EuroWire July 2015

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Artículo técnico
Julio de 2015 73
Medición de calidad
superficial ultra rápida,
de alta resolución para
alambres, fibras ópticas
y cables
Por Jean-François Fardeau, Gérald Novel y David Miara, Cersa-MCI, Departamento I+D, Cabries, Francia
Resumen
Este proyecto responde a la necesidad
desde hace tiempo de medir la calidad
superficial y detectar defectos en línea del
alambre, del cable y de la fibra óptica de
manera eficiente. Esto ha sido posible hace
poco gracias a los últimos adelantos en
optoelectrónica.
El sistema trabaja como una cámara lineal
en forma de anillo dispuesta alrededor de
los alambres. La versión para alambre fino
trabaja de 10μm (0,4 mils) a 2mm (80mils)
y está disponible en dos modelos, para
alambre fino y ultra fino.
Con 64 puntos por circunferencia, unas
300.000 circunferencias por segundo (c/s)
y un tamaño del punto proporcional al
diámetro del alambre, lleva la detección
superficial a un nivel muy por encima de
todas las tecnologías existentes a un coste
competitivo.
El sistema comprende todas las funciones
de cálculo electrónico en tiempo real
necesarias: caracterización y selección de
defectos, y alarmas.
Se conecta a ordenadores externos para
el registro de datos, configuración de
parámetros y visualización de imágenes de
la superficie en la pantalla del PC, cálculos
estadísticos, generación de informes
sobre la calidad de producción y para el
mantenimiento. (Patente internacional de
julio de 2004).
Otros modelos, para diámetros mayores,
resoluciones más altas pero con una
velocidad inferior, estarán disponibles el
año próximo.
Introducción
En aplicaciones donde la calidad super-
ficial (rugosidad, defectos, abultamientos,
estrechamientos) es de suma importancia,
como en el caso de alambres de acero
inoxidable finos especiales, alambres de
oro, chapado de alambre, revestimientos
o coloraciones de fibras ópticas, esmaltado
de alambres de cobre y cables de banda
ancha, no se disponía de ningún instru-
mento para el análisis superficial completo
de alta resolución a alta velocidad.
Los instrumentos actualmente existentes
para medir la calidad superficial se basan
en el análisis de la imagen con cámaras
estándares. Los factores limitantes, en el
caso de alambre fino, son la resolución
sobre el alambre, la frecuencia de la
imagen y el sistema de iluminación para el
análisis de la superficie.
Con el procesado de imágenes de la
circunferencia entera sin contacto, se
cubre toda la superficie del alambre a alta
resolución y alta velocidad y se puede
evaluar la superficie y la forma del defecto.
A 300.000 circunferencias por segundo
y 64 puntos por circunferencia, a una
velocidad de línea de 30m/s (1.800m/
mn), la resolución axial (paso) sería 0,1mm
(4 mils).
Incluyendo los impulsos de alimentación
del alambre para la medición de longitud
y velocidad, se determinan las dos
dimensiones: longitud y circunferencia.
Esto proporciona una imagen en dos ejes
del alambre para la caracterización de los
defectos.
Conectando el sistema a un ordenador, es
posible presentar las imágenes locales de
la superficie del alambre, especialmente
cuando hay un defecto, para analizarlo y
estudiarlo.
Usando sólo componentes estáticos, la
duración del dispositivo no es un problema.
El mantenimiento de los sistemas ópticos
en entornos hostiles requiere una especial
atención. Para reducir el mantenimiento,
se usa aire limpio presurizado para evitar la
deposición de polvo, vapor o partículas en
la interfaz del tubo de vidrio interno.
Principio
La idea fue desarrollada a partir del
destello de un proyector de haz sobre un
cilindro.
Lado de entrada Lado de salida
▼ ▼ Figura 1