Tras más de dos décadas de experiencia en la industria de la medición por visión, he visto a muchos clientes enfrentarse repetidamente a un problema específico: la medición de materiales transparentes o translúcidos suele arrojar resultados insatisfactorios. El vidrio, el acrílico, las piezas de plástico transparente y algunos elementos ópticos con recubrimientos especiales pueden parecer comunes, pero con un sistema de medición por visión, suelen plantear importantes desafíos.
Muchos clientes, al probar piezas de vidrio o acrílico por primera vez, observan que los bordes están borrosos y es casi imposible distinguir los límites reales en la imagen. Algunos informan haber visto contornos dobles, donde la misma pieza produce diferentes posiciones de borde detectadas, lo que provoca grandes variaciones en las mediciones dimensionales. Este problema es especialmente común en vidrio óptico, pantallas transparentes, lentes y carcasas de precisión.
La causa principal reside en las propiedades ópticas de estos materiales. La medición visual se basa en la luz reflejada de la superficie para formar bordes nítidos. Las piezas transparentes dejan pasar la mayor parte de la luz, y solo una pequeña parte se refleja en la cámara, lo que resulta en bordes borrosos. Además, la luz transmitida puede refractarse y reflejarse varias veces entre superficies, lo que produce "bordes falsos" superpuestos en las imágenes, a veces incluso más pronunciados que el borde real, lo que induce a error al software. Las superficies semitransparentes o esmeriladas dispersan la luz considerablemente, creando distribuciones desiguales en la escala de grises y provocando interferencias en los algoritmos.
Un cliente experimentó esto mientras medía una placa de cubierta de vidrio. Independientemente de cómo ajustara el sistema, los bordes de la imagen permanecían borrosos y las dimensiones medidas fluctuaban decenas de micras. Inicialmente, sospecharon que el equipo se debía a la inestabilidad. Tras el análisis, determinamos que el problema no residía en la máquina, sino en la superposición de señales de las superficies superior e inferior debido a la transmisión de luz, lo que impedía que el software identificara correctamente el borde real. Sin un manejo adecuado, los resultados de la medición no pueden servir como referencias fiables del proceso.
Para abordar estos desafíos, generalmente recomiendo a mis clientes que tomen varias medidas:
1. Ajuste la iluminación. Las luces anulares estándar suelen ser ineficaces para las piezas transparentes. Suelo recomendar el uso de retroiluminación. La retroiluminación coaxial puede presentar el contorno como una silueta, produciendo bordes muy nítidos y es una solución común para medir piezas transparentes. Para materiales semitransparentes o con alta dispersión, la luz difusa de ángulo bajo o la iluminación combinada pueden mejorar el contraste de los bordes.
2. Tratamiento temporal de la superficie. Con la aprobación del cliente, la aplicación de un spray revelador o la aplicación de una película esmerilada temporal pueden convertir la luz transmitida en reflexión difusa. Un cliente que medía piezas de plástico transparente observó que, tras usar un spray lavable, los bordes de la imagen se aclararon y la repetibilidad de la medición mejoró significativamente. Estos métodos añaden pasos adicionales, por lo que los clientes deben sopesar los beneficios frente a los requisitos de producción.
3. Optimice los algoritmos de software. La medición de piezas transparentes depende en gran medida de algoritmos. El ajuste multiumbral permite distinguir mejor los bordes verdaderos de los contornos falsos, y el filtrado puede eliminar los puntos inestables causados por el ruido óptico. Para problemas de doble borde, los criterios geométricos pueden ayudar a seleccionar solo el borde que cumple con los requisitos del proceso. El ajuste de subpíxeles también mejora la repetibilidad, incluso con bordes ligeramente borrosos.
4. Considere el entorno y la fijación. El fondo puede afectar significativamente la imagen de las piezas transparentes. Normalmente recomiendo usar una platina negra para aumentar el contraste. Las fijaciones deben evitar que entren en el camino óptico, ya que pueden crear reflejos adicionales e interferir con la detección de bordes.
En resumen, los principales desafíos en la medición de materiales transparentes y translúcidos se derivan de la transmisión, la refracción y la dispersión de la luz. La comprensión de estos fenómenos ópticos, combinada con una iluminación adecuada, el tratamiento de superficies y la optimización de algoritmos, permite resolver la mayoría de los problemas. Más de dos décadas de experiencia me han demostrado que la medición por visión no se limita a la precisión del equipo, sino que requiere un profundo conocimiento de las propiedades de los materiales y los principios ópticos. Solo abordando ambos aspectos podemos medir piezas transparentes con fiabilidad, precisión y consistencia.