Mätarm [projektet slutfört]

[idiotdea]

Detta går långsamt framåt p.g.a. diverse orsaker, men det går i alla fall framåt. Lyckligtvis behöver jag inte stressa heller, det är ändå för kallt nu på vintern för att börja mäta upp det jag har tänkt. Det blir trevligare mot våren...

Men nu har jag svarvat klart alla leder och armar. Det är ännu en hel del fräsjobb kvar, men fräsen är inne i ett varmt garage, till skillnad mot svarven.

Den första leden är kvar, och bilder på denna finns nedanför. Överlag är jag nöjd med resultatet. Det blev som jag hade tänkt mig, och känns stabilt och glappfritt. Lite flexar axeln i leden när man trycker ihop armarna, men inte mycket. I vilket fall som helst skall det inte komma några andra direkta belastningar på leden än egenvikten.

Det elektriska har jag inte hunnit så långt med ännu, men det skall inte vara några stora problem med det. Jag kopplade i alla fall in oscilloskåpet på en encoder, och utsignalen såg bra ut.

led1.jpg

led2.jpg

led3.jpg

[Mr. Pink]

Tips på ett enkelt interface för att läsa av dina encodrar.
http://www.phidgets.com/products.php?product_id=1047

[idiotdea]

Denna såg ju intressant ut! Egentligen hade jag tänkt göra elektroniken själv, men ifall detta passar (har inte kollat alla specifikationer) så köper jag nog denna i stället. Jag hade knappast lyckats med att hålla priset under 100$ om jag hade byggt det själv heller, och så sparar jag en hel del tid.

Tack för tipset!

[idiotdea]

Nu när våren kommer så börjar det också bli så varmt och ljust att det går att jobba på utsidan. Med andra ord borde jag så småningom få klart mätarmen. Jag köpte encoder interfacet från Phidgets, och det verkar fungera mycket bra! Det hade knappast blivit mycket billigare än detta i alla fall.

Nu är i alla fall det mest krävande av den mekaniska konstruktionen klar. Det som ännu skall göras är att tillverka ett "stativ", en mätspets och skriva ett datorprogram för att logga datan från encodrarna. Och så skall förstås allting sättas ihop, men det är inget stort jobb. Nedanför finns lite nya bilder.

hopvikt.jpg

utvikt.jpg

elektronik.jpg

[Andax]

Mycket intressant projekt. Förutom ren mekanisk inmätning har jag själv tittat på möjligheten att mäta med fotogrammetriska metoder, dvs ur vanliga foton plocka ut 3D koordinater, eventuellt med hjälp av strukturerat ljus eller markörer.

[Walle]

Verkligen intressant! Jag har liksom Andax kikat på Fotogrammetriska metoder, bland annat en handhållen 3D-kamera. Priset låg dock långt bort i lala-land (vi pratar om flera hundra tusen för en lease på ett par år). Så jag utvecklade ett eget, lite mindre sofistikerat system, som använder en laser för att mäta av chassiet på fyrhjulingar. Helt manuellt, alltså, lasern flyttar över punkter från 3D till 2D på en plåt. Sedan är det manuell mätning som gäller. En sån här arm hade absolut kunnat hjälpa mig mycket i jobbet, om precisionen blir hyffsad (+- 1-2 mm längst från basen).

[labmaster]

Vore det inte enklare att använda en laserbaserad avståndsmätare placerad på en räls med ett par stegmotorer i mäthuvudet och två i X- och Z-led. Det finns lasermätera som är relativt billiga som måter plus/minus 1 mm noggrannhet, här är ett exempel som kostar runt 3 000 kronor.

[Mr. Pink]

Hur är det med upplösningen på vinkelgivarna egentligen?
Hur många steg får du ut på ett varv?

Vill minnas att när jag själv höll på med min implementering av encodrar så fick jag effektivt 4 gånger högre upplösning på en givare med givet antal steg.

[idiotdea]

Tack för de uppmuntrande kommentarerna!

Walle: Är du intresserad av att förklara lite mera utförligt hur systemet med laser du använder fungerar? Bara för att tillfredsställa mitt och andras intresse alltså.

Encodrarna ger 2500 quadrature pulser per varv, vilket ger 10000 användbara pulser per varv. På en meter lång led ger detta en tangentiell upplösning på 2*(pi)*(1000 mm)/10000 = 0,63 mm. Jag siktar på en repeterbarhet på ca. 1 - 2 mm, om man handskas försiktigt med armen. Hur det blir med den absoluta noggrannheten vågar jag inte säga, men den hamnar nog utanför detta område. Jag skall försöka mäta upp hur bra det blir när jag har gjort klart allt.

labmaster: Att mäta med laser kunde vara ett attraktivt alternativ för vissa ändamål. Men problemet med laser är att ytan man mäter borde vara mer eller mindre vinkelrät mot laserstrålen (antar jag). Det passar inte så bra för mig, då jag skall mäta upp ett båtskrov, och det skulle leda till att man måste mäta från många olika håll. Men vi får se, kanske inte min arm heller fungerar som förväntat

[Andax]

idiotdea, se t.ex. http://www.david-laserscanner.com/

[idiotdea]

Ok. Jag hade lite svårt att förstå hur det fungerade först, men sedan hittade jag en artikel som beskrev det i deras FAQ. Intressant teknik och det verkar ju fungera bra på "komplexa" objekt också. Men detta är knappast vad Walle använder?

[Walle]

Nejnej, mitt "system" består av ett rätblock med en laserdiod samt ett vinklat hål för en märkpenna. Väldigt basic, men fungerar väl för det jag använder det till, uppmätning av fyrhjulingar för hasplåtstillverkning.

[idiotdea]

Mätarmen är nu mer eller mindre klar, programvara skriven och den fungerar också mer eller mindre bra.

På den mekaniska biten har det inte skett några genombrytande förändringar. Alla givarna är i alla fall monterade. En mätspets och en "fot" åt armen har tillverkats, samt ett inriktningsverktyg (i princip en linjal) för att kunna avgöra när armarna från en led är parallella. Den största bristen verkar vara axlarna på endast 8 mm som sitter i lederna och ger upphov till en viss flexibiltet. Inga nya bilder på armen i detta inlägg, det är för mörkt i rummet jag har den för att få vettiga bilder...

Programvaran för att hämta in data från givarna är som sagt fungerande, om än inte komplett. Det är skrivet i C++ och utnyttjar Qt till det mesta och Phidgets c-bibliotek för kommunikation med encoderelektroniken. Totalt ligger det på ca. 1000 rader kod i dagsläget, så inte förskräckligt stort, men däremot bra mycket större än man kunde ha gjort utan ett GUI. Nedan en bild på programmet.

gui.png

Nästa steg blir att göra lite mätningar på kända referenser och att göra om mätdatan till något mer användbart. Som det är nu så sparar programmet koordinaterna för mätspetsen som x-, y- och z-värden. Det jag har tänkt mäta kommer i princip att vara 2D konturer, vilket innebär att jag har en koordinat för mycket. Jag måste ännu alltså göra någonting som läser in dessa tre koordinater och projecerar dem på det plan som ligger bäst i linje med alla (relevanta) mätpunkter för att få ut 2D konturen. Förhoppningsvis går detta ganska lätt i Excel. En bild från den första mätningen finns här under (inte helt korrekt, men tillräckligt bra då golvet ligger i samma plan som mätarmens xy-axel). I denna mätning rörde jag endast mätspetsen runt ett varv på golvet. Höjdskillnaden till det plan som bäst motsvarar mätpunkterna (i princip höjden och "vinkeln" på golvet) var som mest -2,3 ... 2,4 mm. Detta är lite högre än jag hade siktat på, men jag har inte kollat närmare på mätdatan, så det är möjligt att den är tillfälliga kast som försvinner i det stora hela.

floor.png

[Walle]

Har du någon känsla för vilken noggrannhet du kommer kunna få? Planerar du att göra om lederna med kraftigare axlar? Nu vet jag ju inte vad för material axlarna är gjorda i, men du kanske kan byta till något starkare/hårdare? Jag tänker på slipade och härdade "pinnar" (jag vet inte vad de säljs under för namn) som man använder t.ex. för att lokalisera två delar exakt mot varandra.

[gunne]

Snyggt bygge!

Beroende på noggrannhetskrav så kan dessa vara av intresse:
123D catch
Skanect
ReconstructMe

Edit: Glömde [url?http://www.kscan3d.com/]KScan3D[/url]