están colocados de manera que cada foco está asociado al menos a un sensor de imágenes Cji, y de manera que cada sensor de imágenes Vji está asociado a un foco y recibe los rayos X emitidos desde dicho foco y que atraviesan la región a inspeccionar. En este ejemplo, cada foco presenta una abertura superior o igual a 601, de tal manera que la suma de las aberturas de los dos focos es superior o igual a 120°.

En el ejemplo de realización ilustrado en las figuras 4 a 6, la instalación 1 comprende tres focos F1, F2, F3, cada uno de los cuales está asociado a un tubo 7 generador distinto. La instalación 1 comprende de esta manera cinco sensores de imágenes C11, C12, C13, C14 y C15 cada uno de los cuales es sensible a los rayos X emitidos desde el primer foco asociado F1, cinco sensores de imágenes C21, C22, C22, C24 y C25 cada uno de los cuales es sensible a los rayos X emitidos desde el segundo foco asociado F2, y tres sensores de imágenes C31, C32, C33, cada uno de los cuales es sensible a los rayos X emitidos desde el tercer foco asociado F3.

Según este ejemplo de realización, hay que indicar que al menos un foco (F1 y F2 en el ejemplo) desde el que se emite un haz de rayos X divergente está posicionado en un lado del plano secante Ps, de tal manera que su haz atraviesa el plano secante Ps y la región a inspeccionar, mientras que al menos un sensor de imágenes Cji asociado a dicho foco Fj para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco Fj está dispuesto en el lado opuesto con relación al plano secante Ps. (En el ejemplo, éstos son los cinco sensores de imágenes C11, C12, C13, C14 y C15 cada uno de los cuales es sensible a los rayos X emitidos desde el foco asociado F1 y los cinco sensores de imágenes C21, C22, C23, C24 y C25 cada uno de los cuales es sensible a los rayos X emitidos desde el foco asociado F2.

Según una variante ventajosa de realización, que se ilustra en las figuras 4 a 6, un foco Fj, desde el que se emite un haz de rayos X divergente, está dispuesto en un lado del plano de transporte Pc, de tal manera que su haz atraviesa el plano de transporte Pc, mientras que al menos un sensor de imágenes Cji asociado a dicho foco Fj para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco está posicionado en el lado opuesto con relación al plano de transporte Pc. En el ejemplo ilustrado, un foco F3 está dispuesto encima del plano de transporte Pc, mientras que tres sensores de imágenes C31, C32, C33 están posicionados debajo del plano de transporte Pc. Por supuesto, la posición entre el foco y los sensores de imágenes puede ser invertida con relación al plano de transporte.

Según una variante ventajosa de realización, al menos uno de los focos Fj está dispuesto en el plano de transporte Pc. Con preferencia, estos focos cooperan con sensores de imágenes asociados situados en su lado opuesto con relación al plano secante Ps. De esta manera, en el caso de un transporte de los objetos dispuestos sobre un transportador plano, esta disposición permite que en las imágenes radiográficas, las proyecciones de los objetos no estén superpuestas a la proyección del transportador. De esta manera, en el modelo geométrico numérico de los objetos, la parte del objeto en contacto con el transportador puede ser determinada con precisión.

Según una característica ventajosa de realización, la disposición de sensores de imágenes Cji y de los focos es tal que los rayos X emitidos desde el o desde los focos Fj y que llega a los sensores de imágenes Cji atraviesan únicamente una región a inspeccionar a la vez. En otros términos, los rayos X sólo atraviesan un solo objeto a la vez. Hay que indicar que la instalación puede comprender un sistema para controlar el espaciamiento entre los objetos sucesivos desfilando.

Un objeto de la invención es obtener un procedimiento no sólo rápido, sino igualmente poco costoso, apto para calcular con la precisión necesaria un control dimensional. La invención pretende reducir el número de imágenes necesarias para la reconstrucción al número mínimo que permita alcanzar la precisión dimensional deseada. Por ejemplo, la invención permite con nueve proyecciones y un número limitado de imágenes de la región inspeccionada, medir el diámetro interno de un cilindro de '/- 0,05 mm. De manera ventajosa, la instalación conforme a la invención comprende entre uno y cuatro focos Fj y con preferencia uno o dos focos Fj y con preferencia entre cuatro y quince sensores de imágenes Cji.

Según la invención, conviene disponer los sensores de imágenes y el o los focos con el fin de que la combinación de las al menos tres direcciones de proyecciones optimice la determinación del modelo geométrico numérico de la región inspeccionada, considerando que es necesario dejar el volumen atravesado Vt libre para la circulación de los objetos. Las reglas siguientes son aplicadas ventajosamente en el marco de la invención, siendo válidas estas reglas para sensores de imágenes lineales o matriciales.

En lo que sigue, un ángulo es un valor absoluto. Las figuras 7 y 8 ilustran dos direcciones de proyección Fji y D'ji que son también vectores. Estas figuras muestran el ángulo r entre estas dos direcciones de proyección y s es el ángulo complementario al ángulo r, o sea s = 180°-r. Por definición, el ángulo útil a entre dos direcciones de proyección diferentes Dji y D'ji es el más pequeño de los ángulos r y s, o sea a = Min(r, s). De esta manera, el ángulo útil a es el más pequeño de los ángulos formados por las dos rectas que llevan las direcciones de proyección Dji y D'ji y relacionadas en cualquier punto de la región inspeccionada.

Segú una variante ventajosa de la invención, se adquiere para cada objeto al menos dos imágenes emitidas de dos proyecciones radiográficas según dos direcciones diferentes Dji y D'ji que forman entre sí un ángulo útil asuperior o igual a 601 e inferior o igual a 90°.

Para hacerlo, la instalación 1 según la invención comprende al menos un foco y dos sensores de imágenes dispuestos de manera que las direcciones de proyección de la región inspeccionada que reciben poseen entre sí un ángulo útil a superior o igual a 45° e inferior o igual a 90° y ventajosamente superior o igual a 60° e inferior o igual a 90°.

Por ejemplo, como se ilustra en la figura 4, el ángulo útil a entre las direcciones D15 y D11 y entre las direcciones D13 y D25 son superiores a 45°. Evidentemente debe comprenderse que al menos un ángulo útil es superior o igual a 45° e inferior o igual a 90° y ventajosamente que al menos un ángulo útil es superior o igual a 60° e inferior o igual a 90° y los otros ángulos útiles entre dos direcciones Dji, D'ji son cualquiera. El experto en la técnica a partir de esta regla sabrá buscar una disposición que ofrezca una distribución lo más completa posible de las direcciones de proyecciones de la región inspeccionada.

Según otra característica ventajosa, para cada objeto, el sistema informático adquiere al menos una imagen radiográfica de la región inspeccionada que corresponde a una dirección de proyección que forma un ángulo de abertura p determinada con la dirección de desplazamiento T.

Como se ilustra en las figuras 9 y 10, se considera el ángulo p entre una dirección de proyección (vector Dji) y la trayectoria de los objetos (vector T=, o sea el ángulo p = (Dji, T), es decir, p = (D11, T) y p = (D12, T) en el ejemplo ilustrado en la figura 9 y p = (D22, T) y p = (D11, T) en el ejemplo ilustrado en la figura 10. El ángulo q complementario al ángulo p es tal que q = 180° - p. Por definición, el ángulo de abertura pentre una dirección de proyección Dji y la trayectoria T es el más pequeño de los ángulos p y q, a saber, p = Min (p, q). De esta manera, el ángulo de abertura pes el más pequeño de los ángulos formados por las dos rectas, una de las cuales lleva la dirección de proyección Dji y la otra lleva la trayectoria T, devueltas en cualquier punto de la región inspeccionada.

Según otra características ventajosa, para cada objeto, el sistema informático adquiere al menos una imagen radiográfica de la región inspeccionada que corresponde a una dirección de proyección Dji que forma con la dirección de desplazamiento Y un ángulo de abertura p comprendido entre 10° y 60°- En otros términos, la instalación según la invención comprende al menos un foco y un sensor de imágenes dispuestos de manera que, cuando un objeto atraviesa el campo de los sensores de imágenes, la dirección de proyección Dji de la región inspeccionada sobre el sensor de imágenes Cji forma un ángulo de abertura p con la dirección de desplazamiento T comprendido entre 10° y 60°.

En otros términos, la configuración de la instalación 1 es optimizada para reducir su volumen en la dirección de desplazamiento conservando un volumen atravesado Vt adaptado a los objetos y una buena calidad de reconstrucción.

En razón del volumen atravesado Vt, la instalación no produce proyección alrededor de la dirección de desplazamiento T. El volumen atravesado Vt impone un ángulo beta mínimo. Según la invención, p min = 10°. No existe ningún sensor dispuesto para suministrar una proyección de ángulo p inferior a 10°.

Es necesario deducir de lo que precede que la distribución de los ángulos de proyecciones para cada objeto no es uniforme según la invención.

Como se ilustra en la figura 9, la distribución de los ángulos de proyección presenta una brecha, que se llama una región de ángulo muerto, de dos veces 2 x 10°, es decir, 20°, en lugar de tener una cobertura completa sobre 180°.

Por ejemplo, como se ilustra en la figura 9, una instalación según la invención comprende al menos un foco F1 y dos sensores de imágenes C11, C12, cuyas direcciones de proyección D11, D12 definen con la dirección de desplazamiento T un ángulo de abertura p comprendido entre 10° y 60°, que corresponden, respectivamente, a los ángulos p y q. En el ejemplo ilustrado en la figura 10, la instalación comprende al menos un sensor de imágenes C11, asociado a un foco F1 y un sensor de imágenes C22 asociado a un foco F2. Las direcciones de proyecciones D11, D12 definen el ángulo de apertura p comprendido entre 10° y 60° y que corresponden a los ángulos p. De la misma manera, la instalación ilustrada en la figura 4 comprende un sensor de imágenes C11 asociado al foco F1 y cuya dirección de proyección D22 forma un ángulo p comprendido entre 10° y 60°, con respecto a la dirección de desplazamiento T.

Los sensores de imágenes Cji son del tipo matricial o lineal.

Según una variante preferida, la instalación 1 comprende sensores de imágenes lineales. Según esta variante preferida, cada sensor de imágenes Cji comprende una red lineal de elementos sensibles a los rayos X, distribuidos según una recta de soporte Lji que define con el foco asociado Fj un plano de proyección Pji que contiene la dirección de proyección Dji (figura 2). Estos sensores de imágenes Cji están dispuestos de manera que al menos m elementos sensibles de cada uno de estos sensores de imágenes reciben la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por el haz de rayos X emitido desde el foco Fj asociado. con los planos de proyección Pji para los diferentes sensores que son distintos entre sí y no paralelos al plano de transporte Pc. El número m de elementos sensibles de cada sensor de imágenes lineales es superior a 128, con preferencia superior a 512. La distancia entre elementos sensibles vecinos (llamada "paso" o "pitch" en inglés) y/o la dimensión de los elementos sensibles es con preferencia inferior a 800 mm. La frecuencia de lectura de las líneas de imágenes es con preferencia superior a 100 Hz, ventajosamente superior a 1kHz. Por supuesto, estos parámetros están adaptados en función del tamaño de los objetos, la precisión buscada y la velocidad de desfile.

Según una característica ventajosa de realización, al menos tres sensores de imágenes Cji lineales tienen sus rectas de soporte Lji paralelas entre sí.

Según otra característica ventajosa de realización, al menos tres sensores de imágenes Cji lineales tienen sus rectas de soporte Lji ortogonales al plano de transporte Pc.

Según una variante, un foco Fj está posicionado con el fin de que su haz atraviese la región inspeccionada, luego el plano de transporte Pc. Además, al menos un sensor de imágenes Cji lineales asociado está posicionado opuesto al foco Fj con relación al plano de transporte Pc y de manera que su recta de soporte Lji está paralela al plano de transporte Pc.

Según estas variantes de realización con sensores de imágenes lineales, el sistema de adquisición adquiere con la ayuda de cada uno de los al menos tres sensores de imágenes Cji, en cada desplazamiento incremental de cada objeto sobre la trayectoria, imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar según un número seleccionado con el fin de que, para cada objeto, el conjunto de la región a inspeccionar se encuentre representado completamente en el conjunto de las imágenes lineales radiográficas. De esta manera, durante el desplazamiento de un objeto, cada sensor de imágenes es apto para adquirir imágenes radiográficas lineales, de tal manera que el conjunto de la región a inspeccionar del objeto se encuentra representado completamente en el conjunto de las imágenes lineales radiográficas obtenidas a partir de ducho sensor de imágenes. De esta manera, para cada objeto, se obtienen al menos tres conjuntos de imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar que son analizadas a continuación. Es posible construir imágenes radiográficas matriciales de la región inspeccionada, por yuxtaposición de los conjuntos de imágenes lineales radiográficas. Pero la reconstrucción del modelo geométrico y la medida no lo imponen necesariamente.

Hay que indicar que teniendo en cuenta el volumen atravesado Vt, ninguna proyección radiográfica es adquirida en la región de ángulo muerto (p < 10°) situada a ambos lados de la dirección de desplazamiento T. El procedimiento según la invención permite reconstruir, a pesar de la ausencia de proyecciones radiográficas en este intervalo de ángulos, gracias al modelo geométrico a priori, un modelo geométrico numérico preciso y completo del objeto monomaterial. De esta manera, es posible realizar mediciones de dimensión lineal sobre todo el modelo geométrico numérico y, en particular, según direcciones no ortogonales a las direcciones de proyección posibles, comprendidas allí las mediciones de dimensión lineal según direcciones de medida ortogonales a las direcciones de proyecciones ausentes que corresponden a la región de ángulo muerto situada a ambos lados de la dirección de desplazamiento T. En efecto, sin el procedimiento según la invención, por ejemplo con los métodos destinados a la tomografía axial "completos" tradicionales, en el caso de que no se adquiera ninguna proyección radiográfica según las direcciones de un ángulo muerto, entonces el modelo reconstruido presenta igualmente en un sector angular ortogonal al ángulo muerto, errores de reconstrucción, que hacen imposible determinar una superficie precisamente y, por lo tanto, hacen imposible cualquier medida de dimensión lineal de un objeto mono-material.

De esta manera, como se ilustra en las figuras 11 y 12, según la invención, no es posible ninguna proyección en un ángulo muerto que valga, por ejemplo, 20° (p min = 10°). Según la técnica anterior, no se podría hacer ninguna medición precisa en la dirección A, que no esté ortogonal a ninguna de las direcciones de proyección. La dirección A no está próxima a la ortogonal de ninguna de las direcciones al menos 10°. Según la invención, gracias a la reconstrucción a partir de modelos a priori de la serie de objetos y de la atenuación constante y uniforme, la medida del diámetro interior según la dirección A (distancia a1) y la medida de la distancia entre los dos lados exteriores perpendiculares a la dirección A (distancia a2) son justas y precisas. Dicho de otra manera, el modelo geométrico de la región a inspeccionar no presenta fronteras ausentes o borrosas en la dirección A.

Por supuesto, el número de focos, el número de sensores de imágenes asociados a cada foco y sus disposiciones relativas son seleccionada de cualquier manera apropiada en función del grado de precisión de la medida deseada, de la forma de los objetos y de su espaciamiento sobre el transportador.

Hay que indicar que en la fabricación industrial en serie, es posible que varias series estén presentes al mismo tiempo sobre una misma línea de fabricación o de control. En este caso, la instalación comprende un sistema de indicación al sistema informático de la serie a la que pertenece cada uno de los objetos de una misma serie. En efecto, la instalación según la invención puede emplearse para inspeccionar un flujo de objetos fabricados compuesto de varias series de objetos diferentes, por ejemplo una primera serie y una segunda serie. Las series pueden diferenciarse por la forma de los objetos mono-material o por el coeficiente de atenuación propia o bien por ambos. En este caso, es necesario suministrar a la instalación un medio para poner a la disposición del sistema informático un modelo geométrico a priori de cada serie de objetos, un coeficiente de atenuación de cada serie de objetos y es necesario prever un medio de asociar en cada sistema informático las imágenes radiográficas de cada objeto con la serie a la que pertenece.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de medición automática de dimensiones lineales de objetos fabricados (2) de una serie, que consiste en:

- seleccionar una serie de objetos fabricados (2), en la que cada uno de dichos objetos está constituido de un material con un coeficiente de atenuación constante en cualquier punto del objeto;

- transportar, por medio de un dispositivo de transporte, los objetos en movimiento en una dirección (T) de desplazamiento según una trayectoria sensiblemente rectilínea en un plano de transporte (Pc), generando estos objetos un volumen de transporte (Vt) en el curso de su desplazamiento;

- posicionar, fuera del volumen de transporte (Vt), al menos un foco (Fj) de un tubo generador de rayos X y de los sensores de imágenes (Cji), cada uno de los cuales está expuesto y es sensible a los rayos X emitidos desde un foco asociado (Fj), habiendo atravesado estos rayos X al menos la región a inspeccionar produciendo sobre cada sensor de imágenes una proyección radiográfica según la dirección de proyección (Dji);

- adquirir con la ayuda de los sensores de imágenes (Cji), para cada objeto en el curso de su desplazamiento, al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, obtenidas de al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar, cuyas direcciones de proyección (Dji) son diferentes entre sí;

- determinar con la ayuda del sistema informático, considerando un coeficiente de atenuación constante y a partir del modelo geométrico a priori y de al menos tres imágenes radiográficas de la región a inspeccionar, un modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar para cada objeto de la serie constituida de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji);

- para cada objeto de la serie, determinar a partir el modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar al menos una medida de dimensión lineal de la región a inspeccionar, como es la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque consiste en determinar un modelo geométrico numérico constituido por:

- al menos dos puntos tridimensionales del espacio, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji) y no paralela a la dirección (T) de desplazamiento;

- y/o al menos una superficie tridimensional de la región a inspeccionar que contiene puntos que no pertenecen a un plano paralelo a la dirección de proyección (Dji); y que no pertenece a un plano paralelo a la dirección (T) de desplazamiento;

- y/o al menos una sección de la región a inspeccionar, según un plano diferente de un plano ortogonal a una dirección de proyección (Dji) y diferente de un plano paralelo a la dirección (T) de desplazamiento.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque consiste en poner a la disposición del sistema informático el valor del coeficiente de atenuación constante.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque consiste en poner a la disposición del sistema informático el modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie, obtenido por:

- el modelo numérico de concepción por ordenador de los objetos de la serie;

- o el modelo numérico geométrico obtenido a partir de la medición de uno o de varios objetos de la misma serie por un dispositivo de medición;

- o el modelo numérico geométrico generado por el sistema informático a partir de valores captados y/o de diseños realizados y/o de formas seleccionadas por un operador sobre una interfaz hombre máquina del sistema informático.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque consiste en adquirir con la ayuda de los sensores de imagen (Cji), para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, alguna imagen radiográfica de la región inspeccionada que corresponde a una dirección de proyección (Dji) que tiene un ángulo de abertura (P) con la dirección de desplazamiento (T) inferior a 10°.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque consiste en realizar y adquirir proyecciones radiográficas de la región inspeccionada de un objeto de manera que los rayos X emitidos del o de los focos y que llegan a los sensores de imágenes (Cji) no atraviesan otro objeto.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

- los sensores de imágenes (Cji) son de tipo lineal, cada uno de los cuales comprende una red lineal de elementos sensibles a los rayos X, distribuidos según una recta de soporte (Lji) que define con el foco asociado (Fj) un plano de proyección (Pji) que contiene la dirección de proyección (Dji), estando dispuestos estos sensores de imágenes de manera que:

- al menos m elementos sensibles de cada uno de estos sensores de imágenes reciben la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por el haz de rayos X emitido desde el foco (Fj) asociado;

- los planos de proyección (Pji) para los diferentes sensores son distintos entre sí y no paralelos al plano de transporte (Pc);

- se adquieren con la ayuda de cada uno de los al menos tres sensores de imágenes (Cji) lineales, en cada desplazamiento incremental de cada recipiente según la trayectoria (7), imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar según un número seleccionado con la finalidad de que para cada objeto, el conjunto de la región a inspeccionar se encuentre representada completamente en el conjunto de las imágenes lineales radiográficas;

- se analizan para cada objeto los al menos tres conjuntos de imágenes lineales radiográficas de la región a inspeccionar.

8. Instalación de medición automática de dimensiones lineales de al menos una región a inspeccionar de objetos fabricados de una serie, comprendiendo la instalación:

- un dispositivo de transporte de los objetos en una dirección materializada por un vector (T) de desplazamiento, según una trayectoria sensiblemente rectilínea en un plano de transporte (Pc), recorriendo los objetos un volumen de transporte (Vt) extendido en la dirección (T);

- al menos un foco (Fj) de un tubo generador de rayos X situado fuera del volumen atravesado (Vt), y creando un haz divergente de rayos X dirigido para atravesar al menos una región a inspeccionar del objeto;

- al menos tres sensores de imágenes (Cji), situados fuera del volumen de transporte (Vt), para recibir rayos X emitidos desde un foco (Fj) asociado, estando dispuestos el o los focos (Fj) y los sensores de imágenes (Cji) de manera que cada sensor de imágenes recibe la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por los rayos emitidos del foco (Fj) cuando el objeto atraviesa estos rayos, siendo diferente entre si las direcciones de proyección de estas proyecciones (Fij) radiográficas;

- un sistema de adquisición conectado a los sensores de imágenes (Cji), de manera a adquirir para cada objeto en el curso de su desplazamiento, al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar con direcciones de proyección (Dij) todas diferentes;

- un dispositivo de puesta a disposición para un sistema informático, de un modelo geométrico a priori de la región a inspeccionar para la serie de objetos; en donde el sistema informático:

• determina un modelo geométrico un modelo geométrico numérico para cada objeto de la serie constituido de al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji), considerando un coeficiente de atenuación constante del material para los objetos, a partir del modelo geométrico a priori y de al menos tres proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar;

• determina para cada objeto de la serie, a partir del modelo geométrico numérico de la región a inspeccionar, al menos una medida lineal de la región a inspeccionar como es para cada objeto de la serie la distancia entre al menos dos puntos tridimensionales, cada uno de los cuales pertenece a una superficie frontera de la región a inspeccionar y situados en un plano no ortogonal a una dirección de proyección (Dji)

9. Instalación según la reivindicación 8, caracterizada porque comprende un dispositivo de puesta a disposición para el sistema informático de valores y/o de tolerancias para las dimensiones lineales exigidas, y/o de la menos un modelo geométrico de referencia.

10. Instalación según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada porque comprende al menos dos focos (F1, D2) de producción de rayos X, posicionados separadamente en dos posiciones distintas y al menos tres sensores de imágenes (Cji), sensibles a los rayos X y posicionadas de manera que:

- cada foco emite su haz a través de al menos la región a inspeccionar para alcanzar al menos un sensor (Cji) asociado;

- cada sensor (Cji) está asociado a un foco y recibe los rayos X emitidos desde dicho foco después de haber atravesado la región a inspeccionar.

11. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 9, caracterizada porque comprende al menos un foco desde el que se emite un haz de rayos X divergente de abertura superior o igual a 120° o al menos dos focos desde los que se emiten haces de rayos X divergentes, cuya suma de las aberturas es superior o igual a 120°

12. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 11, caracterizada porque comprende al menos un foco dispuesto en el plano de transporte (Pc).

13. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 12, caracterizada porque comprende:

- en un lado de un plano secante (Ps) al volumen de transporte y ortogonal al plano de transporte (Pc), un foco (Fj) desde el que se emite un haz de rayos X divergente, de tal manera que su haz atraviesa el plano secante y la región a inspeccionar;

- en el lado opuesto con relación al plano secante (Ps), al menos un sensor de imágenes (Cji) asociado a dicho foco (Fj) para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco (Fj).

14. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 13, caracterizada porque comprende:

- en un lado del plano de transporte (Pc) un foco (Fj) desde el que se emite un haz de rayos X divergente, de tal manera que su haz traviesa el plano de transporte (Pc);

- en el lado opuesto con relación al plano de transporte (Pc), al menos un sensor de imágenes (Cji) asociado a dicho foco (Fj) para recibir los rayos X emitidos desde dicho foco (Fj).

15. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 14, caracterizada porque al menos un foco y dos sensores de imágenes están dispuestos de manera que las direcciones de proyección de la región inspeccionada que reciben poseen entre sí un ángulo útil (a) superior o igual a 45° e inferior o igual a 90° y ventajosamente superior o igual a 60° e inferior o igual a 90°.

16. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 15, caracterizada porque al menos un foco y un sensor de imágenes (Cji) están dispuestos de manera que cuando un objeto atraviesa el campo de los sensores, la dirección de proyección (Dji) de la región inspeccionada sobre el sensor de imágenes (Cji) forma un ángulo de abertura (P) con la dirección de desplazamiento (T) comprendido entre 10° y 60°.

17. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 16, caracterizada porque ningún foco (Fj) de un tubo generador de rayos X está situado en el volumen atravesado (Vt), ningún sensor de imágenes (Cji) está situado en el volumen de transporte (Vt), cuando un objeto atraviesa el campo de los sensores, la dirección de proyección (Dji) de la región inspeccionada sobre el sensor de imágenes (Cji) no forma nunca un ángulo de abertura (P) con la dirección de desplazamiento (T) inferior a 10°.

18. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 17, caracterizada porque el número y la disposición de los sensores de imágenes (Cji) y de los focos asociados son tales que para cada objeto de la serie en el curso de su desplazamiento, las proyecciones radiográficas de la región a inspeccionar sobre los sensores de imágenes presentan entre cuatro y quince direcciones de proyección diferentes.

19. Instalación según una de las reivindicaciones 8 u 18, caracterizada porque

• al menos m elementos sensibles de cada uno de estos sensores de imágenes reciben la proyección radiográfica de la región a inspeccionar por el haz de rayos X emitido desde el foco (Fj) asociado;

• los planos de proyección (Pji) para los diferentes sensores son distintos entre sí y no paralelos al plano de transporte (Pc).

20. Instalación según la reivindicación 19, caracterizada porque al menos tres sensores de imágenes lineales (Cji) tienen sus rectas de soporte (Lji) paralelas entre sí,

21. Instalación según una de las reivindicaciones 19 y 20, caracterizada porque al menos tres sensores de imágenes lineales (Cji) tienen sus rectas ortogonales al plano de transporte (Pc).