Ich brauche eine Möglichkeit um kleine Konturen überprüfen zu können.
( Werkzeuggeometrien )
Käuflich erwerbbare Geräte sprengen leider mein Budget.
Desswegen bastle ich an einer einfachen Lösung.
Ich habe erste Tests mit einem billigen Laserpointer gemacht.
Die Ergebnisse sehen vielversprechend aus.
Bei dem Versuch habe ich den Laserpointer auf ein kleines Stativ
gestellt und den Laserpunkt durch verstellen der Linse stark vergrößert.
Das zu überprüfende Teil habe ich in einen kleinen Standfuß gespannt und
so abgedeckt, dass reflexionen mich nicht treffen können.
Wenn man den Laserpointer einschaltet, wirft er den Schatten des zu
überprüfenden Teils auf eine Skizze mit der Soll-Kontur.
Leider musste ich feststellen, dass der Laserpunkt nicht rund, sondern
Oval ist.
Dadurch ist der Schatten verzerrt.
Weis jemand wie man den Laserpunkt gleichmäßiger projezieren kann?
Kann man den Laserpunkt durch eine andere Optik runder bekommen, oder
ist der ovale Laserpunkt eine Eigenschaft der LED-Laser?
Moin,
ovale Strahlbündel sind durch den Aufbau von Dioden Lasern bedingt,
daran ist nichts zu ändern. Nebenbei: hat mit LED nichts zu tun.
Wenn du die Divergenzen der Achsen ausgleichen willst benötigst du zwei
verschiedene Zylinderlinsen die jeweils nur in einer Achse wirksam sind.
Alternativ kannst du mal einen grünen Laser verwenden. Das sind keine
Dioden sondern DPSS und der austretende Strahl ist (fast) kreisrund.
--
SJ
Barny schrieb:> ist der ovale Laserpunkt eine Eigenschaft der LED-Laser?
Die Austrittsfacette der meisten Laserdioden ist rechteckig, daher ist
der Strahlquerschnitt nicht symmetrisch, sondern eher elliptisch.
Barny schrieb:> Kann man den Laserpunkt durch eine andere Optik runder bekommen
Möglicherweise mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten
Zylinderlinsen.
Sven Johannes schrieb:> Alternativ kannst du mal einen grünen Laser verwenden. Das sind keine> Dioden sondern DPSS und der austretende Strahl ist (fast) kreisrund.
Ich dachte dass beim Diodenlaser wie bei der LED das Halbleitermaterial
über die Farbe entscheitet.
Dass also die Farbe unabhängig von den Eigenschaften des Lasertyps ist.
Kann man bei den höherwertigeren Lasermodulen den Strahl durch
verstellen / entfernen der Optik auch so einfach aufweiten wie beim
Laserpointer?
Oder braucht man da passende konkave Linsen?
Barny schrieb:> Ich dachte dass beim Diodenlaser wie bei der LED das Halbleitermaterial> über die Farbe entscheitet.
Die grünen Laser sind aber meistens keine direkten Diodenlaser sondern
Nd:YAG Laser. Die anregende Laserdiode bei 800 nm pumpt einen Nd:YAG
Kristall o.ä., der IR-Laserlicht bei 1100 nm erzeugt. Dieses Licht wird
dann durch einen Frequenzverdopplerkristall zu grünem Laserlicht.
http://www.nist.gov/customcf/get_pdf.cfm?pub_id=906138
Chris schrieb:> Wie groß sind die Geometrien, welche du messen musst ?
Ich will Werkzeuge im Durchmesser von 0,5 bis ca. 3mm vermessen.
Größere Durchmesser kann man schon mit der Lehre und Lupe einigermaßen
vernünftig überprüfen.
Udo Schmitt schrieb:> Was hindert dich daran deine Vorlage (Soll Kontur) der Verzerrung> anzugleichen, bzw, bei Erfassung über eine Kamera die Verzerrung> rauszurechnen.
Ich bin der Auffassung, dass es besser ist erst zu versuchen die
Rohdaten so gut wie möglich zu bekommen bevor man ans Kompensieren geht.
@Matthias
Danke für die Information.
Schau mal hier:
http://www.picotronic.de/
Die haben bezahlbare Lasermodule in allen Arten. Und ich meine auch
welche mit Punkt anstatt Oval. Möglicherweise ist auch ein "Expander"
das was Du brauchst, kann das aber jetzt nicht sagen.
Ich würde mal anrufen.
Bestellen kann man auch als privat über Ihren 2. Shop Laserfuchs.de
Mein Vorschlag:
Lampe->Mattscheibe->Lochblende (schätze 0,2-0,5mm Loch macht sich gut ).
Etwas Abstand dazu eine Leinwand und dann zwischen Blende und Leinwand
das Werkzeug halten.
Mit der Punktförmigen Lichtquelle sollte sich der Schatten des Werkzeugs
gemäß dem Strahlensatz an der Leinwand vergrößert und scharf abzeichnen.
Barny schrieb:> Leider musste ich feststellen, dass der Laserpunkt nicht rund, sondern> Oval ist.> Dadurch ist der Schatten verzerrt.
Sicher? Die Austritspupille ist klein, beim Verzerren muesten Teile der
Strahlen von einem anderen Ort kommen. Der Schatten hat nur nicht
ueberall den gleichen Kontrast. Ich denke das es nur Taeuscht.
Ich wuerde mal die Linse ganz abbauen, dann haste ca 1mm
Austrittspupille und der Schatten ist vielleicht noch schaerfer.
Schwierig aber wenn das Objekt auch nur 1mm gross ist.
Alternative: eine Flaechige Lichtquelle links, eine Kamera rechts, die
Fokusebene genau auf deinem Objekt. Geht aber nur wenn die fragliche
Kontur in einer Ebene liegt.
Also quasi direkt abfilmen, Hintergrund gleichmaessig machen.
bye uwe
Achim W. schrieb:> So machst Du das ?!> http://www.b-kainka.de/bastel1.htm
Diese Seite hat mich auf die Idee gebracht.
Uwe R. schrieb:> Sicher? Die Austritspupille ist klein, beim Verzerren muesten Teile der>Strahlen von einem anderen Ort kommen. Der Schatten hat nur nicht>ueberall den gleichen Kontrast. Ich denke das es nur Taeuscht.
Es sieht jedenfalls so aus.
Es kann aber auch sein, dass das Teststück nicht ganz passt.
Uwe R. schrieb:> Ich wuerde mal die Linse ganz abbauen, dann haste ca 1mm> Austrittspupille und der Schatten ist vielleicht noch schaerfer.> Schwierig aber wenn das Objekt auch nur 1mm gross ist.
Ein paar Bohrer und Garvierstichel haben im zu messenden Bereich nur
0,5mm Durchmesser.
Da gibt es ohne Linse kein sauberes Bild.
Jedenfalls habe ich keines hinbekommen.
Andreas K. schrieb:> Mein Vorschlag:> Lampe->Mattscheibe->Lochblende (schätze 0,2-0,5mm Loch macht sich gut ).> Etwas Abstand dazu eine Leinwand und dann zwischen Blende und Leinwand> das Werkzeug halten.> Mit der Punktförmigen Lichtquelle sollte sich der Schatten des Werkzeugs> gemäß dem Strahlensatz an der Leinwand vergrößert und scharf abzeichnen.
Ich habe zwar keine Lampe die stark genug ist, aber eventuell verbessert
eine Blende das Ergebnis mit dem Laser.
Ich werde das einmal testen.
Ich stehe demnächst auch vor dem Problem Messungen in dem Größenbereich
machen zu wollen aber da Hobby möchte ich möglichst auch auf teures
Equipment verzichten.
Du schreibst daß Du das Schattenbild mit einer Skizze vergleichst. Wie
kalibrierst Du die Vergrößerung des Schattenbildes?
Ein brauchbares Schattenbild lässt sich auch durch Verwendung eines
Vergrößerers herstellen --- ja, das Ding aus der Dunkelkammer. Das zu
vermessende Objekt wird in der Filmebene des Vergrößerers montiert, und
das Schattenbild wird in frei einstellbarer Größe dorthin proj_i_ziert,
wo normalerweise das Photopapier hinkommt.
Wird dafür Millimeterpapier verwendet, lässt sich das proj_i_zierte
Schattenbild beispielsweise mit einer Digitalkamera abphotographieren
und das Resultat wiederum am Rechner mit geeigneter Software
verarbeiten.
Gebrauchte Kleinbildvergrößerer, die also Objekte von etwa 4x4 cm
proj_i_zieren können, sind in der Bucht für wenig mehr als die
Portokosten zu bekommen.
Eine Laserdiode ganz ohne extra Optik ist da schon eine gute Lösung. So
weit es geht, kommt das Licht da schon fast aus einer sehr kleinen
Austrittsöffnung. Wie in dem Link zu sehen ist das Lichtbündel ziemlich
unsymmetrisch, in die eine Richtung eher schmal (z.B. 5 Grad) und in die
andere recht breit (eher 30-60 Grad). Die Auffächerung entsteht im
Wesentlichen durch die Beugung an der kleinen Austrittsfläche. Damit ist
man schon sehr nahe dran an einer idealen Punktquelle. Eine extra
Lochblende wird also nicht besser, sondern eher schlechter.
Man hat dazu ggf. noch schwache Reflexionen irgendwo von der
Monitordiode oder ggf. vom Rand des Gehäuses. Damit sollte aber die
Bildverarbeitung klar kommen.
Eventuell wird der Schatten besser, wenn man das Licht durch eine extra
Linse in etwas Abstand Parallel macht. Die scheinbare Punktquelle
verschiebt sich dadurch zu einer großen Entfernung, und die Vergrößerung
nähert sich der 1. Die Linse die beim Pointer dabei ist, könnte eine zu
kleine Brennweite haben und zu klein sein. Eventuell geht eine Linse von
einem CD Laufwerk - da könnte die Größe und Brennweite etwa passen.
Vielleicht ist auch folgender Ansatz besser:
Du "beleuchtest" das Objekt mit einem Laser aus einer recht großen
Entfernung (1m). Laserpunkt ist dann ca 1cm im Durchmesser.
Den Schatten projizierst Du direkt auf den CCD Chip eines Kameramoduls.
Das Bild kannst Du dann auf einem Monitor darstellen, oder sogar am PC
einlesen und mit einer einfachen Bildverarbeitung mit der Idealkontur
vergleichen.
Gerd E. schrieb:> Du schreibst daß Du das Schattenbild mit einer Skizze vergleichst. Wie> kalibrierst Du die Vergrößerung des Schattenbildes?
Die Vergrößerung bestimmt man über die Abstände zwischen Laserpointer,
zu messendes Objekt und Projektionswand.
Wie es aussieht hat mein Laserdrucker die Verzerrungen verursacht.
Das muss ich mir aqber noch genauer anschaun.
Ich werde jetzt einmal nach einer billigen Kamera mit ausreichend großem
Sensor zu schaun.
Ich werde noch ein paar Versuche mit verschiedenen Papiersorten machen.
(Backpapier, Pauspapier,...)
Man kann ja nicht direkt auf den Sensor leuchten, da ansonsten die Pixel
übersteuern würden.
Vlad Tepesch schrieb:> kann man für sowas nicht auch ein USB-Mikroskop benutzen und das Objekt> direkt drunter legen?
Kann man.
Preislich gesehen hat mich die Laser-Testversion bis jetzt 2,49Euro
gekostet.
(+ das was der Druck von zwei Seiten kostet.)
USB-Mikroskope sind geringfügig teurer.
Ich habe bei einem Bekannten ein USB-Mikroskop angeschaut.
Dieses Teil hat eine grausame Kunststoffoptik.
Die Bilder schaun zwar schön bunt und scharf aus, sind aber leider
verzerrt.
Und dass kann ich leider nicht brauchen.
Was mir auch nicht gefallen hat, ist das "schwimmen" des Bildes wenn
sich das zu messende Bild etwas bewegt.
Ich fürchte, dass die meißten USB-Mikroskope dürften ähnliche Ergebnise
liefern.
Da ich beim Schleifen der Werkzeuge die Kontur öfter kontrollieren
will/muss, ist dass etwas nerfig.
Die Laser-Methode müsste sich auch zur einfachen Vermessung der Längen-
u. Radiuskorektur bei CNC-Werkzeugen eignen.
