Elegir el cabezal confocal: distancia de referencia, rango y diámetro de punto
En la serie confocal hay más de treinta cabezales y la tentación es comparar solo la repetibilidad. Esa cifra es la menos útil para decidir: la repetibilidad depende del rango, y el rango viene dado por la pieza. El orden correcto es empezar por la geometría del puesto.
La distancia de referencia la pone el puesto, no la ficha
La distancia de referencia es la separación entre el cabezal y la superficie en el centro del rango de medición. La fija la mecánica: utillaje, altura de la pieza, espacio libre sobre el transportador y riesgo de colisión.
Los modelos de la serie cubren desde distancias de referencia muy cortas, como 8 mm, hasta 150 mm. Elegir una distancia corta da más repetibilidad pero obliga a acercar el sensor, y elegir una larga resuelve el montaje a cambio de resolución.
En el catálogo, el extremo corto lo cubre el SFS-D108, la distancia intermedia el SFS-D8054 y el SFS-D2409, y el extremo largo el SFS-D700150. Comparar la distancia de referencia con el espacio real del puesto es el primer filtro.
La consecuencia es que la primera pregunta no es qué precisión se quiere sino cuánto espacio hay. Si el sensor no cabe o choca con la pieza, la precisión no importa.
El rango tiene que cubrir la variación real, y nada más
El rango de medición tiene que cubrir la variación de altura que se espera entre piezas y dentro de una pieza, con margen para la deriva de posicionamiento del utillaje.
Un rango mayor de lo necesario penaliza: la repetibilidad publicada empeora al crecer el recorrido. Un modelo con rango de ±0,05 mm publica 3 nm de repetibilidad, mientras que uno con ±35 mm se mueve en 1550 nm. No es que un sensor sea mejor, es que la tarea es distinta.
Si la variación es pequeña y la tolerancia exigente, elija el modelo de menor rango que cubra la necesidad. Si la variación es grande, la decisión pasa por aceptar la menor resolución o por mecanizar el utillaje para reducir la dispersión antes de medir.
El diámetro de punto decide qué se puede ver
El diámetro de punto determina la zona que promedia cada disparo. Un punto grande suaviza rugosidad y bordes; uno pequeño resuelve detalles pero es más sensible a suciedad, a inclinación y a la textura.
Los cabezales de la serie publican diámetros desde unidades de micra hasta varios cientos, y algunos modelos ofrecen varios valores seleccionables. Un punto de decenas de micras es razonable para altura sobre superficie mecanizada; uno de pocas micras es necesario para escalones estrechos o bordes de recubrimiento.
La regla práctica es comparar el punto con el detalle: si el rasgo a medir es más pequeño que el punto, el sensor promedia justo lo que se quiere resolver.
El ángulo de medición, la restricción que más se olvida
El ángulo de medición indica cuánta inclinación admite el cabezal antes de perder la señal. En superficies planas no importa; en piezas curvas, en paredes internas y en taladros profundos es la restricción dominante.
Hay modelos de la serie con ángulos grandes, pensados precisamente para pared interna y microescalón, y modelos de rango largo con ángulos muy pequeños. Elegir el de rango largo para un taladro profundo es un error típico: el haz entra pero la luz no vuelve al cabezal.
Si la superficie es curva, revise el ángulo antes que la repetibilidad. Es el parámetro que decide si habrá señal o no, y por tanto si hay medición o no.
Cómo queda la selección en la práctica
Un caso típico de altura sobre pieza pequeña con tolerancia exigente lleva a un cabezal de distancia de referencia corta y rango muy pequeño, como el modelo de 8 mm y ±0,05 mm con 3 nm de repetibilidad.
Un caso de pared interna o microescalón lleva a un modelo de referencia corta con ángulo grande, como el de 9 mm y ±1,2 mm con 45 nm de repetibilidad y hasta ±60° de ángulo.
Un caso de pieza grande con mucho desnivel lleva a un modelo de referencia larga y rango amplio, como el de 150 mm y ±35 mm, aceptando una repetibilidad de 1550 nm. La decisión no es qué sensor es mejor, sino qué sensor encaja con la geometría y la tolerancia reales.
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Preguntas frecuentes
¿Qué fija la distancia de referencia del cabezal?
La mecánica del puesto: utillaje, altura de la pieza, espacio libre y riesgo de colisión. Esa distancia se elige primero y el rango y la repetibilidad vienen después, no al contrario.
¿Por qué un cabezal de más rango tiene peor repetibilidad?
Porque la resolución del sistema se reparte sobre un recorrido mayor. En la serie, un modelo de ±0,05 mm publica 3 nm de repetibilidad y uno de ±35 mm publica 1550 nm. No es una jerarquía de calidad, es una consecuencia del rango.
¿Qué diámetro de punto necesito?
Depende del detalle. Si el rasgo a medir es más pequeño que el punto, el sensor promedia justo lo que se quiere resolver. Puntos pequeños resuelven bordes y escalones estrechos; puntos grandes toleran mejor inclinación y suciedad.
¿Cuándo importa el ángulo de medición?
En superficies curvas, paredes internas y taladros profundos. Si la superficie desvía el haz fuera de la apertura del cabezal, no vuelve luz suficiente y no hay medición por buena que sea la repetibilidad del modelo.
¿Puedo usar un cabezal de rango largo para una pieza pequeña?
Puede, pero penaliza la resolución. La repetibilidad empeora con el recorrido y el espesor mínimo medible también. Si la tolerancia es exigente, conviene el modelo de menor rango que cubra la variación real.
¿Cómo elijo entre los más de treinta modelos de la serie?
Por este orden: distancia de referencia impuesta por el montaje, variación de altura que hay que cubrir, detalle más pequeño que hay que resolver y ángulo que exige la geometría. La repetibilidad es el resultado de esas cuatro decisiones, no el punto de partida.
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