An Introduction to Optical Measuring Systems

Introducción a los Sistemas de Medición Óptica

Presentación del Webinar

• Alan Vitous, representante de ventas técnicas de McCrone Microscopes & Accessories, da la bienvenida a los asistentes al webinar.

• Se menciona que el webinar es útil tanto para ingenieros experimentados como para aquellos nuevos en sistemas de medición óptica.

Divisiones del Grupo McCrone

• El Grupo McCrone se compone de tres divisiones: análisis de materiales (McCrone Associates), educación y formación (Hooke College of Applied Sciences), y venta de instrumentos (McCrone Microscopes & Accessories).

Análisis de Materiales

• McCrone Associates es un laboratorio acreditado por A2LA que ofrece análisis mediante diversas técnicas como microscopía electrónica y difracción de rayos X.

Educación y Formación

• Hooke College ofrece cursos en diversas áreas, incluyendo microscopía con luz polarizada e IR. También colabora con universidades para ofrecer programas académicos.

Venta de Instrumentos

• La división se especializa en la venta de microscopios industriales Nikon y otros sistemas metrológicos, así como herramientas y suministros para laboratorios.

Aplicaciones de Inspección vs. Medición

• Se diferencia entre aplicaciones cualitativas (inspección) y cuantitativas (medición). Las inspecciones son subjetivas mientras que las mediciones son objetivas.

Técnicas de Inspección

• Ejemplos incluyen verificar el acabado superficial, color, daños o desgaste. Estas son evaluaciones cualitativas.

Técnicas de Medición

• Incluyen determinar dimensiones específicas como longitud, tamaño del agujero o ángulos. Estas son evaluaciones cuantitativas.

Tipos de Microscopios

• Se presentan diferentes tipos de microscopios utilizados para inspección: microscópicos invertidos, microscópicos upright y estereomicroscopios.

Microscopios Invertidos

• Tienen objetivos debajo del escenario; permiten ver muestras desde arriba utilizando varias técnicas ópticas.

Microscopios Upright

• Diseñados con objetivos en la parte superior; adecuados para partes translúcidas o claras.

Estereomicroscopios

• Proporcionan visualización estereoscópica 3D pero pueden no tener capacidad para montar cámaras.

Instrumentos de Medición Específicos

• Se enfocan en proyectores perfiladores y microscopios medidores. Los proyectores perfiladores permiten hasta 500X aumentos.

Proyectores Perfiladores

Comparadores y Micróscopios de Medición

Comparadores Horizontales

• Los fabricantes estadounidenses prefieren los comparadores horizontales debido a su capacidad para manejar piezas grandes y pesadas, lo que es crucial en la industria pesada de EE. UU.

Micróscopios de Medición

• Los microscopios de medición funcionan de manera similar a los comparadores, con una etapa de medición y múltiples objetivos que permiten hasta 1000X de magnificación. Se pueden usar oculares o cámaras.

Consideraciones para Elegir Instrumentos

• Al elegir entre un microscopio de medición y un comparador, se deben considerar factores como el tamaño y peso de la pieza, el área de interés, y si se requieren medidas simples o complejas.

• Preguntas clave incluyen: ¿Voy a usar oculares o una pantalla? ¿Necesito documentar con cámara? ¿Cuál es mi rendimiento esperado?

Métodos de Medición

• Existen dos métodos principales para realizar mediciones: mediante el campo visual o utilizando la etapa de medición. Cada método tiene sus propias aplicaciones dependiendo del tipo y tamaño de las piezas.

• En los comparadores, se pueden utilizar gráficos superpuestos para medir distancias y ángulos. En los microscopios, se pueden emplear retículas en los oculares para medidas más precisas.

Ejemplos Prácticos

• Se presentan ejemplos de gráficos medidores utilizados en comparadores; uno típico muestra líneas radiantes para medir ángulos y otro especializado para dimensiones del paso del tornillo.

• Los gráficos personalizados son útiles para alinear partes con tolerancias mínimas y máximas, facilitando inspecciones rápidas incluso por inspectores inexpertos.

Pantallas Protractor

• El uso de pantallas protractor permite medir ángulos alineando cruces sobre el objeto observado. Esto puede ser configurado en lecturas absolutas o incrementales.

Retículas Especializadas

• Las retículas en los oculares son útiles para medidas simples; pueden configurarse en métricas e incluir patrones específicos según la aplicación requerida.

Medición de Ángulos y Sistemas de Visualización

Métodos de Medición de Ángulos

• Se puede establecer un ángulo utilizando un ocular que permite rotar y leer el grado de rotación. Existen oculares manuales para lecturas precisas.

• El software, como Nikon Elements, facilita mediciones precisas en diferentes ejes, incluyendo medidas en el eje z si se cuenta con una escala adecuada.

Campo de Visión y Comparadores

• Un comparador V12 a 10X ofrece un campo de visión de aproximadamente 30 mm; al usar una pantalla más grande (20 pulgadas), este campo aumenta a 50 mm.

• En microscopios medidores, alcanzar 10X requiere combinar un objetivo 1X con oculares 10X, resultando en un campo de visión menor (22 mm).

Sistemas de Medición Digital

• Los sistemas X-Y y X-Y-Z permiten medir distancias en los instrumentos. La serie Nikon SC es una opción básica mientras que el sistema Quadra-Check es más avanzado.

• Quadra-Check, comercializado por Metronics (ahora Heidenhain), utiliza codificadores para detectar movimiento en la etapa del instrumento.

Establecimiento del Datum

• Para medir correctamente, se debe establecer la posición inicial del objeto sobre la mesa y definir un punto cero (datum), que sirve como referencia para todas las mediciones posteriores.

• Al medir características, se pueden utilizar diferentes métodos como puntos individuales o líneas; también se puede determinar si una figura es un círculo o un ángulo mediante "Measure Magic®".

Precisión en Mediciones

• Las características típicamente medidas incluyen puntos, líneas y círculos. Las características construidas son ángulos entre líneas o distancias entre puntos.

Probing y Medición de Ángulos

Proceso de Probing para Determinar Ángulos

• La anotación permite sondear más puntos que el mínimo requerido, facilitando la determinación de un ángulo al mover la parte bajo el punto de mira.

• Al finalizar el proceso, se puede obtener el ángulo entre dos líneas previamente sondeadas, con opciones para ver diferentes tipos de ángulos (incluido +180 o -180).

Análisis de Características Individuales

• Se pueden analizar características individuales como círculos; por ejemplo, se pueden elegir ocho puntos para determinar un círculo utilizando algoritmos como ajuste por mínimos cuadrados.

• También es posible medir distancias entre círculos, ya sea desde centro a centro o entre los bordes más cercanos o lejanos.

Construcción y Probing de Características

Creación de Círculos y Puntos de Intersección

• Se puede construir un "círculo de agujeros" usando tres círculos previamente sondeados para determinar uno mayor.

• Es posible crear puntos a partir de la intersección de dos líneas, lo cual es fundamental en la configuración del datum inicial.

Instrumentos: Proyectores y Micróscopios

Descripción del V12 y H-14-LED

• El V12 es un proyector con pantalla de 12 pulgadas que ofrece configuraciones con o sin lectura digital integrada.

• El H-14-LED es un comparador horizontal rediseñado con iluminación LED brillante y capacidad para soportar hasta 125 libras.

Variedades del V20 y Micróscopios

• El V20 tiene una pantalla de 20 pulgadas y múltiples objetivos disponibles; es un instrumento independiente.

• Los micróscopios MM tienen varias configuraciones; el MM-200 es el más pequeño, mientras que los MM-400 y MM-800 ofrecen opciones avanzadas como encoders en z-axis.

Configuraciones Avanzadas en Microscopía

Opciones Comunes en MM-400 y MM-800

• Ambos modelos comparten características similares pero difieren en tamaño máximo del escenario; el MM-800 permite mayor altura.

Sistemas Informáticos Avanzados