Inspección de extremos de conector de fibra óptica: objetivo zoom con APO 5X y luz amarilla coaxial
Este artículo documenta un proyecto ya entregado de inspección de extremos de fibra óptica: un fabricante de conectores de fibra necesitaba captar la imagen del extremo del conector dentro de un espacio de instalación reducido, con dos requisitos estrictos — las zonas blancas a inspeccionar debían verse con su contorno completo, y la iluminación debía ser luz amarilla, tal como exige el proceso del cliente. La configuración final combina un objetivo zoom de 0,7–4,5X, un objetivo APO 5X, un anillo adaptador APO y una fuente de luz puntual amarilla, con una distancia de trabajo medida de 65 mm. Publicamos a continuación la configuración completa, la fórmula de conversión del aumento, las dimensiones de montaje y el resultado de imagen obtenido en planta, para que otros ingenieros puedan comparar su propia selección directamente.
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1. El reto de inspección y tres dificultades
La pieza a inspeccionar es el extremo de un conector de fibra óptica. En la fotografía de muestra facilitada por el cliente, la zona crítica de inspección junto al extremo aparece marcada con un círculo rojo. El requisito en planta era doble: ver el contorno global del extremo y presentar de forma completa las zonas blancas que hay sobre él, como base para el juicio posterior del operario.
![Muestra de extremo de conector de fibra óptica, círculo rojo sobre la zona crítica]()
El requisito parece rutinario, pero llevarlo a la práctica obligaba a superar tres obstáculos a la vez:
Dificultad 1: aumento insuficiente. Con un objetivo zoom estándar (0,7–4,5X) en solitario, el detalle del contorno de las zonas blancas del extremo resultaba demasiado pequeño. El cliente quería apilar una etapa adicional de aumento con objetivo para que las zonas de inspección llenaran el encuadre.
Dificultad 2: distancia de trabajo y espacio de instalación limitados. Al añadir un objetivo, hay que dejar suficiente holgura entre la parte frontal de la óptica y la pieza para poder manipularla. Además, la posición de montaje en la línea ya estaba fijada: la longitud del tubo, el diámetro de amarre y la dirección de entrada de la luz debían confirmarse antes de la compra para no rehacer el trabajo.
Dificultad 3: iluminación. El proceso del cliente exigía explícitamente luz amarilla. Un extremo de fibra es un objetivo pequeño y muy reflectante, por lo que la iluminación debía recorrer un camino coaxial: luz inyectada lateralmente, dividida dentro del objetivo y enviada por el eje óptico hasta la cara del extremo. Sin geometría coaxial, el contraste entre las zonas blancas y el resto del extremo simplemente no aparece.
2. La configuración óptica: cuatro componentes, cuatro funciones
La configuración entregada es la siguiente, con cada componente asumiendo exactamente una responsabilidad:
| Componente | Modelo / especificación | Función en el sistema |
|---|
| Tubo de montaje C | 63010 (1X) | Proporciona la interfaz C-Mount del lado cámara y el relé 1X |
| Objetivo zoom | 63106 (PMS-LZ-63106D6, 0,7–4,5X, sensor 2/3″, puerto coaxial) | Cuerpo de zoom continuo con divisor de haz coaxial integrado |
| Anillo adaptador APO | 65000 | Interfaz entre el objetivo zoom y el objetivo APO |
| Objetivo APO | 5X | Aumento de la etapa frontal; define la distancia de trabajo |
| Iluminación | Fuente de luz puntual (amarilla) | Inyectada lateralmente en el camino coaxial |
Algunas notas:
- El 63106 es el PMS-LZ-63106D6: un objetivo zoom manual de 0,7–4,5X para sensores de 2/3″, con puerto de iluminación coaxial integrado. Se eligió frente al modelo de 6,5X, de mayor aumento, porque una vez apilado el objetivo APO 5X el aumento total ya es suficiente — el aumento redundante solo cuesta distancia de trabajo y profundidad de campo.
- El objetivo APO es apocromático y de campo plano, lo que sobre un objetivo plano y pequeño como un extremo de fibra mantiene a la vez la exactitud de aumento y la consistencia de color.
- La fuente de luz puntual amarilla entra por el puerto lateral de Φ25 del tubo, de modo que no ocupa espacio de trabajo frontal.
3. Cómo calcular el aumento total: no omita el factor 0,55
Este es el paso que más se calcula mal en cualquier montaje de zoom más objetivo APO. Muchos estimadores multiplican sin más «aumento del zoom × aumento del objetivo». Sin embargo, cuando el objetivo zoom se convierte directamente a un objetivo APO a través del anillo adaptador APO, el sistema debe incluir un factor de conversión de 0,55:
Aumento total = aumento del zoom × aumento del objetivo APO × 0,55
En este caso: 4,5 × 5 × 0,55 = 12,375, es decir, un aumento total máximo de aproximadamente 12,4X (valor estimado, según la conversión técnica).
Dos consecuencias prácticas:
- Al girar el anillo de zoom, el aumento total recorre de forma continua desde unos 1,9X (0,7 × 5 × 0,55) hasta 12,4X, lo que permite al cliente cubrir tanto la visión general como el detalle en un solo puesto.
- Si se calculan al revés el campo de visión y el ajuste de píxel del sensor partiendo de 22,5X (omitiendo el factor 0,55), toda la selección se desvía. Por eso recomendamos confirmar el aumento sobre una imagen real antes de fijar los parámetros de la cámara.
4. Espacio de instalación y distancia de trabajo: primero el modelo 3D
Para fijar las cuestiones de instalación antes de la compra, entregamos un modelo STEP en 3D de todo el camino óptico junto con un plano acotado en 2D. Con el modelo 3D, el cliente realizó las comprobaciones de interferencia directamente sobre su distribución de línea y verificó de antemano el espacio de instalación y la distancia de trabajo.
![Plano acotado del conjunto 63010 + 63106 + anillo adaptador APO + fuente de luz puntual]()
Cotas clave del plano (en mm):
- Longitud total del conjunto 271,18 (desde la cara de referencia C-Mount hasta el frente de la óptica)
- Interfaz C-Mount Φ25,40
- Punto de amarre Φ40,64, situado a 134,50 de la cara de referencia C-Mount
- Sección frontal del tubo Φ32
- Puerto lateral para la fuente de luz puntual Φ25
De todas ellas, la cota «punto de amarre Φ40,64 a 134,50 del C-Mount» es la que más valor aportó al cliente: el utillaje solo necesita amarrar el tubo en ese punto, y los cambios de diámetro anteriores y posteriores no afectan al amarre.
Medición en máquina tras la instalación: la distancia de trabajo desde el frente del objetivo APO hasta la superficie de la pieza es de unos 65 mm. Espacio suficiente para el utillaje y los movimientos de carga del cliente, con recorrido de enfoque de sobra.
![Medición en planta: distancia de trabajo de unos 65 mm desde el frente del objetivo APO hasta la pieza]()
5. Iluminación: imagen del extremo bajo luz amarilla coaxial
Según el requisito del proceso del cliente, la iluminación emplea una fuente de luz puntual amarilla estándar. La luz se inyecta por el puerto lateral, se divide dentro del objetivo zoom y baja por el eje de imagen hasta la cara del extremo. La ventaja de esta arquitectura —divisor dentro del objetivo y fuente lateral— es que la fuente no ocupa espacio frontal y las variaciones de altura sobre el extremo no generan desplazamiento de sombras.
En planta también se comparó la imagen con luz blanca; la elección final de luz amarilla siguió la especificación de proceso del cliente. Para las diferencias de longitud de onda entre luz blanca, amarilla y azul en la inspección de extremos de fibra, consulte la guía específica enlazada en lecturas relacionadas.
El resultado real de imagen bajo luz amarilla coaxial es el siguiente (recorte de una captura de pantalla en planta): en un mismo campo de visión se aprecian simultáneamente tres zonas de extremo. El extremo central está enfocado y el contorno de sus dos zonas blancas de inspección es completo y nítido — utilizable directamente como imagen de juicio.
![Imagen de extremo de fibra bajo luz amarilla coaxial, zonas blancas completas]()
Esta única imagen confirma dos cosas: el aumento total de ~12,4X sitúa el extremo en una escala de observación adecuada, y bajo luz amarilla coaxial el contraste entre las zonas blancas y el sustrato del extremo cumple el requisito de juicio del cliente.
6. Conclusiones de selección aplicables
Cinco lecciones reutilizables de esta entrega:
- Aplique primero el factor 0,55. De zoom a objetivo APO mediante el anillo adaptador: aumento total = zoom × objetivo × 0,55. Nunca deduzca el campo de visión a partir de una cifra de 22,5X que lo omita.
- Empiece por el modelo 3D. Realice las comprobaciones de interferencia con el STEP y el plano 2D antes de comprar; la longitud total de 271,18 mm, el amarre de Φ40,64 y el puerto lateral de Φ25 entran primero en la distribución de línea.
- Amarre en Φ40,64. La cara de amarre a 134,50 mm del C-Mount es la referencia mecánica de este camino óptico.
- Iluminación coaxial por el puerto lateral. Para inspección de extremos, prefiera el camino coaxial con divisor integrado en el objetivo y la fuente entrando por el puerto lateral de Φ25 — no consume distancia de trabajo.
- Verifique aumento e iluminación juntos, sobre imagen real. El criterio de aceptación en este caso fue concreto: debe verse el contorno completo de las zonas blancas de inspección.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el aumento total cuando se acopla un objetivo APO a un objetivo zoom?
Según la conversión técnica: aumento total = aumento del zoom × aumento del objetivo APO × 0,55, donde 0,55 es el factor obligatorio cuando el objetivo zoom se convierte directamente a un objetivo APO mediante el anillo adaptador. En este caso 4,5 × 5 × 0,55 ≈ 12,4X (estimado). Omitir el factor desvía todo el cálculo de campo de visión y de ajuste de píxel.
¿Cuál es la distancia de trabajo de esta configuración?
Medida en planta: unos 65 mm desde el frente del objetivo APO hasta la superficie de la pieza, suficiente para el utillaje y la manipulación, además del recorrido de enfoque. Si su utillaje es más alto o más bajo, la distancia de trabajo puede adaptarse en la fase de selección eligiendo un objetivo APO de distinto aumento/distancia.
¿Por qué luz amarilla para la inspección de extremos de fibra?
En este caso la luz amarilla vino especificada por el proceso del cliente. Combinada con el divisor coaxial integrado en el objetivo zoom, el contorno de las zonas blancas del extremo resultó completo y nítido, cumpliendo el requisito de juicio. Para las diferencias entre luz blanca, amarilla y azul, consulte nuestro artículo «Inspección de extremos de fibra: luz blanca, amarilla y azul comparadas».
¿Cómo confirmar el espacio de instalación antes de comprar?
Entregamos un modelo STEP 3D más un plano acotado en 2D con la propuesta. Cotas clave de este caso: longitud total 271,18 mm, C-Mount Φ25,40, amarre Φ40,64 (a 134,50 mm del C-Mount), sección frontal Φ32, puerto lateral de luz Φ25. Con el modelo 3D puede realizar las comprobaciones de interferencia en su distribución de línea.
¿Cuántos extremos caben en un campo de visión?
En la configuración entregada se ven simultáneamente tres zonas de extremo en un mismo campo, con la central enfocada. El número real depende del paso entre extremos y del tamaño del sensor — recomendamos una prueba con muestra según su separación real.
¿Qué tipo de objetivo es el 63106?
El 63106 (PMS-LZ-63106D6) es un objetivo zoom manual de 0,7–4,5X para sensores de 2/3″, con camino de iluminación coaxial integrado y puerto lateral — adecuado para la inspección aumentada de objetivos pequeños y reflectantes como extremos, muescas y rayaduras.
Lecturas relacionadas
POMEAS puede evaluar la óptica, la iluminación y el utillaje a partir de su muestra y de su requisito real de inspección. Envíe su requisito a través de la página de contacto con imágenes de la muestra, el rango de tamaño y la precisión requerida.