Comparador óptico

Un comparador óptico (a menudo llamado simplemente comparador en contexto) o proyector de perfiles es un dispositivo que aplica los principios de la óptica a la inspección de piezas fabricadas. En un comparador, la silueta ampliada de una pieza se proyecta sobre la pantalla y las dimensiones y la geometría de la pieza se miden en relación con los límites prescritos . Es un elemento útil en un taller de máquinas de piezas pequeñas o en una línea de producción para el equipo de inspección de control de calidad .

La medición se realiza de varias maneras. La más sencilla es que las graduaciones en la pantalla, superpuestas sobre la silueta, permitan al espectador medir, como si se colocara una regla transparente sobre la imagen. Otra forma es que se alineen varios puntos de la silueta con la retícula en el punto central de la pantalla, uno tras otro, moviendo la platina en la que se asienta la pieza, y una lectura digital informe cuánto se ha movido la platina para alcanzar esos puntos. Por último, los métodos tecnológicamente más avanzados implican un software que analiza la imagen y emite informes de las mediciones. Los dos primeros métodos son los más comunes; el tercero es más nuevo y no está tan extendido, pero su adopción está en curso en la era digital.

El primer comparador comercial fue desarrollado por James Hartness y Russell W. Porter . ^[2] El trabajo de Hartness como presidente de la Comisión Nacional de Roscas de Tornillos de los EE. UU. lo llevó a aplicar su familiaridad con la óptica (de su afición por la astronomía y la construcción de telescopios ) al problema de la inspección de las roscas de los tornillos . El comparador de roscas de tornillos Hartness fue durante muchos años un producto rentable para la Jones and Lamson Machine Company, de la que era presidente.

En las décadas posteriores, muchas empresas fabricaron comparadores ópticos y los aplicaron a la inspección de muchos tipos de piezas. Hoy en día, se pueden encontrar en muchos talleres mecánicos. ^[3]

La idea de mezclar la óptica y la medición, y el uso del término comparador para los equipos metrológicos , ya existían en otras formas antes del trabajo de Hartness, pero se habían mantenido en los ámbitos de la ciencia pura (como la telescopía y la microscopía ) y la ciencia aplicada altamente especializada (como la comparación de patrones de medición). El comparador de Hartness, pensado para la inspección rutinaria de piezas mecanizadas, fue un siguiente paso natural en la era en la que la ciencia aplicada se integró ampliamente en la producción industrial.

El proyector de perfiles se utiliza ampliamente para estampados de formas complejas , engranajes, levas, roscas y para comparar el modelo de contorno medido. Por lo tanto, el proyector de perfiles se utiliza ampliamente en la fabricación de maquinaria de precisión, incluida la aviación , la industria aeroespacial , los relojes, la electrónica , la industria de instrumentación, los institutos de investigación y las estaciones de medición de detección en todos los niveles, etc.

El proyector amplía el perfil de la muestra y lo muestra en la pantalla de proyección incorporada. ^[4] En esta pantalla, normalmente hay una cuadrícula que se puede girar 360 grados para que el eje XY de la pantalla se pueda alinear con un borde recto de la pieza mecanizada que se va a examinar o medir. Esta pantalla de proyección muestra el perfil de la muestra y se amplía para facilitar el cálculo de mediciones lineales.
Un borde de la muestra que se va a examinar se puede alinear con la cuadrícula de la pantalla. A partir de ahí, se pueden tomar mediciones sencillas de distancias a otros puntos. Esto se hace en un perfil ampliado de la muestra. Puede ser más sencillo y reducir los errores midiendo en la pantalla de proyección ampliada de un proyector de perfiles.
El método típico de iluminación es mediante iluminación diascópica, que es la iluminación desde atrás. Este tipo de iluminación también se denomina iluminación transmitida cuando la muestra es translúcida y la luz puede atravesarla. Si la muestra es opaca, la luz no la atravesará, sino que formará un perfil de la muestra.
La medición de la muestra se puede realizar en la pantalla de proyección. Un proyector de perfiles también puede tener iluminación episcópica (que es una luz que brilla desde arriba). Esto resulta útil para mostrar perforaciones o áreas internas que puedan necesitar ser medidas.

1. Proyector vertical: El eje principal es paralelo al plano de la pantalla. Son los más comunes y adecuados para piezas planas o de menor tamaño.
2. Proyector horizontal: El eje principal es perpendicular al plano de la pantalla de proyección. Por ello, las pantallas se fabrican principalmente en versiones medianas y grandes, generalmente adecuadas para examinar partes de ejes o piezas pesadas con perfiles grandes, aunque tener una mesa horizontal debajo sin orificio para la transmisión de la luz puede ser conveniente para máquinas pequeñas con una disposición de iluminación de silueta.

En el caso del proyector de perfiles más sencillo, la imagen invertida de la pieza, también conocida como imagen reflejada, se mostrará en la pantalla.
Para facilitar la medición, a veces se añade deliberadamente un sistema de imagen positiva, que cambia la imagen invertida por una positiva, lo que aumenta el coste debido a la escala y el material utilizados, al tiempo que reduce un poco la precisión de la medición.

En cuanto a la selección del tamaño de la pantalla, se debe considerar cuidadosamente si se debe visualizar toda la pieza en la pantalla. Si la inspección se puede realizar fácilmente a una escala modesta, no es necesario utilizar una pantalla más grande. Los fabricantes de proyectores ofrecen varios tamaños de pantalla para satisfacer diversas necesidades.

El aumento de la lente de proyección es fijo. Diferentes vistas de piezas medidas a menudo requieren diferentes aumentos. Sin embargo, la configuración habitual de fábrica del proyector es con una sola lente, por lo que, según las necesidades, se pueden comprar y utilizar lentes adicionales.

La mesa de trabajo se utiliza para colocar y sujetar la pieza a medir. Su propio volumen, recorrido X, Y y capacidad de carga son decisivos. Mientras tanto, para la comodidad de sujetar la pieza de trabajo, generalmente se añaden una mesa giratoria de precisión, un soporte de piezas en V y otros accesorios.
Además, el proyector debe tener un mecanismo de enfoque flexible y estable y una gran distancia de trabajo (la superficie superior de la pieza de trabajo en relación con el paso de la lente). El usuario selecciona los modos de procesamiento de datos adecuados: sin excepción, todos los proyectores de medición ópticos modernos del mercado han sido digitalizados. Por lo tanto, también consideraremos las capacidades de procesamiento de datos relevantes.

• Gráfico de sombras

• Roe, Joseph Wickham (1937), James Hartness: Un representante de la era de las máquinas en su máximo esplendor, Nueva York: Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos , LCCN  37016470, OCLC  3456642.Enlace de HathiTrust .