Los medidores de diámetro por luz láser son sistemas sin contacto dedicados a la medición continua del diámetro de productos cilíndricos en movimiento, como hilos, cables, tubos, perfiles, barras y productos extruidos. Utilizan un haz láser colimado que atraviesa el producto generando una sombra sobre un sensor lineal CCD/CMOS: la dimensión de la sombra corresponde directamente al diámetro. Las configuraciones de varios ejes (2 o 3 planos de medición) proporcionan la medición simultánea de diámetros mínimo, máximo y medio y de la ovalidad, habilitando el control dimensional al 100 % en línea de producción con frecuencias de adquisición de hasta cientos de Hz.
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Principio de medición
El principio de medición por sombra emplea un emisor láser con óptica de colimación que genera un haz paralelo más ancho que el diámetro máximo del producto. El producto, situado en el centro del haz, intercepta la luz y crea una sombra que, recogida por una lente de recepción, se enfoca sobre un sensor lineal digital. Un algoritmo de detección de bordes subpíxel determina la posición exacta de los bordes de la sombra, de donde se obtiene el diámetro con una resolución de hasta 0,1 μm. Los sistemas de varios ejes utilizan cabezas dispuestas a 60°, 90° o 120° para cubrir toda la circunferencia.
Características
Los medidores de diámetro láser industriales cubren campos de medición desde pocos mm (0,03-2 mm para hilos finos) hasta 250-500 mm y superiores (tubos y perfiles de gran sección). La exactitud típica es de ±0,1-1 μm en hilos finos y de ±10-50 μm en productos de dimensiones medias. La frecuencia de adquisición alcanza 500-3000 Hz, lo que permite medir productos a velocidades de extrusión de hasta 200-300 m/min. Las interfaces digitales (Profinet, EtherCAT, Modbus, OPC UA) habilitan la integración en tiempo real con sistemas de control de proceso para una regulación automática.
Aplicaciones
Los sistemas láser de diámetro se utilizan en las líneas de trefilado de hilos metálicos (cobre, acero, aluminio), en la producción de cables eléctricos, ópticos y de telecomunicación (control del diámetro del conductor, de la cubierta y del aislante en todas las fases), en la extrusión de tubos y perfiles de plástico (PE, PVC, PP, ABS) y de caucho (tubos flexibles, juntas), en la laminación de alambrón y barras, y en la producción de hilo de soldadura, de hilado textil sintético y de perfiles metálicos estirados. El control dimensional continuo reduce los rechazos y permite optimizar el consumo de materia prima.
Integración y funciones
Los sistemas más evolucionados integran funciones de cálculo estadístico (media, desviación típica, capacidad Cp/Cpk), seguimiento de la posición a lo largo del producto (con encoder externo), alarmas por fuera de tolerancia, control automático de la línea (realimentación sobre velocidad, temperatura y presión de extrusión), emisión automática de informes de lote y archivo de datos para la trazabilidad. La estructura mecánica del cabezal de medición está diseñada para entornos severos (polvo, vapores, vibraciones), con grado de protección IP65 y dispositivos de limpieza automática de la ventana óptica.
Criterios de elección
La selección de un medidor de diámetro láser depende del campo de medición nominal del producto, de la exactitud requerida (en función de las tolerancias), del número de ejes necesarios (1 para el diámetro simple, 2-3 para la ovalidad), de la velocidad del producto, de las condiciones ambientales y de la necesidad de integración con el sistema de control de línea. La prestación se verifica con patrones cilíndricos certificados según ISO 17025 y con ensayos de Gage R&R sobre producto real.
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