Medición de diámetro en línea: rutas ópticas, límites reales y cómo elegir
Respuesta directa: para la medición continua de diámetro exterior en una línea en marcha existen dos familias ópticas fundamentalmente distintas, y a menudo se confunden. Un calibre de diámetro por proyección (sombra) ilumina la pieza con luz colimada y lee los bordes de la sombra en un sensor de barrido lineal: mide un diámetro proyectado por lectura, a frecuencias de muestreo muy altas, y es la elección correcta para alambre, tubo, barra, ejes y otros productos que se mueven de forma continua. Un sistema de medición por visión (imagen) forma una imagen real de un campo de visión y extrae simultáneamente muchas características 2D: es la elección correcta cuando se necesitan varias cotas, posiciones o contornos de una pieza discreta, no solo un diámetro. Una tercera familia, el perfilado por triangulación láser, produce una sección transversal de altura/contorno; es una tecnología distinta de las dos anteriores y no es la que utilizan los productos descritos en esta página.
Si la medición se hace sobre piezas con relieve, con variación de altura o en los bordes del campo, la geometría de proyección pesa más que la resolución. Estas tres lecturas cierran la decisión:
Ruta 1: medición de diámetro por proyección (clase LM-1030)
Principio de funcionamiento, tal como se implementa en el POMEAS LM-1030: un LED verde de GaN genera la luz de medición, que atraviesa un difusor específico y una lente colimadora para formar un único haz paralelo y estable. Cuando la pieza entra en la zona de medición entre el emisor y el receptor, bloquea parte de la luz y forma una silueta proyectada en el extremo receptor. Una lente telecéntrica del receptor transfiere esa silueta a un CCD-HL, y el sistema localiza los bordes entre las zonas claras y oscuras y calcula el diámetro exterior, el diámetro del alambre o la cota de contorno correspondiente a partir de la distancia entre los dos bordes. Los resultados se muestran en tiempo real para el juicio de proceso.
Especificación declarada (LM-1030):
| Parámetro | Valor declarado |
|---|
| Rango de medición | 0,3–30 mm |
| Objeto mínimo detectable | 0,3 mm |
| Exactitud de medición | ±2 µm |
| Repetibilidad | ±0,15 µm |
| Frecuencia de muestreo | 2400 muestras/s |
| Fuente de luz | LED verde de GaN |
| Detector | CCD-HL |
| Sistema óptico | Telecéntrico |
| Distancia de barrido del CCD | ≈33 mm |
| Distancia emisor-receptor | 160 ± 40 mm |
| Grado de protección | IP64 |
| Temperatura de funcionamiento | 0 a +50 °C |
| Humedad relativa | 35–85 %, sin condensación |
En qué se diferencia de un calibre de barrido láser. Un calibre láser convencional barre una línea láser sobre la pieza con un espejo poligonal giratorio; los cambios dimensionales ocurridos entre dos pasadas de barrido pueden no captarse. El diseño LM-1030 emplea exposición continua del CCD-HL: la silueta se integra durante todo el tiempo de exposición, lo que reduce la ventana ciega en producto que se desplaza rápido. Al eliminar el motor de alta velocidad y el espejo poligonal se elimina también el desgaste, la vibración y el mantenimiento asociados a esas piezas móviles.
Aplicaciones típicas declaradas para esta clase: diámetro de alambres y filamentos (alambre metálico, alambre esmaltado, alambre de acero, alambre de cobre, fibra óptica), diámetro exterior de tubos (tubo de plástico, tubo de caucho, manguera pequeña, tubo médico, tubo extruido de precisión), material en barra, ejes y pasadores (ejes de precisión, pasadores, agujas, rodillos de agujas), supervisión del proceso de extrusión, clasificación y control de calidad automáticos, e inspección de recepción de patillas de conectores, componentes electrónicos y piezas cilíndricas en miniatura.
Ruta 2: medición por imagen de proyección en línea (clase HM-1120)
Cuando la tarea no es «un diámetro sobre un cordón en movimiento» sino «varias cotas de una pieza discreta dentro de un mismo campo de visión», la ruta adecuada es un cabezal de medición por imagen en línea. El POMEAS HM-1120 es el modelo de gran campo de la serie HM:
| Parámetro | Valor declarado |
|---|
| Distancia emisor-receptor | 436,7 mm |
| Rango completo de medición | Ø120 mm |
| Zona de alta precisión | Ø60 mm |
| Profundidad de campo (completa / zona alta precisión) | 40 mm / 20 mm |
| Tiempo de exposición | 35 / 70 / 150 µs, tres pasos |
| Intervalo de ciclo / disparo | Modo FULL ≈34 ms (≈30 fps); modo 1/4 ≈5 ms (≈200 fps) |
| Fuente de luz | LED verde de InGaN |
| Exactitud de posición (zona alta precisión / zona completa) | ±2,5 µm / ±3,5 µm |
| Repetibilidad | ±0,2 µm |
| Grado de protección | IP64 |
| Temperatura ambiente | 0–45 °C |
Aplicación documentada: medición en línea de tornillos óseos médicos — piezas pequeñas de unos 3 mm de diámetro con roscas, escalones, superficies cónicas y cabeza conformada. La dificultad allí no es el diámetro por sí solo, sino la combinación de características y la eliminación de tomas de puntos repetidas, registros manuales y cambios de calibre; una imagen de bordes estable es la base de una medición repetible y de un juicio de tolerancia fiable, y los programas de medición almacenados pueden volver a llamarse para la misma referencia.
Cómo elegir entre las rutas
- ¿El producto es continuo o discreto? Cordón continuo, alambre, tubo, extrusión → calibre de diámetro por proyección. Piezas discretas con múltiples características → medición por imagen.
- ¿Cuántas cotas por pieza? Uno o dos diámetros → proyección. Cinco, veinte, cincuenta cotas incluyendo posiciones y ángulos → medición por imagen.
- Rango de diámetro. 0,3–30 mm encaja en la clase LM-1030; piezas hasta Ø120 mm encajan en el campo HM-1120, con mejor exactitud dentro de la zona de alta precisión de Ø60 mm.
- Velocidad de línea. Producto continuo rápido favorece el calibre de proyección de 2400 muestras/s; manipulación discreta hasta ≈200 fps favorece el cabezal de imagen en modo 1/4.
- Profundidad de campo disponible. El producto en movimiento que cambia de altura dentro del campo necesita la profundidad de campo declarada (40 mm / 20 mm en HM-1120): verifíquelo en la línea, no en el plano.
- Cobertura de inspección. Para una inspección al 100 % tanto la cadencia de medición como la de manipulación deben caber en el tiempo de ciclo; véase el cálculo del número de estaciones enlazado abajo.
Lo que estas rutas no hacen
- No son perfilómetros de triangulación láser. No entregan una sección de altura por triangulación láser; la medición de altura/Z en los sistemas POMEAS la realiza el sensor confocal espectral de IMAGE 3 PRO-H / MAX (opcional en MAX 2).
- Miden lo que la óptica puede ver. Las paredes internas, los orificios profundos y las características ocultas quedan fuera del alcance de ambas rutas.
- La exactitud declarada procede de condiciones de ensayo declaradas. Vibración, temperatura, contraste superficial, utillaje y calibración alteran el resultado: los datos del HM anteriores van acompañados de la nota de que los resultados reales dependen del contraste de la muestra, del utillaje, de la vibración, del método de calibración, del algoritmo y de la posición de la pieza, y deben verificarse con muestras antes de la selección definitiva.
Preguntas frecuentes
¿La medición de diámetro en línea es lo mismo que el perfilado láser?
No. Los sistemas descritos aquí utilizan luz LED colimada con imagen telecéntrica y un detector de barrido lineal (método de proyección/sombra). El perfilado por triangulación láser es otra tecnología que reconstruye una sección de altura; no la emplean ni el LM-1030 ni el HM-1120.
¿Puede un calibre de diámetro por proyección medir una pieza que no es redonda?
Mide la silueta proyectada en una dirección. Se pueden obtener anchura, escalones y cotas de contorno, pero la extracción completa de características 2D es terreno de la medición por imagen.
¿Cuál es el objeto más pequeño que se puede medir?
Para la clase LM-1030: objeto mínimo detectable de 0,3 mm, con un rango de medición de 0,3–30 mm.
¿Con qué rapidez puede muestrear?
LM-1030: 2400 muestras por segundo. HM-1120: aprox. 34 ms por fotograma en modo FULL (≈30 fps) y aprox. 5 ms en modo 1/4 (≈200 fps), con exposiciones de 35/70/150 µs.
¿Se puede medir tubo transparente?
Las superficies transparentes y muy reflectantes requieren evaluación sobre la muestra real y la configuración de iluminación. [Ensayo requerido]
¿Es alcanzable la inspección al 100 % en línea?
Solo si tanto la cadencia de medición como la de manipulación caben en el tiempo de ciclo. Utilice el cálculo del número de estaciones y verifíquelo con una prueba.
¿Dónde debe montarse el calibre?
La distancia emisor-receptor está fijada por el modelo (160 ± 40 mm para LM-1030; 436,7 mm para HM-1120); ambos son IP64 para entornos industriales. [Confirmación de ingeniería necesaria para la disposición de su línea]
Herramientas relacionadas y siguiente paso
Evalúe su línea antes de seleccionar
Envíe las especificaciones de la pieza o del cordón — rango de diámetro, tolerancia, velocidad de línea, material y superficie, y si la inspección debe ser al 100 % — y le indicaremos qué ruta procede, qué cifra de exactitud declarada es relevante y qué debe verificarse todavía en una prueba antes de cualquier compromiso.