Melhoria do desempenho metrológico da tomografia computadorizada por raixos X por meio da seleção sistemática dos parâmetros de configuração

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.A aplicação industrial da tomografia computadorizada (CT) vem crescendo rapidamente na caracterização da geometria de peças. Durante o processo de medição, o usuário deve tomar decisões com relação a parâmetros que influenciam diretamente a qualidade da imagem e, consequentemente, o resultado da medição. Porém, as complexidades inerentes ao processo de medição por CT fazem com que boa parte dos usuários tenham dificuldades para relacionar os valores dos parâmetros de configuração com a qualidade dos dados gerados pela medição. Isso leva normalmente a um processo iterativo de escolha, que afeta negativamente o tempo de setup. Diante deste contexto, o propósito de pesquisa foi demonstrar que é possível sistematizar o processo de seleção dos parâmetros de configuração de forma a obter resultados adequados em termos da incerteza e o tempo de medição, sem necessidade de iteração. Desta forma, usuários com menos conhecimento, tempo e experiência também poderão ser capazes de obter resultados robustos para medições com CT. Como a definição de um critério de qualidade é um aspecto fundamental para a comparabilidade dos resultados, uma importante contribuição deste trabalho é a avaliação da qualidade dos dados gerados por CT através da análise da dispersão dos pontos extraídos de uma determinada característica de referência de uma peça ou padrão. A utilização deste indicador de dispersão em uma abordagem experimental sistêmica resultou na estruturação de um conjunto de regras e recomendações para apoiar o processo de seleção dos parâmetros de configuração. O método para seleção sistemática dos parâmetros de configuração apresentado neste trabalho irá contribuir na orientação de usuários de CT, auxiliar fabricantes na otimização de hardwares e softwares de seus sistemas e auxiliar os metrologistas na identificação e redução das causas de erro das medições.The application of industrial computed tomography (CT) for the geometrical characterization of work pieces within the scope of quality assurance processes is growing rapidly. When planning the execution of a specific measurement task, the user has to make decisions about the values of parameters that directly influence the image quality and therefore the measurement result. Due to the large number of parameters, the planning and setup processes can be very time consuming. The complex relationships between this parameters and the measurement result makes the planning process strongly dependent on the experience of the user, leading frequently to a trial-and-error setup approach. Based on this context, the purpose of this research is to demonstrate that the process for defining the setup parameters can be sistemized in order to obtain better results in terms of measurement uncertainty and measurement time, without the need of a iterative approach. Therefore, users with less knowledge, time and experience would also be able to get robust measurements from CT systems. Since the definition of a quality index is an essencial requirement for the comparability of the results, an important contribution of this thesis is to assess the quality of the CT extracted data by the analysis of extracted integral features. A systematic experimental approach combined the proposed quality index resulted in the structuring a set of rules and recommendations to assist users on the selection of the setup parameters. The information provided by the systematic approach for selection of setup parameters is complementary to a framework project aiming in developing support systems to help CT users in selecting adequate setup parameters; assisting manufactures on the optimization of their CT systems; and assisting researchers on quantifying sources of measurement errors