3D-Scanner für Werkstücke mit Drehteller und Laser

Hallo.

Mir schwirrt seit längerem die Idee eines kleinen 3D-Scanners für Werkstücke im Kopf rum:
Ein Schrittmotor bewegt einen Drehteller. Daneben steht parallel zur Drehtellerachse ein Linearschlitten (habe welche aus alten Nadeldruckern hier). Auf dem Schlitten ist ein analoger Laser-Sensor montiert. Zum Beispiel von der Firma Wenglor. Wir haben solche in der Arbeit. Die kosten zwar einige 100 Euro, aber die sind toll. Die setzen den Abstand zum Werkstück, z.B. 100 bis 200mm in ein analoges Spannungssignal von 0 bis 10V um. Und das schnell (Millisekunden) und relativ genau (Tolaranz je nach Typ xx µm bis xxx µm).
Die Funktionsweise des Aufbaus ist naheliegend: Der Drehteller dreht sich eine Umdrehung, der Laser "sieht" dabei auf das Werkstück. Aus Drehtellerwinkel und Laser-Signal können dann Daten als Polar-Koordinaten gespeichert werden. Der Linearschlitten bewegt sich einen bestimmten Weg weiter und wieder werden Daten aufgenommen. Aus den Polarkoordinaten lässt sich mit einfacher Trigonometrie X- und Y-Koordinaten berechnen. Die Schlitten-Position ist die Z-Achse.

So eine ASCII-Datei mit den Rohdaten würde ich hinkriegen. Aber wie dann die Daten aufbereiten, dass man sie mit einem CAD-Programm öffnen kann? Dass z.B. die dreidimensionale Punktwolke gleich als Oberfläche interpretiert wird?
Was auch noch sinnvoll wäre: Oberflächen-Unebenheiten in "schöne" ebene Flächen umwandeln oder ein unebener Radius in einen schönen Kreisbogen wandeln.
Auch die Nachbearbeitung von funktionswichtigen Maßen wäre notwendig.

Hat jemand ne Idee für mich?

PS: Dies ist lediglich eine Ideensammlung. Ich will erst einmal meine CNC-Fräse anfangen und fertigstellen. Wenn ich die dann habe, wird der Wunsch aufkommen (ich kenne mich), vorhandene Werkstücke/Gegenstände replizieren zu können. Deshalb die Idee mit dem 3D-Scanner.

Gruß Chaoskreator

Ich werf einfach mal nen Begriff in den Raum: David Laserscanner.
Damit kann man mittels einer Digicam, nem Schrittmotor und nem (guten) Laserpointer anscheinend das selbe machen.
Bei Peters CNC-Ecke gabs da mal ne Diskussion drüber.
Das Programm selbst ist Freeware.
Gruß Julian

Dies soll jetzt keine Werbung sein!!

VOn AUtodesk gibts das Programm 123D, das aus ~50 Fotos ein mehr oder weniger genaues 3D-Objekt erstellt. Ob die Genauigkeit für Werkstücke im 1/10mm-Bereich ausreicht, kann ich leider nicht sagen, da ich das Programm selbst noch nciht ausprobiert habe.

Leider ist eine Registrierung erforderlich

Link: KLICK!

Nils

Die idee ist geil! Ich hatte schon ähnliches vor, aber mit 9 Jahren scheiterte das am Wissen... Ich würd mitmachen, dicke genaue Stepper hab ich samt Steuerung. Aber braucht das nicht übel viel Leistung? However, an nen achtkerner mit 32GB RAM komme ich ran, Systemkameras mit 15 Megapixeln und USB sind auch kein Thema. Da wird der Laser doch quasi überflüssig, aber die Beleuchtung immer wichtiger... Nitraphotlampen?

Mal was anderes: Wieso wird hier eigentlich immer dieses "ich will keine Werbung machen" dazugeschrieben? Versteht sich das nicht von selber? Ein kurzer Kommentar ala "Ich arbeite da" reicht doch im Falle eines Falles...

Arbeiten tu' ich bei Autodesk nicht. Das Modell wird nicht am heimischen Rechner sondern in der Cloud von Autodesk berechnet. In den AGB steht, dass die Daten nur zum Zwecke der Erstellung des Modells dienen, aber bei solchen Services traue ich dem Braten nicht so ganz. Man sollte also vorsichtig sein, was und wo man fotografiert, wenn einem der Schutz der Privatsphäre wichtig ist.

Moin,

Als jemand der mit solchen Systemen arbeitet ein kleiner Tip:
Die Hardware für ernstzunehmende 3D Scan Systeme ist "günstig" ~ 15k€ die Software kostet ein Vielfaches. . .

Und bei allem Enthusiasmus für Open Source, wir haben DAVID auch mal ausprobiert: Nett, aber für eine Flächenrückführung absolut nicht zu gebrauchen. (Fehlermargin ist zu groß, respektive, um es mit Zahlen auszudrücken 1mm/m ~ 4/mm/m in kontrollierter Umgebung ist nicht akzeptabel, von Winkelfehlern wollen wir erst gar nicht reden. . . Kurzum, ein Spielzeug

Noch ein Böser Kommentar: Bunte Bilder kann jeder . . .

@Chaoskreator

Das Wissen hinter dem Model Rebuild ist das was sich die Firmen extrem teuer (zurecht) bezahlen lassen. Ein grundlegendes Modell aus den generierten Daten zu erzeugen ist aufwändig, aber nicht unmöglich.

Was ist dafür nötig ?

Der erste Schritt ist die Datenreduktion, denn dein Abtastverfahren generiert enorme Datenmengen, wobei die Struktur der erfassten Punkte enorm voneinander abweichen kann.

Erster Schritt der Reduzierung: Gitterverfahren

Zweiter Schritt der Reduzierung: Tangentiales Distanzschrittverfahren

Dritter Schritt der Reduzierung; Fehler und Abstandsbasierte Filter

Flächengenerierung über Triangulierung, B-Splines, oder CSGs

Danach kann man in CAD/CAM Programmme gehen. . .
Für mehr Infos PM.

Die Funktionen Kurven und Flächen vernünftig zu glätten und zu reduzieren können die kommerziellen Produkte nicht . . . ( Und da stehen ganz anderen Interessen und finanzielle Möglichkeiten dahinter)

@ Einstein2000

Dein Enthusiasmus in allen Ehren, aber du hast es schon passend ausgedrückt, es scheitert am Wissen. Laser oder Streifenlichtprojektionssysteme funktionieren über verschiedene Phänomene, respekt. Verfahren. Systemkameras mit n Mega/Giga/Tera etc. Pixeln helfen dir dabei nicht. Beide Systeme haben Vor als auch Nachteile googlen oder arxiv hilft an der Stelle.

Oder auch mal die Homepages der Hersteller abklappern.
Suchbegriffe bei Google wären an der Stelle mal: GOM, Zeiss, Faro, Renishaw. (oder allgemein Laseroptische / Optische Messsyteme)

Danach wirst du sehen das du exorbitant viel Rechenleistung/Zahlen/Geld/Whatever in Richtung des Problems werfen kannst, aber im Gegensatz zu anderen Problematiken in diesem Fall ohne den theoretischen Ansatz keinen Millimeter weit kommst.

Das soll kein Flame sein, nur lassen sich die Möglichkeiten und Limitierungen mit einer kurzen Google Suche problemlos darstellen, ebenso die technologischen, als auch theoretischen Hintergründe, welche diese definieren.

für mehr Infos zu dem Thema PM

Gruß,
Deimos

Wenn es nicht so wahnsinnig genau werden muss kann man heute mit MS Kinect einen interessanten 3D-Scanner machen. Es gibt interessante Projekte dazu.

Würde mich selber mal interessieren, ob sich schon jemand mit Bilderkennung usw im Zusammenhang mit MS Kinect befasst hat?

Das ähnelt irgendwie der Diskussion um Käsefräse oder nicht. der Profi sagt, unter 30Kiloeuro wird dat nix. Der Frickler schustert dann etwas für 50Euronen zusammen und alle staunen :-) Also ich plädiere einfach dafür, die Sache auszuprobieren!

Ich habe in einer Projektarbeit einen solchen Scanner mit DAVID als Software aufgebaut. Die Mechanik stammt komplett von einem alten Scanner und einem Drucker, musste nur den Linienlaser einkaufen.
Ein paar Folien aus dem Vortrag
Wenn du die komplette Arbeit von uns (haben das in einer Gruppe bearbeitet) möchtest -> PN.
Die Ergebnisse waren nicht schlecht, die spiegelnde Oberflächen sind aber sehr schwer zu scannen!
Später habe ich noch eine Software für den PC geschrieben, die DAVID und die Schrittmotoren automatisch ansteuert (1x Drücken und der scannt automatisch 4x in 90° Schritten).

http://www.agisoft.ru/

Die machen auch sowas. Wenn man mit etwas Geschick im Inet sucht, dann findest man "Demoversionen"

Ähm... Die Dinger gabs vor 10 Jahren schon bei Conrad, und mittlerweile für 30...50 Euro bei Ebay... als fertige Ware incl. Software...

Naja.

3D-Scanner für 50€? Zeig mal....

Weiß nicht ob das mit Laser war, "Conmark" ist der Hersteller, sieht billigst und nach China aus, aber wenn es seinen Zweck tut...

Hatte sowas auch mal im Auge. Aber der Printrbot steht leider seit Erwerb nur rum...

So viel was man immer alles will... aber zu nichts kommt...