PT1692659E - Sistemas e métodos para determinar características de defeito de uma estrutura compósita - Google Patents

Description

ΕΡ 1 692 659/ΡΤ DESCRIÇÃO "Sistemas e métodos para determinar caracteristicas de defeito de uma estrutura compósita"

CAMPO 0 presente invento refere-se em geral ao fabrico de estruturas compósitas com máquinas de colocação de material, e mais em particular (mas não exclusivamente) a sistemas e métodos para determinar caracteristicas de defeito de uma estrutura compósita, tal como a densidade de defeitos por unidade de área e/ou a largura de defeitos cumulativos por unidade de área.

ANTECEDENTES Já são conhecidas na arte há muitos anos as estruturas compósitas. Muito embora as estruturas compósitas possam ser formadas de muitas maneiras diferentes, uma técnica vantajosa para formar estruturas compósitas é um processo de colocação ou recolha automática de fibra. De acordo com as técnicas de colação automáticas convencionais, uma ou mais fitas de material compósito (também conhecidas como fios ou cordas compósitas) são assentes sobre um substrato com uma máquina de colocação de material. 0 substrato pode ser uma ferramenta ou mandril, mas, mais convencionalmente, é formado por uma ou mais camadas subjacentes de material compósito que foram assentes previamente e compactadas.

Os processos de colocação de fibra convencionais utilizam uma fonte de calor para ajudar na compactação das telas de material compósito num ponto de aperto localizado. Em particular, a fita ou corda de material compósito e o substrato subjacente são aquecidos no ponto de aperto para aumentar a pegajosidade da resina das telas enquanto se sujeitam a forças de compressão para assegurar a aderência ao substrato. Para completar a peça, podem ser aplicadas tiras adicionais de material compósito de uma maneira lado a lado para formar camadas, e pode sujeitar-se a calor e pressão localizados durante o processo de consolidação. 2 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ

Infelizmente, os defeitos podem ocorrer durante a colocação das tiras compósitas em cima da estrutura compósita subjacente. Tais defeitos podem incluir intervalos de corda, sobreposições, cordas caidas, enrugamentos (isto é, regiões levantadas numa corda) e zonas torcidas. Em adição, existem objectos e detritos estranhos (FOD), tais como bolas de resina e bolas de cotão, que se podem acumular sobre uma superfície da estrutura compósita que tem de ser detectada, identificada e eventualmente removida da superfície de tela.

As estruturas compósitas fabricadas por métodos de colocação de material automáticos têm tipicamente requisitos de tamanho específicos máximos permissíveis para cada falha, sendo estes requisitos estabelecidos pelo programa de produção. Os programas de produção também definem tipicamente critérios de aceitação/rejeição bem definidos para um número máximo permissível (isto é, densidade) de defeitos por unidade de área e uma largura de defeitos cumulativos máxima permissível por unidade de área.

Para assegurar que os laminados compósitos fabricados por processos de colocação de fibra satisfaçam os requisitos que digam respeito ao tamanho do defeito, as estruturas são tipicamente sujeitas a uma inspecção visual de tela a tela a 100%. Estas inspecções são tradicionalmente realizadas manualmente, tempo durante o qual a máquina de colocação de fibras é parada e o processo de assentamento de materiais interrompido até a inspecção e as reparações subsequentes estarem completadas. Entretanto, o processo de fabrico foi desvantajosamente abrandado pelo processo de inspecção manual e pela interrupção de máquina associada ao mesmo.

Recentemente foram desenvolvidos sistemas que são capazes de detectar, medir e marcar defeitos individuais na estrutura compósita. Os sistemas e métodos exemplificativos capazes de detectar, medir e/ou marcar com precisão e fiabilidade os defeitos numa estrutura compósita estão descritos no Pedido de Patente U.S. No. 09/819,922, apresentado em 28 de Março de 2001, intitulado "System and Method for Identifying Defects in a Composite Structure"; no Pedido de Patente U.S. No. 10/217,805, apresentado em 13 de Agosto de 2002, intitulado "System for Identifying Defects in 3 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ a Composite Structure"; e o pedido de Patente U.S. No. 10/628,691, apresentado em 28 de Julho de 2003, intitulado "Systems and Methods for Identifying Foreign Objects and Debris (FOD) and Defects During Fabrication of a Composite Structure".

Muito embora estes sistemas de inspecção tenham trabalhado bem para as suas finalidades pretendidas, os inventores aqui reconheceram que seria até muito mais benéfico proporcionar sistemas e métodos que fossem capazes de determinar uma caracteristica de defeito de uma estrutura compósita, tal como a densidade de defeitos por unidade de área e/ou a largura de defeitos cumulativos por unidade de área da estrutura compósita. A EP 0 833 146 descreve um método para detectar e medir voltas e intervalos em materiais compósitos ao explorar a superfície de um material compósito na direcção das fibras e determinar uma percentagem de uma área de avaliação que é coberta por fibras ao dividir o número total de píxeis de uma imagem que corresponde às fibras para o número total de píxeis que corresponde a uma área de avaliação. A US 5562 788 descreve um método de calcular intervalos entre filas de fibras. A EP 0319 797 descreve um método para medir a densidade de defeitos dentro de um cristal ao utilizar um feixe laser estreitado.

SUMÁRIO

De acordo com um aspecto do presente invento é proporcionado um método de acordo com as reivindicações anexas.

As características, funções e vantagens podem ser conseguidas independentemente em várias concretizações do presente invento ou podem ser combinadas em ainda outras concretizações. 4 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O presente invento irá entender-se mais completamente a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos, em que: a FIG. 1 é uma vista esquemática de uma estrutura compósita exemplificativa que ilustra distâncias linear e lateral a um defeito na estrutura compósita de acordo com uma concretização do invento; a FIG. 2 é uma vista em perspectiva de um rolo de compactação que tem um anel de código acoplado ao mesmo para rotação comum com o mesmo e um fotosensor posicionado para monitorizar o anel de código de acordo com uma concretização do invento; a FIG. 3 é uma vista esquemática do anel de código mostrado na FIG. 2; a FIG. 4 é uma vista esquemática de um sistema de acordo com uma concretização do presente invento; a FIG. 5 é uma vista em perspectiva de um sistema de acordo com outra concretização do presente invento; a FIG. 6 é uma vista em perspectiva de uma fonte de luz de acordo com a concretização do sistema mostrada na FIG. 5; a FIG. 7 é uma vista em perspectiva de um sistema de acordo com outra concretização do presente invento; a FIG. 8 é uma vista em perspectiva de uma fonte de luz de acordo com a concretização do sistema mostrado na FIG. 7; a FIG. 9 é um fotograma de vídeo que apanha um enrugamento e uma zona torcida numa estrutura compósita; a FIG. 10 é uma vista de um mostrador de computador e comandos de utilizador de acordo com uma concretização do presente invento; 5 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ a FIG. 11 é uma vista de um modelo de peça exemplificativo que pode ser importado a partir de suporte lógico externo ou de terceiros de acordo com uma concretização do presente invento; a FIG. 12 é uma vista do modelo de peça mostrado na FIG. 11 com uma sobreposição de rede de faixa de acordo com uma concretização do invento; a FIG. 13 é uma vista do modelo de peça mostrado na FIG. 12 mas com a sobreposição de rede de faixa reposicionada para representar uma mudança na orientação para a nova tela de acordo com uma concretização do invento; a FIG. 14 é uma vista de dois mostradores de computador que exibem simultaneamente o mostrador de computador mostrado na FIG. 10 e o modelo de peça e sobreposição de rede de faixa mostrado na FIG. 13 de acordo com uma concretização do presente invento; a FIG. 15 é uma vista de um mostrador de computador de acordo com uma concretização do presente invento; e a FIG. 16 é uma vista de um mostrador de computador de acordo com uma concretização do invento.

Os caracteres de referência correspondentes indicam caracteristicas correspondentes por todas as várias vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES EXEMPLIFICATIVAS

De acordo com um aspecto, o invento proporciona um método para determinar uma caracteristica de defeito de uma estrutura compósita, tal como a densidade de defeitos por unidade de área e/ou a largura de defeitos cumulativos por unidade de área. Numa concretização o método inclui em geral: determinar uma primeira distância desde um primeiro ponto de referência da estrutura compósita até um defeito; determinar uma segunda distância desde um segundo ponto de referência da estrutura compósita até ao defeito; utilizar a primeira e a segunda distâncias para estabelecer uma área de referência da 6 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ estrutura compósita; e considerar cada defeito detectado dentro da área de referência e produzir a partir dali uma caracteristica de defeito representativa da estrutura compósita.

As concretizações preferidas do invento proporcionam métodos para determinar para uma área ou região de referência de uma estrutura compósita uma ou mais das seguintes caracteristicas de defeito: uma contagem de defeitos total, uma largura de defeitos total, uma densidade de defeitos por unidade de área (isto é, um número de defeitos por unidade de área), uma largura de defeitos cumulativos por unidade de área e/ou uma localização de defeito. Várias concretizações permitem que estas caracteristicas de defeito sejam determinadas à medida que a estrutura compósita está a ser fabricada, eliminando deste modo a necessidade de processos de inspecção manuais e as interrupções da máquina associadas àquilo.

Numa concretização, o método inclui em geral determinar uma distância linear a um defeito ao longo de uma faixa a ser assente por uma máquina de colocação de material; determinar uma distância lateral ao defeito a partir de uma primeira extremidade da estrutura compósita; utilizar as distâncias linear e lateral para estabelecer uma área de referência; totalizar os defeitos dentro da área de referência; dividir o total de defeitos pela área de referência para determinar uma densidade de defeitos por unidade de área; determinar uma largura para cada defeito dentro da área de referência; totalizar as larguras dos defeitos dentro da área de referência; e dividir a largura total pela área de referência para determinar uma largura de defeitos cumulativos por unidade de área.

Na concretização exemplificativa, o método inclui determinar tanto a densidade de defeitos por unidade de área como a largura de defeitos cumulativos por unidade de área. De modo alternativo, outras concretizações podem incluir determinar qualquer uma ou uma combinação de contagem de defeitos total, largura de defeitos total, densidade de defeitos por unidade de área, largura de defeitos cumulativos por unidade de área e/ou localizações de defeitos. Outras 7 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ concretizações podem incluir determinar qualquer uma ou uma combinação de contagem de defeitos total, largura de defeitos total, densidade de defeitos, largura de defeitos cumulativos e/ou localizações de defeitos para toda a estrutura compósita, caso no qual não precisa ser necessariamente estabelecida uma área de referência. A FIG. 1 ilustra uma estrutura compósita exemplificativa 22, a qual é geralmente constituída por uma pluralidade de cordas ou tiras adjacentes de fita compósita 24. As tiras 24 incluem tipicamente uma pluralidade de fibras embebidas numa resina ou outro material que fica pegajoso ou que se pode escoar quando da aplicação de calor. As tiras 24 são dispostas numa superfície de trabalho, tal como uma mesa, mandril ou outra ferramenta 26 (FIG. 4), e compactadas com um rolo de compactação 20 (FIGS. 2 e 5) para formar a estrutura compósita 22 de acordo com uma técnica de colação automática, tal como a descrita no Pedido de Patente U.S. No. 10/068,735, apresentado em 6 de Fevereiro de 2002, intitulado "Composite Material Collation Machine and Associated Method for High Rate Collation of Composite Materials".

Tal como mostrado na FIG. 1, dezoito faixas ou tiras 24 foram completadas pela máquina de colocação de material. Quer dizer, a máquina de colocação de material fez dezoito passagens através de um substrato. Durante cada uma das passagens, a máquina de colocação de material assentou uma tira 24 sobre o substrato.

Ainda com referência à FIG. 1, a sexta faixa 23 da estrutura compósita 22 inclui um defeito 36 na forma de um intervalo de corda. De modo adicional, ou de modo alternativo, a estrutura compósita 22 também pode incluir outros tipos de defeitos tais como sobreposições, cordas caídas, enrugamentos, zonas torcidas e objectos e detritos estranhos (FOD), sendo tais defeitos contados e medidos pelas concretizações do invento. A linha tracejada 19 representa a distância linear ao longo da sexta faixa 23 até ao defeito 36. A linha tracejada 21 representa a distância lateral ao defeito 36 a partir de uma primeira extremidade 11 da estrutura compósita 22. 8 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ

Podem ser utilizados vários métodos para determinar as distâncias lineares ao longo de uma faixa até um defeito detectado nessa faixa. Numa concretização exemplificativa, a distância linear a um defeito ao longo de uma faixa pode ser determinada ao multiplicar a velocidade linear da unidade de topo de colocação de material ao longo da faixa pela quantidade de tempo que passou entre quando a faixa é iniciada e quando o defeito é detectado.

Quando um defeito é detectado, pode ser produzido um sinal que não só indica a detecção do defeito como também pode disparar a medição e marcação do defeito. Os sistemas e métodos exemplificativos capazes de detectar os defeitos numa estrutura compósita são descritos em geral abaixo e em maior detalhe no Pedido de Patente U.S. No. 09/819,922, apresentado em 28 de Março de 2001, intitulado "System and Method for Identifying Defects in a Composite Structure"; Pedido de Patente U.S. No. 10/217,805, apresentado em 13 de Agosto de 2002, intitulado "System for Identifying Defects in a Composite Structure"; e o Pedido de Patente U.S. No. 10/628,691, apresentado em 28 de Julho de 2003, intitulado "Systems and Methods for Identifying Foreign Objects and Debris (FOD) and Defects During Fabrication of a Composite Structure". A iniciação e a paragem de uma faixa podem ser determinadas ao utilizar sinais a partir da célula de carga da máquina que indica se está a ser aplicada ou não pressão ao rolo de compactação 20 (FIGS. 2 e 5) . A recepção de um sinal "com pressão" a partir da célula de carga de máquina indica que o rolo de compactação 20 está em contacto com a estrutura compósita 22 e, por conseguinte, que foi iniciada uma faixa. A recepção de um sinal "sem pressão" indica que o rolo de compactação 20 já não está mais em contacto com a estrutura compósita 22, e por conseguinte que a faixa foi completada. Em conformidade, o tempo entre o inicio da faixa e a detecção do defeito pode ser determinado ao seguir a quantidade de tempo que passou entre a recepção do sinal "com pressão" a partir da célula de carga de máquina e a recepção do sinal que indica detecção de um defeito. 9 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ

De modo alternativo, a iniciação e a paragem da faixa podem ser determinadas pela recepção de um sinal a partir de um dispositivo que emprega sensores de proximidade, lasers ou detectores de som posicionados para determinar se o rolo de compactação 20 está ou não em contacto com a estrutura compósita 22.

Numa concretização, a velocidade linear da unidade de topo é determinada ao determinar a velocidade angular do rolo de compactação 20 e multiplicando a velocidade angular por uma circunferência do rolo de compactação 20. De modo alternativo, também podem ser utilizados outros métodos para determinar a velocidade linear da unidade de topo, tal como ao utilizar uma pistola de radar utilizada comummente para fins de aplicação da lei na monitorização das velocidades dos veículos ao longo das estradas.

Fazendo referência às FIGS. 2, 3 e 5, a velocidade angular do rolo de compactação 20 pode ser determinada por um anel de código 1 acoplado para rotação comum com o rolo de compactação 20. Tal como mostrado, o anel de código 1 inclui porções de contraste alternativas 2 e 3, tais como os segmentos preto e branco alternativos. Na FIG. 3, o anel de código 1 inclui um diâmetro externo 4 de cerca de 2,57 cm (1,010 polegadas) e um diâmetro interno 5 de cerca de 2,14 cm (0,844 polegadas), embora também possam ser empregues outros tamanhos de anel. Em outras concretizações, as porções de contraste podem ser proporcionadas directamente sobre o rolo de compactação 20 (por exemplo, marcadas, pintadas, etc.), eliminando deste modo a necessidade do anel de código separado 1.

Com referência ainda às FIGS. 2 e 5, um fotosensor 7 (por exemplo, um fotodíodo de prateleira, etc.) encontra-se posicionado para monitorizar e captar imagens em tempo real das transições de claro para escuro do anel de código 1 à medida que o anel de código 1 roda juntamente com o rolo de compactação 20. Ao detectar e contar as transições de claro para escuro do anel 1, as rotações do rolo de compactação podem ser contadas e monitorizadas. A frequência com que as transições de claro para escuro ocorrem podem ser utilizadas para estabelecer a velocidade angular do rolo de compactação 10 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ 20. De preferência, ο movimento axial no rolo de compactação 20 é minimizado de modo a manter constante a distância desde o fotosensor 7 até ao anel de código 1, a qual, por sua vez, permite uma determinação mais precisa da velocidade linear da unidade de topo da máquina.

Numa outra concretização exemplificativa, a distância linear a um defeito ao longo de uma faixa pode ser determinada ao contar o número (inteiro e fraccionário) de rotações que o rolo de compactação 20 faz desde o inicio da faixa até ao defeito e multiplicando esse número de rotações pela circunferência do rolo de compactação 20. Por meio de exemplo, o fotosensor 7 e o anel de código 1 podem ser utilizados para contar o número de rotações do rolo de compactação 20 entre a recepção do sinal "com pressão" a partir da célula de carga de máquina e a recepção do sinal que indica que foi detectado um defeito.

Também podem ser empregues vários métodos para determinar as distâncias laterais aos defeitos a partir da primeira extremidade 11 da estrutura compósita 22. Ver a FIG. 1. Numa concretização exemplificativa, a distância lateral a um defeito pode ser calculada ao contar o número total de faixas completadas, não incluindo a faixa na qual reside o defeito, e depois multiplicando a largura média de uma faixa pelo número de faixas completadas. Este método é particularmente eficaz para colocação de fita em que cada faixa tem a mesma largura, isto é, a largura da fita. O número total de faixas completadas pode ser determinado ao seguir ou contar a recepção dos sinais com/sem pressão a partir da célula de carga de máquina. A recepção de um sinal "com pressão" a partir da célula de carga de máquina indica que o rolo de compactação 20 está em contacto com a estrutura compósita 22 e iniciou assim uma faixa. A recepção de um sinal "sem pressão" indica que o rolo de compactação 20 já não está em contacto com a estrutura compósita 22 e completou assim a faixa.

Para faixas de colocação de fibra nas quais a largura de cada faixa pode não ser igual, as distâncias laterais aos defeitos podem ser determinadas com precisão ao empregar uma 11 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ régua de suporte lógico. Mais especificamente, a distância lateral pode ser determinada ao adquirir uma imagem digital de pelo menos a porção da estrutura compósita que inclui a distância lateral; seleccionar um conjunto de píxeis a partir da imagem digital que representa a distância lateral; contar o número de píxeis que constitui o conjunto de píxeis; e correlacionar a contagem de píxeis com os dados de correlação (por exemplo, uma predeterminada relação entre a contagem de píxeis e a distância) para computar uma medição quantitativa indirecta para a distância lateral. A largura de um defeito pode ser determinada de uma maneira similar. Depois de uma imagem digital do defeito ter sido adquirida, é seleccionado um conjunto de píxeis a partir da imagem digital que representa a largura do defeito. São contados os píxeis que compreendem o conjunto de píxeis e a contagem de píxeis é então correlacionada com os dados de correlação (por exemplo, uma predeterminada relação entre a contagem de píxeis e a distância) para computar uma medição quantitativa indirecta para a largura dos defeitos.

De modo alternativo, a largura dos defeitos pode ser determinada ao multiplicar a velocidade linear da unidade de topo (tal como determinado de uma maneira acima descrita) pela quantidade de tempo necessária para que a unidade de topo atravesse a distância que separa os lados opostos do defeito. A área de referência pode ser definida como qualquer região da estrutura compósita a qual está presentemente sob inspecção quanto a defeitos e a qual tem uma área superficial mais ou menos igual à área superficial da área de referência. Além do mais, a área de referência pode ser dimensionada de modo a incluir qualquer área superficial adequada, tal como cinco polegadas quadradas, um pé quadrado, etc. Em adição, a área de referência pode ser dimensionada em conformidade com os requisitos de produção de modo a incluir apenas uma porção da estrutura compósita. De modo alternativo, outras concretizações podem utilizar uma área de referência que corresponde em tamanho a toda a estrutura compósita. 12 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ A área de referência pode ser estabelecida de várias maneiras. Numa concretização exemplificativa, a área de referência compreende qualquer região da estrutura compósita que está delimitada pelas distâncias linear e lateral ao defeito presentemente detectado. Por exemplo, e fazendo referência à FIG. 1, a área de referência pode ser estabelecida para o defeito 36 como a porção rectangular da estrutura compósita 22 definida pelas linhas tracejadas 19 e 21 e a primeira extremidade 11 da estrutura compósita e o bordo lateral inferior.

Em qualquer das concretizações atrás mencionadas, as áreas de referência delimitadas podem ser seguidas durante a inspecção, por exemplo, numa tabela de consulta. A tabela de consulta pode depois ser comparada com um registo corrente de defeitos (por exemplo, quantidade de defeitos corrente e/ou largura de defeitos corrente) durante a inspecção.

Em ainda outras concretizações, a área de referência é definida como a região da estrutura compósita que inclui a porção precedente da faixa em que reside o defeito presentemente detectado e todas as faixas precedentes completadas. Por exemplo, e fazendo referência à FIG. 1, pode ser estabelecida uma área de referência para o defeito 36 como as primeiras cinco faixas à esquerda da faixa 23 e aquela porção da sexta faixa 23 abaixo do defeito 36.

Em outras concretizações, a área de referência é definida como uma região da estrutura compósita que inclui a porção precedente da faixa na qual reside o defeito presentemente detectado e um número predeterminado de faixas completadas que precedem imediatamente a faixa em que reside o defeito presentemente detectado. Por exemplo, pode ser estabelecida uma área de referência para o defeito 36 como aquela porção da sexta faixa 23 abaixo do defeito 36 e as três faixas (isto é, terceira, quarta e quinta faixas) imediatamente à esquerda da sexta faixa 23 na FIG. 1.

Em certas concretizações é feita uma comparação entre a largura de defeitos cumulativos por unidade de área e uma largura de defeitos cumulativos por unidade de área máxima permissivel para determinar se uma estrutura compósita é 13 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ aceitável ou deve ser rejeitada. A largura de defeitos cumulativos por unidade de área máxima permissivel pode ser ajustada por requisitos de produção. Quando a largura de defeitos cumulativos por unidade de área exceder a largura de defeitos cumulativos por unidade de área máxima permissivel, o processo de fabrico pode ser interrompido e/ou pode ser proporcionado um indicador de inaceitabilidade, por exemplo, por uma interface de utilizador 76 (FIG. 4) abaixo descrita.

De modo adicional, ou de modo alternativo, certas concretizações incluem comparar a densidade de defeitos por unidade de área e uma densidade de defeitos por unidade de área máxima permissivel para determinar se uma estrutura compósita é aceitável ou não. A densidade de defeitos por unidade de área máxima permissivel pode ser ajustada pelos requisitos de produção. Quando a densidade de defeitos por unidade de área exceder a densidade de defeitos por unidade de área máxima permissivel, o processo de fabrico pode ser interrompido e/ou pode ser proporcionado um indicador de inaceitabilidade, por exemplo, através de uma interface de utilizador 76 (FIG. 4) abaixo descrita.

Um sistema exemplificativo 10 o qual pode ser utilizado para detectar defeitos numa estrutura compósita encontra-se ilustrado na FIG. 4. Tal como mostrado na FIG. 4, o sistema 10 inclui pelo menos uma câmara 12 e pelo menos uma fonte de luz 14. A câmara 12 está ligada a um processador 66 para interpretar as imagens que a câmara 12 apanha, ou a um dispositivo de armazenagem 64 para armazenar as imagens, ou ambas, tal como discutido mais completamente abaixo. A fonte de luz 14 está posicionada para emitir luz para iluminar a estrutura compósita 22. A iluminação é reflectida de modo diferente pelos defeitos na estrutura compósita do que pelas porções da estrutura compósita que estão livres de defeitos. Por exemplo, a iluminação que reflecte porções não defeituosas da estrutura compósita 22, e a luz que deixa de reflectir os defeitos na estrutura compósita 22, ou vice versa, cria imagens visiveis que podem ser apanhadas pela câmara 12. Os detalhes que dizem respeito aos sistemas e métodos para identificar defeitos numa estrutura compósita durante o seu fabrico estão incluídos nos Pedidos de Patente 14 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ U.S. Nos. 09/819,922, 10/217,805 e 10/628,691 previamente referidos.

Tal como mostrado na FIG. 4, a câmara 12 está posicionada perto da estrutura compósita 22 de modo a apanhar imagens da porção da estrutura compósita que está a ser iluminada, o que é tipicamente e imediatamente a jusante da ponta de aperto em que uma corda compósita é unida à estrutura subjacente. De modo alternativo, e tal como mostrado na FIG. 5, uma superfície de reflexão 16 pode estar posicionada perto da estrutura compósita (a estrutura compósita não está mostrada na FIG. 5) e disposta com ângulo de tal modo que a superfície de reflexão 16 reflecte uma imagem da porção iluminada da estrutura compósita. A câmara 12 pode estar posicionada para apontar na direcção da superfície de reflexão 16 de modo a apanhar imagens de alcance curto da porção iluminada da estrutura compósita a partir da superfície de reflexão 16. Também pode ser utilizada mais do que uma superfície de reflexão 16 em outras concretizações do invento nas quais as superfícies de reflexão 16 cooperam de modo a dirigir as imagens da porção iluminada da estrutura compósita para a câmara 12.

Pode ser utilizada uma vasta gama de câmaras incluindo as câmaras comercialmente disponíveis capazes de adquirir imagens pretas e brancas. Numa concretização, a câmara 12 é uma televisão ou outro tipo de câmara de vídeo que tem um sensor de imagem (não mostrado) e uma lente 13 através da qual a luz passa quando a câmara 12 está a operar. Também podem ser utilizados outros tipos de câmaras ou sensores de imagem, tais como uma câmara sensível a infravermelhos, uma câmara de luz visivel com filtragem de passagem de infravermelhos, uma câmara de fibra óptica, uma câmara coaxial, um Dispositivo Acoplado de Carga (CCD), ou Sensor de Oxido de Metal Complementar (CMOS) . A câmara 12 pode ser posicionada próximo da estrutura compósita 22 num suporte (não mostrado) ou montada numa armação 28 ou dispositivo semelhante.

Naquelas concretizações que não incluem uma superfície de reflexão 16, a câmara 12 pode ser montada na armação 28 por meio de um suporte 30 e meios de ligação associados 32, 15 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ tal como mostrado na FIG. 4. Os meios de ligação 32 podem ser rebites, parafusos ou semelhantes que montam a câmara 12 na armação 28 numa posição estacionária. De modo alternativo, os meios de ligação 32 podem ser um meio de ligação tipo articulação que permite que a câmara 12, a fonte de luz 14 e montagem associada sejam rodados para fora da estrutura compósita 22. Esta concretização é vantajosa em situações onde outras peças do dispositivo de colocação de material, em particular as peças localizadas por trás da câmara 12 e montagem associada, tenham de ser acedidas, tal como por exemplo para manutenção, limpeza ou semelhantes. A FIG. 5 ilustra uma concretização alternativa do meio de ligação tipo articulação 32 que monta a câmara 12, a superfície de reflexão 16, a fonte de luz 14 e montagem associada (por exemplo, montagem de câmara) na armação 28 por meio de um suporte 30. Um prendedor adequado, tal como um parafuso de aperto ou qualquer outro prendedor que possa ser removido ou solto com relativa facilidade, pode ser inserido através do orifício 34 e depois apertado para segurar a montagem de câmara no lugar para operação. O prendedor pode ser solto ou removido, por exemplo, para rodar a montagem de câmara para longe do rolo de compactação 20 e outras partes do dispositivo de colocação de fibra.

Com referência ainda à FIG. 4, pode ser colocado um filtro 15 sobre a lente 13 para filtrar luz de uma maneira particular. Numa concretização, o filtro 15 está concebido para filtrar luz de tal modo que apenas a componente de infravermelhos ou um certo comprimento de onda de infravermelhos ou gama de comprimentos de onda de luz possa passar para dentro da câmara 12. Desta maneira, o filtro 15 impede que luz visível ambiente entre na câmara 12 e altere o aspecto da imagem captada.

Outros métodos de filtrar luz também podem ser utilizados para conseguir o mesmo resultado ou pelo menos um resultado similar. Por exemplo, a câmara pode ser projectada de modo a incluir um filtro integrado de caracteristicas ópticas equivalentes. Em adição, o filtro pode estar localizado entre a lente de câmara 13 e um sensor de imagem. De modo alternativo, a câmara pode incluir um sensor de 16 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ imagem que é apenas sensível no espectro de infravermelhos (por exemplo, uma câmara sensível a infravermelhos), eliminando assim a necessidade do filtro. A fonte de luz 14 do sistema 10 vai agora ser descrita em maior detalhe. A fonte de luz 14 está posicionada para emitir luz para iluminar pelo menos uma porção da estrutura compósita 22.

Na FIG. 4, a fonte de luz 14 é mostrada posicionada num ângulo obliquo 37 em relação à estrutura compósita 22. O ângulo oblíquo 37 pode ser cerca de quarenta e cinco graus, muito embora sejam possíveis outros ângulos, dependendo da aplicação. Em adição, a fonte de luz 14 também é mostrada posicionada para emitir luz numa direcção substancialmente perpendicular à direcção de colocação das tiras 24 de modo a realçar os defeitos 36, tal como acima descrito.

Além do mais, o sistema 10 pode incluir mais do que uma fonte de luz. Por exemplo, a concretização da FIG. 5 inclui duas fontes de luz 14 posicionadas em relação à estrutura compósita e rolo de compactação 20 em qualquer dos lados da superfície de reflexão 16 e câmara 12. Uma outra concretização exemplificativa que inclui duas fontes de luz 14 encontra-se mostrada na FIG. 7 na qual estão posicionados dois arranjos de fibra óptica lineares em lados opostos da câmara 12.

Na FIG. 4, a fonte de luz 14 encontra-se posicionada de modo a ajustar-se em relação à estrutura compósita 22 pela montagem ou fixação da fonte de luz 14 num aparelho de montagem 27. O aparelho de montagem 2 7 pode incluir um veio principal 29, um veio secundário 31 e uma braçadeira de bloqueio 33 para ajustar rapidamente e com precisão a posição da fonte de luz 14. O aparelho de montagem 27, por sua vez, pode ser fixo à armação 28, à câmara 12, ao suporte 30, ou a algum outro objecto que defina uma posição comum tanto para a fonte de luz 14 como para a câmara 12, de tal modo que a fonte de luz 14 e a câmara 12 mantenham uma relação espacial constante em relação uma à outra. 17 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ A qualidade e magnitude da iluminação superficial da estrutura compósita é grandemente afectada pela iluminação ambiente e pela reflectividade do material. Em conformidade, as concretizações do invento empregam de modo vantajoso uma fonte de luz de infravermelhos para iluminar com mais eficácia lacunas escuras num fundo escuro. A este respeito, a fonte de luz 14 pode ser seleccionada a partir de uma luz de infravermelhos ou outro tipo de luz que tenha uma componente de infravermelhos, tal como uma fonte de luz de halogéneo (FIG. 6) ou outras fontes de luz incandescentes (não mostradas) . Em outras concretizações, a fonte de luz 14 também pode incluir uma fonte de luz fluorescente (por exemplo, LEDs de luz branca, tubo de vidro de baixa pressão com fósforo cheio de mercúrio, etc.), um avisador óptico ou fonte de luz estroboscópica, uma lâmpada de arco de gás nobre (por exemplo, arco de xénon, etc.), lâmpada de arco de metal (por exemplo, halogenato de metal, etc.) e lasers (por exemplo, lasers pulsados, arranjos de diodo de laser de estado sólido, arranjos de laser de diodo de infravermelhos). A luz a partir da fonte de luz 14 também pode ser bombeada desde as fibras ópticas até ao ponto de distribuição, tal como é mostrado na FIG. 7.

Em algumas concretizações, a fonte de luz 14 é operada a um nível de energia que maximiza, ou pelo menos aumenta significativamente, a componente (IR) de infravermelhos da luz que trabalha bem para inspeccionar o material de corda escuro tal como o carbono. A respeito disto, foi suficiente níveis de energia exemplificativos na gama de até cerca de cento e cinquenta watt (150W) na gama de comprimento de onda de cerca de setecentos nanómetros até mil nanómetros (700nm-lOOOnm). Contudo, os níveis de energia particulares e os comprimentos de onda para a fonte de luz irão depender provavelmente pelo menos em parte da velocidade e sensibilidade da câmara, velocidade à qual o material está a ser assente, perdas por distribuição, e reflectividade do material a ser inspeccionado, entre outros factores. Por exemplo, em outras concretizações podem ser empregues comprimentos de onda e níveis de energia adequados para inspeccionar materiais altamente reflectivos. 18 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ

Na concretização mostrada na FIG. 4, a fonte de luz 14 pode compreender uma pluralidade de LEDs dispostos num arranjo ou formação de agrupamentos. Numa concretização especifica, a fonte de luz 14 inclui 24 LEDs montados num arranjo sobre uma placa de circuito impressa de três polegadas quadradas.

Numa outra concretização mostrada nas FIGS. 5 e 6, a fonte de luz 14 inclui quatro lâmpadas de iluminação de halogéneo 38 muito embora também possam ser utilizadas outras quantidades.

Na concretização mostrada na FIG. 7, a fonte de luz 14 inclui dois arranjos de fibra óptica lineares posicionados em lados opostos da câmara 12. Os arranjos emitem luz fornecida a partir de uma fonte à distância (não mostrada) através de um feixe de fibra óptica 25. Um arranjo linear iluminado 14 é mostrado na FIG. 8.

Voltando a fazer referência à FIG. 5, o sistema 10 pode incluir ainda um elemento de reflexão de luz 18 localizado perto da fonte de luz 14. O elemento de reflexão 18 inclui uma série de superfícies de reflexão de luz 40 (FIG. 6) que redirigem a luz para a área desejada a ser iluminada. Isto nivela a iluminação através da superfície e elimina, ou pelo menos reduz substancialmente, as áreas de luz intensa (isto é, pontos quentes) criadas pela porção mais clara da fonte de luz 14. Os pontos quentes são indesejáveis porque os pontos quentes impedem a iluminação consistente da estrutura compósita, o que pode conduzir a erros durante o processamento das imagens captadas pela câmara 12.

Os elementos de reflexão de luz 40 são particularmente vantajosos para iluminar superfícies curvas/contornadas das estruturas compósitas porque o redireccionar da luz permite que uma porção maior da estrutura compósita seja iluminada de modo regular.

Tal como mostrado na FIG. 6, o elemento de reflexão 18 é curvado em torno da fonte de luz 14, tal como numa forma parabólica. Na superfície do elemento de reflexão 18 que está virada para a fonte de luz 14 o elemento de reflexão 18 19 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ inclui degraus curvos 40 substancialmente paralelos à fonte de luz 14. A distância entre os degraus 40 e a curvatura dos mesmos pode ser escolhida para ser suficiente para proporcionar iluminação regular a partir da soma das duas fontes de luz, uma em cada lado da região de interesse. Isto permite que o elemento de reflexão 18 proporcione uma iluminação mais consistente da estrutura compósita 22, o que impede, ou pelo menos reduz, os erros de processamento de imagem devidos à iluminação inconsistente da estrutura compósita 22. De modo alternativo, a forma e/ou configuração superficial do elemento de reflexão 18 pode ser modificada de outras formas que também produzem iluminação consistente e a dispersão da luz produzida pela fonte de luz 14 sobre a porção desejada da estrutura compósita 22.

Numa concretização exemplificativa, o elemento de reflexão 18 tem uma forma parabólica global com dezassete degraus curvos parabólicos 40 que têm uma gama de larguras de cerca de 0,125 polegadas no bordo exterior do elemento de reflexão 18 até cerca de 0,250 polegadas no centro do elemento de reflexão 18. O elemento de reflexão 18 também tem uma altura de degrau uniforme de cerca de 0,116 polegadas. Em outras concretizações, contudo, o elemento de reflexão pode ser proporcionado com números diferentes de degraus que tenham larguras uniformes ou variáveis diferentes e alturas de degrau uniformes ou variáveis diferentes.

Além do mais, o elemento de reflexão 18 pode ser ajustado de modo a dirigir a luz produzida pela fonte de luz 14 e dispersa pelo elemento de reflexão 18 para a porção desejada da estrutura compósita. Por exemplo, tal como mostrado na FIG. 6, o elemento de reflexão 18 é montado de modo a ser ajustado no aparelho de montagem 27 com prendedores 42. Os prendedores soltos 42 podem mover-se dentro de fendas 44 para ajustar de modo correspondente o ângulo do elemento de reflexão 18 em relação à estrutura compósita. Uma vez que o elemento de reflexão 18 esteja posicionado de modo apropriado, os prendedores 42 são apertados para segurar o elemento de reflexão 18 na posição desejada. Os ajustamentos do elemento de reflexão 18 também podem ser permitidos por outros métodos, tal como por meios 20 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ electrónicos que permitem o ajustamento à distância do elemento de reflexão 18.

Foi observado que a estrutura compósita 22 produz elevado brilho quando iluminada através da direcção de colocação das tiras 24 mas produz substancialmente menos brilho quando iluminada ao longo da direcção de colocação das tiras 24. Os sistemas e métodos de pelo menos algumas concretizações exploram o fenómeno de elevado brilho/baixo brilho ao lançar luz através da camada de topo das tiras compósitas 24 numa direcção substancialmente perpendicular à direcção de colocação das tiras 24. Isto produz uma quantidade relativamente grande de brilho na camada de topo da estrutura compósita 22. As camadas subjacentes, as quais produzem significativamente menos brilho do que a camada de topo devido à sua orientação, irão mostrar-se através de quaisquer folgas ou outros defeitos na camada de topo e assim ser localizadas facilmente. Em adição, zonas torcidas e outros defeitos superficiais na camada de topo irão alterar a orientação das tiras na camada de topo e assim alterar de modo correspondente, isto é, diminuir, o brilho da camada de topo na localização do defeito.

Embora o fenómeno do elevado brilho/baixo brilho ocorra quando iluminado quer com luz visível quer com luz de infravermelhos, o filtro 15 utilizado numa concretização do sistema 10 remove substancialmente o brilho provocado pela luz ambiente de tal modo que apenas o brilho provocado pela fonte de luz de infravermelhos seja utilizado para localizar os defeitos. Em conformidade, o filtro 15 remove a interferência da luz ambiente assim que a estrutura compósita 22 estiver a ser examinada quanto a defeitos.

Em qualquer das concretizações do sistema aqui descritas pode existir uma ou mais câmaras 12 e/ou uma ou mais fontes de luz 14 com ou sem elementos de reflexão 18 (referidos colectivamente como as fontes de luz, daqui para a frente). Em adição, a uma ou mais câmaras 12 e/ou a uma ou mais fontes de luz 14 podem mover-se em relação à estrutura compósita. As múltiplas câmaras 12 e/ou múltiplas fontes de luz 14 e a capacidade de movimento da(s) câmara(s) 12 e/ou da(s) fonte(s) de luz proporciona ao sistema 10 flexibilidade de 21 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ modo a apanhar as imagens mais precisas da estrutura compósita. A(s) fonte(s) de luz múltiplas e/ou móveis 14 permitem uma iluminação consistente e suficiente da porção desejada da estrutura compósita, independentemente da forma da estrutura compósita. De modo semelhante, a(s) câmara(s) múltiplas e/ou móveis 12 permitem captar uma imagem precisa de qualquer área da estrutura compósita, independentemente da forma da estrutura compósita. Como tal, as fontes de luz e/ou as câmaras múltiplas e/ou móveis são particularmente vantajosas quando se ilumina e capta imagens de estruturas compósitas e porções curvas/contornadas das mesmas. A(s) fonte(s) de luz e/ou a(s) câmara(s) múltiplas e/ou móveis também são vantajosas em iluminar e captar imagens de tiras compósitas que têm uma largura que torna difícil iluminar e/ou captar imagens de toda a tira, de tal modo que a posição da(s) fonte (s) de luz e/ou da(s) câmara (s) pode ser movida sobre toda a tira, e/ou as fonte (s) de luz e/ou as câmara(s) estacionárias múltiplas podem ser posicionadas para cobrir toda a tira. Os sistemas que incluem câmaras e fontes de luz móveis estão descritos em detalhe no Pedido de Patente U.S. No. 10/217,805 previamente referido.

Tal como mostrado na FIG. 4, o sistema 10 também pode incluir um dispositivo de marcação 62 para marcar a localização dos defeitos na estrutura compósita 22. O dispositivo de marcação 62 pode ser fixo à armação 28 e ser disparado por um processador 66 ou dispositivo similar quando um defeito 36 é detectado. O dispositivo de marcação 62 pode pulverizar ou de outro modo depositar uma quantidade de corante, tinta ou semelhante em cima da estrutura compósita 22 naquelas áreas onde os defeitos 36 foram detectados. As marcações sobre a estrutura compósita 22 permitem que a localização dos defeitos seja subsequentemente identificada prontamente, quer automaticamente quer manualmente.

Na concretização particular ilustrada, o dispositivo de marcação 62 é um sistema de marcação de jacto de tinta que pulveriza um pequeno ponto de tinta compatível de uma cor altamente visível em cima da superfície da estrutura compósita 22 na localização do defeito para permitir o acesso rápido para reparação e disposição. De modo alternativo, também podem ser utilizados outros métodos de marcação, tais 22 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ como um marcador do tipo de feltro alimentado por bomba, uma caneta de marcação carregada por mola, alertas de áudio ou visuais e semelhantes. A câmara 12 e/ou a superfície de reflexão 16, que junto com a fonte de luz 14 e qualquer elemento de reflexão 18, podem ser montadas na unidade de topo para permitir que a câmara 12 apanhe continuamente imagens em tempo real da estrutura compósita 22 e das tiras 24 à medida que a unidade de topo se move através da estrutura compósita 22 e as tiras compósitas 24 são assentes. Se a estrutura compósita 22 não for plana, o ponto de inspecção deverá de preferência estar tão perto do ponto de aperto quanto possível, tal como acima descrito. Se a estrutura compósita 22 for plana, o ponto de inspecção pode ficar localizado mais para lá da unidade de topo de colocação. Em qualquer dos casos, as imagens podem ser armazenadas num dispositivo de memória 64 para análise futura e/ou processadas imediatamente pelo processador 66, tal como discutido mais completamente abaixo. A FIG. 9 mostra uma imagem de câmara bruta ou não processada 68 que ilustra um contraste entre potenciais defeitos, tais como um enrugamento 75 e uma zona torcida 77, e as porções restantes da estrutura compósita 22 que estão livres de defeitos. Na concretização ilustrada, os defeitos potenciais 75 e 77 são mostrados como áreas pretas ou cinzentas, enquanto as porções restantes não defeituosas da estrutura compósita 22 permanecem substancialmente brancas 72. Uma vez que sejam localizados os defeitos potenciais, os defeitos podem ser marcados com o marcador 62 e as distâncias linear e lateral aos defeitos potenciais podem ser determinadas de uma maneira acima descrita.

Com referência ainda à FIG. 4, o processador 66 pode receber as imagens 68 a partir da câmara 12 ou a partir do dispositivo de memória 64 em que as imagens 68 foram armazenadas. 0 processador 66 pode depois processar e analisar as imagens para facilitar a detecção fiável de defeitos. Em pelo menos uma concretização, o processador 66 e o dispositivo de memória 64 são componentes de um computador convencional. 23 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ Ο sistema 10 também pode incluir uma interface de utilizador 76 que está em comunicação com o processador 66. A interface de utilizador pode ser programada de tal modo que possa correr numa vasta gama de aplicações de suporte lógico, incluindo mas não se limitando ao DOS, Windows 98, Windows/NT, Windows 2000, Windows CE, Linux, Unix e equivalentes.

Tal como mostrado na FIG. 10, a interface de utilizador 76 inclui um ecrã de exibição 80, tal como um monitor de computador, e pode também incluir um dispositivo de entrada, tal como um teclado e rato (não mostrado) , para permitir que um operador mova um cursor em torno do ecrã de exibição 80 e introduza vários ajustamentos e parâmetros de sistema. O ecrã de exibição 80 também pode ser sensível ao toque para permitir que o operador introduza os ajustamentos desejados ao tocar manualmente nas regiões do ecrã de exibição. A interface de utilizador 76 inclui uma janela 81 na qual uma imagem 74 da estrutura compósita 22 é exibida para observação pelo operador ou outro utilizador. A janela 81 também pode incluir um mostrador visual 69 da localização de defeito por faixa.

Muito embora a imagem 74 possa ser a imagem de câmara não processada 68 (FIG. 9), a imagem 74 mostrada na FIG. 10 também pode ser uma imagem processada que foi transformada em zeros e uns. Durante a transformação em zeros e uns, todos os tons de cinzento acima de um valor limite predeterminado podem ser mudados para branco, enquanto todos os tons de cinzento abaixo do limite são mudados para preto para aumentar o contraste dos defeitos e melhorar a precisão da detecção do defeito. Em outras concretizações, a operação de transformação em zeros e uns não precisa ser realizada mas em vez disso a imagem bruta, taxas de mudança dos níveis de luz na imagem bruta, e/ou as mudanças de cor nas imagens podem ser utilizadas para identificar os defeitos. A interface de utilizador 76 também proporciona ao utilizador comandos 78 para permitir várias entradas de utilizador no sistema. Na concretização particular ilustrada da FIG. 10, a interface de utilizador 76 permite o 24 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ ajustamento até ao limite de transformação em zeros e uns. Em geral, o ajustamento do limite de transformação em zeros e uns envolve uma troca entre a sensibilidade com a qual os defeitos são detectados e a resolução com a qual os defeitos são ilustrados. Numa concretização, o limite de transformação em zeros e uns é ajustado para cerca de 128, o que corresponde ao ponto médio na gama de digitalização de 8 bites de 0 a 255. Contudo, outros valores de limite de transformação em zeros e uns podem ser empregues dependendo pelo menos em parte da aplicação particular, iluminação disponível, ajustamentos de câmara, entre outros factores.

Os comandos de utilizador 78 também permitem que o utilizador ajuste ou desloque a área de observação dentro da janela 81. Durante a operação, a janela 81 exibe imagens de vídeo do movimento em tempo real da porção iluminada da estrutura compósita 22 assim que a câmara 12 e/ou a superfície de reflexão 18 forem movidas em relação à estrutura compósita 22. A interface 76 também pode permitir que o utilizador introduza a largura da faixa ou banda de faixa 71 e a largura de intervalo cumulativo máxima permissível 73.

Em adição a exibir as imagens da estrutura compósita 22, o ecrã de exibição 80 também inclui uma tabela de defeitos 82 que lista os defeitos descobertos e proporciona informação para cada defeito, tal como a localização, tamanho e semelhantes. 0 ecrã de exibição 80 também pode proporcionar informação (a qual pode ser continuamente actualizada) tal como o número de defeitos 50, o número de faixas completadas 52 (o qual pode ser determinado pela contagem dos sinais com/sem pressão a partir da célula de carga de máquina tal como acima descrito), a largura de defeitos cumulativos 54 e o comprimento do defeito presente a ser medido 56. O ecrã de exibição 80 pode incluir ainda indicadores de estado 84 que notificam o utilizador de se uma área de imagem particular pode ser aceite ou não com base num critério pré- 25 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ definido, tal como parâmetros e tolerâncias dimensionais máximas permissiveis. 0 ecrã de exibição também pode incluir um indicador 85 que notifica o utilizar quando o limite de largura de defeitos cumulativos permissivel tiver sido excedido.

Uma concretização exemplificativa inclui importar um modelo de peça a partir de suporte lógico externo ou de terceiros (por exemplo, programas de desenho ajudado por computador (CAD), programas baseados em estação de trabalho tais como a Unigraphics (UG) ou a CATEA, aplicações de PC de mesa tais como o AutoCAD, etc). A FIG. 11 ilustra um exemplo de um modelo de peça complexo 90 importado a partir de suporte lógico de terceiros. Tal como mostrado na FIG. 12, a sobreposição de rede de faixa 92 pode ser construída para o modelo de peça importado 90 ao utilizar o número de faixas e a direcção de percurso que corresponde a uma orientação de tela. Os conceitos esquemáticos das distâncias linear e lateral 19 e 21 estão ilustrados na FIG. 12 para mostrar a localização do defeito 36 numa superfície mais complexa do que a superfície mostrada na FIG. 1.

Depois de todas as faixas para uma tela terem sido assentes, a sobreposição de rede de faixa 92' é reposicionada para representar a mudança em orientação ou direcção de percurso para a nova tela tal como mostrado na Figura 13. A interacção entre o suporte lógico externo ou de terceiros e o suporte lógico da máquina de colocação de material pode ser projectada para gerar um conjunto inteiro de redes (uma para cada tela da peça) antecipadamente. Estas redes podem ser armazenadas, sendo a rede apropriada acedida, chamada e posicionada no início de cada tela. A FIG. 14 ilustra uma outra concretização na qual dois mostradores de computador são empregues para exibir e seguir os vários dados de defeito para o modelo importado 90. Tal como mostrado, um monitor exibe o mostrador de computador 80 (descrito acima previamente em referência à FIG. 10) enquanto o outro monitor exibe simultaneamente um mostrador de 26 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ computador 180 do modelo de peça 90 e da sobreposição de rede de faixa 92. Os mostradores de computador 80 e 180 podem ser continuamente actualizados para mostrar o posicionamento e as localizações dos defeitos e falhas assim que são detectados através da interface dos sistemas de visão acima descritos. A FIG. 15 ilustra uma outra concretização 280 na qual o mostrador 180' do modelo de peça 90 e a sobreposição de rede de faixa 92 são exibidos dentro da janela 81' do mostrador de computador 80'. A FIG. 16 ilustra uma outra concretização 380 na qual o mostrador 80" é sobreposto ou posicionado sobre um canto do mostrador 180" que inclui o sobreposição de rede de faixa 92. modelo de peça 90 e a Em conformidade, as concretizações do presente invento proporcionam sistemas e métodos de inspecçao com base em observação dentro do processo, capazes de determinar com precisão e de modo eficiente várias características de defeito tais como a contagem de defeitos total, a largura de defeitos total, a densidade de defeitos por unidade de área, a largura de defeitos cumulativos por unidade de área e/ou as localizações de defeitos. As concretizações do invento permitem que as estruturas compósitas sejam fabricadas mais eficientemente com poucas interrupções do que com os sistemas de colocação de material convencionais os quais precisam de inspecções manuais dos defeitos e da medição dos mesmos.

As concretizações do invento permitem a detecção e medição rápidas da largura de defeitos cumulativos por unidade de área e o seguimento da densidade de defeitos por unidade de área. Devido a esta informação de defeito estar relativamente e imediatamente disponível e a medição manual não ser necessária, a paragem da máquina pode ser significativamente reduzida, resultando em custos de fabrico e tempos de ciclo reduzidos.

Em adição, as concretizações do presente invento permitem uma pronta identificação daquelas estruturas compósitas que excedem as tolerâncias máximas permissíveis que dizem respeito à densidade e largura de defeitos 27 ΕΡ 1 692 659/ΡΤ cumulativos. Isto permite que o processo de fabrico seja interrompido quando são excedidas as tolerâncias máximas permissiveis, poupando deste modo tempo e materiais os quais de outro modo se perderiam durante a fabricação continuada da estrutura compósita inaceitável.

Além do mais, quando estão a ser rejeitadas demasiadas estruturas compósitas, um operador pode ajustar as máquinas em conformidade de tal modo que seja desperdiçado menos material, seja gasto menos trabalho e se incorra em menos paragens de máquina durante o processo de fabrico. Por conseguinte, pode ser conseguida em média uma estrutura compósita menos dispendiosa.

De modo adicional, as concretizações também permitem aperfeiçoamentos na qualidade global das peças produzidas devido à densidade dos defeitos e à largura dos defeitos cumulativos poder ser determinada mais uniformemente e de modo fiável com os vários sistemas e métodos do invento do que com as inspecções manuais.

Embora tenham sido descritas várias concretizações preferidas, aqueles que são especialistas na arte irão reconhecer modificações ou variações as quais poderão ser feitas sem nos afastarmos do conceito do invento. Os exemplos ilustram o invento e não se pretende que limitem o mesmo. Por conseguinte, a descrição e reivindicações devem ser interpretadas livremente com apenas essa tal limitação conforme seja necessário tendo em vista a arte anterior pertinente.

Lisboa, 2013-07-04

Claims (5)

1. ΕΡ 1 692 659/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Método para determinar uma característica de defeito de uma estrutura compósita (22) que compreende uma pluralidade de cordas (24) de material compósito durante o fabrico da estrutura compósita (22), compreendendo o método: utilizar uma unidade de topo de colocação de material para assentar a pluralidade de cordas (24) de material compósito; determinar uma velocidade linear da unidade de topo de colocação de material enquanto se assenta a pluralidade de cordas (24); detectar um defeito (36) ao longo de uma da pluralidade de cordas (24) na estrutura compósita (22); utilizar a velocidade linear da unidade de topo de colocação de material para determinar uma primeira distância linear (19) desde um primeiro ponto de referência na uma corda até ao defeito (36); determinar uma segunda distância lateral (21) desde um segundo ponto de referência da estrutura compósita até ao defeito (36); utilizar a primeira e segunda distâncias para estabelecer uma região de referência da estrutura compósita (22), tendo a região de referência uma área superficial de referência; e somar todos os defeitos detectados dentro da região de referência para produzir uma contagem de defeitos total para a região de referência e dividindo a contagem de defeitos total pela área superficial de referência para produzir uma densidade de defeitos por unidade de área da região de referência como uma primeira característica de defeito, ou determinando uma largura para cada defeito detectado dentro da região de referência e somando as larguras dos defeitos dentro da região de referência para produzir uma largura total para a região de referência e dividindo o total da largura pela área superficial de referência para determinar uma largura de defeitos cumulativos por unidade de área da região de referência como uma segunda caracteristica de defeito; comparar a densidade de defeitos por unidade de área com uma densidade de defeitos por unidade de área máxima permissivel ou comparar a largura de defeitos cumulativos por ΕΡ 1 692 659/ΡΤ 2/3 unidade de área com uma largura de defeitos cumulativos por unidade de área máxima permissível; e interromper o fabrico da estrutura compósita (22) se a densidade de defeitos por unidade de área exceder a densidade de defeitos por unidade de área máxima permissível ou a largura de defeitos cumulativos por unidade de área exceder a largura de defeitos por unidade de área máxima permissível.
2. 2 - Método da reivindicação 1, em que determinar uma largura para cada defeito dentro da área de referência compreende: seleccionar, a partir de uma imagem digital de pelo menos uma porção da estrutura compósita (22), incluindo a região de referência, um conjunto de píxeis para cada defeito dentro da região de referência que representa a largura do defeito correspondente; determinar uma contagem de píxeis para cada conjunto de píxeis seleccionado; e correlacionar cada uma das contagens de píxeis com uma predeterminada relação entre contagem de píxeis e distância para determinar as larguras correspondentes dos defeitos dentro da região de referência.
3. 3 - Método da reivindicação 1, em que utilizar a velocidade linear compreende: determinar o tempo que passou entre quando uma faixa de corda é iniciada e quando o defeito é detectado ao longo da faixa; e multiplicar a velocidade linear pelo tempo que passou.
4. 4 - Método da reivindicação 1, em que determinar a velocidade linear compreende: determinar uma velocidade angular de um rolo de compactação (20) da unidade de topo de colocação de material; e multiplicar a velocidade angular por uma circunferência do rolo de compactação (20).
5. 5 - Método da reivindicação 4, em que determinar uma velocidade angular compreende detectar, contar e estabelecer frequência de transições entre porções de contraste de um ΕΡ 1 692 659/ΡΤ 3/3 anel de código (1) acoplado para rotaçao comum com o rolo de compactação (20). Lisboa, 2013-07-04