Seleccione el dispositivo de medición de ejes adecuado

Continúa la tendencia hacia características cada vez más pequeñas y tolerancias cada vez más estrictas. Esto va acompañado de una creciente demanda de codificadores de eje que sean fáciles de programar, proporcionen mediciones eficaces y muy precisas y puedan medir una amplia gama de piezas. Con ellos, los usuarios pueden medir piezas con simetría de rotación directamente en el taller, garantizando un control de calidad óptimo mientras la producción continúa. Actualmente, los usuarios pueden elegir entre tres tecnologías para medir los ejes: óptica, táctil o una combinación de ambas.

Los ejes y otras piezas con simetría de rotación son omnipresentes en casi todos los sistemas mecánicos. De hecho, la mayor parte del mecanizado realizado en todo el mundo está relacionado con la producción de ejes o de componentes conectados a ellos. Los ejes incluyen una variedad de otros elementos con funciones clave, como chavetas, conos, ranuras, roscas, levas y engranajes. Éstas, a su vez, deben ajustarse a unas dimensiones exactas para funcionar de forma fiable en los sistemas mecánicos.

Diferentes características, la misma exigencia de precisión

En el pasado, los usuarios utilizaban dispositivos de medición manuales especiales, como calibres, micrómetros, calibradores de presión o una placa de marcado para medir un eje típico. Sin embargo, muchos de los diámetros, longitudes, ángulos, anchos de ranura, diámetros de redondeo o chaflanes de los ejes pueden medirse con mucha más precisión con los sistemas modernos hasta las máquinas de medición de coordenadas (MMC) de alta gama. Los crecientes requisitos de precisión y la disminución de los tiempos de ciclo traen consigo una demanda adicional de mediciones de alta precisión directamente en la producción. Al mismo tiempo, los ejes se utilizan a menudo en aplicaciones críticas para la seguridad y el rendimiento, por lo que garantizar la precisión, la calidad y la fiabilidad es una prioridad absoluta.

Tres tecnologías con diferentes ventajas

Actualmente, los usuarios pueden elegir entre tres tecnologías para medir las ondas:

• óptica
• táctil
• una combinación óptica y táctil.

Los sistemas ópticos son muy utilizados por su flexibilidad y rapidez. Sin embargo, los sistemas ópticos sólo pueden medir lo que ven. En este sentido, puede ser necesaria una medición táctil adicional. Hay varias opciones entre las que elegir, que difieren entre sí en cuanto a capacidad de medición y complejidad. Por ello, recientemente se han hecho cada vez más populares los sistemas combinados: combinan la velocidad de un sistema óptico con una sonda táctil que puede medir características que las sondas ópticas no detectan. Combinando hábilmente el sistema óptico adecuado con la sonda táctil correcta, los usuarios pueden lograr la máxima precisión y flexibilidad.

Medición óptica del eje

El mercado ofrece una amplia gama de sofisticados sistemas ópticos de medición de ejes totalmente automatizados que inspeccionan con eficacia y precisión las piezas de trabajo con simetría de rotación. Estos sistemas permiten medir con gran precisión numerosas características en cuestión de segundos, tanto en el laboratorio como en el duro entorno de producción, sin que el operario influya en los resultados de la medición. Los sistemas ópticos de medición de ejes funcionan con dos métodos diferentes: con cámara de barrido lineal o con cámara matricial.

La cámara de escaneo lineal utiliza la llamada tecnología de escaneo lineal para generar imágenes de las dimensiones de la pieza, cada una de las cuales contiene una sola línea de píxeles. A medida que el objeto pasa por delante de la cámara, la imagen se reconstruye línea a línea. Los sensores de línea a veces están ligeramente inclinados con respecto al eje de la pieza para medir mejor dimensiones como los bordes y los hombros. Los diámetros de las piezas y los elementos se representan como una serie de puntos o píxeles interconectados. La medición final se realiza mediante una imagen calculada de la pieza. Sin embargo, las características muy pequeñas son más difíciles de medir debido a la menor resolución entre las líneas individuales.

Las cámaras matriciales de alta resolución ofrecen una alternativa moderna y precisa. Anteriormente, las llamadas mediciones de matriz se consideraban una alternativa algo más lenta que la medición de líneas debido a la mayor cantidad de datos que implicaba. Sin embargo, los avances tecnológicos, que incluyen tiempos de procesamiento más cortos y programas especiales para la optimización de las mediciones, han cerrado esta brecha.

En la actualidad, las ventajas de la cámara matricial sobre la cámara de barrido lineal son

• mayor resolución y, por tanto, mediciones más precisas y estables
• Medición de rasgos significativamente más pequeños
• Evaluación de los detalles más pequeños gracias a las funciones de zoom.

Metrología táctil de ejes

Sin embargo, a pesar de sus muchas ventajas, la metrología óptica sólo puede captar lo que es visible desde el exterior: el proceso de medición suele implicar la retroiluminación de la pieza para obtener una imagen de contorno para la medición. Sin embargo, este esquema no representa muchos elementos, especialmente los muy detallados. Por ejemplo, puede haber chavetas u orificios en el eje que sirvan de referencia para la posición de otras características. El chavetero no es visible en el contorno, pero tiene una importancia crucial para el funcionamiento del eje y, por tanto, debe medirse. Por lo tanto, dependiendo de la característica respectiva, se debe preferir la medición con sondas táctiles, que están disponibles en diferente complejidad como sondas inductivas y sondas 2D.

Las sondasinductivas son más potentes que, por ejemplo, las sondas 3D de disparo o de barrido. Las sondas inductivas no se limitan a medir puntos individuales. Más bien, los ejes móviles del sistema de medición se desplazan con ellos sobre la superficie a inspeccionar, con las sondas inductivas adquiriendo continuamente puntos de datos. Dado que las sondas inductivas sólo son sensibles en una dirección, los sistemas de medición tienen ejes de movimiento adicionales para alinear la sonda de modo que pueda medir en una dirección ortogonal (perpendicular a la superficie) a cualquier superficie del eje.

Otra clase de sonda táctil es el sistema 2D. También se mueven sobre la superficie para tomar continuamente puntos de medición. La principal diferencia es que éstas pueden medir en todas las direcciones de un plano 2D simultáneamente, lo que las capacita para medir superficies mucho más complejas. Por ejemplo, los engranajes suelen ser componentes de los ejes de transmisión, por ejemplo. El uso de un sistema de sondas 2D permite medir con precisión la compleja geometría de los perfiles de los engranajes.

Combinación óptica y táctil

En el caso de características aún más complejas, la combinación de mediciones ópticas y táctiles puede ser el método elegido. La medición correcta de un perfil involutivo, por ejemplo, requiere un barrido simultáneo con dos ejes móviles del sistema de ejes y un sistema de sondas táctiles 2D que sea capaz de medir las desviaciones ortogonalmente, es decir, en ángulo recto con la superficie, en todo momento. Esta solución tiene ventajas decisivas: permite la medición completa y rápida de un eje con muchas características diferentes, por ejemplo

• óptica: diámetros, longitudes, radios, chaflanes
• táctil: dientes típicos de un engranaje recto

en sólo cinco o diez minutos, según el número de dientes inspeccionados en el engranaje.

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