Introducción.

        Los sistemas de medición de precisión de la posición, se basan prinicipalmente en la utilización de encoders lineales, ópticos o magnéticos, o en interferómetros láser. La mayor parte de encoders utilizan escalas graduadas y contadores de frecuencia, mientras los interferómetros se valen de lásers estabilizados o de contradores de marcas ópticas. Estos últimos, en general, son muy precisos, pero también muy costosos : la relación precio-prestaciones difiere, cuando menos, en un orden de magnitud.

        Cuando un nuevo sistema aparece en la escena industrial, debe haber sido aplicado con éxito, como procede en toda innovación tecnológica, en algunos sectores estratégicos, como son el militar y el aeronático; efectivamente, tomando como punto de partida las aplicaciones del láser en los sistemas de radar, se ha desarrollado un sistema electro-óptico, llamado Laser Doppler Displacement Meter (LDDM), basado en el efecto Doppler de las ondas láser y el heterodino óptico.

        Este sistema es comparable en prestaciones a los interferómetros, pero mucho más económico; este mejor rendimiento económico, puede obtenerse también comparándolo con las reglas ópticas tradicionales, de prestaciones inferiores, cuando la medición se realiza a distancias largas.

        Fundamentalmente, la tecnologia LDDM, en castellano "Medidor Láser de Desplazamiento por Efecto Doppler", aprovecha las variaciones de frecuencia de un haz láser reflejado en un espejo en movimiento : la relación matemática que describe el desfase del haz láser, viene determinada por el desplazamiento del elemento reflectante presente en la medición.

        Esta escueta información, que evidentemente no refleja el contenido científico y tecnológico de tal sistema, refiriéndose tan solo al principio de funcionamiento, se ha extraido de las publicaciones del Dr. Charles Wang, presidente de Optodyne Inc., empresa americana de Compton, California, la cual ha desarrollado un producto, basado en la tecnologia LDDM, que está encontrando gran aceptación e interés entre los fabricantes de máquinas herramienta y de instrumentos metrológicos en general.

        Este producto, llamado LDS-1000 (Laser Doppler Scale), es una regla óptica de medida, destinada a aplicaciones de posicionamiento de alta precisión y alta velocidad, a largas distancias y en uno o varios ejes simultáneamente. Las aplicaciones típicas del LDS-1000 son:

• Motores lineales
• Máquinas herramienta de control numérico.
• Máquinas de medida CMM.
• Etapas de posicionamiento de precisión.
• Supermicrómetros.
• Dispositivos de medida lineal, en general.

        El Dr. Gianmarco Liotto, responsable europeo de Optodyne, describe brevemente cuales son las actuales exigencias de los constructores de máquinas herramienta que justifican este gran interés por la tecnologia LDDM y, en particular, por el LDS-1000:

    La demanda del mercado es prácticamente siempre la misma, una elevada productividad y precisión; actualmente, tales exigencias se traducen, según el nivel de desarrollo tecnológico alcanzado por el mundo científico, en la búsqueda de soluciones innovadoras, que apuntan a la optimización de los siguientes aspectos:

• Velocidad del mandril.
• Precisión del posicionamiento.
• Aceleración y velocidad de trabajo.
• Robustez y rigidez de la estructura.
• Coeficiente de amortiguación de la estructura.
• Velocidad de cambio de la herramienta / punta.
• Flexibilidad, simplicidad y economia del mantenimiento.

    En definitiva, la avanzada tecnologia que entra en juego, está bastante ligada a determinados aspectos y componentes de las máquinas:

• Los cojinetes oleomecánicos y magnéticos
• La herramienta.
• Los motores lineales.
• El control servo de alta velocidad.
• La contrarreacción de posición láser.

    A este último aspecto, se ciñe perfectamente la aplicabilidad de un sistema como el nuestro, en cuanto los motores lineales necesitan de una contrarreacción de alto nivel: utilizan un mejor servomecanismo de control porqué, contrariamente a los accionamientos tradicionales, los motores lineales deben soportar el esfuerzo debido al corte, y, por lo tanto, la contrarreacción debe ser excepcionalmente rápida y precisa.

    Tal exigencia - prosigue Liotto - es posteriormente enfatizada en las máquinas herramienta de alta velocidad, debido a que la relación de aceleración y deceleración y la velocidad de trabajo son, respectivamente, 10-15 vueltas y 3-4 vueltas más altas que los valores típicos de los centros de trabajo convencionales: en estos casos, la regla óptica láser LDS-1000 de contrarrección de posición de alta velocidad, garantiza una alta precisión y altísima resolución.