¿Qué es un Autocolimador?
Un autocolimador es un instrumento óptico que utiliza la linealidad de la luz para medir desplazamientos angulares mínimos de un objeto. Este puede medir ángulos sin contacto y suele utilizarse para ajustar la posición de piezas o medir distorsiones en sistemas ópticos o mecánicos.
Usos de los Autocolimadores
Los autocolimadores se utilizan para inspeccionar y ajustar el paralelismo, la rectitud, el eje óptico y la alineación, así como para medir ángulos con precisión.
1. Medición de la Rectitud de Bancadas de Máquinas, Herramientas y Equipos de Procesamiento Robotizado
La rectitud se convierte a partir de la cantidad de movimiento de la imagen del retículo por el espejo plano deslizando el soporte en el que está fijado el espejo plano a lo largo de la superficie guía.
2. Medición del Paralelismo de Caras Extremas como Ventanas Ópticas y Caras en Cuña
Transmitiendo un único haz láser, es posible medir el paralelismo entre dos superficies coaxiales. El paralelismo de las placas de vidrio, por ejemplo, puede medirse midiendo la diferencia angular entre la luz reflejada de las superficies delantera y trasera.
3. Medición de la Cuadratura
Las mediciones pueden realizarse curvando la luz mediante un prisma pentagonal denominado escuadra óptica.
4. Medición del Ángulo de Rotación de un Plato Giratorio
Utilizando un espejo multifacético, se puede medir la precisión de división de una plataforma giratoria o de un disco de indexación.
5. Medición de la Desviación de Piezas Elásticas
Fijando un reflector a una pieza elástica y observándola con un autocolimador, es posible medir variaciones mínimas.
6. Ajuste del Eje Óptico
Si el eje óptico está alineado, como en un telescopio astronómico, la marca central del espejo primario puede verse en varias capas en el campo de visión del autocolimador.
7. Inspección de Productos Ópticos
Medir el alabeo y la ondulación de discos y obleas, y la precisión de espejos poligonales.
Principio del Autocolimador
Las mediciones del autocolimador utilizan los principios de rectitud de la luz láser y enfoque de la lente. En primer lugar, se utiliza principalmente un láser semiconductor como fuente de luz, y el láser se convierte en un haz colimado mediante una lente primaria. Esta luz colimada pasa a través de una lente secundaria para formar una imagen en el punto focal.
En este caso, la luz reflejada es dividida espectralmente por un semiespejo en el camino óptico y llega a un elemento receptor de luz, como un CCD, que entonces forma una imagen. Si el objeto está instalado sin ninguna inclinación con respecto al haz láser irradiado, la imagen producida por la luz reflejada es exactamente la misma que la de la luz incidente. En cambio, si el objeto está inclinado, la imagen se forma desalineada, por lo que el ángulo de alineación puede determinarse a partir del grado de desalineación.
Más Información sobre el Autocolimador
1. Instalación del Espejo
En el interior del autocolimador se incorporan muchos espejos que no están directamente relacionados con el principio de medición. Si todas las ópticas del autocolimador están dispuestas en serie, el tamaño del dispositivo es el necesario para el recorrido óptico.
En la mayoría de los autocolimadores se instalan varios espejos reflectores para reducir el tamaño del dispositivo.
2. Tolerancias Geométricas que pueden Medirse con Autocolimadores
Los autocolimadores pueden utilizarse para determinar tolerancias geométricas que pueden definirse mediante líneas rectas y planos. Los autocolimadores miden la inclinación de los espejos utilizando la luz reflejada de espejos instalados a cierta distancia de la fuente de luz y desplazados del eje óptico.
El ángulo del espejo se sustituye por el desplazamiento y se calcula, lo que permite medir el desnivel de cada punto de medición. La rectitud puede determinarse poniendo a cero la posición inicial y trazando el desplazamiento para cada punto de medición.
Si el autocolimador se utiliza para repetir la determinación de la rectitud en otra línea, los puntos trazados pueden utilizarse para medir la planitud, ya que se puede trazar un plano desde una línea a un plano. Modificando la forma en que se coloca el autocolimador y la forma en que se sujeta el espejo, los resultados de la medición pueden desarrollarse también para la inclinación y la cuadratura. Sin embargo, es difícil medir la redondez y la cilindricidad, que se definen mediante curvas y superficies curvas.
3. Desventajas de los Autocolimadores
Los autocolimadores tienen el problema de que si la fuente de luz no está en la posición focal de la lente, la imagen no puede formarse correctamente, lo que provoca errores de medición y desenfoque de la imagen observada. Este error de posicionamiento de la fuente luminosa requiere una precisión estricta inferior al 0,1% de la distancia focal de la lente del colimador.
Dado que este posicionamiento es muy severo, los autocolimadores pueden posicionarse de varias maneras: algunos pueden posicionarse por el diámetro del punto utilizando una apertura, otros utilizan una cuchilla.