Laser und Webcam schließen sich für Micron zusammen

Jan 05, 2024

Wenn Sie die Länge, Breite oder Tiefe eines Objekts messen möchten, gibt es zahlreiche Instrumente für diese Aufgabe. Sie können mit einem Maßband beginnen, zu Messschiebern übergehen, wenn Sie mehr Präzision benötigen, oder vielleicht sogar zu einem Mikrometer, wenn es sich um ein wirklich kritisches Maß handelt. Aber was ist, wenn Sie wissen möchten, wie flach etwas ist? Gibt es etwas anderes als ein Lineal und einen Augapfel, um die Ebenheit einer Oberfläche zu beurteilen?

Wie sich herausstellt, gibt es Folgendes: Eine 15-Dollar-Webcam und ein billiger Lasernivellier reichen aus, zusammen mit etwas Homebrew-Software und ein wenig Geduld. Zumindest hat sich [Bryan Howard] das ausgedacht, um ihm bei der Beurteilung der Ebenheit des Portals zu helfen, das er für eine große CNC-Maschine hergestellt hat, an der er arbeitet.

Der Portalarm ist aus Stahlrohr gefertigt, einem Massenprodukt mit zahlreichen Maßvariabilitäten. Um die mikroskopisch kleinen Hügel und Täler über die Länge des Strahls zu messen, montierte [Bryan] eine linsenlose Webcam an einem Metallblock. Ein billiger Lasernivellier wird so eingestellt, dass er über die Oberseite des Strahls gleitet und auf den Bildsensor der Kamera scheint.

Auf einem Laptop werden Bilder des Strahls in ein Intensitätsprofil umgewandelt, dessen Spitze durch eine Gaußsche Kurvenanpassung lokalisiert wird. Die Position des Peaks auf dem Sensor wird an verschiedenen Punkten entlang der Oberfläche aufgezeichnet, was zu einer Karte der mikroskopischen Hügel und Täler entlang des Strahls führt.

Wie im Video nach der Pause zu sehen ist, sind die Ergebnisse von [Bryan] aus solch einer schnellen und schmutzigen Aufstellung beeindruckend. Trotz einiger Wackelbewegungen des Laserstrahls dank seines automatischen Nivelliermechanismus konnte er die gesamte Länge des Strahls scannen, der aussieht, als wäre er mehr als einen Meter lang, und die Ebenheit mit einer Auflösung von einigen Mikrometern messen. Spoiler-Alarm: Der Balken muss bearbeitet werden. Aber jetzt weiß [Bryan] genau, wo und um wie viel an der Oberfläche abgekratzt und unterlegt werden muss, was viel besser ist als nur zu raten.