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COMPARADOR ÓPTICO
 El comparador óptico inventado
hace más de 85 años ha cambiado muy poco a
través del tiempo y es un equipo que suele
mantenerse durante muchos años en condiciones
aceptables de trabajo. El principio básico es
que la imagen amplificada de la pieza se
proyecta sobre la pantalla y se compara con una
plantilla que incluye la zona de tolerancia para
cada una de las características inspeccionadas
(véase la Figura 1).
La capacidad de medición lineal
utilizando las líneas de referencia trazadas
sobre la pantalla se ha incrementado a través
del tiempo, iniciando con platinas pequeñas cuyo
desplazamiento se medía con cabezas
micrométricas analógicas; luego digitales;
electrónicas actualmente es muy común encontrar
platinas relativamente grandes cuyo
desplazamiento se mide con escalas lineales y se
muestra en contadores adicionales o integrados
al cuerpo del comparador óptico.
 El uso del detector de borde
(véase la Figura 2) desde hace aproximadamente
45 años permite mejorar la repetibilidad de las
mediciones dado que se depende menos de la
habilidad y atención del operador.
La medición angular inicialmente
con escala goniométrica se obtiene actualmente
en un contador digital.
 La adición de procesadores de
datos en dos dimensiones (véase la Figura 3)
posibilita la medición de ciertas
características que sin él son difíciles o aún
imposibles de realizar en un comparador óptico.
La tradicional iluminación de superficie se ha
mejorado con el uso de iluminadores de fibra
óptica.
 Los procesadores de datos 2D
algunas veces están provistos de impresoras
(véase la Figura 4) o posibilitan la transmisión
de los datos medidos a una PC para análisis
posterior; por ejemplo, con el software
measurlink para propósitos de control
estadístico del proceso o simplemente para
almacenar los datos medidos y eventualmente
generar reportes de medición.
El QUICK IMAGE
 A continuación se describen
algunas características del equipo de medición
Quick Image (véase la Figura 5), recientemente
desarrollado por Mitutoyo en respuesta a la
creciente demanda para medir partes mecánicas y
electrónicas con escalones rápida y exactamente.
Este equipo combina la tecnología de medición
por Visión con un sistema de lentes
telecéntricos. El tamaño de la platina
disponible va de 50 x 50 mm a 300 x 170 mm con
un recorrido del eje Z de 25 y 200 mm.
El lente telecéntrico es un
sistema óptico que consiste de un grupo frontal
de lentes, un grupo trasero de lentes y un
diafragma telecéntrico. En el sistema óptico
telecéntrico, el eje central del haz luminoso
(rayo principal) que forma la imagen es paralelo
al eje óptico, dando como resultado que la
imagen no cambie de tamaño dependiendo de la
posición del eje Z. Este sistema no produce
variación en la amplificación de la formación de
la imagen, aún si el objeto bajo observación
está fuera de foco. Esta característica es la
que permite la medición de piezas escalonadas o
que la operación dé enfoque no sea tan crítica
como en otros equipos de medición, por ejemplo
microscopios o comparadores ópticos.
El software QIPAK con
características similares a QSPAK y QVPAK
utilizados con los equipos de medición por
visión Quick Scope y Quick Visión, cuenta con
una función de zoom digital que permite observar
porciones pequeñas de una parte a la que pueden
aplicarse las herramientas de medición.
La cámara de color integrada
permite "pegar" fotografías en los reportes de
medición que se generen. Dependiendo del tamaño
de las piezas y de la platina, múltiples piezas
iguales o diferentes se pueden acomodar para su
medición con un sólo programa de parte.
 La luz de la platina, la luz
coaxial y el anillo de luz de 4 cuadrantes están
disponibles para iluminar la pieza. Utilizando
estas luces, no sólo el contorno de la pieza,
sino que también dimensiones sobre la superficie
de la pieza se pueden medir. El anillo de luz
con sus grandes cuadrantes con LEDs es muy
apropiado para medir partes de plástico
inyectadas de bajo contraste que son difíciles
de medir con la iluminación normal de
superficie.
COMPARACIÓN DE QUICK IMAGE CON EL
COMPARADOR ÓPTICO DE ILUMINACIÓN VERTICAL
 En el caso del comparador óptico
la inspección con plantilla plantea algunos
problemas cuando no se pueden usar las
plantillas estándar, tales como: ¿Quién y cómo
hará la plantilla?, ¿Con qué exactitud?, ¿De qué
material?. En cambio con el Quick Image está
disponible la plantilla CAD del usuario, además
de la función de plantilla estándar.
El comparador óptico mide sólo un
punto a la vez, mientras que Quick Image mide
múltiples puntos en la ventana de video
simultáneamente. En la Figura 10 para medir el
diámetro del agujero se requiere como mínimo
mover la platina de modo que quede un punto del
agujero en el cruce de las líneas o bajo el
detector de borde, luego moverse a un segundo
punto y finalmente a un tercero. En el caso de
Quick image basta con hacer click dentro del
agujero para que un gran número de puntos del
círculo se determinen (véase la Figura 1 1) para
dar como resultado el diámetro del agujero.
Por lo tanto, conforme las
características a medir se incrementan, la
diferencia en tiempo requerida se hace mayor;
como puede verse en las tablas 1 y 2 para
diferentes piezas.
Tabla 1
|
Pieza:
Parte troquelada |
Apariencia
de la pieza
No. de
clics por medición: 1 |
|
Elementos
medidos:
7 diámetros de círculo
4 anchos de línea |
|
Equipo
comparado: Comparador óptico PJH-3000F +
Optoeye + QM-Data 200 con lente de
proyección de 10X |
|
Tiempo
promedio de medición en minutos |
| |
1 pieza |
10 piezas |
|
Quick Image |
0.3 |
3.3 |
|
PJH-3000F+
Optoeye + QM-Data 200 |
3.1 |
31.9 |
|
Proporción |
10 veces
más rápido con QI |
10 veces
más rápido con QI |
Tabla 2
| Pieza:
Parte cilíndrica escalonada |
Apariencia
de la pieza
No. de
clics por medición: 2 |
|
Características medidas:
6 anchos de línea |
|
Equipo
comparado: Comparador óptico PJH-3000F +
Optoeye + QM-Data 200 con lente de
proyección de 10X |
|
Tiempo
promedio de medición en minutos |
| |
1 pieza |
10 piezas |
|
Quick Image |
0.4 |
4.2 |
|
PJH-3000F +
Optoeye + QM-Data 200 |
1.8 |
22.0 |
|
Proporción |
4.5 veces
más rápido con QI |
5 veces más
rápido con QI |
En el comparador óptico si se
desea cambiar la amplificación es necesario
cambiar la lente de proyección con la pérdida de
tiempo inherente, con el Quick Image basta
activar el zoom digital como se mencionó antes.
Una ventaja importante de Quick
Image con respecto al comparador óptico es la
gran profundidad de foco (+/- 11 mm en modo
normal y +/- 0.6 mm en modo de alta resolución),
lo que permite enfocar con mayor facilidad
piezas cilíndricas escalonadas y por lo tanto
obtener mediciones más confiables. Las Figuras
12 y 13 ilustran esta problemática en el caso
del comparador óptico (es difícil enfocar
apropiadamente).
La Figura 14 muestra un ejemplo
de las imágenes obtenidas con Quick Image, la
Figura 15 muestra otra pieza, la imagen obtenida
y las dimensiones requeridas.
La Figura 16 ilustra como los
datos de los puntos medidos se pueden transferir
a FORMPAK-QV para el análisis de contorno y
comparación con datos nominales.
Los ejemplos adicionales de
piezas que se pueden medir con Quick Image se
muestran en la figura 17.
Mitutoyo ofrece otras soluciones
para medición mediante visión con mesa de
diferente tamaño, operación manual o CNC,
diferentes exactitudes, por ejemplo el Quick
Scope con su software QSPak (véase la figura
18), la Quick Vision con su software QVPAK
(véanse las figuras 19 y 20).
 
Algunas veces, sin embargo todo
lo que se necesita es un comparador óptico
confiable, siendo un factor importante para
elegir el equipo adecuado la cantidad de piezas
a medir, para satisfacer la demanda de
inspeccionar la mayor cantidad de piezas que el
proceso de manufactura esté generando. |
