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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fräser per Laser vermessen?


Autor: Wolfram (Gast)
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Hi zusammen,

ich würde gerne für meine Fräse eine Vorrichtung bauen, um den
eingespannten Fräser zu vermessen.
Erste Idee:
Ein focussierter Laser (oder andere Optik) auf die entsprechende
Empfangsdiode, dann fahre ich mit meinem Fräser von oben drauf,
anschließend durch und schon hätte ich Länge und Durchmesser, da ich
die Verfahrwege ja selbst steuere. Hmmm...
Aaaber:

wird das genau genug (0,01mm)?
Hat das schon jemand gemacht, oder hat mit sowas Erfahrung?

Bin für Hinweise und gute Tipps dankbar,

Gruß Wolfram

Autor: dose (Gast)
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Es ist möglich.
Nur ehe du es schaffst auf die Genauigkeit, muss du viel Erfahrung
sammeln. Du musst Frendlichteinflüsse elimieren. Die Empfangsdiode
sollte ein Rohr als Blende und ein Polarisationsfilter haben.
Der Laser muss stabile Leistung abgeben.
Alles nicht ganz trivial.

Autor: Lai (Gast)
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Also ich würde vorschlagen, du nimmst den
Lesekopf von einem CD-Player positionierst
deinen Fräser darüber und fokusierst die
Linse (der Stom den du zum Fokusieren der
Linse brauchst ist Proportional zum Abstand)

http://home.mira.net/~gnb/mac-cdis/cd5.html

Autor: Wolfram (Gast)
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Merci,

@Dose:

Ganz trivial sicher nicht, aber sooo schwer doch auch nicht, vor allem,
weil ich Halterungen und so ja aus dem Vollen fräsen könnte.
Wieso stabile Leisung? Ich dachte an ein einfaches, kleines Modul, ich
muß ja lediglich ca. 50mm überwinden?

@lai:

Interessante Idee, allerdings dürfte der Focussierbereich nicht
ausreichen, oder?

Gruß Wolfram

Autor: dose (Gast)
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Wenn die Leistung nicht konstant ist, ist eine Modulation im
Empfangssignal. Aus diesem Signal die Information der Position zu
bestimmen wird schierig. Lieber einen stabilen Laser als dann im Signal
zu fischen und Hausnummern ermitteln.

Autor: rayelec (Gast)
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Die Firma Baumer Electric (www.baumerelectric.com) stellt messende
Laser-Abstandssensoren (OADM-Familie) her, welche diese Genauigkeit
haben. Die Teile sind allerdings sehr teuer (€500 und mehr) und
lohnen sich wohl nur bei kommerzieller Anwendung.
Vom gleichen Hersteller gibt es Lichtscharnken und (Reflex-)Taster auf
Laserbasis, welche die Anfroderungen u.U. auch erfüllen. Guck dir mal
die OHDK10, OZDK10 Familien an. (Wäre deutlich erschwinglicher als
OADM)

Ich arbeitete mal auf diesem Gebiet und ich muss dir sagen, dass diese
Genauigkeit mit Bastlermitteln und ohne tiefgreifende Kenntnis der
Laserphysik und Optik wohl kaum erreichbar ist. Bei dieser Genauigkeit
beginnen Beugungen und Speckles (=Ameisenrennen bei Laserlicht) eine
nicht zu unterschätzende Rolle zu spielen!! Ganz zu schweigen, dass es
nicht ganz einfach ist, einen Laser (Diode) perfekt auf eine bestimmte
Distanz oder auf unendlich zu fokussieren.

Ich wünsche trotzdem viel Glück und Erfolg!

Autor: DB1ULM (Gast)
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Der Durchmesser ließe sich mit einem Zeilensensor ( mir fällt gerade der
Hersteller nicht ein -> Google ) ermitteln, die Genaugkeit wird kaum auf
0.01mm kommen, jedoch ist diese Lösung preiswert
grüsse

Autor: Wolfram (Gast)
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@rayelec:

Danke für die Tipps, habe mittlerweile die gleiche Erfahrung
gemacht;-)) Ist ja ein ganz eigenes Thema mit unendlichen
Facetten...ts..

@DB1ULM:

Ja, wäre auch denkbar, überlege ich mal.

Nochwas: Da es nicht auf die absolute Genauikeit bei der Messung
ankommt (die Position kann ich auf 0,01mm feststellen), sondern auf die
Wiederholgenauigkeit, stellt sich die Frage, ob ich so präzise Optik
brauche. Meine Idee wäre, einfach den Strahl zu focussieren, messen.
Wenn dann ein Fäser den Strahl um x% abschwächt, zack diesen Wert
(+ausgemessene Differenz) festlegen. Fraglich ist, ob dieses Verfahren
mit 1/100 Genauigkeit wiederholbar ist??
Einzige Nebenbedingung wäre doch, daß der Fräserdurchmesser immer
größer ist als der dickste Teil des Strahls, so habe ich immer eine
gleichmäßige Abschwächung, oder irre ich da?


Gruß Wolfram

Autor: rayelec (Gast)
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Hier beginnen eben die Probleme, die nicht so trivial sind:
a) Die Beugung an Kanten hängt von deren Beschaffung ab
b) Es gibt Speckles, die auf dem Empfänger ein Rauschen veursachen
c) Der Empfänger selber rauscht auch
d) Der Strahl ist unmittelbar neben dem idealen Fokuspunkt nicht mehr
  rund, sondern elliptisch (die Laserdioden strahlen elliptisch ab)
   -> deshalb erhält man Resultate, die vom Fräser abhängig sind.
d) Die Lichtverteilung im Strahl ist nicht homogen (hängt von
   Laserdiode und Optik ab)
   -> Resultate im feinbereich schlecht reproduzierbar.

Wie gesagt, die Probleme beginnen erst, wenn man richtig genau werden
will. Ich arbeitete mal an einem ganz ähnlichen Projekt. Das sollte
mittels einer Laser-Gabellichtschranke das Vorhandensein eines
SMD-Bauteils an der Saugpipette eines Bestückungsautomaten detektiert
werden. Es waren ähnliche Anforderungen wie beim Fräser, nur musste es
auch noch schnell sein. Wir haben es hingekriegt, aber es hat
schätzungsweise ein Mannjahr Entwicklung für das erste Funktionsmuster
gebraucht!!

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