[发明专利]测量用X射线CT设备以及批量生产工件测量方法

说明书

本发明提供一种测量用X射线CT设备以及批量生产工件测量方法。在使用被配置为在使被布置在转动台上的工件转动的同时发射X射线、并且重构所述工件的投影图像以生成所述工件的体数据的测量用X摄像CT设备测量批量生产工件时，本发明向预定工件的体数据分配值，并将所述体数据存储为与主数据相同；在与所述预定工件相同的条件下获得批量生产工件的体数据；测量该体数据并且获得所述批量生产工件的X射线CT测量值；以及使用所述主数据来校正所述批量生产工件的X射线CT测量值。

技术领域

本发明涉及测量用X射线CT设备以及批量生产工件测量方法。特别地，本发明涉及能够以高精度测量批量生产工件的体数据的测量用X射线CT设备以及批量生产工件测量方法。

背景技术

医疗用X射线CT设备在20世纪70年代投入实际使用，并且基于该技术，工业产品的X射线CT设备大约在20世纪80年代初期出现。从那时起，工业用X射线CT设备已被用于从外观难以确认的铸造金属组件中的孔、焊接组件的焊接问题、以及电子电路组件的电路图案缺陷等的观察和检查。另一方面，随着近来3D打印机的普及，不仅对于3D打印机所产生的工件的内部的观察和检查的需求不断增长，而且对于工件的内部结构的3D尺寸测量以及这种测量的精度的需求也不断增长。

针对上述技术趋势，测量用X射线CT设备已开始在以德国为中心的区域内普及(参见日本特开2002-071345和2004-012407)。在测量用X射线CT设备中，将测量对象放置在转动台的中心，并且在使测量对象转动的同时进行X射线照射。

图1中示出用于测量的一般X射线CT设备1的结构。X射线CT设备1配置有用于屏蔽X射线的外壳10、控制器20、以及控制PC 22等。外壳10中包括：发射X射线13(形状为锥形束)的X射线源12、检测X射线13的X射线检测装置14、放置有工件W并且使工件W转动以供CT摄像用的转动台16、以及用于调整投影到X射线检测装置14上的工件W的位置或倍率的XYZ移动机构18。控制器20控制上述装置，并且控制PC 22根据用户操作向控制器20发出指示。

除了控制各装置之外，控制PC 22还包括用以显示被投影到X射线检测装置14上的工件W的投影图像的功能、以及用以根据工件W的多个投影图像来重构断层图像的功能。

如图2所示，从X射线源12发射或激发的X射线13通过穿过转动台16上的工件W而到达X射线检测装置14。通过在使工件W转动的同时利用X射线检测装置14获得工件W在各个方向上的透过图像(投影图像)、并且通过使用诸如反向投影法和逐次逼近法等的重构算法重构图像，来生成工件W的断层图像。

通过控制XYZ移动机构18的XYZ轴和转动台16的θ轴，可以使工件W的位置偏移，并且可以调整工件W的摄像范围(位置、倍率)或摄像角度。

为了获取作为X射线CT设备1的最终目的的工件W的断层图像或体数据(立体图像或者Z轴方向上的断层图像的集合)，对工件W进行CT扫描。

CT扫描包括两个处理：获取工件W的投影图像以及CT重构。在投影图像获取处理中，工件W在X射线照射期间所在的转动台16以固定速度连续地或者以固定步宽间歇性地转动，并且在整个圆周方向(固定间隔)上获取工件W的投影图像。所得到的整个圆周方向(固定间隔)的投影图像使用诸如反向投影法或逐次逼近法等的CT重构算法进行CT重构，从而如图3中所例示地获得工件(图3中的标准球)的断层图像或体数据。

使用所得到的体数据，可以进行各种测量，诸如尺寸测量或缺陷分析等。

可以使用所生成的体数据来进行工件内部的各种测量(尺寸测量或缺陷分析等)，但是这样的测量可能包括由于各种条件(工件材料或透过长度等)或误差因素而引起的各种不可靠测量。各种条件或误差因素与测量的不可靠性之间存在复杂的相关性，并且难以针对由多种材料组成且具有复杂结构的工件建立明确的条件，同时以高精度校正各种测量误差是非常成问题的。