Autofokus oder Abstandsmessung?

    Hi Viktor,


    die allermeisten hier, wenn überhaupt gesteuert über den DSP Controller fahren mit Mikroschaltern oder Näherungssensoren ( neuere China-Maschinen ) für die Nullpunktmessung mit anschließender Senke durch den Controller.


    Von / In Thunderlaser ( Allplast ) gibt es einen Näherungssensor ( sehr genau ) auf Ultraschallbasis Sensor allerdings kostet der auch nen paar Euro.


    Viele fahren den Tisch per Hand mit Motorschalter Auf/Ab.


    Bei teuren Maschinen erkennt ein Sensor automatisch den Abstand zum Material und richtet sich auch während der Fahrt nach, dadurch ist man in der Lage selbst gefaltetes oder gewelltes Papier / Stoff usw. immer im Fokus zu verfahren. Diese Funktion muss aber dann auch der DSP Controller inne haben in der Firmware.



    :)

    Gruß

    Michael


    Vom Handwerk kann man sich zur Kunst erheben. Vom Pfuschen nie.

    Johann Wolfgang von Goethe

    ... ich habe vorhin ausprobiert, wie genau eine Triangulationsmessung über eine in Höhe des f-theta-Objektivs schräge angestellte Kamera die Höhe bestimmen kann.


    Bei einem Anstellwinkel von etwa 35° und ca. 180mm Abstand habe ich bei 1mm Höhendifferenz in Z eine Verschiebung im Kamera-Bild von etwa 4 Pixeln, was bei "normaler" Sub-Pixel-Interpolation und etwas Integration gegen's Rauschen schon für 0.1mm Distanzmessung bei etwa 1/2 Sekunde Meßzeit ausreichen dürfte ... mit einer stärkeren Schräganstellung und kleinerem Abstand (bzw. mit meinen "Mikro-Zoom-Optiken") ginge das dann evtl. auch noch für 10-20µ.


    Da ich selber Mikroskop-Kameras mit großem Arbeitsabstand (z.B. 3x2mm Bildfeld und 4mm Schärfentiefe aus 100mm Abstand) entwickelt habe und noch einiges davon da ist, geht's also nur noch um die BV-Software (z.B. das kostenlose OpenCV) und um die Integration in BeamConstruct, wofür ich die API auch da habe ... das sollte also eher eine "Fleißarbeit" sein -- mal schauen, ob ich das über die Firma mache (geht meist viel schneller, als an den seltenst wirklich freien WE's rumzubasteln 8) ).


    Viktor

    Klingt wirklich interessant. 8o 8)


    Halt uns doch bitte mal über deine Fortschritte auf dem Laufenden.

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

    ... hier mal zwei Bilder mit 0.5mm "Höhen-Versatz" über 4 Pixel im Video - die BV-Software rechnet mit 10-fach Subpixel-Interpolation, also kann sie den Mittelpunkt des Lichtflecks über diesen Versatz auf 40 subpixel auflösen, mit einem "Rauschen" von etwa 3 subpixeln, was durch Interpolation über ein paar Bilder im Video ausgemittelt wird - das macht dann frei nach Adam Riese eine Positions-Auflösung von etwa 0.04mm (bzw. 40 Mikrometern) bei dem noch ziemlich großen Abstand und schlechten/groben Video ... mit besserer Kamera näher dran wär's also kein Problem, das auf 3-5 Mikrometer genau auszumessen ... mit größerem Anstellwinkel auch auf 1µ genau - ich will das hierfür aber gar nicht so hoch aufgelöst 8)


    Laser-Punkte.png


    Viktor

    Hi Viktor.


    Ich kann dir nicht so ganz folgen.


    Ich habe in den Bildern irgendwie nicht richtig erkannt wie das läuft.
    Wie ermittelst du den Höhenversatz?
    "Misst" du den Durchmesser des Lichtpunktes, oder den Versatz des Lichtpunktes relativ zum "Zielkreuz"?

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

    ... ich messe den "Versatz" des Lichtpunkts relativ zu einer vorgegebenen Sollposition - die Bildverarbeitungssoftware berechnet aus dem Videobild den Mittelpunkt des Lichtflecks und kann so direkt Koordinaten an die Steuerung weitergeben, die dann entsprechend die Z-Achse verfährt, um das auszugleichen ... das Fadenkreuz ist nur eine Hilfe für den Anwender.


    Aktuell brauche ich das nur vor dem Markieren, um ggf. die Z-Höhe an verschieden hohe Teile anzupassen -- die erforderliche Laser-Leistung dafür ist so gering (unter 1% Gravierleistung), daß ich den Zielpunkt direkt auf das Teil leuchten kann, ohne die Oberfläche zu beschädigen.


    Interessant wäre das evtl. auch noch, um eine Schieflage im Raum über mehrere Meßpunkte aufzunehmen und ggf. die "Arbeitsebene" entsprechend zu kippen oder an eine 3D-Oberfläche anzupassen.


    Ob ich das später auch für eine kontinuierliche Autofokus-Regelung oder Online-Prozeßkontrolle verwende, wird sich noch zeigen ...


    Viktor

    Ah, alles klar! :thumbup:


    Mit der Methode sollte sich doch eigentlich auch ein "Optischer Autofokus" für die handelsüblichen Lasersteuerungen bauen lassen gell?
    (Quasi als Ersatz für Mikroschalter oder Ultraschall/Kapazitäts-Sensoren)
    Eventuell könnte man dann als Ziellaser den meist bereits vorhandenen Red-Dot Laser verwenden.
    Sowas müsste mit nem Raspberry oder ähnlichem eigentlich machbar sein oder?

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

    ... ja, ist machbar ... und auch noch einiges mehr -- z.B. "3D-Oberflächen-Scannen", was ich momentan noch über DLP-Beamer und Kameras mit DavidLaserscanner mache ;)


    Für einen kontinuierlichen Autofokus müßte ich das entweder als regelmäßige "3D-Abtastung" (z.B. alle Zehntel-Sekunde) ins Markieren integrieren, oder mit einem statischen Laserpointer neben der gerade markierten Oberfläche separat mitlaufen lassen, weil sonst der Gravier-Strahl den Meß-Strahl überstrahlen würde :S


    Hab' auch schon daran gedacht, den eigentlichen Gravier-Prozeß live auszuwerten, um auch andere Parameter auswerten zu können (Energie, Reflexions-Änderung/Abtragsrate, ...) ... das swird dann aber etwas aufwändiger, so daß ich das nur bei echtem Bedarf bzw. "bezahlt" machen werde 8)


    Viktor

    Zitat von VDX

    Hab' auch schon daran gedacht, den eigentlichen Gravier-Prozeß live auszuwerten, um auch andere Parameter auswerten zu können (Energie, Reflexions-Änderung/Abtragsrate, ...) ... das swird dann aber etwas aufwändiger, so daß ich das nur bei echtem Bedarf bzw. "bezahlt" machen werde 8)

    "Etwas" aufwändiger ist gut .... :D


    Du scheinst nicht nur wirklich Ahnung, sondern auch noch humor zu haben. :thumbup:


    Ich überlegte aufgrund deiner Anregung sowas als Ersatz für den Autofokus an meiner Chinakiste zu bauen.
    Aber da fehlen mir selbst leider die tiefergehenden Kenntnisse was Programmierung und Bildverarbeitung auf dem Raspberry angehen.

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

    Danke für den Hinweis.


    Wenn ich mal Zeit übrig habe mach ich das glatt. :thumbup:

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

    ... hab' gerade gesehen, daß ich hier ja auch schonmal einen Thread zur Abstandsmessung gestartet hatte.


    In diesem Thread geht das auch in die Richtung - CNC-"Co-Prozessor" für Galvoscanner-Controller


    Da habe ich aber einen kommerziellen Laser-Triangulations-Abstandssensor dran, der mit um die 400€ dann doch etwas mehr kostet, als die DIY-Kamera-Lösung :S


    https://www.panasonic-electric…/de/analogsensor-hg-c.htm


    Viktor

    Wäre es nicht möglich einen Autofokus mit einem IR-Sensor umzusetzen? z.B mit einem Sharp GP2Y0A41SK0F?


    Man könnte den Controller ja auch umgehen und mittels Arduino und Tastenfeld den Schrittmotor für die Z-Achse steuern.
    Da gibt man dann die Materialstärke ein und ob er der Fokus permanent angepasst werden soll oder nicht.

    ...ich habe zwar einen überholungsbedürftigen GCC mercury hier rumstehen, der steht auch gut - jedoch war mir nach etwas funktionierendem - muss kurz schmunzeln - und habe mich zum kauf einer grossen 60 watt chinakiste hinreissen lassen...natürlich mit enormen rabatten, nachdem ich den verkäufer von der tragweite von gewährleistung und CE zeichen "überzeugt" hatte.


    zunächst waren die stepper gegen "echte" servomotoren getauscht und das Z "problem" dachte ich mir mit TOF lasersensoren zu lösen. damit erreiche man laut datenblatt eine genauigkeit von 1 mm, was für mich bei einer brennweite von 2 bzw. 2,5 zoll durchaus vertretbar ist.


    wenn ich denn soweit bin, werde ich meine erfahrung kundtun. zunächst jedoch kämpfe ich am z tisch, dessen höhe aktuell aufgrund hoher chinesischer konstruktionskunst nur durch das drehmoment eines V8 motor zu bewegen ist, oder eben durch den verbauten elektromotor(!) mit planetengetriebe ala 1:500000 ..oder so...was den tisch zwar nicht sehr schnell macht, aber elefanten stemmen könnte...