Sistemas de proyección láser para contornos y plantillas basados en datos CAD

La geometría de la configuración, la complejidad de las formas proyectadas, las condiciones ambientales y el material de la superficie de proyección pueden afectar a la visibilidad de la imagen láser proyectada.
A continuación incluimos algunos datos útiles que pueden ayudarle a decidir cómo utilizar mejor los proyectores láser para su aplicación.

Nuestro experimentado equipo de ventas también estará encantado de ayudarle a encontrar la solución óptima para sus necesidades.

Para obtener una línea brillante, el láser tiene que ser más potente que la luz ambiental.

Regla general: Cuanta más luz haya en el entorno, más potencia del láser se necesita.

• Cuando la luz es tenue, se necesita poca potencia del láser (5 mW).
• La luz artificial requiere una potencia media (10 mW).
• En caso de luz artificial o natural fuerte, se necesita la máxima potencia (30 mW).
• Dependiendo de la situación, la incidencia de la luz solar directa sobre la superficie de proyección puede eclipsar la proyección láser.

La visibilidad de un láser depende de la luz absorbida o reflejada por la superficie en la que se proyecte.

Regla general: Cuanta más luz absorba la superficie, más potencia láser se necesita.

• Los materiales transparentes o translúcidos, como el vidrio, no reflejan mucha luz. Por lo tanto, puede ser muy difícil ver las líneas láser proyectadas sobre estos materiales, si es que se pueden ver.
• Las superficies negras mate absorben mucha luz y reflejan poca. En estos casos se necesita mucha potencia láser para obtener un contorno visible.
• Las superficies brillantes reflejan los rayos láser de acuerdo con la regla de que «el ángulo de incidencia equivale al ángulo de reflexión». Si observa la superficie desde un ángulo diferente, puede que no vea ninguna línea proyectada.
• Las superficies húmedas, polvorientas o grasientas tienen una reflectividad variable. Los resultados solo se pueden determinar con pruebas.
• Las superficies rugosas, como las ranuras pulidas o fresadas, pueden absorber partes de una línea y mostrar solamente una forma con una luminosidad reducida o con una que dependa del ángulo de visión.

Envíe una descripción a nuestro equipo de ventas y estarán encantados de ayudarle.

Regla general: Los láseres de color verde suelen tener mejor visibilidad que los de otros colores.

• En general, el ojo humano es más sensible a la luz verde que a la roja.
• Sin embargo, puede que el color y la estructura de la superficie del objeto hagan que sea más adecuado un láser rojo (consulte «Material y superficie»).
• Los diferentes colores de la proyección láser le ofrecen nuevas opciones para su flujo de trabajo.

Nuestro equipo de ventas estará encantado de ayudarle a encontrar la opción más adecuada.

El área máxima de proyección es prácticamente ilimitada, ya que los proyectores se pueden conectar en red para realizar proyecciones sobre herramientas u objetos más grandes. Los planos de planta de las salas de exposición pueden tener áreas de proyección de varios miles de metros cuadrados. También se pueden utilizar en los moldes para palas de turbinas eólicas con una longitud de 100 metros o más.

El ángulo máximo de proyección es de 80°×80° por debajo de la salida del láser. Puede visualizar el modelo como una pirámide de base cuadrada con el proyector láser en su parte superior. La altura mínima de proyección es de 1,5 m. La distancia máxima a un objetivo de calibración es de 15 m, lo que limita la altura perpendicular sobre una superficie plana a 11,5 m.

Para proyectores montados a una altura H perpendicular sobre una superficie plana encontrará:
Fórmula para la longitud de los lados "s" del cuadrado máximo proyectado:
s = 2×H×tan 40° (redondeado H×1,7)
Fórmula para el área de proyección "a" en función de la altura de montaje:
a = s² (redondeado H²×2,9)
 

Las líneas láser proyectadas se generan mediante un punto láser que se desplaza a lo largo de las coordenadas correspondientes en un orden optimizado. Cuando esto ocurre lo suficientemente rápido (>24 veces/segundo), parece una imagen estable. Dependiendo de la iluminación ambiental, las líneas comienzan a parpadear si la frecuencia se reduce. Esto puede suceder si el contorno que se va a proyectar es demasiado complejo. En este caso, los datos de la proyección deben simplificarse o el número de elementos proyectados debe distribuirse en varias capas. Como alternativa, pueden utilizarse varios proyectores para cubrir la misma área y distribuir la carga entre ellos.

No existe ninguna fórmula para calcular el número máximo de líneas proyectadas antes de que comience el parpadeo, ya que depende de muchos factores: la forma de las líneas, su posición, su distribución por el área de proyección, la forma tridimensional de la superficie y el potencial para optimizar la forma en la que debe desplazarse el punto láser.

La calibración manual básica solo se debe realizar una vez por cada nueva herramienta o molde que se utilice. Si calibra un espacio de trabajo fijo como una mesa, solo tendrá que realizar la calibración manual una vez durante la primera instalación.

Después, el procedimiento de calibración podrá realizarse de forma semiautomática en el caso de herramientas móviles o moldes que no incluyan el sistema de cámara/flash DTEC-PRO. Los espacios de trabajo fijos o las configuraciones fijas que incluyan el sistema DTEC-PRO siempre se podrán calibrar de forma totalmente automática.

Los espacios de trabajo fijos deben calibrarse una vez al día o al comienzo de un turno, y las herramientas móviles siempre que se produzca un cambio de ubicación planificado o involuntario.

La reubicación de todo el lugar de trabajo también es muy sencilla. Solo tiene que mover el sistema, hacer una nueva calibración básica y empezar a trabajar.

Si la posición ya calibrada del lugar de trabajo o del proyector se mueve de forma involuntaria o intencionada, las nuevas posiciones tienen que obtenerse mediante una recalibración. Dependiendo de la situación y del equipo, dicha recalibración puede hacerse de forma manual, semiautomática o completamente automatizada utilizando el sistema de cámara/flash DTEC-PRO.

Si se controla el desplazamiento, por ejemplo con desplazamiento por un carril guía o con una rotación definida, se pueden utilizar señales de codificador para ajustar la proyección como corresponda.

Las configuraciones con proyector fijo y objetos en constante movimiento o lugares de trabajo fijos con un proyector móvil, por ejemplo, por un carril, son posibles pero complicadas. La mayoría de las veces las soluciones son demasiado complejas o costosas en comparación con una solución que utilice un área de proyección fija o varios proyectores.

Los sistemas de proyección de LAP pueden manejar archivos .dxf, .igs, .iges, .apt, .ply, .prt, .tps, .apt, .hpgl y .lpd (formato propio de LAP) con contenido 2D o 3D. La extracción de los elementos que se van a proyectar y la organización de los pasos del trabajo en el orden correcto tiene que realizarlas previamente el cliente. Para el laminado manual de composites, el diseño del composite se debe realizar manualmente o utilizando un software o complementos especiales para definir las capas, los estratos, las secuencias o el apilado. CATIA CPM, SIEMENS NX Fibersim y Autodesk TruComposites son algunas herramientas típicas que se utilizan para hacerlo. No obstante, normalmente se puede utilizar cualquier software comercial que pueda exportar uno de los formatos de archivo mencionados, desde Solidworks a Creo. Si utiliza el software Rhino 3D, podrá descargar un complemento para la exportación gratuita del formato .lpd desde «Food for Rhino».

Cada punto láser proyectado se calcula en función del modelo CAD proporcionado del área y la superficie de proyección, incluido el material adicional que se coloque durante el proceso de trabajo.
Ejemplo: una línea recta entre dos puntos se muestra como una línea recta en un plano o superficie planos (x, y). En una superficie curvada (x, y, z), la línea describe una curva según la superficie. Si coloca un recorte de material flexible con un borde recto en la superficie curva, el borde coincidirá exactamente con la línea proyectada.
Para la proyección en superficies planas 2D puede cambiar manualmente la coordenada z (perpendicular a la superficie) para compensar los cambios de altura no incluidos en el archivo de proyección, p. ej., material de diferente grosor.
La proyección 3D se basa completamente en el modelo CAD subyacente de la superficie. Si la superficie real se corresponde con los datos CAD, la proyección será precisa en cualquier punto.

Todas las proyecciones se basan en un proceso de calibración que utiliza puntos de referencia medidos con exactitud. Si la posición real de los puntos de referencia no se corresponde con el modelo CAD, toda la proyección será incorrecta.

Según el modo, puede proyectar los datos en un orden fijo o libre. Puede hacer que una segunda persona compruebe si los pasos de trabajo anteriores se han realizado correctamente o si las partes están completas volviendo a la proyección correspondiente. Pronto también podrá sacar fotos de los pasos de trabajo utilizando el flash y la cámara de IR DTEC-PRO.

El software de proyección, PRO-SOFT, solo puede procesar datos que haya introducido antes. No incluye ningún algoritmo de «aprendizaje profundo», ningún sensor ni IA para comprobar lo que se está haciendo y si se está haciendo correctamente.

Los sistemas de proyección láser de LAP se pueden utilizar junto con algunas herramientas eléctricas de terceros con sensores de posición y con espacios de trabajo inteligentes. Consulte los detalles a nuestro equipo de ventas.

Tenga siempre en cuenta las señales de advertencia y las instrucciones del sistema láser. Para conocer los detalles técnicos y los cálculos exactos relativos a la clase de láser, lea la información correspondiente de las normas para sistemas láser de su país y la información de las asociaciones profesionales.

Para obtener una idea general de los peligros potenciales de nuestros proyectores láser, lea las siguientes explicaciones. Dichas explicaciones no sustituyen a los mensajes de advertencia existentes ni minimizan o subestiman ningún peligro.

Los proyectores láser de LAP utilizan dos funciones de seguridad que impiden que el sistema proyecte con más potencia de la especificada para la clase de láser: el controlador del sistema láser incluye una rutina de control que apaga la fuente láser cuando se superan determinados parámetros. El software de proyección PRO-SOFT impide que se proyecten puntos individuales a la máxima potencia. La potencia del láser para puntos individuales se reduce a un máximo de 1 mW en los sistemas de proyección láser de clase 2.

La siguiente comparación es una analogía aproximada para explicar el orden de magnitudes entre el rendimiento de un sistema de proyección láser y otras aplicaciones del láser:

Los láseres de proyección de LAP funcionan con potencias láser de 1 a 30 mW (milivatios) = 0,001 a 0,03 W
(30 mW = 30/1000 vatios)

Los láseres para uso quirúrgico consumen potencias de 10 a 100 W
(30 mW = 0,001 x 30 W, unas 1000 veces más débil)

Los láseres industriales para cortar o soldar metal utilizan potencias de 200 a 10 000 W = 10 kW
(30 mW = 0,00001 x 3 kW, unas 100 000 veces más débil)

Los cañones láser militares consumen más de 30 kW
(30 mW = 0,000001 x 30 kW, un millón de veces más débil)

No disponemos de información fiable sobre la potencia de las espadas láser, pero como en las películas son capaces de cortar en segundos los enormes mamparos de metal de las naves espaciales, creemos que será de más de 3 MW (>3000 kW).