Vermessung mit Endoskop – Teil I

Heute berichte ich Euch nach längerer Abstinenz von einem neuen Teil. Um die XY-Werkstückposition zu vermessen, war ich schon länger auf der Suche nach einem geeigneten Werkzeug. Ein 3D-Taster kommt bei mir nicht in Frage, weil mir das dauernde Umspannen mit 13 verschiedenen Spannzangen zu umständlich ist, ein Laser ist zu ungenau, somit fiel die Wahl auf eine Endoskop-Kamera.

Ermuntert von diversen ähnlichen Bauten in diversen Foren (vor allem Rudis Kamera und die von Wilfried, beide CNC-Area) bestellte ich bei Pollin um € 19,90 minus € 5,00 Gutschein, also sagenhaft günstige € 14,90 diese hier:

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Das Paket kam nach 4 Tagen und die Spannung war gross. Ernüchterung, als ich sah, dass trotz “bester Schärfebereich von 20-100mm” laut Prospekt (also ideal für mich) nur unscharfe Bilder zu Tage kamen. Wolfgang (karamo) hat übrigens meine ersten Bilder mit Worten sinngemäß “vernichtet”! Später bemerkte ich, dass die Kamera eine sehr gute Webcam wäre, also auf 2-3 Meter Entfernung bildete sie gestochen scharf ab. Softwaremässig kann dieses Stück nicht verstellt werden, daher musste Gewalt her: Ich baute das Schutzglas vor der Kamera aus (dabei geht es kaputt), nun konnte ich -gerade noch- mit meiner Mini-Pinzette aus dem Elektronikbereich die Kamera fokussieren (die Linse sitzt zum Verstellen auf einem Gewinde, wie bei jeder Webcam auch, der Hersteller dürfte aber hier aufs Einstellen vergessen haben?). Ergebnis: Schärfstes Bild, Wasserdichtheit ist nun futsch, aber meine Fräse steht ohnehin nicht unter Wasser. Ich habe mich für einen Fokusbereich von 20-80mm bei geplanter 50mm Standardhöhe entschieden. Die Kamera erlaubt einen Spielraum von 60mm, die angegebenen 80mm sind also nicht zu erreichen.

Nun ist die Kunst, die Kamera lotrecht einzubauen, damit durch die Bewegung auf Z keine Ungenauigkeit entsteht. Erste Versuche haben allerdings ergeben, dass das bei einem Abstand von ca. 50mm vom Werkstück unerheblich ist, wenn die Halterung genau hergestellt ist.

Die Halterung war mein heutiges Werk. (eigentlich wollte ich am Nachmittag nur ein chinesisches Kugellager tauschen, weil es scheinbar eierte, als wenn eine Kugel gebrochen wäre. Mit Freude konnte ich aber feststellen, dass das Lager völlig ok ist, ich lediglich als Sicherung der Spindelmutter eine zu lange Wurmschraube verbaut hatte, und diese nach dem Warmlaufen durch Dehnung (ich hatte heute 26 Grad in der Werkstatt) am Lagerblock scheuerte. Der Zeitgewinn durch diese positive Überraschung musste genutzt werden, bevor meine Familie etwas davon merkt! Ich entwarf deswegen gleich in der Werkstatt meinen Plan. CAD in 5 Minuten, CAM in 5 Minuten, G-Code aus dem PPP rausgeholt, fertig. Das Fräsen selbst dauerte etwa 3-4 Minuten. Herrichten, Aufspannen, Reinigen, Gewindeschneiden, Schraustock suchen: Etwa 70 Minuten.

Die Praxis zeigt mir immer mehr, dass CAD, CAM und CNC die am wenigst zeitintensiven Arbeiten sind. Am Zeitintensivsten ist das Ablaufdesign (also die Dramaturgie, was wann wie hergestellt wird, ein Mix aus Fräsen, Umspannen, Bohren, Gewindeschneiden) und vor allem das Aufspannen selbst. Um mir hier ein wenig Erleichterung zu verschaffen, entsteht gerade mein neues Aufspannteil für kleine Teile. Am Foto sieht man schon den vor einigen Tagen aus einem Reststück gefrästen rechten Winkel, der ist permanent (abnehmbar) am Aufspanntisch vermessen. In den nächsten Tagen mache ich dann noch Exzenterspanner, damit ist das Aufspannen weniger Zeitaufwand und auch das Planfräsen sollte ohne hässliche Lücken an den Werkstückaussenseiten möglich sein, weil keine Spannpratzen mehr im Weg sind.

Was fehlt noch:

Den dicken Handgriff der Endoskopkamera habe ich genauso entfernt wie den Helligkeitsregler der beiden LEDs der Kamera, das USB-Kabel muss nun noch bis zum PC verlegt (verlängert) werden.

Die üblichen Eckdaten:

– Schaftfräser UNI 2-schneidig, 3mm, Rechtsdrall, im Gleichlauf
– Umdrehungen: 14000
– Zustellung: 1mm
– Vorschub: 600mm/min
– Genauigkeit:

Das Gehäuse der Endoskopkamera hat mit dem Meßschieber genau 14,00mm, die gefräste Innenfrästasche hat ebenfalls 14,00, also weder 13,99, noch 14,01 – ich habe extra mit 2 Meßschiebern nachgemessen. Das überraschte mich, ich dachte nicht, dass die Henriette das auf ein Hunderstel genau kann. Auch der Kreis ist perfekt rund. Die Kamera musste ich mit der Hand satt reinpressen, wie in eine Passung, ein Fixieren wäre nicht notwendig, wegen zu erwartender Vibrationen seitens der Fräse aber trotzdem sinnvoll.

Nun die Bilder meines heutigen Werkstücks, nur ein kleines Teil mit 50x20x15mm, aber es hat mir richtig Freude gemacht (Reststück AlMg4,5Mn, Innensechskantschrauben M4, Wurmschraube M4 zur Fixierung):