TAZ-PFC-2010-044

Inspección de piezas industriales multi-materiales con tomografía computerizada industrial

Piedrafita Muñoz, Cristian
Pollmanns, Sebastian (dir.)

Murillo Arnal, Ana Cristina (ponente)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2010
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Ingeniero Industrial

Resumen: La aplicación industrial de la Tomografía Computerizada (TC) para la inspección y la caracterización geométrica de las piezas industriales dentro del campo de la calidad está creciendo rápidamente. El principal potencial de esta tecnología está relacionado con la capacidad de adquirir datos volumétricos de alta resolución tanto en la parte externa como interna de la pieza, permitiendo así analizar más a fondo la pieza para la posible detección de defectos (imperfecciones, soplos, burbujas,…) sin necesidad de ensayos destructivos. El proyecto presentado en esta memoria muestra un nuevo método diseñado, implementado y evaluado durante la realización del mismo, para mejorar la inspección de piezas industriales en TC, ya que hasta ahora el uso de TC se limita el trabajo de piezas hechas de una material o combinaciones de materiales con densidades casi iguales. La inspección de piezas formadas por múltiples materiales, como son por ejemplo el plástico y el metal, sufre de artefactos en las proyecciones obtenidas mediante la TC, los cuales se producen en el proceso de reconstrucción y reducen la calidad del modelo volumétrico de manera significativa. El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un algoritmo, para fusionar las diferentes proyecciones procedentes de las mediciones que se generan directamente del TC a diferente nivel de tensión, para así permitir obtener más información acerca de las características de atenuación de la pieza inspeccionada. Al calcular las diferentes proyecciones a diferentes tensiones, los correspondientes niveles de gris no coinciden y se precisa de un escalado para ajustar las pilas de proyecciones. Para la fusión de dichas proyecciones se han utilizado dos métodos, el escalado hacia arriba o “upscaling” dónde los valores pertenecientes a la imagen de bajo nivel se multiplican por un factor para ajustarse a los pixeles de alto nivel, aumentando así su nivel de gris y el escalado hacia abajo o “downscaling” dónde ocurre lo contrario, son ahora los píxeles de alto nivel los que se ajustan a los de bajo nivel reduciendo así su valor. Además se ha realizado un experimento obviando el uso del escalado para demostrar la verdadera necesidad de fusionar las distintas proyecciones y hacer coincidir los niveles de gris para trabajar sin saltos en los mismos. Todos los experimentos se han realizado con una de las tecnologías para TC más punteras, como es la Metrotom 1500. Tras una detallada planificación evaluando las posibles variaciones en los parámetros del proceso, se llevaron a cabo los distintos experimentos de manera rigurosa y evaluando sus errores respecto a los datos de referencia, como son la reconstrucción del modelo sin metal en su interior y la reconstrucción obtenida a un alto nivel de tensión. Después de evaluar los resultados, se puede confirmar que el método desarrollado cumple con los objetivos y disminuye el nivel de artefactos presentes en el modelo. Todavía quedan una serie de problemas sobre los que habría que seguir investigando, para diferenciar con mayor exactitud los niveles medios en los diferentes materiales.