Ventajas del calibrado diferencial en sistemas de alta precisión

El proceso de calibrado diferencial utiliza dos dispositivos sensores y combina los resultados en una sola medición. La dimensión medida es el cambio en la posición de los dos componentes sensores.

El calibrado diferencial tiene ventajas sobre las mediciones estándar comparativas que utilizan un único cabezal sensor contra una superficie de referencia fija. Entre ellas se incluye la medición del tamaño sin tener en cuenta la posición (figura 1).

Ventajas del calibrado diferencial sobre métodos estándar

Cuando los dos cabezales calibradores están en línea y en posición opuesta, la dimensión detectada será el cambio en la separación de las dos puntas del calibrador, en este caso, el tamaño de la pieza. Cuando se mide de esta manera, el escalonamiento de la pieza no forma parte del bucle de medición. La platina de un sistema diferencial solo coloca la pieza entre los transductores.

Hay disponibles varios sistemas de medición que pueden proporcionar calibrado diferencial, incluidos el calibrado neumático y el electrónico. El calibre neumático es probablemente el más común, ya que todos los calibradores de dos chorros y anillos de aire utilizan el principio del calibre diferencial.

La mayoría de los calibradores neumáticos miden la contrapresión acumulada en el sistema cuando la herramienta se coloca cerca de una pieza de trabajo; esto da como resultado una mayor presión de aire, que el comparador del calibrador convierte en un valor dimensional. De este modo, cuando el tapón encaja en la pieza, la combinación de ambos chorros representa el diámetro de la pieza sin tener en cuenta en qué parte de la pieza se encuentra el tapón.

Lo mismo ocurre con las sondas electrónicas. En este caso, sin embargo, las sondas se combinan electrónicamente para proporcionar la medición diferencial. La medición diferencial mediante sondas neumáticas y electrónicas se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, que incluyen la medición de forma en ángulos, conos y ejes, sin tener en cuenta las dimensiones de la pieza.

Asimismo, la concentricidad de dos diámetros de eje, la comparación de una pieza de trabajo con un patrón, el calibrado de coincidencias y, por último, la comprobación del paralelismo de una pieza de trabajo y su superficie de soporte son aplicaciones de esta técnica.

Posibles errores en el calibrado diferencial y cómo mitigarlos

Si existe un problema con el calibrado diferencial, es el hecho de que hay básicamente dos dispositivos de detección, ya sean dos chorros de aire combinados en un único circuito o dos sondas electrónicas combinadas electrónicamente en algún tipo de sistema amplificador. El problema es que hay dos sensores; por tanto, en teoría, existe la posibilidad de que se produzca el doble de error cuando se combinan los sensores.

En el caso de los calibradores neumáticos suele denominarse error de balanceador. En el caso de las sondas electrónicas, especialmente cuando se utilizan para aplicaciones de tolerancia extremadamente alta, se denomina error de seguimiento. Sin embargo, en ambos casos, es de esperar que el movimiento en un sensor sea el mismo movimiento en el otro.

Con el calibrador neumático, que utiliza dos chorros de aire combinados diferencialmente en un tapón de aire, la comprobación de este error de equilibrado es algo que debe hacerse como parte de una reseña anual de herramientas. Si un tapón de aire se utiliza como herramienta manual, el desgaste será, a menudo, igual en todas las partes del diámetro. Sin embargo, si la clavija de aire se monta en un soporte con las boquillas verticales, podría haber más desgaste en un sensor de boquillas que en el otro.

Las pruebas realizadas son bastante sencillas. Asegúrese de que el tapón de aire está montado en su soporte con los chorros en posición de 0 grados y 180 grados. A continuación, coloque el patrón en la herramienta y ponga a cero la pantalla. Luego levante suavemente, pero con firmeza, el anillo maestro, haciendo que el anillo descanse contra la parte inferior del cuerpo del herramental de aire.

Normalmente, los enchufes neumáticos de dos chorros se equilibran de manera automática cuando uno de los chorros está más cerca de la pieza de trabajo que el otro, como ocurre en este caso, en el que el máster se apoya en el chorro superior. Pero si un chorro u orificio está dañado o desgastado, esta prueba demostrará la incapacidad del calibrador para mantener ese equilibrio. Los fabricantes de herramientas neumáticas tienen tolerancias sobre el error de equilibrado, y el tapón neumático puede compararse con los límites aceptables.

Una combinación de sondas electrónicas utilizadas en calibración diferencial suele tener más rango de medición y a veces se utiliza en aplicaciones de mayor resolución. Este error de combinación puede denominarse error de equilibrado, pero es más frecuente llamarlo error de seguimiento, ya que es más fácil trazar las curvas de medición de cada sonda y de la combinación. Para comprobar este error, el proceso es un poco más complicado, pero con las herramientas correctas, resulta bastante fácil.

En este caso, la prueba consiste en colocar ambas sondas sobre la referencia calibrada, moverla por varios puntos a lo largo del recorrido de la sonda y observar la diferencia. La superficie de referencia móvil puede ser un microcalibrador muy preciso o un conjunto de bloques calibradores que representen puntos dentro del rango de medición de las sondas.

Para empezar, coloque las sondas sobre la referencia en un punto cercano a su cero electrónico, ponga a cero electrónicamente las sondas y visualice cada sonda y la combinación en el amplificador.

A continuación, desplace las sondas por su rango y registre los valores en los pasos designados. Cuando haya finalizado, podrá determinar el error de cada sonda y, potencialmente, cualquier variación que pudiera afectar su medición diferencial.