Comparador óptico: para qué sirve y partes
El comparador óptico es un instrumento metrológico diseñado para inspeccionar las medidas de las piezas manufacturadas mediante un principio óptico simple. Estas piezas, componentes de maquinarias que operan en diversos campos, son iluminadas de tal modo que el analista tenga una visión amplificada de su perfil y superficie.
Su funcionamiento es análogo al del retroproyector que trabaja con láminas de acetato; excepto que la sombra proyectada no termina en una pared, sino en una pantalla a la altura del observador o analista. La imagen de la pieza u objeto iluminado, mediante un juego de espejos, permite hacer mediciones directas de sus dimensiones, geometría o diseños.
Los metrólogos hacen uso del comparador óptico para garantizar que las piezas cumplan con los requerimientos necesarios que exigen los patrones de calidad; de lo contrario, pudieran poner en riesgo la funcionalidad de la máquina o equipo a cual conforman.
Aunque su tecnología se considere primitiva e inadecuada para piezas complejas, continúa siendo de mucha utilidad debido a su simpleza, y a su capacidad de poder acoplarse a una computadora que facilite los cálculos de las dimensiones de la pieza; tales como área, longitud, ángulos y anchura.
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El comparador óptico es una herramienta óptica de la metrología, por lo que su inminente función es la de permitir obtener mediciones de manera directa a partir de la imagen proyectada y amplificada de una pieza.
Se pudiera decir que es una mezcla entre un retroproyector y un microscopio óptico: la pieza se ilumina desde abajo por una fuente de luz, pero sin necesidad de mirar a través de un ocular para apreciar la imagen obtenida.
Debido a que esta imagen es lo suficientemente grande, puede tratarse puntos en ella y, con unidades de medida de pulgadas o centímetros, medirse la longitud o curvatura de sus perfiles; es decir, las medidas de sus bordes proyectados (tal como en la primera imagen).
Al tener el perfil (contorno o silueta) de la pieza, puede volverse evidente una imperfección en la misma que a simple vista, por ser muy pequeña, pasaría desapercibida. Asimismo, modificando el modo en que dicha pieza es iluminada, sobre todo si es plana, puede estudiarse la calidad y características de su superficie.
Las piezas manufacturadas se someten a una serie de análisis de calidad para discriminar cuáles son defectuosas y cuáles están listas para integrar la máquina correspondiente. Estas piezas suelen ser tornillos, estampados, engranajes, juntas, rejillas, hélices, chips; todas ellas pequeñas y difíciles de inspeccionar a simple vista.
Partiendo de sus perfiles y de un patrón de medición, la inspección dimensional puede ser inmediata si estos dos al compararse no coinciden en sus formas. Por otro lado, utilizando el comparador óptico puede ingeniarse estrategias de mediciones para una pieza nueva, de tal modo que pueda volver a reproducirse en futuras ocasiones.
La plataforma donde reposa la pieza puede moverse para abarcar distintas zonas del perfil o superficie, así como rotarse con el propósito de medir los radios de sus curvaturas o los diámetros de sus círculos internos.
Este instrumento metrológico y óptico ofrece alta precisión en sus mediciones, comodidad ergonómica, y ahorro de tiempo en numerosos laboratorios de investigación de aeronáutica, aviación, automotriz, electrónica, así como en sus talleres mecánicos, relojerías, y en las líneas de inspección de sus fábricas.
Los comparadores ópticos se han usado para estudiar la superficie de las monedas, verificando así el estado y las características de las mismas; si han sufrido deterioro, golpes, raspaduras, o si han perdido coloración.
En la imagen superior tenemos un comparador óptico vertical en el que se proyecta una especie de plantilla. La diferencia entre los comparadores ópticos verticales y horizontales es la dirección de donde la pieza es iluminada; los primeros se usan especialmente para piezas planas, mientras que los segundos para aquellas de formas alongadas.
Se observa los perfiles o contornos de la plantilla a simple vista, con la suficiente resolución y amplitud para que más de un analista pueda evaluarla y realizar sus mediciones, de tal modo que puedan discutir sus resultados en un mismo tiempo. Esto facilita y agiliza las inspecciones.
A diferencia de otros artefactos, el comparador óptico permite medir las dimensiones de los objetos a partir de sus imágenes bidimensionales.
Dichas imágenes 2D pueden observarse en la pantalla de proyección, la cual es lo suficiente grande para que el analista realice cómodamente sus mediciones sin forzar su visión; siempre y cuando reduzca la intensidad de la luz.
La pieza es iluminada por una fuente de luz que puede ser de diferentes colores. Mediante un juego de espejos y lentes, la imagen termina proyectándose en la pantalla. Gracias a la plataforma móvil en que se coloca la pieza, los perfiles pueden ajustarse mientras se marcan los puntos de acuerdo a sus formas para medir longitudes o anchuras.
En la misma plataforma donde se coloca la pieza se encuentra una plantilla circular de referencia con los ejes cartesianos, de tal modo que pueda saberse las posiciones relativas del perfil obtenido respecto al origen.
Así, el origen vendría a ser el centro de la pantalla, y la pieza puede colocarse en una posición conveniente en la plantilla para que este coincida con una parte específica que facilite su medición.
En la parte baja del comparador óptico se halla el panel de control, con los interruptores y perillas para su encendido, intensidad de la luz o resolución de la imagen.
Una pantalla de menor tamaño permite la lectura de los ejes X y Y, la cual cuenta las unidades de medida seleccionadas mientras se recorren los perfiles de la pieza. Este contador también determina los ángulos en que se rota la pantalla de acuerdo a la curvatura; por ejemplo, con él pueden medirse los diámetros de los círculos de la plantilla de arriba.
Y finalmente, en los laterales hay unas perillas que permiten recorrer los ejes X y Y, subir o bajar la imagen proyectada, moverla a la izquierda o hacia la derecha, acercarla o alejarla de la fuente de luz.
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