Lente telecéntrica para medir resortes: hilo, paso y longitud libre
Respuesta directa: en un resorte la restricción que decide la óptica es la profundidad de campo, no la resolución. Un resorte de compresión es una hélice tridimensional, y el hilo que se quiere medir en la parte delantera de la espira está decenas de milímetros más cerca del objetivo que el hilo de la parte trasera. Si los dos no caben dentro de la profundidad de campo, lo que se mide es un borde desenfocado.
Por qué la profundidad de campo es la restricción que ata
En un resorte de diámetro de espira D visto de lado, el hilo cercano y el hilo lejano quedan separados aproximadamente D sobre el eje óptico. Una espira de 12 mm exige por tanto que la profundidad de campo cubra unos 12 mm, o el hilo lejano estará desenfocado mientras el cercano está nítido.
La profundidad de campo cae al subir el aumento y al abrir el diafragma. De ahí el conflicto directo: el aumento que resuelve una tolerancia de hilo de 0,02 mm es exactamente el aumento que no sostiene la espira enfocada. La tabla siguiente está ordenada por profundidad de campo precisamente por eso.
Para resortes suele elegirse un aumento bajo con distancia de trabajo amplia: el PMS-LTCM05-110 (0,5X a 110 mm) y el PMS-LTCM05-150 (0,5X a 150 mm) dejan margen para la espira completa sin perder borde.
Modelos ordenados por profundidad de campo para piezas en espiral
| Modelo | Aumento | Distancia de trabajo | Resolución | Profundidad de campo | Distorsión | Sensor |
|---|
| PMS-LTFM0206-468 | 0,206X | 468 mm | 21,16 µm | no declarada | <0,01 % | 35 mm |
| PMS-LTFM024-398 | 0,24X | 398 mm | 30,76 µm | no declarada | 0,01 % | 35 mm |
| PMS-LTCM02-180-G | 0,2X | 180 mm | no declarada | no declarada | 0,02 % | 1" |
| PMS-LMC03-185 | 0,3X | 185 mm | no declarada | no declarada | 0,02 % | 2/3" |
| PMS-LTFM05-179 | 0,5X | 179 mm | 18 µm | no declarada | no declarada | 35 mm |
| PMS-LTCM017-110 | 0,7X | 110 ± 2 mm | 16 µm | no declarada | 0,01 % | C-mount |
| PMS-LTCM02-110 | 0,2X | 110 mm | 16,78 µm | 10 mm | 0,02 % | 2/3" |
| PMS-LTCM023-90 | 0,23X | 90 mm | 13,98 µm | 7,25 mm | 0,02 % | 2/3" |
| PMS-LTCM03-110-C | 0,3X | 110 mm | 11,18 µm | 4,44 mm | 0,01 % | 2/3" |
| PMS-LTCM03-110 | 0,3X | 110 mm | 11,18 µm | 4,4 mm | 0,01 % | 2/3" |
Aumentos de 0,2X a 0,8X. Están ordenados por profundidad de campo, de mayor a menor, porque en una pieza en espiral la separación entre hilo cercano y lejano —aproximadamente el diámetro de espira— tiene que caber dentro. Conviene ver el intercambio: los modelos con mejor resolución de esta lista no son los que más profundidad de campo tienen. Una espira de 12 mm frente a los 10 mm del PMS-LTCM02-110 o los 7,25 mm del PMS-LTCM023-90 ya dice que ese diámetro no cabe, y que hay que bajar de aumento o cerrar diafragma.
Qué cabe en una sola vista lateral
Longitud libre: medición de dos bordes, robusta, y la inspección de resorte más habitual. Diámetro exterior de espira: también dos bordes, robusta, siempre que el resorte no esté inclinado. Paso de espira: medible en el lado cercano de la espira, donde el hilo está enfocado. Diámetro de hilo: medible solo en el hilo cercano; el hilo lejano se lee más ancho porque está desenfocado. Verticalidad o curvatura: derivable del eje de la silueta.
Qué no cabe
El número total de espiras cuando la parte lejana queda ocluida por la cercana, algo habitual en resortes de espira cerrada. El diámetro interior: el límite interno de la silueta es el hilo, no el alojamiento, y en espira cerrada el alojamiento no se ve. El diámetro de hilo del lado lejano: el desenfoque lo lee sobredimensionado de forma sistemática, lo que se confunde con una tendencia real. La constante elástica o la carga: no es una medición óptica. La perpendicularidad del asiento rectificado: es una relación de datum en 3D.
El diafragma: el intercambio que de verdad se hace
Cerrar el diafragma aumenta la profundidad de campo y cuesta resolución limitada por difracción y luz. En resortes casi siempre se cierra, porque una imagen nítida de media espira sirve menos que una imagen suficiente de toda la espira. La consecuencia práctica es que una estación de resortes necesita más iluminación que la misma ampliación sobre una pieza plana; el compromiso entre apertura, resolución y luz está desarrollado en apertura numérica en lentes telecéntricas.
Presentación y utillaje
Los resortes ruedan. Un resorte apoyado en una placa plana contacta en dos puntos de hilo y su eje rara vez queda paralelo al sensor. Un bloque en V o un pasador de localización a través del alojamiento hacen la presentación repetible, y la presentación repetible es lo que permite medir la longitud libre. En resortes muy pequeños, colgar la pieza de un pasador evita por completo la deformación por contacto.
Iluminación
Retroiluminación para la silueta. Los resortes suelen ser metálicos y curvos, así que la luz posterior colimada importa: con retroiluminación difusa los bordes del hilo curvo producen un degradado en lugar de un escalón, y la posición del borde extraído se desplaza con el umbral. El criterio está en iluminación coaxial y de contorno en lentes telecéntricas.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el diámetro de hilo se lee distinto delante y detrás?
Porque el hilo lejano queda fuera de la profundidad de campo y por tanto desenfocado, y un borde de silueta desenfocado se lee más ancho. El error es sistemático, no aleatorio, lo que lo hace fácil de confundir con una tendencia dimensional real.
¿Se puede medir el diámetro interior de un resorte?
Solo si el alojamiento es realmente visible a través de la espira. En resortes de espira cerrada el hilo cercano lo ocluye, y el límite interno de la silueta es el hilo, no el alojamiento.
¿Cómo se elige el aumento para un resorte?
Se parte de la profundidad de campo, no de la resolución. El hilo cercano y el lejano están separados aproximadamente por el diámetro de espira sobre el eje óptico, así que la profundidad de campo tiene que cubrir eso primero; después se fijan aumento y diafragma, y la resolución es lo que queda.
¿Cuánta profundidad de campo necesita una espira de 12 mm?
Alrededor de 12 mm, porque la separación entre hilo cercano y lejano sobre el eje óptico es aproximadamente el diámetro de espira. Con los modelos de la tabla, eso deja fuera las opciones de 4,4 mm, 7,25 mm y 10 mm si se quiere toda la espira enfocada.
Lecturas relacionadas
Para el marco completo, cómo elegir un objetivo telecéntrico y qué es un objetivo telecéntrico. Para piezas cilíndricas, la nota sobre lente telecéntrica frente a objetivo FA; para familias de bajo aumento, lentes telecéntricas 0,5X.