Princípio de funcionamento e configuração óptica
Um projetor de perfil, também conhecido como comparador óptico, utiliza ampliação óptica sem contato para projetar uma silhueta 2D ampliada ou uma imagem da superfície de uma peça de trabalho em uma tela de vidro fosco para medição linear e angular.
Princípio da Lente Objetiva Telecêntrica
As lentes padrão introduzem distorção de perspectiva, onde os elementos mais próximos da lente parecem maiores. Qualitest Os projetores de perfil eliminam esse erro dimensional usando objetivas telecêntricas com pupilas posicionadas no infinito. A luz viaja em trajetórias ópticas paralelas através do vidro da platina, mantendo os fatores de ampliação (10×, 20×, 50×, 100×) constantes mesmo que a peça de trabalho se desloque ligeiramente ao longo do eixo óptico. Modelos avançados como o QualiPP™ H412 combinam objetivas telecêntricas com óptica refletora revestida para maximizar a nitidez da imagem e o contraste das bordas.
Métodos de Iluminação
- Iluminação de contorno (transmitida): A luz passa diretamente por baixo do vidro do palco, projetando uma silhueta nítida com bordas de alto contraste na tela de visualização. Este método mede perfis externos, formatos de rosca, curvas de raio e chanfros.
- Iluminação LED de superfície (refletida): LEDs de superfície ajustáveis projetam luz diretamente na face superior do componente, refletindo detalhes da superfície na lente óptica. Esse método permite inspecionar marcas de superfície estampadas, sulcos rasos, furos cegos e texturas de superfície.
Método de Medição de Coordenadas e Detecção de Bordas
Qualitest Os sistemas combinam escalas lineares de vidro de alta precisão com leitores multifuncionais, como o QualiDigi™ Readout 400. Trabalhando em conjunto com sensores optoeletrônicos de detecção de borda, o leitor detecta transições de claro para escuro ao longo do perfil, registrando coordenadas X/Y e valores angulares com resolução de até 1' automaticamente, sem viés de alinhamento do operador.
Configurações de layout óptico: eixo vertical vs. eixo horizontal
- Eixo Óptico Vertical (Séries QualiPP™ V300 e QualiPP™ V400 / QVP400): Com telas de projeção de Ø300 mm e Ø400 mm, a luz se propaga verticalmente através de uma plataforma de vidro horizontal. Essa configuração é ideal para peças metálicas planas estampadas, juntas de borracha, engrenagens pequenas, componentes de relógios e componentes médicos finos.
- Eixo Óptico Horizontal (Séries QualiPP™ H300, QualiPP™ H400, QualiPP™ H3015 e QualiPP™ H412): Utilizando telas de Ø300 mm a Ø412 mm, a luz se propaga horizontalmente pela mesa de trabalho. Essa configuração é adequada para eixos torneados pesados, fixadores roscados longos, matrizes de conformação e insertos de ferramentas de corte fixados entre centros ou em blocos em V.
Método de Incerteza de Calibração e Medição
A verificação do projetor de perfil segue a estrutura de avaliação da incerteza de medição estabelecida na norma ISO/IEC Guia 98-3:2008.
| Parâmetro de calibração | Faixa de medição / Ampliação | Incerteza Expandida (U) | Fator de cobertura (k) | Nível de confiança |
|---|
| Desvio de ampliação | Ampliação de 10× | 0.0096% | 2.04 | ~% 95 |
| Desvio de posicionamento do palco | Curso de 0 a 100 mm | 0.005 mm | 2.01 | ~% 95 |
A avaliação da incerteza leva em consideração a expansão térmica do vidro da plataforma, a resolução do codificador de escala e a distorção da lente. Os sistemas de refrigeração integrados nos mainframes QualiPP™ evitam o acúmulo de calor durante a operação contínua, garantindo um desempenho de calibração estável na linha de produção.
Aplicações práticas de medição e limitações do método
Métodos de aplicação recomendados
- Componentes flexíveis e macios: Medição de anéis de vedação de borracha, juntas elastoméricas e conectores plásticos finos sem deformação física da sonda de contato.
- Óptica transparente: Medição de componentes transparentes, como lentes intraoculares médicas, onde a projeção óptica avalia os diâmetros externos sem riscar superfícies delicadas.
- Inspeção da ferramentaria: Verificação dos ângulos de passo da rosca, perfis dos dentes da engrenagem, machos, cossinetes e insertos de ferramentas de corte nas plataformas de inspeção QualiPP™.
Limites do método
- Restrição planar 2D: A projeção de perfil é limitada a medições planares bidimensionais. A imagem de sombra 2D não consegue medir o alinhamento espacial 3D nem a inclinação rotacional em múltiplos eixos.
- Limitações da cavidade interna: Cavidades profundas e cegas ou características internas que bloqueiam a passagem da luz não podem projetar uma silhueta de sombra desobstruída.
