Bordes mal definidos con lente telecéntrica: qué revisar primero
Respuesta directa: se revisa la iluminación antes que la lente. En una geometría telecéntrica la luz tiene que llegar a lo largo del eje: o iluminación coaxial a través de la lente, o retroiluminación telecéntrica para trabajo de silueta. Una luz difusa o un anillo en ángulo producen bordes cuya posición aparente depende del acabado superficial y de por dónde venga la luz, y ninguna calidad de lente arregla eso.
Después se revisan el círculo de imagen y la distancia de trabajo. Solo cuando esas tres cosas están descartadas tiene sentido sospechar de la lente.
Por qué la iluminación va primero
En una lente telecéntrica, la posición del borde extraído no depende del desenfoque: depende del contraste. Si la luz llega en ángulo, el borde iluminado no coincide con el borde geométrico, y el error es sistemático: se repite igual en cada pieza y por eso nadie lo detecta como problema de iluminación.
Para trabajo de silueta, la solución es retroiluminación colimada. Con luz posterior difusa, los cantos curvos o pulidos producen un degradado en lugar de un escalón, y el umbral de extracción se convierte en un parámetro de la medición sin que nadie lo haya decidido. Para trabajo de superficie, la solución es coaxial a través de la lente, que además es la única geometría compatible con la telecentridad en el lado objeto. El criterio de selección está en iluminación coaxial en lentes telecéntricas.
Un síntoma que apunta directamente a la iluminación: el borde se ve razonablemente nítido pero la cota cambia al cambiar de lote de pieza o al cambiar el acabado superficial. Si el acabado cambia el resultado y la lente no ha cambiado, el problema no es la lente.
Segunda comprobación: el círculo de imagen cubre la diagonal
La lente tiene que cubrir la diagonal del sensor; si no lo hace, las esquinas están oscuras y blandas, y el efecto se lee como bordes mal definidos justo en la zona donde la medición es más exigente. Una lente de 2/3 de pulgada montada en una cámara de 1.1 de pulgada produce imagen, pero el campo útil se recorta y el rendimiento en el borde cae.
La comprobación es inmediata: mirar la columna de sensor máximo de la ficha contra el formato de la cámara. Si el sensor es mayor que el declarado, no hay nada más que diagnosticar. La geometría de la regla está en sensor y círculo de imagen en lentes telecéntricas, y el caso del formato grande en cámara de 1.1 de pulgada y lente telecéntrica.
Tercera comprobación: el objeto está dentro de la distancia de trabajo
La distancia de trabajo es fija y tiene tolerancia. Trabajar con el objeto fuera de ella destruye la condición de telecentridad, y el síntoma es exactamente el que se describe como bordes mal definidos, con la particularidad de que el centro puede verse aceptable y el borde no.
Las tolerancias del catálogo son explícitas y conviene comprobarlas en el modelo concreto: 150 mm en la familia de 150 mm, 200 más menos 10 mm en el modelo de 200 mm, 200 mm sin tolerancia publicada en su variante, 150 más menos 5 mm en el 2X de 150 mm, y 110 más menos 2 mm en el modelo de 110 mm que la declara. Cuando la ficha no publica tolerancia, no se debe suponer una: se mide la distancia real con el utillaje montado.
La comprobación práctica es medir la distancia desde el frontal hasta el plano de la pieza con el utillaje definitivo, no con la pieza en la mano. Un adaptador, un anillo o un portafiltros añadido después del montaje inicial desplaza el plano y saca el objeto de la ventana.
Cuarta comprobación: la apertura
Si el diafragma está muy abierto, la profundidad de campo es mínima y cualquier desviación de planitud se convierte en desenfoque en el borde del campo. Si está muy cerrado, aparece difracción y el borde se vuelve blando de forma uniforme en todo el campo. Distinguir ambos casos es sencillo: el desenfoque por apertura excesiva empeora al alejarse del centro del campo, mientras que la difracción empeora en todas partes por igual. El compromiso está en apertura numérica en lentes telecéntricas.
Quinta comprobación: la pieza y su presentación
Antes de tocar la óptica, conviene descartar lo que no es óptico. Una pieza inclinada dentro de la profundidad de campo no se ve desenfocada, pero desplaza los bordes medidos. Un borde con rebaba no es un borde geométrico. Una superficie pulida puede producir doble imagen por reflexión, que se lee como borde duplicado; el mecanismo está en doble imagen sobre metal pulido.
Y una pieza con altura variable introduce el término de deriva, que en un telecéntrico es pequeño dentro de la profundidad de campo pero no nulo fuera de ella: deriva de medición al cambiar la altura de la pieza.
Qué queda para la lente
Si la iluminación es axial, el círculo cubre la diagonal, el objeto está en la ventana de distancia de trabajo y la presentación es correcta, entonces sí hay motivo para revisar la lente. Los indicios útiles son tres: el borde es blando en todo el campo de forma uniforme, el borde es blando solo en una zona concreta, o el borde está bien pero la escala no se repite entre piezas.
El primero apunta a un problema de ajuste o de apertura; el segundo, a descentrado o a un elemento dañado; el tercero, a calibración y no a óptica. En ese último caso, el procedimiento está en calibración en milímetros por píxel.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los bordes salen mal si la lente es telecéntrica?
La causa más común es la iluminación: en una geometría telecéntrica la luz tiene que llegar en el eje, coaxial a través de la lente o con retroiluminación colimada. Una luz difusa o un anillo en ángulo desplazan el borde extraído de forma sistemática.
¿Cómo se sabe si el problema es el círculo de imagen?
Comparando el formato máximo de sensor de la ficha con el de la cámara. Si el sensor es mayor, las esquinas quedan oscuras y blandas y no hay más que diagnosticar: la lente no cubre ese formato.
¿Qué pasa si el objeto queda fuera de la distancia de trabajo?
Se destruye la condición de telecentridad, y el síntoma es un borde mal definido, a menudo con el centro aceptable y el borde deficiente. La distancia de trabajo es fija y con tolerancia publicada en algunos modelos, por ejemplo 200 más menos 10 mm o 110 más menos 2 mm.
¿Cómo se distingue el desenfoque por apertura de la difracción?
El desenfoque por apertura excesiva empeora al alejarse del centro del campo; la difracción por diafragma muy cerrado empeora de forma uniforme en todo el campo.
Lecturas relacionadas
Para la iluminación, iluminación coaxial en lentes telecéntricas. Para el formato, sensor y círculo de imagen. Para la presentación y la deriva, deriva con la altura de pieza y doble imagen en metal pulido. Para el reparto de errores, calibración en milímetros por píxel.