(01) CNC-Fräse bauen(60) Werkstücke

Neue Kamerahalterung mit Ausgleich für Parallaxenfehler

Meine neue Mikroskopkamera der Firma Andonstar zum Werkstückvermessen liegt schon einige Zeit unbenutzt herum, deswegen wurde es Zeit, eine Halterung dafür zu bauen. Mir war wichtig, dass ich mit so einer Halterung die Kamera genau lotrecht einstellen kann. Sie muss also in allen 3 Achsen (X,Y und Z) einstellbar sein. Den Entwurf hatte ich damals mit Solidworks gezeichnet.
Baugruppe_Halterung

Die Umsetzung war dann langwieriger, weil die heissen Sommertage genug Ausreden zuließen. Das gesamte Halbzeug für die Teile stammt vom Schrotti. Bei den Rändelrädern dachte ich zuerst, wegen der Druckstellen ein Stück schwarzen Kunststoff (siehe Foto) einzubauen, das hat sich aber nicht bewährt; der Druckpunkt war zu weich und eine solide Fixierung bzw. eindeutige Positionierung war kaum möglich. Somit baute ich das erste Rändel auf ein Aludruckstück um und verzichtete bei den weiteren Rändelrädern darauf. Alu auf Messing drückt wunderbar und alles passt jetzt. Gerändelt hatte ich vorher noch nie, aber ich finde, es erfüllt den Zweck, so wie es geworden ist? Die Kamera will jetzt noch sauber eingestellt werden, denn der erste Auftrag an sie wartet bereits – natürlich wieder Zubehörteile für einen Fräsenbaukollegen – was sonst?

Einzelteile

gold

IMG_20150916_213801 (Medium)

 

IMG_20150918_184041  Rändelschraube, Alu-Einsatz

Rändelschraube, schwarzer Einsatz

zoom

7 Gedanken zu „Neue Kamerahalterung mit Ausgleich für Parallaxenfehler

  • KarlG

    Schön gerändelt, Heini!

    Ich habe ja auch 2 solcher Dinger und Du solltest unbedingt einen „Objektivschutz“ bauen. Die Kamera ist ja vorne offen und wenn die mit Spänen, Staub und Öl bombardiert wird, ist die in kurzer Zeit blind.

    Ich habe einen der mitgelieferten „Tuben“, Tubusse, oder wieauchimmer eingekürzt und da so eine runde Scheibe aus einem Schmelzsichungseinsatz eingeklebt. Passt nicht optimal, aber ist erstmal zu…

    Gruss
    Karl

  • Danke für die Anerkennung, aus Deinem Mund ist das für mich doppelt wichtig! Gerändelt ist es gar nicht so schön (keine ausgeprägten Pyramiden, zu großes Rändelrad, zu wenig gedrückt). Aber für den Zweck und fürs erste Mal hat es mir gereicht.

    Danke für den Tipp mit dem Schutz der Optik! Schaue ich mir natürlich an.
    Eine Frage an Dich: Die Fokussierung wäre ja noch leichter, wenn nicht, wie ich in der Eile festgestellt habe, diese durch eine ungenau verarbeitete Drehung erreicht würde. Es dürfte nämlich das Innenleben der Mikroskopkamera beim Verdrehen „eiern“ und damit kann ich zwar wunderbar und genau messen, darf aber die Schärfe nicht verstellen. Der Bereich mit Schärfe ist aber ohnehin sehr eng, somit sollte das funktionieren. Mein Wunsch wäre es halt gewesen, über den kompletten Verfahrbereich von Z lotrecht zu bleiben – wozu ich ja auch die verstellbare Halterung gebaut habe. Mal schauen, vielleicht gehe ich der Sache auf den Grund und schaue mir das Innenleben mal genauer an. Vorher wollen aber noch ein paar Frästeile für einen Einsteiger entstehen – jaja, die Zeit fehlt halt hinten und vorne 🙂

  • KarlG

    Meine sind noch nicht im praktischen Einsatz – habe zwar ein bisserl damit experimentiert, aber an die Portalfräse passen die nicht ohne größere Umbauten ran und die FS4MG (dafür war eine gedacht) ist noch lange nicht fertig.

    Wenn sich wirklich beim Fokussieren die optische Achse bewegt, würde ich wahrscheinlich eher den Fokus festlegen und lieber mit der Z-Höhe „scharf stellen“….

    Gruss
    Karl

  • CJer

    Hallo Heini,
    Hab mal ne Frage zur Kamera selbst: Funktioniert die Kamera denn mit Mach3 und Schmidt Screen? Du hattest ja schon mal eine billige ebay Version im Einsatz, oder?
    Um die optische Achse senkrecht zu bekommen hab ich mir ne 3-punkt Lagerung überlegt. Die Kamera klemme ich darauf mit einer Kabelverschraubung. Hält bombensicher. Aber die Frage ist, fokussiert die Kamera automatisch bei unterschiedlichen Z-Höhen? Meine billige tut das nicht

    Gruß Claus

  • Servus Claus!

    Die Kamera fokussiert nicht automatisch, sondern nur händisch. Das funktioniert so, dass man oben an der Röhre am Rädchen dreht. Innerhalb dürfte durch dieses Drehen die Optik an einem Gewinde im Röhrchen auf- und abfahren. Das allerdings nicht lotrecht, sondern „eiernd“. Der Fokus ist etwas weniger als 2cm im wirklich toll scharfen Bereich, außerhalb von 2cm ist ohne erneutes Scharfstellen überhaupt nichts zu erkennen. Da rede ich aber vom mikroskopischen Bereich, also der Sinnvolle, der mit grosser Vergrößerung die perfekte Genauigkeit beim Einmessen bringt – damit meine ich, dass die Andonstar lediglich etwa 20mm vom Messtück entfernt ist. Ich habe dadurch beliebig wiederholbar auf 1-3 Tausenstel! gemessen. Wie machte ich das? Nun, ich habe die DROs in Mach3 mit einem Zettelchen abgeklebt, den X/Y-Punkt 20mal vermessen und jedesmal dann nachgeschaut, ob die DROs wieder das Ergebnis von Vorhin ergeben. Das halte ich für sensationell, denn unter 1/100mm ist ja genauer, als jede Portalfräse jemals sein kann und dieser Messfehler ist nicht mehr relevant.

    Wenn man die Andonstar aber weiter vom zu messenden Stück entfernt (zB. 100mm über dem Messstück), dann ist das Bild nahezu identisch mit jeder billigen Endoskopkamera, die Vergrösserung ist dann nicht mehr gegeben, es sieht aus wie bei einer Webcam. Auch der Fokusbereich ist dann ein bisschen weiter angelegt und man kann schon mal beim Z-Höhebestimmen hin- und herfahren – ob das der Genauigkeit gut tut, wage ich zu bezweifeln.

    Ich hoffe, das habe ich verständlich rübergebracht. Viel Werkstattzeit zum Testen hatte ich noch nicht, weil eine größere Fräsung in Arbeit ist. Vielleicht schreibe ich irgendwann einmal einen Blogbeitrag über die Möglichkeiten und meine Ergebnisse, mal schauen.

    So wie es derzeit aussieht, ist meine tolle verstellbare Halterung wirklich „für die Würst“, weil es nur eine einzige fixe Messposition geben darf und wenn man diese verändert, den Offset von Fräserspitze zu Andonstar-Spitze jedesmal neu einmessen muss. Es sei denn, es gelingt mir, das Innenleben der Andonstar auf Genauigkeit umzukonstruieren. Ich bin mir nicht sicher, ob ich das überhaupt noch will und auch brauche, es geht nämlich mit fixem Fokus sehr gut und so vor allem hochgenau!

    Gruß
    Heini

  • CJer

    Hallo Heini,

    vielen Dank, das war sehr gut erklärt! Vor allem das Eiern und den Fokusbereich.
    Im Grunde bedeutet es aber auch, dass man halt beim Nullen von X/Y einen festen Z-Abstand zum Werkstück haben muss. Würde aber bedeuten, dass die Andonstar fast auf Höhe der Spannzangenmutter sitzt, rechnet man einen eingespannten Fräser mit hinzu, richtig?
    Aber selbst wenn der Fokus beim Verfahren in Z „unscharf“ wird, macht es doch Sinn, die optische Achse senkrecht zu stellen. Denn wenn sich die Schärfe von 1/1000 zu 1/100 oder 5/100 ändern würde, spielt das beim Fräsen wirklich eine Rolle? (Ggf beim Platinen fräsen???)

    Ich bringe die Andonstar eh nächste Woche mit, da kann ich meinerseits das selbst nachvollziehen und ausprobieren. Aber aufmachen und ausprobieren würde ich auch nicht, dafür sind die 26€ dann doch zu schade.

  • Servus!

    Leider habe ich mehr Ideen als Zeit, daher erst jetzt die Freischaltung Deines Beitrages, sorry. Ich habe Deinen Beitrag aber bereits am 1.10. gesehen und auch zufällig schon parallel dazu mit einem Mail-Bekannten genau das Thema diskutiert. Wie Du auch schreibst, macht es durchaus Sinn, die optische Achse senkrecht zu stellen, weil 1/100 oder 5/100 kaum eine Rolle spielen würde – das hängt halt davon ab, wie genau die Fräse einerseits überhaupt arbeitet und wie genau das Gewünschte Ergebnis werden soll. Ich hänge hier noch einen Auszug aus meinem Mail an Roger an, das erspart mir Tipparbeit:

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    Mail zur Andonstar-Kamera an Roger:
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    Ich denke, das mit der fixen Position ist toll. So wie ich es im Blogkommentar ergänzt hatte, hat das wiederholbar supergenaue Werte. Heute dürfte Claus dazu einen wertvollen Kommentar geschrieben haben. Ich hatte leider noch keine Zeit, bin auswärts – den muss ich dann gleich freischalten. Claus hat insofern gut dazu beigetragen, weil er meint, dass die grösste Vergrösserung und damit die von mir angesprochene Genauigkeit genau dann der Fall ist, wenn die Kameralinse etwa auf Höhe zwischen Fräserspitze und Spannzangenmutter, also sehr weit „unten“ ist. Das ist leider richtig und man muss dann höllisch aufpassen, beim Fräsen mit der Linse nicht ins Material oder noch eher in die Spannpratzen zu krachen. Oder, man gibt die Kamera höher, auf Kosten der Genauigkeit – trotzdem aber noch genauer als das „Endoskopieren“. Bei den eher selten notwendigen, dann aber hochgenauen Fräsaufträgen kann man ja situationsbezogen sehr rasch das Mikroskop „runterschieben“ und den dann verdorbenen, alten Offset neu einmessen. In der Schmidtscreen geht das ja sehr rasch durch eine Probefräsung (einfach einen Punkt in ein Stück Holz rein) und dann die Messung des Abstandes „Punkt<>Endoskopfadenkreuz“ mit Tastendruck abspeichern, fertig. Das brauche ich zB. wenn ich in ein präzises Werkstück ein Loch ganz genau in die Mitte machen muss. Beispiel: Die Messingteile der Mikroskophalterung haben ja mittig das 18mm-Loch.
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