BR112020007832B1 - Método para medir dimensões, e, instalação para medir automaticamente dimensões lineares - Google Patents
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Abstract
A invenção refere-se a um método para medir as dimensões de recipientes vazios de vidro (2) que consiste em: - escolher pelo menos uma região a ser inspecionada no recipiente, - transportar os recipientes, - posicionar, em ambos os lados da região a ser inspecionada, pelo menos um foco de um tubo gerador de raios X e sensores de imagem, - adquirir, através de sensores de imagem, para cada recipiente durante o seu movimento, pelo menos três imagens radiográficas da região inspecionada, - analisar as pelo menos três imagens radiográficas de modo a determinar as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos a fim de deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo e/ou uma espessura do corpo.
Description
[001] A presente invenção refere-se ao campo técnico da inspeção de recipientes vazios de vidro, como, por exemplo, garrafas, jarras, frascos, a fim de detectar possíveis defeitos dimensionais.
[002] A presente invenção se refere mais especificamente à medição de dimensões em recipientes vazios de vidro, que percorrem em linha após sua fabricação, a fim de determinar se tais recipientes atendem aos critérios dimensionais exigidos.
[003] Após a fabricação, os recipientes vazios de vidro são submetidos a vários controles dimensionais.
[004] Assim, sabe-se que existe o risco de os recipientes terem uma ou mais áreas localizadas de má distribuição de vidro que afeta a estética ou, mais grave, a resistência mecânica dos recipientes.
[005] Para medir a espessura da parede de um recipiente, um método chamado método de triangulação é conhecido, por exemplo, a partir da Patente no EP 0 320 139 ou a partir da Patente no EP 0 584 673, que consiste em projetar um feixe de luz na parede do recipiente com um ângulo de incidência diferente de zero e coletar os feixes de luz refletidos pela superfície externa e pela superfície interna da parede. Essas reflexões de luz nessas duas superfícies ocorrem nas direções especulares dos feixes incidentes, ou seja, simetricamente ao feixe incidente em relação ao normal à superfície no ponto de impacto do feixe incidente. Os raios refletidos pelas superfícies interna e externa da parede são coletados por uma lente para serem enviados a um sensor de luz linear. A espessura da parede do recipiente é medida de acordo com a separação, no sensor de luz, entre os feixes refletidos pelas superfícies interna e externa da parede. O recipiente é acionado em rotação em uma revolução para medir sua espessura ao longo de uma de suas seções em corte transversais.
[006] Uma alternativa à técnica anterior de medição óptica por triangulação é a medição pelo método denominado “cromatismo confocal óptico”, conforme descrito no pedido DE 10 2007 044 530. Esse método consiste em enviar de m feixe de luz com uma codificação cromática, recuperar os feixes refletidos pelas faces interna e externa, em um sensor que permite analisar o comprimento de onda dos ditos feixes refletidos e determinar a espessura, dependendo dos comprimentos de onda dos ditos feixes refletidos.
[007] Da mesma forma, a patente no EP 2 676 127 descreve um dispositivo que permite medir a espessura da parede de vidro dos recipientes em vários pontos de medição distribuídos em uma região de inspeção de uma maneira sobreposta de acordo com uma altura determinada do recipiente tomado de acordo com o eixo geométrico central. O método de inspeção visa detectar defeitos de distribuição de material em recipientes transparentes com um eixo geométrico central e uma parede delimitada entre uma face externa e uma face interna.
[008] As medições ópticas descritas acima são amplamente usadas devido ao fato de que são sem contato e razoavelmente rápidas, mas todas exigem que os recipientes sejam girados para medir a espessura em uma circunferência. De fato, essas técnicas têm em comum a projeção de um feixe de luz e a recuperação da luz refletida pelas duas superfícies interna e externa da parede. Apenas algumas incidências e direções correspondentes de observação são possíveis, principalmente devido à reflexão especular. Como os recipientes são geralmente cilíndricos, a medição só é possível para uma região estreita localizada ao redor do eixo óptico dos sensores. Portanto, não é possível usar esses princípios para uma medição de recipientes que percorrem em uma linha de transporte durante sua fabricação.
[009] Além disso, a rotação dos recipientes necessários para a medição da espessura óptica é dispendiosa. De fato, a rotação requer o uso de equipamentos de manuseio complexos. É de fato necessário parar os recipientes que chegam em translação no transportador, girar os mesmos durante a medição e recolocar os mesmos em movimento de translação no transportador. Os recipientes são, então, colocados em contato com guias, rolos, estrelas. Os ajustes são tediosos e envolvem o uso de equipamentos adaptados a cada tamanho de recipiente (equipamento variável). Finalmente, as taxas são limitadas a 300 a 400 recipientes por minuto, enquanto a produção atual de recipientes de vidro nas linhas mais eficientes atualmente excede 700 recipientes por minuto. Portanto, em alguns casos, é necessário a dobro de equipamentos de medição.
[0010] De maneira convencional, os recipientes vazios de vidro também são submetidos, além das medições da espessura de sua parede, a medições no gargalo ou no anel do recipiente (diâmetros interno/externo, vedação, altura) e do colar do recipiente (diâmetro interno, perfil interno, mandrilagem).
[0011] Para executar essas inspeções, é conhecido o uso de um ou mais dispositivos, em que cada um inclui uma cabeça de inspeção destinada a ser abaixada a uma distância precisa, dependendo da natureza do recipiente, ou a entrar em contato com o recipiente, ou repousar no recipiente durante o tempo de inspeção. De maneira convencional, essa inspeção é executada com o uso de uma máquina com um transportador linear adaptado para manter os recipientes em posições precisas, ou preferencialmente um transportador em formato de estrela, com um movimento circular indexado para colocar os recipientes em relação a diferentes estações de controle. Cada cabeça de inspeção é deslocada em um movimento vertical alternado para um transportador em formato de estrela, enquanto para um transportador linear, a cabeça de inspeção também tem um deslocamento horizontal.
[0012] A patente no FR 2 818 748 descreve um dispositivo de inspeção que inclui uma cabeça montada em uma corrediça horizontal que é fixada em um carro deslocado em movimentos alternados verticais por uma correia montada entre uma polia livre e uma polia acionada por um servomotor. Uma das desvantagens desse dispositivo é a massa relativamente grande deslocada, o que limita a velocidade e a aceleração do deslocamento da cabeça de inspeção. Como resultado, a taxa de inspeção dos recipientes é limitada, o que é uma grande desvantagem no processo de produção em linha dos recipientes. Outra desvantagem de tal dispositivo conhecido surge quando a cabeça de inspeção deve entrar em contato com o recipiente. De fato, o curso da cabeça de inspeção não é definido devido à dispersão da altura dos recipientes e dos defeitos que afetam esse curso, como aqueles que não permitem que a cabeça de inspeção desça durante uma operação de mandrilagem. Além disso, dada a indeterminação desse curso e a massa a bordo, pode ocorrer um choque significativo entre a cabeça de inspeção e o recipiente, o que provavelmente causará a deterioração do recipiente e/ou da cabeça de inspeção.
[0013] A Patente no GB 1 432 120 descreve um dispositivo para inspeção de recipientes, incluindo várias estações de controle, uma das quais visa controlar a conformidade dimensional dos anéis e dos colares dos recipientes. Essa estação de controle inclui um equipamento móvel acionado por um sistema de motorização em um movimento alternado em relação à estrutura do dispositivo, em uma direção de deslocamento paralela ao eixo geométrico de simetria dos recipientes. Esse equipamento móvel está equipado com um calibre externo para controlar a parte externa do anel dos recipientes e com um calibre interno para controlar a parte interna do anel e do colar dos recipientes. O dispositivo descrito neste documento GB 1 432 120 tem as mesmas desvantagens que o dispositivo de inspeção descrito pela Patente no FR 2 818 748.
[0014] A Patente no FR 2 965 344 torna a solução muito mais rápida, aliviando a parte móvel, combinando uma detecção de contato e um controle dinâmico do movimento vertical, mas, no entanto, os movimentos mecânicos de manuseio dos recipientes, o equipamento variável e o contato dos calibres com os recipientes continuam sendo grandes desvantagens.
[0015] No campo de detecção de um volume de líquido contido em um recipiente, o pedido de patente WO 2010/025539 descreve um sistema e método de inspeção por raios X. O princípio de detecção deste documento é conhecer a espessura do líquido atravessado da imagem radiográfica (referência 512 na Figura 5a e 592 na Figura 5b) a fim de deduzir a partir do nível de enchimento (menisco 520) e, portanto, o volume total de líquido dentro do recipiente. Para esse fim, o método propõe subtrair da imagem radiográfica a atenuação devida às espessuras do vidro atravessado 508 e 506.
[0016] No entanto, na radiografia projetada na direção 502-504 não é possível conhecer a atenuação devida ao vidro e a devida ao líquido contido. Para superar esse problema, este documento propõe a criação de um modelo teórico tridimensional do recipiente a partir de sua imagem radiográfica bidimensional. A partir da imagem radiográfica, a atenuação do modelo tridimensional teórico do recipiente é subtraída para deduzir as atenuações medidas, apenas as atenuações do líquido permitindo deduzir aproximadamente o volume do líquido.
[0017] De acordo com a modalidade exemplificadora descrita por este documento, o modelo teórico tridimensional é obtido a partir de uma radiografia feita em uma única direção de projeção. A radiografia é analisada para conhecer o perfil bidimensional do recipiente projetado em uma direção de projeção. O perfil bidimensional do recipiente é usado para obter o formato tridimensional teórico do recipiente, seja de uma biblioteca de modelos salvos ou por revolução do perfil bidimensional, levando em consideração o suposto formato de simetria axial dos recipientes.
[0018] De acordo com outra modalidade exemplificadora, este documento sugere capturar imagens radiográficas em diferentes direções para melhorar a precisão de determinar a posição do menisco do líquido. De acordo com esse exemplo, o método visa determinar a posição do menisco do líquido em uma primeira direção radiográfica, a posição do menisco do líquido em uma segunda direção radiográfica e manter a posição do menisco do líquido para a posição média do menisco do líquido.
[0019] Independentemente da modalidade exemplificadora, o modelo teórico tridimensional construído de acordo com o ensino deste documento não corresponde ao objeto real do recipiente da radiografia. As medições, em particular de espessuras, realizadas em tal modelo teórico tridimensional são, portanto, falsas. Além disso, deve-se notar que as únicas medidas de espessura possíveis são aquelas em uma direção ortogonal à direção da projeção radiográfica. Assim, as dimensões como a espessura do vidro nas direções não ortogonais à direção da projeção radiográfica são exatamente as mesmas que as espessuras no perfil bidimensional, portanto nas direções ortogonais às projeções radiográficas. Essa hipótese, que é verificada apenas para um recipiente perfeito ou teórico como assumido neste documento, é entendida como falsa para um recipiente no qual medições precisas devem ser executadas.
[0020] O Pedido de Patente no JP S60 260807 propõe medir a espessura das paredes de um tubo que desloca em translação ao longo do eixo do tubo, utilizando medições de raios X obtidos a partir de um ou mais sensores de focos com cada um dos quais estão associados. Os focos e os sensores estão posicionados para produzir projeções radiográficas ao longo de um plano ortogonal à direção de deslocamento do tubo. As projeções radiográficas são, portanto, coplanares em um plano de projeção ortogonal ao eixo geométrico de simetria do tubo. A direção dessas projeções radiográficas faz um ângulo reto (90°) em relação à direção do deslocamento. Esta técnica não permite que as superfícies interna e externa do tubo sejam completamente conhecidas. O método descrito por este pedido de patente permite medir apenas a espessura cumulativa das duas paredes do tubo na direção da projeção, sem reconstrução de um modelo tridimensional de um tubo que permitiria que medidas precisas fossem realizadas nas outras direções.
[0021] Da mesma forma, a Patente no US 5 864 600 descreve um método para determinar o nível de enchimento de um recipiente com o uso de uma fonte de raios X e um sensor disposto transversalmente em ambos os lados do transportador de transporte de recipientes. Esse método permite medir a espessura cumulativa do material. Esse sistema não permite que sejam realizadas medições para uma superfície de orientação não transversal, devido ao fato de que este documento não provê uma modelagem tridimensional dos recipientes.
[0022] O Pedido de Patente no US 2009/0262891 descreve um sistema para detectar, por meio de raios X, objetos colocados na bagagem deslocados na translação por um transportador. Esse sistema inclui tubos geradores pulsados ou um sensor que tem uma grande dimensão paralela à direção de operação. Este documento provê um método para reconstruir o objeto que não é satisfatório devido ao fato de que a ausência de projeções na direção do deslocamento não permite a medição de dimensões na direção ortogonal à direção do deslocamento. A falta de projeções radiográficas em um setor angular não permite a criação de um modelo digital adequado para garantir medições precisas.
[0023] O Pedido de Patente no DE 197 56 697 descreve um dispositivo que tem as mesmas desvantagens que o Pedido de Patente no US 2009/0262891.
[0024] O Pedido de Patente no WO 2010/092368 descreve um dispositivo para a visualização de um objeto que se desloca em translação por raios X com o uso de uma fonte de radiação e três sensores lineares.
[0025] O Pedido de Patente no US 2006/0058974 descreve um sistema de imageamento de radiografia digital que permite adquirir imagens digitais particularmente de tanques ou tubulações e transformar essas imagens digitais em um mapa de espessura absoluta que caracteriza o objeto inspecionado. Os dados digitais gerados a partir de cada elemento sensível são calibrados, por exemplo, corrigindo as variações nos caminhos de raios X entre a fonte de raios X e o detector, corrigindo as variações na resposta de frequência espacial, corrigindo as variações no perfil geométrico do objeto sob inspeção e correção do material contido e/ou ao redor do objeto. Essa técnica não pode ser implementada para o controle dimensional de recipientes percorrendo em linha.
[0026] A análise de soluções técnicas anteriores leva à conclusão de que é necessária uma nova técnica que permita realizar medições dimensionais em recipientes sem alterar sua integridade, mantendo uma alta velocidade de transporte para esses recipientes.
[0027] A presente invenção visa atender a essa necessidade, propondo uma nova técnica de medição sem contato que permita realizar medições dimensionais precisas em recipientes que estão alinhados em alta velocidade.
[0028] Para atingir esse propósito, o objeto da invenção se refere a um método para medir as dimensões de pelo menos uma região a ser inspecionada de recipientes vazios de vidro de uma série, em que cada um tem uma parede que forma um gargalo e um corpo e delimitado por uma superfície interna e uma superfície externa, em que o método consiste em: - selecionar pelo menos uma região a ser inspecionada que compreende pelo menos parte do gargalo e/ou parte do corpo do recipiente; - transportar os recipientes colocados no fundo em um plano de transporte ao longo de uma trajetória plana com uma direção materializada por um vetor de deslocamento, gerando esses recipientes um volume de transporte durante o deslocamento; - posicionar, em ambos os lados da região a ser inspecionada, pelo menos um foco de um tubo gerador de raios X e sensores de imagem sensíveis a raios X e cada um exposto a raios X obtidos a partir de um foco associado, em que esses raios passam por pelo menos a região a ser inspecionada produzindo em cada sensor de imagem uma projeção radiográfica na direção da projeção; - adquirir, com o uso de sensores de imagem para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos três imagens radiográficas da região inspecionada, obtidas de pelo menos três projeções radiográficas da região a ser inspecionada, cujas direções de projeção são diferentes; - construir, com o uso de um sistema de computador, um modelo geométrico digital da região inspecionada para cada recipiente, a partir de pelo menos três imagens radiográficas, em que o modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contém as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos, calculadas a partir de pelo menos três imagens radiográficas, em que esse conjunto de pontos pertence à superfície interna e/ou à externa da parede do recipiente, com pelo menos dois pontos localizados em um plano não ortogonal a uma direção de projeção; - deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo medido no modelo geométrico digital em um plano não ortogonal a uma direção de projeção e/ou pelo menos uma espessura da parede do corpo medida no modelo geométrico digital em um plano não ortogonal a uma direção de projeção.
[0029] Além disso, o método de acordo com a invenção pode ainda incluir, em combinação, pelo menos uma e/ou outra das seguintes características adicionais: - o modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos consiste em: - pelo menos dois pontos tridimensionais do espaço, em que cada um pertence a uma superfície interna e/ou externa da parede do recipiente e localizado em um plano não ortogonal a uma direção de projeção e não paralelo à direção de deslocamento; - e/ou pelo menos uma representação de superfície das superfícies interna e externa da parede do recipiente contendo pontos que não pertencem a um plano ortogonal a uma direção de projeção e não pertencem a um plano paralelo à direção de deslocamento; - e/ou pelo menos uma seção da região a ser inspecionada, ao longo de um plano diferente de um plano ortogonal a uma direção de projeção e diferente de um plano paralelo à direção de deslocamento; - em que o método consiste em selecionar, como região a ser inspecionada, pelo menos uma área definida que se estende entre dois planos paralelos ao plano de transporte; - em que o método consiste em selecionar, como região a ser inspecionada, uma área que compreende o gargalo e uma parte do corpo do recipiente e em determinar um modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos pertencentes às superfícies interna e externa da parede do recipiente na região inspecionada, para deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo e uma espessura da parede de vidro do corpo do recipiente; - em que o método consiste em posicionar, em um lado da trajetória, um foco do qual é obtido um feixe de raios X divergente de uma abertura > 120° ou pelo menos dois focos dos quais são obtidos feixes de raios X divergentes cuja soma das aberturas é igual ou maior que 120°; - em que o método consiste em dispor pelo menos um foco no plano de transporte; - em que o método consiste em dispor, em um lado de um plano de interseção do volume de transporte, ortogonal ao plano de transporte, um foco a partir do qual um feixe de raios X divergente é obtido, de modo que seu feixe atravesse o plano de interseção e a região a ser inspecionada; - em que o método consiste em dispor, no lado oposto em relação ao plano de interseção, pelo menos um sensor de imagem associado ao dito foco para receber os raios X obtidos a partir do dito foco; - em que o método consiste em dispor, em um lado do plano de transporte, um foco a partir do qual um feixe de raios X divergente é obtido, de modo que seu feixe atravesse o plano de transporte; - em que o método consiste em dispor, no lado oposto em relação ao plano de transporte, pelo menos um sensor de imagem associado ao dito foco para receber os raios X obtidos a partir do dito foco; - em que o método consiste em adquirir, com o uso de sensores de imagem, para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos duas imagens radiográficas da região inspecionada correspondentes às direções de projeção que definem um ângulo útil maior ou igual a 45° e menor ou igual a 90° e, vantajosamente, maior que ou igual a 60° e menor ou igual a 90°; - em que o método consiste em adquirir, com o uso de sensores de imagem, para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos uma imagem radiográfica da região inspecionada correspondente a uma direção de projeção com um ângulo de abertura com a direção de deslocamento compreendida entre 10° e 60°; - em que o método consiste em produzir e adquirir projeções radiográficas da região inspecionada de um recipiente, para que os raios X obtidos a partir do foco ou focos e que atingem os sensores de imagem não atravessem outros recipientes; - em que o método consiste em adquirir, utilizando sensores de imagem, para cada recipiente durante seu deslocamento, imagens radiográficas obtidas entre três e quarenta e, de preferência, entre quatro e quinze projeções radiográficas da região a ser inspecionada em diferentes direções; - os sensores de imagem são do tipo linear, em que cada um inclui uma matriz linear de elementos sensíveis aos raios X, distribuídos ao longo de uma linha reta de suporte que define, com o foco associado, um plano de projeção que contém a direção da projeção, em que esses sensores de imagem são dispostos de modo que: - pelo menos m elementos sensíveis de cada um desses sensores de imagem recebam a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelo feixe de raios X obtido a partir do foco associado; - os planos de projeção para os vários sensores de imagem sejam distintos entre si e não sejam paralelos ao plano de transporte; - com o uso de cada um dos pelo menos três sensores de imagem linear, em cada deslocamento incremental de cada recipiente ao longo da trajetória, as imagens lineares radiográficas da região a ser inspecionada sejam adquiridas de acordo com um número selecionado, de modo que, para cada recipiente, toda a região a ser inspecionada esteja completamente representada em todas as imagens radiográficas lineares; - os pelo menos três conjuntos de imagens radiográficas lineares da região a ser inspecionada sejam analisados para cada recipiente; - em que o método consiste em prover ao sistema computacional um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada da série de recipientes, obtida por: - o modelo digital para design de computadores dos recipientes da série; - ou o modelo geométrico digital obtido a partir da medição de um ou mais recipientes da mesma série por um dispositivo de medição; - ou o modelo geométrico digital gerado pelo sistema de computador a partir de valores inseridos e/ou de desenhos e/ou formatos selecionados por um operador em uma interface homem-máquina do sistema de computador; - em que o método consiste em prover ao sistema de computação o valor do coeficiente de atenuação do vidro que constitui os recipientes.
[0030] Um outro objetivo da invenção é propor uma instalação para medir automaticamente dimensões lineares de pelo menos uma região a ser inspecionada de recipientes vazios de vidro, em que cada um tem uma parede que forma um gargalo e um corpo e delimitada por uma superfície interna e uma superfície externa, em que a instalação inclui: - um dispositivo para transportar os recipientes em uma direção materializada por um vetor de deslocamento, ao longo de uma trajetória substancialmente retilínea em um plano de transporte, em que os recipientes atravessam um volume de transporte estendido na direção; - pelo menos um foco de um tubo gerador de raios X localizado fora do volume atravessado e criando um feixe de raios X divergente direcionado para passar por pelo menos uma região a ser inspecionada que compreende pelo menos parte do gargalo e/ou parte do corpo do recipiente; - pelo menos três sensores de imagem, localizados fora do volume de transporte, de modo a receber raios X obtidos de um foco associado, em que o foco ou os focos e os sensores de imagem são dispostos de modo que cada sensor de imagem receba a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelos raios obtidos a partir do foco quando o recipiente passa por esses raios, em que as direções de projeção dessas projeções radiográficas são diferentes entre si; - um sistema de aquisição conectado aos sensores de imagem, de modo a adquirir para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos três imagens radiográficas da região a ser inspecionada, obtidas a partir de pelo menos três projeções radiográficas da região a ser inspecionada, com diferentes direções de projeção; - e um sistema de computador que analisa as pelo menos três imagens radiográficas, obtidas de pelo menos as três projeções radiográficas diferentes, de modo a construir para cada recipiente um modelo geométrico digital da região a ser inspecionada, em que o dito modelo geométrico digital contém as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos, calculadas a partir de pelo menos três imagens radiográficas, em que esse conjunto de pontos pertence à superfície interna e/ou à externa da parede do recipiente, com pelo menos dois pontos localizados em um plano não ortogonal a uma direção de projeção, em que cada modelo geométrico digital permite deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo medido no modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção e/ou pelo menos uma espessura da parede do corpo medida na modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção.
[0031] Além disso, a instalação de acordo com a invenção pode ainda incluir, em combinação, pelo menos uma e/ou outra das seguintes características adicionais: - pelo menos dois focos para a produção de raios X, posicionados separadamente em duas posições distintas e pelo menos três sensores de imagem, sensíveis aos raios X e posicionados de modo que: - cada foco emita seu feixe através de pelo menos a região a ser inspecionada para alcançar pelo menos um sensor de imagem associado; - cada sensor de imagem esteja associado a um foco e receba os raios X obtidos a partir do dito foco depois de atravessar a região a ser inspecionada; - pelo menos um foco do qual é obtido um feixe de raios X divergente com uma abertura maior ou igual a 120° ou pelo menos dois focos dos quais são obtidos feixes de raios X divergentes, cuja soma das aberturas é maior ou igual a 120°; - pelo menos um foco disposto no plano de transporte; - em um lado de um plano que cruza com o volume de transporte e ortogonal ao plano de transporte, um foco a partir do qual é obtido um feixe de raios X divergentes, de modo que seu feixe atravesse o plano de cruzamento e a região a ser inspecionada; - no lado oposto em relação ao plano de interseção, pelo menos um sensor de imagem associado ao dito foco para receber os raios X obtidos a partir do dito foco; - em um lado do plano de transporte, um foco a partir do qual é obtido um feixe de raios X divergente, de modo que seu feixe atravesse o plano de transporte; - no lado oposto em relação ao plano de transporte, pelo menos um sensor de imagem associado ao dito foco para receber os raios X do dito foco; - pelo menos um foco e dois sensores de imagem sejam dispostos de modo que as direções de projeção da região inspecionada que os mesmos recebem tenham entre um ângulo útil maior ou igual a 45° e menor ou igual a 90° e, vantajosamente maior igual ou igual a 60° e menor ou igual a 90°; - pelo menos um foco e um sensor de imagem são dispostos de modo que, quando um recipiente atravessa o campo dos sensores de imagem, a direção de projeção da região inspecionada no sensor de imagem faz um ângulo de abertura com a direção de deslocamento compreendida entre 10° e 60°; - os sensores de imagem e os focos estão dispostos de modo que os raios X obtidos a partir do foco ou focos e atingindo os sensores de imagem e atravessando a região de um recipiente não atravessem outros recipientes ao mesmo tempo; - entre um e quatro focos, obtidos a partir de um ou mais tubos geradores de raios X; - o número e a disposição dos sensores de imagem e dos focos associados são tais que, para cada recipiente durante o seu deslocamento, as projeções radiográficas da região a ser inspecionada nos sensores de imagem tenham entre três e quarenta e, de preferência, entre quatro e quinze direções de projeção diferentes; - os sensores de imagem são do tipo linear e cada um inclui uma matriz linear de elementos sensíveis a raios X, distribuídos ao longo de uma linha reta de suporte definindo com o foco associado, um plano de projeção contendo a direção da projeção, sendo esses sensores de imagem dispostos de modo a: - pelo menos m elementos sensíveis de cada um desses sensores de imagem recebam a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelo feixe de raios X a partir do foco associado; - os planos de projeção para os vários sensores de imagem sejam distintos entre si e não sejam paralelos ao plano de transporte; - elo menos três sensores de imagem lineares tenham suas linhas retas de apoio paralelas entre si; - pelo menos três sensores de imagem lineares tenham suas linhas retas de suporte ortogonais ao plano de transporte; - um foco seja posicionado em um lado do plano de transporte e, de acordo com a invenção, pelo menos um sensor de imagem linear associado, seja posicionado no lado oposto ao foco em relação ao plano de transporte e de modo que sua linha reta de suporte seja paralela ao plano de transporte; De acordo com a invenção, a instalação compreende: - um dispositivo para prover ao sistema de computador o coeficiente de atenuação do vidro que constitui os recipientes; - um dispositivo para prover ao sistema de computador um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada, que é uma memória de massa, uma rede de computadores com ou sem fio ou uma interface homem-máquina; - um dispositivo para prover ao sistema de computador valores e/ou tolerâncias para as dimensões do gargalo e/ou um valor mínimo de espessura de vidro para a parede do corpo, e/ou pelo menos um elemento geométrico modelo de referência de um recipiente.
[0032] Várias outras características emergirão da descrição apresentada abaixo com referência aos desenhos anexos que mostram, a título de exemplos não limitativos, modalidades do objeto da invenção.
[0033] A Figura 1 é uma vista superior esquemática que mostra uma instalação que permite a medição por raios X das dimensões em recipientes alinhados.
[0034] A Figura 2 é uma vista em perspectiva lateral esquemática que mostra uma instalação que permite a medição por raios X das dimensões em um recipiente.
[0035] A Figura 3 é uma vista esquemática em corte mostrando parte de um recipiente inspecionado.
[0036] A Figura 4 é uma vista em perspectiva esquemática mostrando o volume atravessado ou gerado pelos recipientes durante seu deslocamento linear.
[0037] A Figura 5 é uma vista superior esquemática que mostra uma modalidade exemplificadora de uma instalação de acordo com a invenção, incluindo três focos de geração de raios X.
[0038] A Figura 6 é uma vista esquemática em elevação em corte da instalação ilustrada na Figura 5.
[0039] A Figura 7 é uma vista esquemática em elevação lateral da instalação ilustrada na Figura 5.
[0040] As Figuras 8 e 9 são vistas esquemáticas que explicam a definição do ângulo útil entre duas direções de projeção.
[0041] As Figuras 10 e 11 são vistas esquemáticas em perspectiva, mostrando o posicionamento dos sensores de imagem em relação ao deslocamento dos recipientes a serem inspecionados.
[0042] A Figura 12 é uma vista de uma modalidade exemplificadora de uma instalação de acordo com a invenção que implementa sensores de imagem matricial.
[0043] A Figura 13 é uma vista de uma matriz de elementos sensíveis a raios X mostrando duas áreas separadas correspondentes a dois sensores de imagem de matriz.
[0044] A Figura 14 é uma vista de um modelo geométrico digital de um recipiente obtido de acordo com o método de acordo com a invenção, quando a região de inspeção compreende o gargalo.
[0045] A Figura 15 mostra uma seção vertical e quatro seções horizontais do modelo geométrico digital de um recipiente obtido de acordo com o método de acordo com a invenção e no qual estão representadas medições de dimensões.
[0046] Como preliminar, são dadas abaixo algumas definições dos termos usados no contexto da invenção.
[0047] Um foco Fj de um tubo gerador de raios X é uma fonte pontual de raios X, preferencialmente um “microfoco”, por exemplo, entre 0,01 mm e 1 mm de diâmetro, criando um feixe de raios X divergente. É possível usar qualquer tipo de fonte de raios X de ponto ou quase-ponto.
[0048] Um elemento sensível é um elemento sensível a raios X, em outras palavras, uma superfície elementar, por exemplo, 0,2 x 0,2 mm ou 0,02 x 0,02 mm em dimensão, convertendo os raios X que recebe em um sinal elétrico. Geralmente, um cintilador converte os raios X em luz visível e, em seguida, um sensor fotoelétrico converte a luz visível em um sinal elétrico. Existem também técnicas para converter diretamente raios X em um sinal elétrico. Um pixel designa um valor elementar de um ponto em uma imagem amostrada, distinguida por seu nível de cinza entre 0 e um valor máximo. Por exemplo, para uma imagem digital de 12 bits, um pixel aceita valores digitais entre 0 e 4095.
[0049] Um sistema para leitura ou aquisição de imagens radiográficas inclui uma ou mais superfícies sensíveis aos raios X, ou seja, superfícies que compreendem elementos sensíveis que convertem os raios X em um sinal elétrico a ser transmitido a um sistema de análise convencionalmente implementado por um computador e designado pelo sistema de computador na descrição a seguir. Os sinais obtidos a partir de um conjunto de elementos sensíveis pertencentes à mesma área de superfície sensível, adquiridos pelo dispositivo de aquisição e transmitidos juntos ao sistema de computador, constituem uma imagem radiográfica. Para serem analisadas pelo sistema de computador, as imagens radiográficas são, de preferência, convertidas em imagens radiográficas digitais, o mais próximo da superfície sensível ou remotamente o mais próximo possível do sistema de computador.
[0050] Os feixes de raios X obtidos de um foco Fj atravessam pelo menos uma região inspecionada e formam, em uma superfície sensível, a projeção radiográfica da região inspecionada, que às vezes é chamada de imagem radiante e contém as informações de atenuação de raios X pelo material atravessado.
[0051] Uma área de superfície sensível a raios X que recebe a projeção radiográfica da região inspecionada é chamada sensor de imagem Cji. Um sensor de imagem Cji é exposto a raios X a partir de um foco associado Fj. O sensor de imagem converte essa projeção radiográfica em uma imagem de raio X da região inspecionada. Quando a área superficial sensível contém uma linha de elementos fotossensíveis, a imagem radiográfica transmitida é linear, composta por uma linha de pixels formando uma matriz unidimensional de valores. Quando a área superficial sensível contém uma matriz de elementos fotossensíveis, a imagem radiográfica transmitida é uma imagem radiográfica da matriz, composta por uma matriz de pixels, formando um arranjo bidimensional de valores.
[0052] A direção de projeção Dji é a direção orientada ou o vetor que sai do foco Fj e atravessa o centro do sensor de imagem Cji, ou seja, através do centro de uma área sensível aos raios X que recebe a projeção radiográfica da região inspecionada no momento da aquisição durante o deslocamento do recipiente entre o foco e o sensor de imagem. Para um par de focos associados ao sensor de imagem, a direção da projeção é o vetor proveniente do foco atingindo o meio do sensor de imagem. O posicionamento dos sensores de imagem é tal que a superfície sensível não fica paralela à direção da projeção. Em alguns casos, pode ser vantajoso que a superfície sensível do sensor de imagem seja ortogonal à direção da projeção definida com o foco associado. Mas isso não é obrigatório, por exemplo, se uma superfície sensível contiver várias áreas sensíveis que cooperam para cada captura de imagem, com vários focos diferentes, portanto em diferentes direções de projeção.
[0053] As direções de projeção Dji das projeções radiográficas são diferentes se as direções de projeção Dji tomadas em pares fizerem entre as mesmas um ângulo mínimo pelo menos igual a 5°.
[0054] Uma área de superfície sensível contendo uma única linha de elementos sensíveis constitui um sensor de imagem linear, que inclui uma matriz linear de elementos sensíveis, distribuídos ao longo de um segmento de suporte de linha reta. De acordo com essa definição, uma coluna ou uma linha pertencente a uma superfície sensível à matriz, adquirida e transmitida separadamente pelo dispositivo de aquisição, é considerada um sensor de imagem linear. Várias áreas de superfície sensíveis da mesma superfície e cada uma contendo uma única linha de pixels diferentes constituem, portanto, vários sensores de imagem linear. A direção de projeção associada à imagem radiográfica linear obtida é, portanto, a direção que começa no foco e passa pelo meio do segmento de linha reta de suporte no momento da aquisição da imagem.
[0055] Uma área de superfície sensível que contém uma matriz de elementos sensíveis constitui um sensor de imagem da matriz, que inclui uma matriz de elementos sensíveis aos raios X, distribuídos em uma matriz. Como ilustrado na Figura 12, de acordo com essa definição, uma área de superfície sensível à matriz C11, C12, que pertence a uma superfície sensível maior Ss e que é adquirida e transmitida separadamente pelo dispositivo de aquisição é um sensor de imagem da matriz. Várias áreas de superfície sensíveis à matriz C11, C12 da mesma superfície, adquiridas e transmitidas separadamente pelo dispositivo de aquisição, constituem, portanto, vários sensores de imagem matricial que proveem imagens radiográficas diferentes, respectivamente M11, M12 (Figura 13). A direção D11, D12 da projeção associada à imagem radiográfica da matriz, respectivamente M11, M12 é a direção que começa no foco F1 e passa pelo meio da área C11, C12 da superfície sensível da matriz, no momento da aquisição da imagem. Portanto, é possível que os sensores de imagem C11, C12 sejam regiões não disjuntas ativadas sucessivamente ao longo do tempo.
[0056] Obviamente, o versado na técnica pode usar uma tecnologia de sensor de matriz baseada em um intensificador de imagem ou então uma “câmera de captura de tela” na qual uma placa cintiladora recebe a imagem radiante, a converte em luz visível, a imagem visível na parte traseira do cintilador sendo fotografada por uma câmera visível provida, se necessário, com uma lente.
[0057] Como pode ser visto nas Figuras, o objeto da invenção se refere a uma instalação 1 que permite a implementação de um método para realizar medições de dimensões em recipientes vazios de vidro 2. Convencionalmente, um recipiente 2 é um objeto oco, incluindo um fundo 3 conectado a um talão ou carrilhão, do qual se eleva um corpo 4 estendido por um ombro conectado a um gargalo ou colar 5 terminado por um anel 6 que delimita o bocal, permitindo que o recipiente seja preenchido ou esvaziado. Assim, como ilustrado na Figura 3, um recipiente 2 tem uma parede de vidro 7 delimitada internamente por uma superfície interna 8 e externamente por uma superfície externa 9. A parede 7 tem uma espessura e entre a superfície interna 8 e a superfície externa 9. O gargalo 5 tem um diâmetro interno D definido pela superfície interna da parede.
[0058] De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, pelo menos uma região do recipiente é selecionada para ser inspecionada, de modo a poder realizar medições de dimensão nesta região do recipiente, correspondendo a uma característica dimensional da região a ser inspecionada. Tipicamente, a região a ser inspecionada pode compreender pelo menos o gargalo 5 do recipiente e a medição de uma característica dimensional dessa região a ser inspecionada corresponde pelo menos ao diâmetro interno D do gargalo. Da mesma forma, a região a ser inspecionada pode compreender pelo menos uma porção da parede do corpo 4 compreendida entre o carrilhão e o ombro e delimitada, por exemplo, por dois planos paralelos ao plano de colocação do recipiente e a medição de uma característica dimensional dessa região a ser inspecionada corresponde à espessura e da parede de vidro compreendida entre as superfícies interna 8 e externa 9 que delimitam essa parede 7. A invenção é, portanto, muito particularmente adaptada para medir dimensões em relação à superfície interna da parede no gargalo e/ou no corpo do recipiente. Assim, o método de acordo com a invenção permite medir pelo menos um diâmetro interno do gargalo ou uma espessura da parede de vidro ou um diâmetro interno do gargalo e uma espessura da parede de vidro.
[0059] Da mesma forma, a região a ser inspecionada pode corresponder a uma parte da parede 7 que compreende o corpo, o carrilhão ou o fundo do recipiente. A região a ser inspecionada também pode corresponder a todo o recipiente 2. As dimensões medidas são espessuras de parede de vidro no corpo, na parte inferior, no carrilhão, alturas, diâmetros interno ou externo, larguras, por exemplo, para roscas no gargalo. Essas medições também permitem deduzir uma característica dimensional da região a ser inspecionada, como, por exemplo, a ovalização do recipiente ou de um recipiente com um gargalo inclinado.
[0060] O método de acordo com a invenção é implementado para recipientes de vidro 2, isto é, para séries de objetos fabricados compostos por um único material, ou seja, vidro. Considera-se que o coeficiente de atenuação μ do vidro é único, ou seja, tendo o mesmo valor em qualquer ponto de uma região a ser inspecionada para os recipientes e de preferência constante ao longo do tempo e idêntica para os recipientes da série. Essas condições são atendidas devido ao fato de que a composição do vidro é estável em fornos que produzem várias centenas de toneladas de vidro por dia. Deve-se notar que o coeficiente de atenuação μ do vidro é estritamente uma propriedade espectral μ(X) dependendo do comprimento de onda X ou da energia dos raios X. Essa característica não é necessariamente levada em consideração no método de acordo com a invenção, na medida em que a fonte de raios X com sua composição espectral emitida específica, é possível considerar que a atenuação μ é uma característica do vidro para o espectro da fonte selecionada. O versado na técnica também saberá como realizar a invenção com o uso de qualquer método para levar em consideração a atenuação espectral dos feixes. Ele também saberá como adaptar o espectro emitido, por exemplo, endurecendo o mesmo.
[0061] Consequentemente, a atenuação do ar pode ser considerada insignificante em comparação com a do vidro. A atenuação de um feixe de raios X que atravessa o recipiente dependerá apenas, por um lado, da dita atenuação constante para o espectro de raios X emitido e, por outro lado, da espessura cumulativa do vidro atravessado. Alternativamente, considera-se que a espessura do ar atravessado é grande e uniforme para todas as vigas, portanto, pode ser considerada conhecida. A atenuação devido ao ar pode ser subtraída da atenuação total medida. Assim, o nível de cinza em cada imagem radiográfica, opcionalmente corrigida, depende apenas e diretamente da espessura total acumulada do vidro percorrida. É, então, possível determinar com precisão as superfícies da borda que são as transições entre o ar e o vidro.
[0062] Assim, o sistema de computador leva em consideração o coeficiente de atenuação do vidro dos recipientes sendo inspecionados para essa operação de cálculo. Vantajosamente, a instalação 1 inclui um dispositivo para prover ao sistema de computador o coeficiente de atenuação do vidro dos recipientes, por exemplo, conhecido por analisar o vidro no forno. Esse dispositivo de provisionamento pode ser produzido por uma memória de massa, uma interface homem-máquina ou uma rede de computadores com ou sem fio.
[0063] A instalação 1 inclui também um dispositivo 11 para o transporte dos recipientes 2 em um plano de transporte do Pc, ao longo de uma trajetória plana, com uma direção materializada por um vetor de deslocamento T. De preferência, a trajetória é substancialmente retilínea. Convencionalmente, o dispositivo de transporte 11 é um transportador de correia ou corrente que garante uma translação linear dos recipientes na posição vertical, ou seja, com o fundo 3 dos recipientes apoiados no transportador a ser estabelecido no plano de transporte Pc.
[0064] A instalação de acordo com a invenção permite implementar um método para realizar automaticamente medições de dimensões lineares em recipientes 2 deslocados em alta velocidade. A invenção se refere a um controle chamado controle “em linha” de uma série de recipientes, após uma etapa de transformação ou fabricação, a fim de controlar a qualidade dos recipientes ou do método de transformação ou fabricação.
[0065] O método opera para uma taxa de execução de um fluxo de recipientes 2. Idealmente, a instalação 1 é capaz de processar a produção na taxa de produção, por exemplo, 600 recipientes por minuto.
[0066] No entanto, o tempo de cálculo pode exceder o intervalo entre dois recipientes. Da mesma forma, os tempos de exposição dos sensores de imagem e leitura podem ser muito longos. Se o fluxo mais rápido não puder ser tratado por uma única instalação de acordo com a invenção, várias instalações poderão ser implementadas em paralelo, cada uma controlando parte da produção. Assim, é possível dividir o fluxo de produção em dois ou três fluxos paralelos inspecionados por duas ou três instalações de acordo com a invenção. Obviamente, o interesse econômico da invenção é alcançado se o número de fluxos e, portanto, de instalações de acordo com a invenção permanecer baixo.
[0067] A invenção traz uma melhora considerável graças à medição da superfície interna e à espessura das paredes, sem contato e durante o funcionamento dos recipientes, são eliminadas as complexas operações de artigos rotativos implementadas em carrosséis. Isso também permite o mapeamento de espessura em toda a periferia e em toda a altura da região inspecionada. Para o controle do gargalo, a invenção permite medições no gargalo, para todos os recipientes da produção, enquanto a técnica anterior realiza apenas um teste de conformidade binária por gabarito ou medições em algumas amostras colhidas. Essas medições, portanto, permitem a observação dos desvios do método de fabricação.
[0068] Como mostrado mais especificamente nas Figuras 1 e 2, a direção de deslocamento dos recipientes 2 é estabelecida ao longo de um eixo geométrico horizontal X de um quadro de referência X, Y, Z incluindo um eixo geométrico vertical Z perpendicular ao eixo geométrico horizontal X e um eixo geométrico transversal Y perpendicular ao eixo geométrico vertical Z e ao eixo geométrico horizontal X, e em que X e Y estão em um plano paralelo ao plano de transporte Pc, que é substancialmente horizontal.
[0069] Como mostrado mais especificamente na Figura 4, durante o deslocamento translacional, os recipientes 2 geram ou atravessam um volume chamado volume de transporte Vt. O plano Ps é o plano de interseção com o volume de transporte Vt, ortogonal ao plano de transporte Pc e paralelo à direção de deslocamento T. Por exemplo, um plano mediano separa o volume em dois subvolumes iguais. O plano Ps é um plano vertical na medida em que o plano de transporte é geralmente horizontal.
[0070] A instalação 1 também inclui, como ilustrado nas Figuras 1 e 2, pelo menos um foco Fj (em que j varia de 1 a k) de um tubo gerador de raios X 12 criando um feixe de raios X divergente direcionado para atravessar o volume de transporte Vt e, mais especificamente, para atravessar pelo menos a região a ser inspecionada do recipiente 2. Deve-se notar que o recipiente 2 é fabricado de vidro, de modo que a região a ser inspecionada seja fabricada de um material cujo coeficiente de absorção na transmissão seja homogêneo para um dado raio X.
[0071] A instalação 1 também inclui pelo menos três sensores de imagem Cji (em que i varia de 1 a N, N maior ou igual a 3) que são sensíveis aos raios X e localizados de modo a serem expostos aos raios X obtidos a partir de um foco associado Fj e tendo atravessado o volume de transporte Vt e, mais especificamente, pelo menos a região a ser inspecionada a partir do recipiente 2. Obviamente, o tubo 12 e os sensores de imagem Cji estão localizados fora do volume de transporte Vt para permitir o deslocamento livre dos recipientes nesse volume. Convencionalmente, os tubos geradores de raios X 12 e os sensores de imagem Cji são colocados em um invólucro estanque aos raios X.
[0072] Os feixes de raios X obtidos de um foco Fj associado ao dito sensor de imagem Cji, atravessam pelo menos a região inspecionada e formam, no sensor de imagem, a projeção radiográfica da região inspecionada, na direção de projeção Dji (Figuras 1 e 2). A direção de projeção Dji é a direção orientada do vetor, deixando o foco Fj e atravessando o centro Mji do sensor de imagem Cji. O foco ou focos Fj e os sensores de imagem Cji são dispostos de modo que cada sensor de imagem receba uma projeção radiográfica da região a ser inspecionada na direção de projeção da região a ser inspecionada.
[0073] A instalação 1 também inclui um sistema de aquisição conectado aos sensores de imagem Cji, de modo a adquirir, para cada recipiente 2 durante seu deslocamento, pelo menos três projeções radiográficas da região a ser inspecionada com diferentes direções. Recorde- se que a direção da projeção associada à imagem radiográfica obtida é a direção que começa no foco e passa pelo meio da área sensível da superfície do sensor de imagem, no momento da aquisição da imagem. Assim, as pelo menos três projeções radiográficas têm direções de projeção que fazem, em pares, um ângulo entre as mesmas.
[0074] O sistema de aquisição está conectado a um sistema de computador que não é mostrado, mas de todos os tipos conhecidos por si só. De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, o sistema de computador registra, com o uso de sensores de imagem Cji, para cada recipiente durante seu deslocamento, imagens radiográficas resultantes de um número determinado de projeções radiográficas da região a ser inspecionada em diferentes direções de projeção. Tipicamente, o número de diferentes direções de projeção Dji é compreendido entre três e quarenta e, de preferência, entre quatro e quinze. De acordo com uma modalidade variante vantajosa, a instalação 1 inclui entre três e quarenta sensores de imagem Cj. De acordo com uma modalidade variante preferencial, a instalação 1 inclui entre quatro e quinze sensores de imagem Cji.
[0075] Como será explicado em detalhes na descrição a seguir, o sistema de computador é programado para analisar, para cada recipiente, as pelo menos três imagens radiográficas obtidas a partir de pelo menos três projeções radiográficas de direções diferentes, a fim de determinar, para cada recipiente, um modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos pertencentes à parede do recipiente na região inspecionada. Mais especificamente, cada modelo geométrico digital contém as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos pertencentes pelo menos à superfície interna da parede do recipiente e, de preferência, à superfície interna e à superfície externa da parede do recipiente. A determinação das coordenadas tridimensionais desses pontos permite realizar medições dimensionais do recipiente para a região inspecionada, ou seja, pelo menos um diâmetro interno do gargalo ou pelo menos uma espessura da parede de vidro do corpo 4 do recipiente ou pelo menos um diâmetro interno do gargalo e uma espessura da parede de vidro do corpo do recipiente.
[0076] A determinação das coordenadas tridimensionais desses pontos e a realização das medições dimensionais podem ser realizadas de qualquer maneira adequada pelas técnicas conhecidas de análise de dados geométricos tridimensionais.
[0077] Geralmente, o modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contém as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos, calculado a partir de pelo menos três imagens radiográficas da região a ser inspecionada. Esse conjunto de pontos pertence à superfície interna e/ou à externa da parede do recipiente, com pelo menos dois pontos tridimensionais do espaço localizados em um plano não ortogonal a uma direção de projeção Dji.
[0078] Vantajosamente, o modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos consiste em: - pelo menos dois pontos tridimensionais do espaço, em que cada um pertence a uma superfície interna e/ou externa da parede do recipiente e localizado em um plano não ortogonal à direção de projeção Dji e não paralelo à direção de deslocamento T; - e/ou pelo menos uma representação de superfície das superfícies interna e externa da parede do recipiente contendo pontos que não pertencem a um plano ortogonal a uma direção de projeção Dji e não pertencem a um plano paralelo à direção de deslocamento T; - e/ou pelo menos uma seção da região a ser inspecionada, ao longo de um plano diferente a partir de um plano ortogonal para uma direção de projeção Dji e diferente de um plano paralelo à direção de deslocamento T.
[0079] As medições dimensionais são, então, realizadas de acordo com um dos métodos descritos na descrição a seguir.
[0080] Geralmente, as medições dimensionais realizadas no modelo geométrico digital de cada recipiente se referem a pelo menos um diâmetro interno do gargalo medido no dito modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção Dji e/ou pelo menos uma espessura da parede corporal medida no dito modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção Dji.
[0081] Uma modalidade exemplificadora preferencial consiste em determinar, para cada recipiente, um modelo geométrico digital representando a superfície interna e a superfície externa do recipiente na região a ser inspecionada.
[0082] De acordo com esse exemplo, a análise digital das imagens radiográficas relativas a cada recipiente permite construir para cada um desses recipientes, um modelo geométrico digital tridimensional. Por outras palavras, para cada recipiente inspecionado por radiografia, um modelo geométrico digital tridimensional é construído a partir das imagens radiográficas correspondentes ao dito recipiente. Opcionalmente, esse modelo geométrico digital pode ser simplesmente uma pilha de modelos geométricos digitais bidimensionais. Produzir um modelo geométrico digital é o caminho - em termos matemáticos, gráficos e de estrutura de dados - em que os recipientes tridimensionais são representados e manipulados em formato digital na memória de um sistema de computador.
[0083] A modelagem pode ser volumétrica. O recipiente monomaterial pode, portanto, ser representado por voxels cujo valor representa uma quantidade de material. O voxel pode estar cheio, parcialmente cheio ou vazio de material (nesse caso, é ar). O modelo geométrico de volume pode ser analisado para localizar as bordas do recipiente e depois medir dimensões lineares, como comprimentos ou espessuras. Também pode ser transformado em um modelo de superfície, ou seja, em que superfícies de borda do recipiente são modeladas.
[0084] É possível obter um modelo de superfície diretamente a partir de imagens radiográficas, ou seja, sem passar pelo cálculo de um modelo de volume.
[0085] Na modelagem de superfície, um recipiente é definido por pelo menos uma superfície tridimensional. Uma superfície tridimensional corresponde à borda entre o material do recipiente e o ambiente externo (geralmente o ar), o que permite compreender os conceitos internos e externos do recipiente. Geralmente, superfícies tridimensionais são modeladas em várias formas, como por modelagem poligonal, por curvas ou superfícies paramétricos (cilindros, cones, esferas, estrias,...) ou por subdivisão de superfícies. Com o uso de uma malha de poliedros, por exemplo, triângulos, as superfícies tridimensionais dos recipientes são representadas por conjuntos de facetas planas conectadas por suas bordas.
[0086] Uma seção de um recipiente tridimensional é sua interseção com um plano. A seção de superfícies tridimensionais são curvas bidimensionais no plano de seção. O conhecimento dessas curvas bidimensionais em uma sucessão de planos de seção permite a reconstrução de superfícies tridimensionais.
[0087] Para fazer medições de comprimento, existem várias abordagens.
[0088] Em um primeiro método de volume, é possível percorrer um modelo de volume ao longo de uma linha reta ou um feixe de linhas retas e determinar os voxels de borda de matéria/ar.
[0089] Em um segundo método de superfície, é possível calcular um segmento cujas extremidades são as interseções de uma linha reta com a superfície da borda do material/ar de um modelo de superfície. Os algoritmos resolvem os problemas topológicos razoavelmente bem. Os pontos de interseção são únicos. Finalmente, um método misto consiste em transformar o modelo de volume em um modelo de superfície e aplicar o segundo método.
[0090] Um terceiro método consiste em determinar em um plano de corte, a distância entre dois pontos de uma ou duas curvas bidimensionais, em que qualquer curva é uma fronteira entre a matéria e o ar.
[0091] Um ponto tridimensional é um ponto cujas coordenadas são conhecidas no espaço tridimensional, em qualquer quadro de referência.
[0092] Esses três métodos anteriores são exemplos de determinação de uma distância entre dois pontos tridimensionais, para determinar uma medição de dimensão linear.
[0093] O objetivo da invenção é executar medições mais completas do que aquelas possibilitadas por simples imagens radiográficas bidimensionais. De fato, é fácil usar um sensor de imagem de matriz para obter uma imagem radiográfica bidimensional correspondente a uma projeção da região inspecionada e medir dimensões em um plano ortogonal à direção da projeção chamada “plano projetado”. Da mesma forma, é fácil, com o uso de um sensor de imagem linear, obter uma imagem radiográfica bidimensional correspondente a uma projeção em leque (planos paralelos) da região inspecionada, obtida pela justaposição das sucessivas linhas de imagem adquiridas durante o deslocamento na direção de deslocamento T e medir dimensões em um plano projetado, paralelo à direção do deslocamento. Por outro lado, de acordo com a invenção, as dimensões lineares podem ser medidas em direções que não estão contidas nos planos projetados, nem paralelas aos planos projetados. O método de acordo com a invenção consiste, de fato, em reconstruir e medir dimensões em praticamente todas as direções ao processar uma combinação de imagens radiográficas em pelo menos três direções de projeção diferentes. Isso é possível através de qualquer método que permita a determinação de pontos tridimensionais no espaço pertencente a uma superfície de borda incluída na região a ser inspecionada do recipiente. A reconstrução de um modelo tridimensional da área a ser inspecionada, do tipo superfície ou volume ou com base em planos de corte, é um método possível. De fato, de acordo com a invenção, é possível determinar, indiretamente, a partir de um modelo de superfície ou volume ou de planos de seção, ou diretamente, pelo menos dois pontos tridimensionais, ou mesmo preferencialmente nuvens de pontos tridimensionais, distribuídos em direções mensuráveis apenas em imagens radiográficas bidimensionais.
[0094] O modelo geométrico digital é, portanto, composto de elementos geométricos como pontos, segmentos, superfícies, volumes elementares, calculados a partir de projeções radiográficas, considerando o cálculo de cada elemento, a atenuação de pelo menos algumas radiografias que passaram por esse ponto no recipiente vazio real, com o objetivo de que o modelo geométrico digital seja uma representação fiel da geometria do recipiente vazio real, incluindo deformações comparadas a um recipiente vazio ideal. Em outras palavras, as coordenadas dos elementos geométricos são determinadas considerando-se que as ditas coordenadas modificaram as projeções radiográficas, mesmo quando esses elementos geométricos não podem ser distinguidos em nenhuma das projeções radiográficas 2D. As medições das dimensões no modelo geométrico digital proveem, portanto, informações sobre as dimensões de cada recipiente vazio modelado, a partir de elementos geométricos que não podem ser distinguidos em nenhuma das projeções radiográficas.
[0095] O recipiente de vidro que é fabricado a partir de um único material, portanto, com um coeficiente de atenuação constante ou considerado como tal, é vantajoso determinar seu modelo geométrico digital na forma de superfícies. É possível determinar e representar no modelo geométrico digital, por exemplo, a superfície interna do gargalo do recipiente. A região inspecionada contém, de acordo com esse exemplo, o gargalo 3 e, portanto, se estende entre o plano de superfície do anel 6 e um plano que é paralelo ao mesmo. O diâmetro interno do gargalo D pode, então, ser medido. Mais especificamente, vários diâmetros internos do gargalo D podem ser medidos. Selecionando uma determinada altura, por exemplo, selecionando um plano de corte paralelo à superfície do anel ou ao fundo do recipiente, vários diâmetros podem ser medidos de 0 a 360° nesse plano. Assim, é possível determinar o diâmetro na abertura Do (ou bocal), por exemplo, 3 mm abaixo do bocal, posicionando um plano de corte 3 mm abaixo da superfície do anel. Também é possível determinar um diâmetro mínimo D em toda a altura h da superfície interna do gargalo para substituir a medição por mandrilagem.
[0096] Dada a geometria dos recipientes, é mais fácil raciocinar em coordenadas cilíndricas. Ao realizar as medições em um recipiente, o método produziu um modelo geométrico digital MGN representando precisamente pelo menos a região a ser inspecionada do dito recipiente correspondente ao gargalo, por exemplo, como ilustrado na Figura 14 ou conforme ilustrado na Figura 15, uma seção vertical ou quatro seções horizontais do modelo geométrico digital MGN do recipiente.
[0097] Pode ser definido um quadro de referência com coordenadas cilíndricas ZM, p, θ nesse modelo geométrico digital, com o eixo ZM que corresponde ao eixo geométrico de simetria do dito modelo de recipiente, com a altura Z ao longo do eixo ZM que é igual para zero quando estiver localizado no plano de posicionamento. É possível, no caso de um recipiente cilíndrico ou cônico, definir ZM como um eixo ortogonal ao plano de posicionamento e passando pelo centro da parte inferior do recipiente. De fato, o modelo geométrico digital MGN de um recipiente compreende superfícies interna SI e externa SE.
[0098] De acordo com uma variante vantajosa para medir o gargalo de cada recipiente, o método consiste em medir, no modelo geométrico digital MGN, como diâmetros internos D do gargalo, os comprimentos de um conjunto de segmentos de linha reta, em que os ditos segmentos são/estão: • ortogonais ao eixo geométrico de simetria ZM do modelo geométrico digital, • cruzando o eixo geométrico de simetria ZM do modelo geométrico digital, • localizados pelo menos em duas alturas distintas ZG1, ZG2 no gargalo do modelo geométrico digital; • direções distribuídas angularmente em torno do eixo geométrico de simetria ZM do modelo geométrico digital, com pelo menos um segmento não ortogonal às direções de projeção Dij; • para cada altura, em um número maior que o número de direções de projeção Dij; • e cada segmento conectando dois pontos que pertencem à superfície interna do gargalo do modelo geométrico digital e que são opostos em relação ao eixo geométrico de simetria ZM do modelo geométrico digital do recipiente.
[0099] Deve-se notar que os segmentos cruzariam exatamente o eixo geométrico de simetria ZM no sentido matemático, apenas no caso de recipientes ideais de revolução perfeita. Obviamente não é esse o caso, pois o modelo geométrico digital representa um recipiente real.
[00100] Recorde-se que um dos principais objetivos da invenção é realizar em linha, ou seja, quando os recipientes estão em translação rápida em um transportador e sem o contato de um sensor mecânico ou pneumático, várias medições que são necessárias, de acordo com os tipos de produção, para garantir a conformidade do gargalo.
[00101] Mandrilagem é a possibilidade de inserir no gargalo um cilindro de diâmetro mínimo, por exemplo, a cânula de enchimento. Para medir a broca de acordo com a invenção, o diâmetro mínimo pode ser determinado em várias alturas ao longo do eixo geométrico de simetria ZM e em várias direções de acordo com ângulos θ variando de 0 a 360°. Também é possível simular a introdução de um cilindro, dentro da superfície interna do modelo geométrico digital de cada recipiente, em seu gargalo, e determinar o diâmetro máximo que o cilindro atinge quando é inscrito, portanto em contato sem poder inchar mais, dentro da superfície interna do gargalo ou de um conjunto de pontos da dita superfície interna. Para medir o perfil de abertura de cada recipiente, é possível a partir da superfície do anel Zb do modelo geométrico digital, passo a passo sobre uma profundidade Zb-p determinada a partir da superfície do anel, para calcular a cada altura um dado estatístico dos diâmetros como, por exemplo, o diâmetro mínimo D em min cada profundidade ou altura Z, a saber, deduzir daí uma função de perfil, como o diâmetro mínimo de acordo com a profundidade, e comparar esse perfil com os perfis de referência.
[00102] Para medir o diâmetro Do na abertura, por exemplo, a uma profundidade de 3 mm, pode-se verificar se todos os diâmetros D entre a superfície do anel Zb até a profundidade de 3 mm estão dentro da faixa de tolerância.
[00103] De acordo com uma característica vantajosa dessa variante, o método consiste na medição das espessuras e da parede de cada recipiente, na medição de um conjunto de comprimentos de segmentos unidos em pares de pontos da superfície externa SE e pontos da superfície interna SI do modelo geométrico digital de cada recipiente. Os segmentos medidos são: • de preferência, substancialmente ortogonais a uma das superfícies interna e externa, preferencialmente à superfície externa SE; • localizados pelo menos a duas alturas distintas ZE1, ZE2 na região a ser inspecionada; • de direções adjacentes aos raios a partir do eixo geométrico de simetria ZM e distribuídos angularmente em torno do eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital, em que pelo menos um segmento não é ortogonal às direções de projeção Dij; • para cada altura, em número maior que o dobro do número de direções de projeção Dij.
[00104] Também é possível selecionar, como a região a ser inspecionada, por exemplo, o corpo 4 do recipiente que se estende entre o carrilhão e o ombro. Assim, a região a ser inspecionada pode ser delimitada por dois planos paralelos ao fundo 3 ou ao plano de colocação do recipiente, um posicionado acima do carrilhão e o outro embaixo do ombro. O modelo geométrico digital das superfícies interna e externa da região inspecionada é, então, determinado, o que permite medir a espessura do vidro e compreendida entre essas superfícies em vários pontos, provendo assim uma medição da distribuição do vidro.
[00105] Como ilustrado na Figura 15, é possível pelo menos duas alturas separadas ZE1, ZE2, medir a espessura e da parede ao longo de vários segmentos radiais ortogonais ao eixo ZM e distribuídos de 0 a 360°. A mesma função permitida pelos sensores ópticos em uma máquina que gira o recipiente é realizada, portanto, no mínimo, a saber, encontrar a espessura mínima na circunferência a uma, duas, três ou quatro alturas distintas.
[00106] De acordo com a invenção, o modelo geométrico digital da região inspecionada de cada recipiente compreende as superfícies interna SI e externa SE. A espessura e pode, portanto, ser determinada medindo-se um grande número de segmentos que unem a superfície externa SE e a superfície interna SI, distribuídos uniformemente por toda a altura Z e pelas direções θ, com um passo de uma altura dZ e um passo angular dθ como multa conforme permitido pela resolução dos sensores e pelo modelo geométrico digital calculado para cada recipiente. Assim, a espessura de toda ou parte da região de inspeção ou mesmo de um recipiente inteiro pode ser mapeada.
[00107] De acordo com uma modalidade variante, o método se caracteriza por uma espessura mínima ser calculada através da região a ser inspecionada, ou então uma área relacionada da parede com uma espessura inferior a um limiar de tolerância chamado “área fina” é determinada e a qualidade do recipiente é decidida de acordo com a espessura mínima ou a superfície e/ou o formato da área da área delgada.
[00108] De acordo com uma modalidade variante, a região a ser inspecionada corresponde a pelo menos parte do gargalo 5 do recipiente, de modo que as imagens radiográficas sejam analisadas para construir um modelo geométrico digital pelo menos da superfície interna do gargalo, de modo que o diâmetro interno do gargalo D possa ser medido e corresponda à medição de uma característica dimensional da região a ser inspecionada.
[00109] De acordo com outra modalidade variante, a região a ser inspecionada corresponde a pelo menos parte do corpo 4 do recipiente, de modo que as imagens radiográficas sejam analisadas para construir um modelo geométrico digital da superfície interna e da superfície externa do recipiente na parte da parede inspecionada e das superfícies interna e externa do modelo geométrico digital, para obter a medição da espessura e da parede de vidro do corpo do recipiente compreendida entre as ditas superfícies.
[00110] De acordo com uma modalidade variante preferencial, a região a ser inspecionada compreende pelo menos parte do gargalo e parte da parede do corpo do recipiente, de modo que as imagens radiográficas sejam analisadas de modo a construir um modelo geométrico digital da superfície interna e da superfície externa do recipiente e das superfícies interna e externa do modelo geométrico digital, para obter as medições de um diâmetro interno do gargalo e da espessura da parede de vidro do corpo do recipiente.
[00111] Parece, a partir da descrição acima, que a invenção permite construir para cada recipiente um modelo geométrico digital correspondente pelo menos à região a ser inspecionada que compreende pelo menos parte do gargalo e/ou parte do corpo de cada recipiente. Como indicado anteriormente, o modelo geométrico digital é construído com o uso do coeficiente de atenuação do vidro que constitui os recipientes 2.
[00112] Alguns dos métodos de medição anteriores consistem em analisar a geometria do modelo geométrico digital de cada recipiente de acordo com seções sucessivas em diferentes alturas Z, de planos ortogonais ao eixo geométrico de simetria ZM do modelo geométrico digital do recipiente, portanto das seções horizontais, que são então analisadas em direções radiais, variando a direção da medição com o ângulo θ entre 0 e 360°. Obviamente, os mesmos resultados são obtidos por seções ao longo de planos que se cruzam com o eixo geométrico de simetria ZM dos recipientes, portanto seções verticais, distribuídas em ângulos θ entre 0 e 360°.
[00113] De acordo com uma modalidade variante vantajosa, o modelo geométrico digital também é construído usando um modelo geométrico a priori da região inspecionada, permitindo acelerar e tornar confiáveis os cálculos de reconstrução do modelo geométrico digital de cada recipiente.
[00114] Assim, o modelo geométrico a priori é um modelo geométrico digital da série de recipientes, usado como inicialização para um software de reconstrução, a fim de construir o modelo geométrico digital de cada recipiente inspecionado. Seu papel é principalmente prover ao sistema de computador informações sobre a forma, geometria e dimensões do objeto a ser modelado pelo cálculo.
[00115] Graças a essas informações a priori, torna-se possível: - não modelar, a partir de imagens radiográficas, a atenuação em regiões do espaço de imagem vazia do material a priori devido ao fato de que a atenuação é considerada como sendo zero no mesmo; e/ou - modelar a partir de imagens radiográficas apenas as superfícies nas quais as medições de dimensões devem ser realizadas, opcionalmente diretamente, sem passar pela determinação de voxels; e/ou - determinar apenas os desvios entre as superfícies modeladas das imagens radiográficas e as superfícies ideais teóricas.
[00116] O conhecimento do modelo geométrico a priori de recipientes de vidro também permite não determinar a partir de imagens radiográficas, valores de atenuação em regiões do espaço que contém material de acordo com o modelo a priori, devido ao fato de que é conhecido como aquele do vidro usado.
[00117] No entanto, deve ser entendido que, de acordo com a invenção, nenhuma medição de um recipiente é deduzida a partir de uma medição no modelo geométrico a priori, uma vez que esse modelo é conhecido independentemente do dito recipiente e representa um ideal teórico não real.
[00118] Assim, o modelo geométrico a priori é um modelo digital da série de recipientes, usado como inicialização para o software de reconstrução.
[00119] O sistema de computador, portanto, tem um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada para executar essa operação de cálculo. Assim, a instalação 1 inclui um dispositivo para prover ao sistema de computador um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada para os recipientes ou séries de recipientes.
[00120] O dispositivo para prover ao sistema de computador um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada é uma memória de massa, uma rede de computadores com ou sem fio ou uma interface homem- máquina.
[00121] De acordo com uma primeira variante da invenção, o modelo geométrico a priori é obtido pelo modelo digital de design por computador dos recipientes, realizado durante o seu design (CAD 3D). Nesse caso, isso é provido ao sistema de computador por vários meios possíveis, como uma conexão através de uma rede de computadores, a um banco de dados contendo vários modelos CAD correspondentes aos vários modelos de recipientes capazes de serem medidos em produção, uma seleção pelo operador em um banco de dados interno da instalação, etc.
[00122] De acordo com uma segunda variante da invenção, o modelo geométrico a priori é obtido a partir de um modelo geométrico digital construído a partir da medição de um ou mais recipientes da mesma série (portanto, do mesmo modelo comercial) por um dispositivo de medição, por exemplo, por uma máquina de medição de sonda ou um dispositivo de tomografia axial. O modelo geométrico a priori pode ser construído mesclando as medições de vários recipientes fabricados da mesma série.
[00123] De acordo com uma terceira variante da invenção, o modelo geométrico a priori é um modelo geométrico digital gerado pelo sistema de computador a partir de valores inseridos e/ou de desenhos e/ou formatos selecionados por um operador na interface homem-máquina do sistema.
[00124] Por exemplo, para prover o modelo geométrico a priori no caso de um controle das dimensões internas do gargalo, a região inspecionada contém pelo menos o gargalo, portanto a região do recipiente compreendida entre a parte superior do anel e o ombro do recipiente. O modelo geométrico a priori do gargalo pode ser um simples cone truncado oco cuja altura, ambos os diâmetros superior e inferior e cuja espessura da parede são conhecidos. Também pode ser um modelo geométrico completo, por exemplo, um anel do tipo vínico, com seus relevos externos, contra-anel e arredondamento incluído. De acordo com outro exemplo, o sistema de computador pode, por meio de suas interfaces, receber descrições técnicas do modelo a priori, que compreendem, por exemplo, um tipo de anel de parafuso padronizado descrito por um modelo 3D salvo ou por parâmetros de comprimentos, profundidades e passo da rosca, etc.
[00125] Da mesma forma, para prover o modelo geométrico a priori no caso de um controle da distribuição do vidro no corpo do recipiente, a região inspecionada se estende pelo menos acima de uma altura de inspeção localizada entre o carrilhão (ou talão) e o ombro. O modelo geométrico a priori do corpo pode ser uma parte simples de um cilindro oco perfeito, apenas o diâmetro externo, a altura e a espessura média dos quais são dados. Os meios para prover o modelo digital a priori podem, portanto, ser limitados à inserção ou transmissão digital dos valores do diâmetro externo, altura e espessura. É claro que esses métodos são facilmente generalizados para recipientes de qualquer formato, por exemplo, seção poligonal.
[00126] Deve-se entender que o modelo geométrico a priori deve conter pelo menos informações técnicas, geométricas, topológicas e/ou digitais suficientes para informar o sistema de computador sobre a estrutura tridimensional geral da série de recipientes, o grau de detalhe e a precisão dessas informações podem ser muito baixos sem penalizar a precisão desejada para as medições lineares.
[00127] É possível configurar o controle provendo ao sistema de computador posições de medidor virtual. Nesse caso, o dispositivo de acordo com a invenção inclui obviamente meios para prover intervalos de tolerância de medição.
[00128] Outro meio para determinar as dimensões e sua conformidade é comparar o modelo geométrico digital da região inspecionada com um modelo geométrico de referência ou teórico.
[00129] O modelo de referência geométrica é um modelo ideal da série de recipientes inspecionados. Para realizar um controle dimensional, o modelo geométrico digital da região inspecionada de cada recipiente pode ser comparado com o modelo de referência geométrica comum à série de recipientes, com o uso de um algoritmo que compreende a correspondência de modelos e a medição dos desvios entre as modelos. O modelo de referência geométrica pode ser obtido no CAD pelo menos para a superfície externa dos recipientes.
[00130] É, portanto, possível prosseguir com uma operação de correspondência do modelo geométrico digital da região inspecionada de cada recipiente com o modelo de referência geométrico e, em seguida, determinar desvios dimensionais medindo distâncias entre os elementos de superfície pertencentes ao modelo de referência e os elementos de superfície pertencente ao modelo geométrico digital. Por exemplo, é possível medir, de acordo com a invenção, o que os fabricantes de vidro chamam de “diâmetro na abertura”, especificado por uma tolerância mínima e máxima de diâmetro, por exemplo, um intervalo de tolerância de 18 mm +/- 0,5, durante uma dada profundidade da superfície do anel, por exemplo, 3 mm. De acordo com a invenção, é possível posicionar virtualmente uma primeira superfície cilíndrica de 3 mm de altura, com um diâmetro máximo inscrito na superfície interna modelada do gargalo e, similarmente, uma segunda superfície cilíndrica de 3 mm de altura, de diâmetro mínimo contendo a superfície interna de cada recipiente modelado e considerar como medições do diâmetro na abertura de cada recipiente os diâmetros das superfícies cilíndricas inscritas e escritas, que são comparadas respectivamente às tolerâncias.
[00131] De acordo com uma variante da invenção, o modelo geométrico de referência e o modelo geométrico a priori são o mesmo modelo geométrico.
[00132] De acordo com outra variante da invenção, o modelo geométrico a priori é menos preciso, menos completo e/ou diferente do modelo de referência geométrico.
[00133] Parece a partir da descrição acima que o sistema de computador determina para cada recipiente pelo menos um diâmetro interno do gargalo e/ou uma espessura da parede de vidro do corpo do recipiente. De uma maneira geral, a invenção permite realizar uma série de medições de dimensões nos recipientes 2. O controle dimensional consiste em medir dimensões reais e comparar as mesmas com as dimensões necessárias. A priori, qualquer recipiente de uma série é próximo ao recipiente de referência ideal, com as dimensões necessárias, mas diverge do mesmo por variações dimensionais. O objetivo geralmente é comparar as medições obtidas nos recipientes com os valores exigidos, por exemplo, definidos por um departamento de qualidade. Essas medições de dimensão ou os desvios dessas medições dos valores necessários podem ser exibidos, salvos, etc. Os mesmos também podem ser usados para tomar decisões de conformidade em recipientes que podem ser classificados automaticamente. De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, o sistema de computador é conectado a um dispositivo para exibir os valores de medições lineares da região a ser inspecionada e/ou desvios dimensionais dos valores de referência. Por exemplo, a instalação de acordo com a invenção pode incluir uma tela para visualizar imagens radiográficas da região inspecionada e das dimensões medidas.
[00134] De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, o sistema de computador está conectado a um dispositivo para classificar os recipientes de acordo com a medição linear da região a ser inspecionada. Assim, esse dispositivo de classificação pode ejetar do dispositivo de transporte, os recipientes considerados defeituosos, considerando as dimensões lineares medidas.
[00135] Obviamente, as posições relativas dos focos Fj e dos sensores de imagem Cji são diversas, lembrando-se que os focos Fj e os sensores de imagem Cji estão posicionados fora do volume de transporte Vt.
[00136] De acordo com uma modalidade variante, a instalação 1 inclui um único foco Fj = F1 disposto ao longo de um lado do volume de transporte Vt e uma série de sensores de imagem Cji = C1i = C11, C12, C13,... dispostos ao lado oposto do volume transportador Vt para receber os raios vindos do foco F1 e que atravessaram a região a ser inspecionada. Nesse exemplo, o foco tem uma abertura Of que é medida em pelo menos qualquer plano, como, por exemplo, o plano X, Y na Figura 1, que é maior ou igual a 120°. Essa abertura Of é considerada na saída do foco, no caso em que a instalação compreende entre o foco e o volume Vt, ou entre o volume Vt e os sensores de imagem, telas para limitar os feixes apenas a feixes úteis, na finalidade de reduzir a difusão.
[00137] De acordo com outra modalidade variante, pelo menos dois focos Fj (F1 e F2) para a produção de raios X são posicionados separadamente em duas posições distintas e pelo menos três sensores de imagem Cji, sensíveis aos raios X, são posicionados de modo que cada foco esteja associado a pelo menos um sensor de imagem Cji e cada sensor de imagem Cji esteja associado a um foco e receba raios X obtidos a partir do dito foco e que atravessa a região a ser inspecionada. Nesse exemplo, cada foco tem uma abertura maior ou igual a 60°, para que a soma das aberturas dos dois focos seja maior ou igual a 120°.
[00138] Na modalidade exemplificadora ilustrada nas Figuras 5 a 7, a instalação 1 inclui três focos F1, F2, F3, cada um associado a um tubo gerador 12 separado. A instalação 1 também inclui cinco sensores de imagem C11, C12, C13, C14 e C15, cada um sensível aos raios X obtido a partir do primeiro foco associado F1, cinco sensores de imagem C21, C22, C23, C24 e C25, cada um sensível a raios X do segundo foco associado F2 e três sensores de imagem C31, C32, C33, cada um sensível aos raios X do terceiro foco associado F3.
[00139] De acordo com essa modalidade exemplificadora, a instalação inclui pelo menos um foco (e no exemplo, dois focos F1 e F2) de cada um dos quais é obtido um feixe de raios X divergente. Pelo menos um foco (e no exemplo, dois focos F1 e F2) estão posicionados em um lado do plano de interseção Ps, de modo que cada um dos feixes atravesse o plano de interseção Ps e a região a ser inspecionada, enquanto pelo menos um sensor de imagem Cji associado ao dito foco Fj para receber os raios X obtidos do dito foco Fj está disposto no lado oposto em relação ao plano de interseção Ps. (No exemplo, esses são os cinco sensores de imagem C11, C12, C13, C14 e C15, cada um sensível aos raios X obtidos do foco associado F1 e os cinco sensores de imagem C21, C22, C23, C24 e C25, cada um sensível a X raios obtidos a partir do foco associado F2). Obviamente, pode ser provido um foco em um lado do plano de interseção Ps e outro no outro lado do plano de interseção Ps, de modo que os sensores de imagem associados também sejam dispostos em ambos os lados do plano de interseção Ps.
[00140] De acordo com uma modalidade variante vantajosa que é ilustrada nas Figuras 5 a 7, um foco Fj do qual é obtido um feixe de raios X divergente é disposto em um lado do plano de transporte Pc, de modo que seu feixe atravesse o plano de transporte Pc, enquanto pelo menos um sensor de imagem Cji está associado ao dito foco Fj para receber os raios X obtidos a partir do dito foco está posicionado no lado oposto em relação ao plano de transporte Pc. No exemplo ilustrado, um foco F3 é disposto acima do plano de transporte Pc, enquanto três sensores de imagem C31, C32, C33 estão posicionados abaixo do plano de transporte Pc. Obviamente, a posição entre o foco e os sensores de imagem pode ser revertida em relação ao plano de transporte.
[00141] De acordo com uma modalidade variante vantajosa, pelo menos um dos focos Fj está disposto no plano de transporte Pc. De preferência, esses focos cooperam com sensores de imagem associados, localizados opostos aos mesmos em relação ao plano de interseção Ps e, portanto, no caso de um transporte dos recipientes dispostos em um transportador plano, esse arranjo permite, nas imagens radiográficas, que as projeções dos recipientes não se sobreponham à projeção do transportador. Assim, no modelo geométrico digital dos recipientes, a parte do recipiente em contato com o transportador pode ser determinada com precisão.
[00142] De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, o arranjo dos sensores de imagem Cji e os focos é tal que os raios X obtidos a partir do foco ou focos Fj e atingindo os sensores de imagem Cji atravessam apenas uma região a ser inspecionada por vez. Em outras palavras, os raios X atravessam apenas um recipiente por vez. Deve-se notar que a instalação pode incluir um sistema para controlar o espaçamento entre os recipientes em execução sucessivos como, por exemplo, parafusos ou correias em contato lateral com os recipientes.
[00143] Um objetivo da invenção é obter um método que não seja apenas rápido, mas também barato, capaz de calcular com a precisão necessária para um controle dimensional. A invenção visa reduzir o número de imagens necessárias para a reconstrução para o número mínimo, permitindo alcançar a precisão dimensional desejada. Por exemplo, a invenção permite, com nove projeções e um número limitado de imagens da região inspecionada, medir o diâmetro interno de um cilindro a +/- 0,05 mm. Vantajosamente, a instalação de acordo com a invenção inclui entre um e quatro focos Fj e preferencialmente um ou dois focos Fj e preferencialmente entre quatro e quinze sensores de imagem Cji.
[00144] De acordo com a invenção, é necessário organizar os sensores de imagem e o foco ou focos para que a combinação de pelo menos três direções de projeção otimize a determinação do modelo geométrico digital da região inspecionada, considerando que o volume atravessado Vt deve ser deixado livre para a circulação dos recipientes. As regras a seguir são vantajosamente implementadas no contexto da invenção, em que essas regras são válidas para sensores de imagem linear ou de matriz.
[00145] A seguir, um ângulo é um valor absoluto. As Figuras 8 e 9 ilustram duas direções de projeção Dji e D’ji, que também são vetores. Essas figuras mostram o ângulo r entre estas duas instruções de projeção, a saber, e s o complementar ângulo em relação ao ângulo de r, a saber s = 180° -r. Por definição, o ângulo útil α entre dois diferentes instruções de projeção Dji e D’ji, é o menor dos ângulos de r e s, a saber, α = Min(r, s). Assim, o ângulo útil α é o menor dos ângulos formados pelas duas linhas retas que carregam as direções de projeção Dij, D’ji e trazidas de volta a qualquer ponto da região inspecionada.
[00146] De acordo com uma variante vantajosa da invenção, pelo menos duas imagens obtidas a partir de duas projeções radiográficos em duas direções diferentes Dji e D’ji formando entre si um ângulo útil α maior do que ou igual a 45° e inferior a ou igual a 90°, são adquiridas para cada recipiente. De acordo com uma modalidade variante vantajosa, pelo menos duas imagens obtidas a partir de duas projeções radiográficas em duas direções diferentes, produzindo entre as mesmas um ângulo útil α maior ou igual a 60° e menor ou igual a 90° são adquiridas para cada recipiente.
[00147] Para esse fim, a instalação 1 de acordo com a invenção inclui pelo menos um foco e dois sensores de imagem dispostos de modo que as direções de projeção da região inspecionada que os mesmos recebem tenham entre um ângulo útil α maior ou igual a 45° e menor ou igual a 90° e, vantajosamente maior ou igual a 60° e menor ou igual a 90°.
[00148] Por exemplo, como ilustrado na Figura 5, o ângulo útil α entre as direções D15 e D11 e entre as direções D13 e D25 é superior a 45°. Obviamente, deve ser entendido que pelo menos um ângulo útil é maior ou igual a 45° e menor ou igual a 90° e vantajosamente que pelo menos um ângulo útil é maior que ou igual a 60° e menor ou igual a 90° e os outros ângulos úteis entre duas direções Dji são arbitrários. Com base nesta regra, o versado na técnica poderá encontrar um arranjo que forneça a distribuição mais completa possível das direções de projeção da região inspecionada.
[00149] De acordo com uma outra característica vantajosa, para cada recipiente, o sistema de computador adquire pelo menos uma imagem radiográfica da região inspecionado correspondendo a uma direção de projeção fazendo um ângulo de abertura determinado β com a direção de deslocamento T.
[00150] Como ilustrado nas Figuras 10 e 11, são considerados o ângulo p entre uma direção de projeção (vetor Dji) e a trajetória dos recipientes (vetor T), a saber, o ângulo p = (Dji, T), ou seja, p = (D11, T) e p = (D12, T) no exemplo ilustrado na Figura 10 e p = (D22, T) e p = (D11, T) no exemplo ilustrado na Figura 11. O ângulo q complementar ao ângulo p é tal que q = 180°-p. Por definição, o ângulo de abertura β entre uma direção de projeção Dji e a trajetória T é o menor dos ângulos p e q, isto é, β = Min (p, q). Assim, o ângulo de abertura β é o menor dos ângulos formados pelas duas linhas retas, uma carregando a direção de projeção Dji e a outra trajetória T, trazida de volta a qualquer ponto da região inspecionada.
[00151] De acordo com outra característica vantajosa, para cada recipiente, o sistema de computador adquire pelo menos uma imagem radiográfica da região inspecionada correspondente a uma direção de projeção Dji tendo, com a direção de deslocamento T, um ângulo de abertura β compreendido entre 10° e 60°. Em outras palavras, a instalação de acordo com a invenção inclui pelo menos um foco e um sensor de imagem Cji dispostos de modo que, quando um recipiente passa pelo campo dos sensores de imagem, a direção de projeção Dji da região inspecionada no sensor de imagem Cji faz um ângulo de abertura β com a direção do deslocamento T compreendido entre 10° e 60°.
[00152] Em outras palavras, a configuração da instalação 1 é otimizada para reduzir seu tamanho na direção do deslocamento, mantendo um volume atravessado Vt adaptado aos recipientes e uma boa qualidade de reconstrução.
[00153] Devido ao volume atravessado Vt, a instalação não produz uma projeção em torno da direção de deslocamento T. O volume atravessado Vt impõe um ângulo beta mínimo. De acordo com a invenção, β min = 10°. Não há sensor disposto de modo a prover uma projeção de ângulo β menor que 10°.
[00154] Deverá deduzir-se do exposto acima que a distribuição dos ângulos de projeção para cada recipiente não é uniforme de acordo com a invenção.
[00155] Como ilustrado na Figura 9, a distribuição dos ângulos de projeção tem um espaço, chamado região de ponto cego, duas vezes 2 x 10° ou 20 °, em vez de ter uma cobertura completa acima de 180°.
[00156] Por exemplo, como ilustrado na Figura 10, uma instalação de acordo com a invenção inclui pelo menos um foco F1 e dois sensores de imagem C11, C12, cujas direções de projeção D11, D12 definem, com a direção de deslocamento T, um ângulo de abertura β compreendido entre 10° e 60°, respectivamente segundo os ângulos p e q. No exemplo ilustrado na Figura 11, a instalação inclui pelo menos um sensor de imagem C11, associado a um foco F1 e um sensor de imagem C22 associado a um foco F2. As direções de projeção D11, D22 definem o ângulo de abertura β compreendido entre 10° e 60° e correspondente aos ângulos p. Do mesmo modo, a instalação ilustrada na Figura 5, inclui um sensor de imagem C11 associada com o foco F1 e a direção de projeção D11 de que faz um ângulo β compreendido entre 10° e 60°, em relação à direção de deslocamento T.
[00157] Os sensores de imagem Cji são do tipo matriz ou linear.
[00158] De acordo com uma modalidade variante preferencial, a instalação 1 inclui sensores de imagem lineares. De acordo com essa variante preferencial, cada sensor de imagem Cji inclui uma matriz linear de elementos sensíveis a raios X, distribuídos ao longo de uma linha reta de suporte Lji, definindo, com o foco associado Fj, um plano de projeção Pji contendo a direção de projeção Dji (Figura 2). Esses sensores de imagem Cji são dispostos de modo que pelo menos m elementos sensíveis de cada um desses sensores de imagem recebam a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelo feixe de raios X obtido do foco associado Fj, com os planos de projeção Pji para os vários sensores de imagem que são distintos entre si e não são paralelos ao plano de transporte Pc. O número m de elementos sensíveis de cada sensor de imagem linear é maior que 128, preferencialmente maior que 512. A distância entre os elementos sensíveis vizinhos (denominada “passo”) e/ou a dimensão dos elementos sensíveis é de preferência inferior a 800 μm. A frequência de leitura das linhas da imagem é preferencialmente superior a 100 Hz, vantajosamente superior a 1 kHz. Obviamente, esses parâmetros são adaptados dependendo do tamanho dos recipientes, da precisão desejada e da velocidade de operação.
[00159] De acordo com uma característica de modalidade vantajosa, pelo menos três sensores de imagem lineares Cji têm suas linhas retas de suporte Lji paralelas entre si.
[00160] De acordo com outra característica de modalidade vantajosa, pelo menos três sensores de imagem lineares Cji têm suas linhas retas de suporte Lji ortogonais ao plano de transporte Pc.
[00161] De acordo com uma variante, um foco Fj é posicionado de modo que seu feixe atravesse a região inspecionada e depois o plano de transporte Pc. Além disso, pelo menos um sensor de imagem linear associado Cji é posicionado oposto ao foco Fj em relação ao plano de transporte Pc e de modo que sua linha reta de suporte Lji seja paralela ao plano de transporte Pc.
[00162] De acordo com essas modalidades de variantes com sensores de imagem lineares, o sistema de aquisição adquire, com o uso de cada um dos pelo menos três sensores de imagem Cji, em cada deslocamento incremental de cada recipiente na trajetória, imagens lineares radiográficas da região a ser inspecionada de acordo com um número selecionado para que, para cada recipiente, toda a região a ser inspecionada seja completamente representada em todas as imagens radiográficas lineares. Assim, durante o deslocamento de um recipiente, cada sensor de imagem é capaz de adquirir imagens radiográficas lineares, de modo que toda a região a ser inspecionada no recipiente seja completamente representada em todas as imagens radiográficas lineares obtidas a partir do dito sensor de imagem. Assim, para cada recipiente, são obtidos pelo menos três conjuntos de imagens radiográficas lineares da região a ser inspecionada, que são então analisadas. Imagens radiográficas de matriz da região inspecionada podem ser criadas justapondo conjuntos de imagens radiográficas lineares. Porém, a reconstrução do modelo geométrico e a medição não o impõem necessariamente.
[00163] Deve notar-se que, tendo em conta o volume atravessado Vt, sem projeção radiográfico é adquirida na região do ponto cego (β<±10°) localizados em cada lado da direção de deslocamento T. O método de acordo com a invenção permite, apesar da ausência de projeções radiográficas nesse intervalo angular, reconstruir, graças ao modelo geométrico a priori, um modelo geométrico digital preciso e completo do recipiente. Assim, é possível realizar medições de dimensão linear em todo o modelo geométrico digital e, em particular, ao longo de direções que não são ortogonais às possíveis direções de projeção, incluindo medições de dimensões lineares nas direções de medição ortogonais às direções das projeções ausentes correspondentes à região de ponto cego localizada em ambos os lados da direção de deslocamento T. De fato, sem o método de acordo com a invenção, por exemplo, com os métodos destinados à tomografia axial “completa” convencional, no caso em que nenhuma projeção radiográfica é adquirida nas direções de um ponto cego, então o modelo reconstruído também tem setor angular ortogonal ao ponto cego, erros de reconstrução que impossibilitam determinar com precisão uma superfície e, portanto, impossibilitam qualquer medição da dimensão linear de um recipiente.
[00164] O deslocamento incremental é a translação realizada pelo recipiente entre duas aquisições sucessivas de imagens. Para uma determinada velocidade de operação dos recipientes, o deslocamento incremental é inferiormente limitado pela velocidade de leitura dos sensores de imagem. Esse parâmetro, combinado com a resolução vertical dos sensores de imagem lineares (ou com as resoluções horizontais e verticais dos sensores de imagem matriciais), condiciona a densidade dos pontos medidos no modelo geométrico digital, portanto, finalmente, a resolução espacial e a precisão da medição da característica dimensional da região a ser inspecionada. Por exemplo, o deslocamento incremental pode ser menor que 0,5 mm, preferencialmente menor que 0,2 mm, o que significa que os sensores de imagem são lidos 5 vezes durante um deslocamento de 1 mm dos recipientes.
[00165] Obviamente, o número de focos, o número de sensores de imagem associados a cada foco e seus arranjos relativos são selecionados de qualquer maneira adequada, de acordo com o grau desejado de precisão da medição, o formato dos recipientes e seu espaçamento sobre o transportador.
[00166] A invenção permite a medição de dimensões (para um controle dimensional) em recipientes de vidro percorrendo em alta velocidade e sem contato, por pelo menos três projeções de raios X de diferentes direções e por meio de um cálculo ótimo, rápido e suficientemente preciso, graças à propriedade monomaterial e pelo conhecimento a priori do formato geral dos recipientes.
[00167] Deve-se notar que, em artigos de vidro, é possível que várias séries de recipientes diferentes estejam presentes ao mesmo tempo na mesma linha de controle. A instalação de acordo com a invenção pode ser usada para inspecionar um fluxo de recipientes composto por várias séries diferentes, por exemplo, uma primeira série e uma segunda série. Nesse caso, a instalação inclui um sistema para indicar ao sistema de computador as séries às quais cada um dos recipientes pertence, a fim de implementar o método da invenção em todos os recipientes da mesma série. Em outras palavras, a instalação tem meios para prover ao sistema de computador um modelo geométrico a priori de cada série de recipientes, e o sistema de computador é adaptado para associar as imagens radiográficas de cada recipiente às séries às quais o mesmo pertence.
[00168] A invenção não se limita aos exemplos descritos e mostrados, uma vez que várias modificações podem ser realizadas sem se afastar do escopo da mesma.
Claims (25)
1. Método para medir dimensões de pelo menos uma região a ser inspecionada de recipientes vazios de vidro de uma série (2), em que cada um tem uma parede formando um gargalo e um corpo e delimitada por uma superfície interna e uma superfície externa, em que o método é caracterizado pelo fato de que consiste em: - selecionar pelo menos uma região a ser inspecionada que compreende pelo menos parte do gargalo e/ou parte do corpo do recipiente; - transportar os recipientes colocados no seu fundo em um plano de transporte (Pc) ao longo de uma trajetória plana com uma direção materializada por um vetor de deslocamento (T), em que esses recipientes geram um volume de transporte (Vt) durante seu deslocamento; - posicionar, em ambos os lados da região a ser inspecionada, pelo menos um foco (Fj) de um tubo gerador de raios X e sensores de imagem sensíveis a raios X (Cji) e cada um exposto a raios X obtidos a partir de um foco associado (Fj), em que esses raios X atravessaram pelo menos a região a ser inspecionada, produzindo, assim, em cada sensor de imagem, uma projeção radiográfica em uma direção de projeção (Dji); - adquirir com o uso de sensores de imagem (Cji) para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos três imagens radiográficas da região inspecionada, obtidas de pelo menos três projeções radiográficas da região a ser inspecionada, cujas direções de projeção são diferentes; - construir, com o uso de um sistema de computador, um modelo geométrico digital da região a ser inspecionada para cada recipiente, a partir de pelo menos três imagens radiográficas, em que o modelo geométrico contém as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos, calculadas a partir de ditas pelo menos três imagens radiográficas, em que esse conjunto de pontos pertence à superfície interna e/ou à superfície externa da parede do recipiente, com pelo menos dois pontos localizados em um plano não ortogonal a uma das direções de projeção (Dji), - deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo medido no modelo em um plano não ortogonal a uma das direções de projeção (Dji), e/ou pelo menos uma espessura da parede do corpo medida no modelo em um plano não ortogonal a uma das direções de projeção (Dji).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modelo geométrico digital da região a ser inspecionada contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos consiste em: - pelo menos dois pontos tridimensionais do espaço, em que cada um pertence a uma superfície interna e/ou a uma superfície externa da parede do recipiente e localizado em um plano não ortogonal a uma direção de projeção (Dji), e não paralelo à direção de deslocamento (T); - e/ou pelo menos uma representação superficial das superfícies interna e externa da parede do recipiente contendo pontos que não pertencem a um plano ortogonal a uma direção de projeção (Dji), e que não pertencem a um plano paralelo à direção de deslocamento (T); - e/ou pelo menos uma seção da região a ser inspecionada, ao longo de um plano diferente de um plano ortogonal a uma direção de projeção (Dji) e diferente de um plano paralelo à direção de deslocamento (T).
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que consiste em selecionar, como região a ser inspecionada, pelo menos uma área definida que se estende entre dois planos paralelos ao plano de transporte (Pc).
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que consiste, para medir o gargalo de cada recipiente, na medição, como os diâmetros internos do gargalo, dos comprimentos de um conjunto de segmentos de linha reta, em que os ditos segmentos são: • ortogonais ao eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital; • aqueles que cruzam o eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital; • localizados pelo menos em duas alturas distintas (ZG1, ZG2) no gargalo do modelo geométrico digital; • direções distribuídas angularmente em torno do eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital, com pelo menos um segmento não ortogonal às direções de projeção (Dij); • para cada altura, em um número maior do que o número de direções de projeção (Dij); • e cada segmento que conecta dois pontos que pertencem àquela superfície interna do gargalo do modelo geométrico digital e que são opostos em relação ao eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital do recipiente.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o diâmetro mínimo é calculado em várias alturas e várias direções do gargalo do modelo geométrico digital, de modo a determinar a medição de mandrilagem ou diâmetro na abertura.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que consiste, para a medição das espessuras da parede de cada recipiente, na medição de um conjunto de comprimentos de segmentos unidos em pontos de pares da superfície externa e pontos da superfície interna do modelo geométrico digital de cada recipiente, em que os segmentos medidos são: • ortogonais a uma daquelas superfícies interna e externa, de preferência à superfície externa; • localizados pelo menos em 2 alturas distintas (HE1, HE2) na região a ser inspecionada; • de direções adjacentes a raios a partir do eixo geométrico de simetria e distribuídas angularmente em torno do eixo geométrico de simetria do modelo geométrico digital do recipiente, com pelo menos um segmento não ortogonal às direções de projeção (Dij); • para cada altura, em número maior do que o dobro do número de direções de projeção (Dij).
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma espessura mínima é calculada na região a ser inspecionada, ou então uma área relacionada da parede com uma espessura menor do que um limite de tolerância denominado “área delgada” é determinada e a qualidade do recipiente é decidida de acordo com a espessura mínima ou a superfície e/ou o formato da área da área delgada.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que consiste em produzir e adquirir projeções radiográficas da região inspecionada de um recipiente, de modo que os raios X obtidos do foco ou focos e que atingem os sensores de imagem (Cji) não atravessem outros recipientes.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que: - os sensores de imagem (Cji) são do tipo linear, em que cada um inclui uma matriz linear de elementos sensíveis a raios X, distribuídos ao longo de uma linha reta de suporte (Lji), definindo com o foco associado (Fj), um plano de projeção (Pji) que contém a direção de projeção (Dji), em que esses sensores de imagem estão dispostos de modo que: - pelo menos m elementos sensíveis de cada um desses sensores de imagem recebam a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelo feixe de raios X do foco associado (Fj); - os planos de projeção (Pji) para os vários sensores de imagem sejam distintos entre si e não sejam paralelos ao plano de transporte (Pc); - com o uso de cada um dos pelo menos três sensores de imagem lineares (Cji), em cada deslocamento incremental de cada recipiente ao longo da trajetória (T), as imagens lineares radiográficas da região a ser inspecionada sejam adquiridas de acordo com um número selecionado, de modo tal que, para cada recipiente, toda a região a ser inspecionada esteja completamente representada em todas as imagens radiográficas lineares; - sejam analisados os ditos pelo menos três conjuntos de imagens radiográficas lineares da região a ser inspecionada para cada recipiente.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que consiste em prover ao referido sistema de computador um modelo geométrico a priori da região a ser inspecionada da série de recipientes, obtido: - pelo modelo digital para design de computador dos recipientes da série; - ou pelo modelo geométrico digital obtido a partir da medição de um ou mais recipientes da mesma série por um dispositivo de medição; - ou pelo modelo geométrico digital gerado pelo dito sistema de computador a partir de valores inseridos e/ou a partir de desenhos e/ou formatos selecionados por um operador em uma interface homem-máquina do sistema de computador.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que consiste em prover ao referido sistema de computador o valor do coeficiente de atenuação do vidro que constitui os recipientes.
12. Instalação para medir automaticamente dimensões lineares de pelo menos uma região a ser inspecionada de recipientes vazios de vidro (2), cada um tendo uma parede formando um gargalo e um corpo e delimitada por uma superfície interna e uma superfície externa, em que a dita instalação é caracterizada pelo fato de que inclui: - um dispositivo (11) para transportar os recipientes em uma direção materializada por um vetor de deslocamento (T), ao longo de uma trajetória retilínea em um plano de transporte (Pc), os recipientes atravessando um volume de transporte (Vt) estendido na direção (T); - pelo menos um foco (Fj) de um tubo gerador de raios X (12) localizado do lado de fora do volume (Vt) atravessado, e criando um feixe de raios X divergente direcionado para atravessar pelo menos uma região a ser inspecionada que compreende pelo menos parte do gargalo e/ou parte do corpo do recipiente; - pelo menos três sensores de imagem (Cji), localizados do lado de fora do volume de transporte (Vt), para receber raios X obtidos de um foco associado (Fj), em que o foco ou focos (Fj) e os sensores de imagem (Cji) estão dispostos de modo que cada sensor de imagem receba a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelos raios obtidos a partir do foco (Fj) quando o recipiente atravessa esses raios, aquelas direções de projeção dessas projeções radiográficas sendo diferentes entre si; - um sistema de aquisição conectado aos sensores de imagem (Cji), de modo a adquirir, para cada recipiente durante seu deslocamento, pelo menos três imagens radiográficas da região a ser inspecionada, obtidas a partir de pelo menos três projeções radiográficas da região a ser inspecionada, com diferentes direções de projeção; - e um sistema de computador que analisa aquelas pelo menos três imagens radiográficas, obtidas a partir de pelo menos ditas três projeções radiográficas diferentes, de modo a construir, para cada recipiente, um modelo geométrico digital da região a ser inspecionada, dito modelo geométrico digital contendo as coordenadas tridimensionais de um conjunto de pontos, calculadas a partir de pelo menos três imagens radiográficas, em que esse conjunto de pontos pertence à superfície interna e/ou à superfície externa da parede do recipiente, com pelo menos dois pontos localizados em um plano não ortogonal a uma direção de projeção (Dji), em que cada modelo geométrico digital permite deduzir pelo menos um diâmetro interno do gargalo medido no modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção (Dji), e/ou pelo menos uma espessura da parede do corpo medido no modelo em um plano não ortogonal a uma direção de projeção (Dji).
13. Instalação de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos dois focos (F1, F2) para a produção de raios X, posicionados separadamente em duas posições distintas e pelo menos três sensores de imagem (Cji), sensíveis aos raios X e posicionados de modo que: - cada foco emita seu feixe através de pelo menos a região a ser inspecionada para alcançar pelo menos um sensor de imagem associado (Cji); - cada sensor de imagem (Cji) esteja associado com um foco e receba os raios X obtidos a partir do foco depois de atravessar a região a ser inspecionada.
14. Instalação de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos um foco a partir do qual um feixe de raios X divergente é obtido com uma abertura maior do que ou igual a 120° ou pelo menos dois focos a partir dos quais são obtidos feixes de raios X divergentes cuja soma das aberturas é maior do que ou igual a 120°.
15. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos um foco disposto no plano de transporte (Pc).
16. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizada pelo fato de que inclui: - em um lado de um plano (Ps) que cruza com o volume de transporte e ortogonal ao plano de transporte (Pc), um foco (Fj) a partir do qual é obtido um feixe de raios X divergente, de tal modo que seu feixe atravesse o plano de interseção (Ps) e a região a ser inspecionada; - no lado oposto em relação ao plano de interseção (Ps), pelo menos um sensor de imagem (Cji) associado com o foco (Fj) para receber os raios X obtidos a partir do dito foco (Fj).
17. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizada pelo fato de que inclui: - em um lado do plano de transporte (Pc), um foco (Fj) a partir do qual é obtido um feixe de raios X divergente, de modo que seu feixe atravesse o plano de transporte (Pc); - no lado oposto em relação ao plano de transporte (Pc), pelo menos um sensor de imagem (Cji) associado com o foco (Fj) para receber os raios X obtidos a partir do dito foco (Fj).
18. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, caracterizada pelo fato de que pelo menos um foco e dois sensores de imagem (Cji) estão dispostos de modo que as direções de projeção (Dji) da região inspecionada que os mesmos recebem tenham entre si um ângulo útil (a) maior do que ou igual a 45° e menor do que ou igual a 90° e, vantajosamente, maior do que ou igual a 60° e menor do que ou igual a 90°.
19. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizada pelo fato de que pelo menos um foco (Fj) e um sensor de imagem (Cji) estão dispostos de modo que, quando um recipiente (2) atravessa o campo dos sensores de imagem, aquela direção de projeção (Dji) da região inspecionada no sensor de imagem (Cji) concretize um ângulo de abertura (β) com a direção de deslocamento (T) compreendida entre 10° e 60°.
20. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizada pelo fato de que inclui entre um e quatro focos (Fj), obtidos a partir de um ou mais tubos geradores de raios X.
21. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 20, caracterizada pelo fato de que o número e a disposição dos sensores de imagem (Cji) e os focos associados são tais que, para cada recipiente (2) durante seu deslocamento, as projeções radiográficas da região a ser inspeciona nos sensores de imagem têm entre quatro e quinze direções de projeção diferentes.
22. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 21, caracterizada pelo fato de que: • os sensores de imagem (Cji) são do tipo linear e cada um inclui uma matriz linear de elementos sensíveis aos raios X, distribuídos ao longo de uma linha reta de suporte (Lji) definindo com o foco associado (Fj), um plano de projeção (Pji) contendo a direção da projeção (Dji), em que esses sensores de imagem estão dispostos de modo que: • pelo menos m elementos sensíveis de cada um desses sensores de imagem recebam a projeção radiográfica da região a ser inspecionada pelo feixe de raios X obtido a partir do foco associado (Fj); • os planos de projeção (Pji) para os vários sensores de imagem sejam distintos entre si e não sejam paralelos ao plano de transporte (Pc).
23. Instalação de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que pelo menos três sensores de imagem lineares (Cji) têm suas linhas retas de suporte (Lji) paralelas entre si.
24. Instalação de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizada pelo fato de que pelo menos três sensores de imagem lineares (Cji) têm suas linhas retas de suporte (Lji) ortogonais ao plano de transporte (Pc).
25. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 24, caracterizada pelo fato de que compreende um dispositivo para prover ao sistema de computador valores e/ou tolerâncias para as dimensões do gargalo e/ou um valor mínimo de espessura de vidro para a parede do corpo e/ou com pelo menos um modelo de referência geométrica de um recipiente.
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FR1760173 | 2017-10-27 | ||
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