¿Hay que calibrar el sistema si se compra una lente telecéntrica?

Respuesta directa: sí. La telecentridad significa que el aumento no cambia con la distancia objeto, de modo que un solo factor de escala sigue siendo válido en piezas de alturas distintas; no elimina la necesidad de establecer ese factor. Se sigue calibrando milímetros por píxel contra un patrón certificado, y se sigue verificando periódicamente.

Lo que cambia no es la existencia de la calibración, es su estabilidad. Esa diferencia es la que justifica el precio de la lente, y conviene entenderla bien porque es la que se defiende delante de un cliente que pregunta por qué no basta con un objetivo normal más software.

Esa estabilidad se apoya en el modelo elegido: el PMS-LTCM1-110 mantiene 1,0X sobre 110 mm, y el PMS-LTCM1-110C añade iluminación coaxial sin cambiar la geometría de proyección.

Qué hace la telecentridad y qué no hace

No hace: no convierte la imagen en una medida. La lente no sabe cuántos milímetros hay entre dos píxeles; eso hay que fijarlo con un patrón de referencia certificado y trazable. Tampoco corrige la perpendicularidad del montaje, ni la planitud del utillaje, ni la calibración de la cámara.

Sí hace: mantiene el aumento constante frente a la distancia objeto dentro de su profundidad de campo. En la práctica eso significa que una pieza a 0,5 mm más de altura no cambia de tamaño en la imagen, y que una sola escala sirve para toda la banda de altura que la lente admite.

La cuenta que explica todo: h sobre distancia de trabajo

En un objetivo convencional, acercar la superficie al objetivo una distancia h cambia el aumento aproximadamente en h dividido por la distancia de trabajo. Es una relación directa y fácil de comprobar con los números del catálogo.

Con una distancia de trabajo de 110 mm y una variación de altura de 2 mm, la relación da 2 / 110, es decir un 1,8 por ciento de cambio de aumento. Sobre un rasgo de 30 mm de ancho, ese 1,8 por ciento son 0,55 mm de error. No es un error de repetibilidad: es un error sistemático que aparece cada vez que la pieza cambia de altura, y que en una línea con piezas de distintos lotes se lee como una deriva inexplicable.

En una lente telecéntrica, ese término desaparece dentro de la profundidad de campo: el aumento no cambia, y con él no cambia la escala. Esa es la razón por la que en el presupuesto de errores el término de altura pasa de dominante a despreciable, y por la que el mismo montaje con un objetivo normal y con un telecéntrico da veredictos distintos sobre la misma pieza. El mecanismo está desarrollado en deriva de medición al cambiar la altura de la pieza.

Cómo se calibra en la práctica

El procedimiento es el estándar de metrología por visión. Se coloca un patrón certificado en el plano de trabajo, se captura, se detectan los centros de las marcas con extracción subpíxel y se ajusta el factor de milímetros por píxel, con verificación de la ortogonalidad de los ejes. Después se comprueba el residuo del ajuste en varios puntos del campo, no solo en el centro.

El patrón tiene que estar en el mismo plano que la pieza. Calibrar sobre una placa de vidrio de 1 mm y medir piezas de 5 mm introduce un desplazamiento de plano que la telecentridad tolera mejor que un objetivo convencional, pero que sigue afectando al enfoque y, si el sistema no es telecéntrico en el lado imagen, a la escala.

La verificación periódica es parte del procedimiento, no un extra. Un sistema que se calibró al instalarse y no se ha vuelto a comprobar en dos años no está calibrado: está a la espera de que alguien mueva la cámara, cambie un adaptador o golpee el soporte.

La buena noticia: la corrección de distorsión suele sobrar

En un diseño telecéntrico en el lado objeto, la distorsión se mantiene típicamente por debajo del 0,1 por ciento, así que la corrección de distorsión por software normalmente no es necesaria. En el catálogo los valores declarados van de 0,002 por ciento a 0,05 por ciento según el modelo, muy por debajo de ese límite.

Eso no significa que la distorsión sea cero, ni que se pueda ignorar en un presupuesto de errores: significa que el término es pequeño comparado con los demás y que, en la mayoría de estaciones, no hace falta un modelo de distorsión de varios parámetros. Si el modelo declara 0,05 por ciento y se mide un rasgo cerca del borde, conviene meter ese término en la cuenta antes de darlo por nulo.

Qué sigue siendo responsabilidad del integrador

La calibración del sistema completo no termina en la lente. Hay que fijar la escala de la cámara, verificar la perpendicularidad entre el plano de la pieza y el eje óptico, controlar la iluminación —porque un cambio de contraste desplaza el borde extraído— y documentar la repetibilidad sobre piezas reales, no solo sobre el patrón.

También hay que decidir la trazabilidad: qué patrón, con qué certificado, con qué frecuencia de verificación y con qué criterio de aceptación. Ese documento es el que permite defender una medición delante de un cliente, y ninguna lente lo sustituye. Para el reparto completo de términos, la nota sobre las cuatro comprobaciones frente a un objetivo FA y la de sensor y círculo de imagen completan el cuadro.

Preguntas frecuentes

¿Hay que calibrar aunque la lente sea telecéntrica?

Sí. La telecentridad mantiene el aumento constante con la distancia, lo que hace que una sola escala sirva para piezas de alturas distintas, pero el factor de milímetros por píxel hay que establecerlo y verificarlo igualmente.

¿Cuánto error evita la telecentridad frente a un objetivo convencional?

En un objetivo convencional, acercar la superficie una distancia h cambia el aumento en aproximadamente h dividido por la distancia de trabajo. Con 110 mm y 2 mm de variación, eso es un 1,8 por ciento, que sobre un rasgo de 30 mm son 0,55 mm. Con telecentridad, ese término desaparece dentro de la profundidad de campo.

¿Hace falta corregir la distorsión por software?

Normalmente no. Un diseño telecéntrico en el lado objeto mantiene la distorsión típicamente por debajo del 0,1 por ciento, y en el catálogo los valores declarados van de 0,002 a 0,05 por ciento. Solo hay que introducir el término si se mide cerca del borde de un modelo con el valor más alto.

¿Cada cuánto hay que verificar la calibración?

Depende del riesgo del proceso, pero la verificación periódica forma parte del procedimiento, no es opcional: cualquier cambio de cámara, adaptador o soporte invalida la calibración anterior. Conviene fijar la frecuencia junto con el criterio de aceptación y documentarla con el patrón utilizado.

Lecturas relacionadas

Para el principio físico, qué es un objetivo telecéntrico; para la deriva por altura, deriva de medición cuando cambia la altura de pieza. Para la elección de lente, cómo elegir un objetivo telecéntrico; para el coste de la precisión, por qué una lente telecéntrica es grande y cara.