Projekt Maschine mit Messuhr zur Messung von Oberflächen

[Peter(TOO)]

Hallo Joe,

Schau dich mal bei den Plottern und 3D-Druckern um. Da findest du jede Menge Selbstbauprojekte.

Dein Alu-Balken muss schon ein gewisses Gewicht haben, damit er durch die Vibrationen des Antriebs nicht rumrutscht.
Ich würde dann an jedem Ende je 2 Stahlfüsschen befestigen, mit welchen der Balken Punktförmig auf deiner Platte aufliegt.
Die Idee mit anheben, auf Rädern verschieben und wieder absenken ist nicht falsch. Braucht an jedem Ende 2 Räder, den Mechanismus zum anheben/Absenken und einen Antrieb.
Sind dann wohl total 5 Schrittmotoren für alles.

Die Messuhren gibt es auch elektronisch und manche haben auch einen Datenausgang.
z.B. so etwas: http://www.amazon.de/elektronische-A.../dp/B00OIQ0GYM

MfG Peter(TOO)

[heliman]

Hallo Peter,
danke für die Info zur Messuhr. Ich bräuchte dazu aber auch das Protokoll der Daten, die die Messuhr liefert oder wie soll ich das mit der Steuerung der Uhr und dem Auslesen der Daten angehen? Da wären Erfahrungen von anderen Usern hilfreich, die sowas schonmal erfolgreich realisiert haben. So ein Kauf ins Blaue für 240 Euro ist mir zu riskant.
Und meine anfängliche Frage bzgl. des Boards oder der Boards mit denen ich mein Projekt realisieren kann. Was benutze ich zum Auslesen der Daten, was zur Steuerung der Maschine und was zur Verbeitung der Daten?

Joe

[Peter(TOO)]

Hallo Joe,

danke für die Info zur Messuhr. Ich bräuchte dazu aber auch das Protokoll der Daten, die die Messuhr liefert oder wie soll ich das mit der Steuerung der Uhr und dem Auslesen der Daten angehen?

Wenn du schon an diesem Punkt scheiterst, übernimmst du dich mit dem Projekt!

Ich habe einfach mal nach Messuhr elektronisch gegoogelt!
Da gibt es noch hunderte andere Modelle.
dann könnte man ja mal das Handbuch suchen.
und wenn da nix drin steht, den Hersteller anfragen.

Aber wenn du dies schon nicht hinbekommst, lass das Ganze!

MfG Peter(TOO)

[Mxt]

Hallo,

bei teuren Messuhren sollte das Protokoll ordentlich dokumentiert sein. Ich habe mal Daten von einer Uhr der Firma Mahr eingelesen, das war nicht so kompliziert.

[heliman]

Aber wenn du dies schon nicht hinbekommst, lass das Ganze!

MfG Peter(TOO)

Ich bin da trotzdem zuversichtlich. Du kennst meinen Ehrgeiz nicht
Das Projekt muss nicht nächste Woche fertig sein.

Joe

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

bei teuren Messuhren sollte das Protokoll ordentlich dokumentiert sein. Ich habe mal Daten von einer Uhr der Firma Mahr eingelesen, das war nicht so kompliziert.

Ich hatte auch bereits die Fa. Mahr ins Auge gefasst. Die bieten ja auch eine Funklösung an, was mir auch gefällt.
Nachdem du schreibst, dass du das schon mal gemacht hast, könntest du mir da ein paar Tipps geben?
Hast du direkt auf einen PC eingelesen oder auf ein Mikrokontrollerboard o. Ä.?

Joe

[Mxt]

Ich hatte auch bereits die Fa. Mahr ins Auge gefasst. Die bieten ja auch eine Funklösung an, was mir auch gefällt.
Nachdem du schreibst, dass du das schon mal gemacht hast, könntest du mir da ein paar Tipps geben?
Hast du direkt auf einen PC eingelesen oder auf ein Mikrokontrollerboard o. Ä.?

An der Arbeit muss ich regelmäßig irgendwelche Geräte mit Schnittstellen einbinden, deshalb bringe ich da möglicherweise einiges durcheinander. Aber ich meine bei der Messuhr von Mahr war das so: Wir haben die Uhr gekauft und zusätzlich ein serielles Schnittstellenkabel für den PC. Bei dem Kabel war auch die Beschreibung des Protokolls dabei.

Aber im Prinzip ist das auch nicht viel anders als bei anderen Waagen, Multimetern usw. Wenn es sich um einem Markenhersteller handelt, kann man auch davon ausgehen, dass es da einen Support gibt, den man fragen kann.

Ein Raspi ist in diesem Falle auch nur eine Art PC. Die allermeisten USB zu Seriellwandler, die auf normalen Linux-PCs gehen, sollten da auch gehen. Damit kann man Messuhren/Sensoren mit serieller Schnittstelle anschliessen. Bei vielen Anschlüssen mit USB und oft auch bei Bluetooth, handelt es sich auch um virtuelle serielle Schnittstellen. Das geht dann von der Programmierung im wesentlichen genauso, wenn die Treiber funktionieren.

Es gibt übrigens auch "Messuhren ohne Uhr" also nur die Tastspitze. Da würde mir als erstes die Firma Keyence einfallen. Diese Taster gibt es auch mit Analogausgang. Allerdings wären die analogen Eingänge auf einem normalen Arduino dafür zu ungenau. Da müsste man schon einen besseren AD-Wandler über SPI oder I2C anbinden.

In der Industrie würde man deine Messaufgabe eventuell eher mit einem Lasermesssystem lösen. Da fallen mir auch wieder Keyence sowie Micro Epsilon ein. Da gibt es auch diverse Dinge mit Analog, Seriell, USB oder Ethernet.

[i_make_it]

Hallo, wie bewandert bist Du den in der Metrologie (die Wissenschaft vom Messen und ihre Anwendung).
Genauer in der Koordinatenmesstechnik. Denn daß ist das was Du machen möchtest.

Denn die Beschreibung deines bisherigen Vorgehens in Verbindung mit den Gegebenheiten des Werkstücks sagt das Du keine Ebenheit (Fläche) misst, sondern eine Reihe von Gradheitsmessungen (Strecke) die zu einander in keiner Relation stehen.
Die Aussagekraft zur Ebenheit ist also "Null".
Bei der Gradheit hängt die Aussagekraft davon ab welche Bedingung Deine Aluschine erfüllt.
Da die Gradheit der Schiene ja dein Referenzsystem ist, gilt hier, für eine vergleichbare und reproduzierbare Aussage, die DIN 874 (Toleranz der Ebenheit und Parallelität)
Deine Schiene ist fachlich richtig nämlich ein Messbalken oder Präzisionslineal.
Die Abweichungen und damit der kleinste messbare Abweichung deines Prüflings hängen ja von der Präzision deines Referenzsystems ab.
Bei einer Länge von 5 Meter hat die Güte DIN874/00 34µm Tolleranz. Damit ist eine Messung auf 0,01mm (ein Hundertstel) schon mal nicht realisierbar, da die aus dem Referenzsystem stammende Unsicherheit ja schon knapp 3,5 Hundertstel beträgt.
http://www.thome-praezision.de/deu/DIN874.html
Jetzt kommt noch das Problem hinzu, daß die Angaben für so einen Messbalken nur für den unbelasteten Zustand und für die Auflage an den markierten Auflagepunkten gilt (ist zumindest bei Montagelinealen so)
Verschiebst Du deinen Meßaufbau (die Messuhr) also entlang des Messbalkens und belastest diesen an verschiedenen Stellen mit der Masse der Messuhr, dann verändert sich die Durchbiegung und somit die Messunsicherheit.
Über den Daumen, sage ich mal alles unter 0,1mm folgt dem Grundsatz "wer misst, misst Mist".
Jetzt hast Du also einen Aufbau der die Gradheit einer Strecke, quer zur Längsseite des Prüflings misst.
Für die Ebenheit braucht man aber jetzt mehrere Messreihen, die alle untereinander auf ein gemeinsames Referenzsystem bezogen sind, sonst kann man sich das ganze nämlich auch sparen.
Da ja die Ebenheit des Prülings, der fest auf dem Untergrund befestigt ist, gemessen werden soll, geht also die Ebenheit des Bodens entscheident mit in das Messergebniss ein.
Der Boden scheidet also als Referenzsystem aus.
Man könnte jetzt an beiden Längsseiten des Prüflings zwei Messbalken aufstellen, die je an zwei Punkten aufliegen und für jede Messreihe den Abstand in der Höhe (Z-Achse) des 0,5m langen Messbalkens (Y-Achse) zu den beiden 5m langen Messbalken (X1-Achse und X2-Achse) messen.
Somit kann man jede Y-Messreihe in Bezug zu den X-Achsen setzen und erhält einen Datensatz der (Abzüglich der Ungenauigkeit der Referenzsysteme) eine Ebene bildet und innerhalb dieser Ebene die Formabweichung des Prüflings angibt.
Eine eventuelle räumliche Verdrehung des Referenzsystems zur Ebene des Prüflings kann man rausrechnen.

Für die Koordinatenmesstechnik gibt es induktive Präzisionsmesstaster auf Basis von Differentialtransformatoren.
Die können Messwege von üblich +-1/5mm (bis über 300mm) bei Auflösungen bis 0,0001mm (0,01mm ist deutlich günstiger).
Da dort im Gegensatz zu einer Messuhr keine Anzeige, keine Messgetriebe und kein Gehäuse vorhanden ist, sind die meist günstiger und meist leichter als eine Messuhr mit Datenausgang.

Das anheben des Tasters kann man über Vakuumrückzug durchführen.

Bsp. für Taster:
http://www.studenroth.com/de/laengen...messtaster.php
http://www.ballbach-messzeuge.de/06/70/70_4.html
Übrigens hat so ein Präzissionslineal üblicherweise so 6 bis 10kg Gewicht je Meter Länge (Je Länger um so höher das Gewicht pro Meter).
Ein mobiler Leichtbau wäre mit Lasern anstelle Linealen möglich.
man hat dann den mechanischen Aufbau für für die Führung und Bewegung des Messwertaufnehmers und misst bei jeder Messposition die Höhenabweichung zum Laserstrahl der eine absolut grade Refferenz darstellt.
Drei Laser mit entsprechender Optik (um auf der Meßstrecke keine Strahldivergenz zu haben) plus die 3 entsprechend genauen Detektoren gehen allerdings ins Geld. Bei der Laserinterferometrie arbeitet man z.B. mit solchen Lasern und den entsprechenden Detektoren.
Da kann man z.B. mal bei Laser2000 oder Coherent schauen.

[Mxt]

Jetzt kommt noch das Problem hinzu, daß die Angaben für so einen Messbalken nur für den unbelasteten Zustand und für die Auflage an den markierten Auflagepunkten gilt (ist zumindest bei Montagelinealen so)

Bei einer Lasermessung müsste das nicht unbedingt ein Problem sein. Man könnte die Messlineale auf die zu vermessende Fläche legen und hat damit "die Referenz im Bild". Die Positionierung des Scanners wäre dann unkritisch.

Auch müssten die Lineale dann keine 5m lang sein. Mir hat ein Sensorlieferant mal erklärt wie die Firma Liebherr ihre Kräne scant. Aus naheliegenden Gründen sind Lineale umd Messräume von Scannern deutlich kleiner als die zu vermessenden Teile. Man scant also nur (sich überlappende) Teile und setzt die dann am Computer wieder zusammen.

Über diese Erklärung bin ich passenderweise wieder beim Raspi angelangt. Bei solchen Verfahren kommt oft diese Software zum Einsatz
http://pointclouds.org/
Das läuft auch unter Debian, also wahrscheinlich auch auf dem Raspi. (Auch wenn ich da eher einen Rechner mit Core-i7 oder besser Xeon nehmen würde.)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo Joe,
Im letzteren Fall könnte man die Fläche fast waagrecht anleuchten und mit einer Kamera das entstehende Schattenbild aufnehmen. Je höher der "Hügel" um so länger ist der Schatten.

Das ist im wesentlichen das Funktionsprinzip solcher Sensoren
https://www.sick.com/de/de/produktpo...nger/c/g138563
http://www.keyence.de/products/measu...r-2d/index.jsp
http://www.micro-epsilon.de/laser-scanner/index.html

[oberallgeier]

.. Für die Koordinatenmesstechnik gibt es induktive Präzisionsmesstaster auf Basis von Differentialtransformatoren ..

Sorry dass ich (pingelig) ergänze: die induktiven Taster mögen Kunststoffe nicht wirklich (TO: ".. welche die Ebenheit von Kunststoffplatten misst und auswertet .."). Als ebenso überflüssiger, gut bekanter Hinweis : bei der Abtastung von metallischen Oberflächen geht u.a. die Homogenität bzw. Inhomogenität des metallischen Körpers in die Messsicherheit ein. Das müssen nicht mal Lunker sein. Wir hatten mal bei ner sehr genauen induktiven Rundlaufmessung (berührungslos wegen hoher Drehzahl) erhebliche Fehler festgestellt. Aber der Runout war nur eine nicht mehr kleinräumige Gefügeänderung, mechanisch war der nicht da . . .