レーザーとウェブカメラがミクロンのためにチームを組む

Jan 05, 2024

物体の長さ、幅、深さを測定したい場合、その用途に適した機器がたくさんあります。 巻尺から始めて、より正確な精度が必要な場合はノギスに移行し、本当に重要な寸法の場合はマイクロメーターに移行することもできます。 しかし、何かがどの程度平らであるかを知りたい場合はどうすればよいでしょうか? 表面の平坦度を評価するのに直定規と目玉以外に何かあるのでしょうか？

結局のところ、15 ドルのウェブカメラと安価なレーザー水準器があれば十分です。さらに、いくつかの自作ソフトウェアと少しの忍耐が必要です。 少なくともこれは、[ブライアン・ハワード] が開発中の大型 CNC マシン用に製作したガントリーの平坦度を評価するために考え出したものです。

ガントリー アームは鋼管で作られており、寸法のばらつきが大きい汎用製品です。 ビームの長さ全体にわたる微細な山と谷を測定するために、[ブライアン] はレンズのないウェブカメラを金属ブロックに取り付けました。 安価なレーザーレベルは、ビームの上部をかすめ、カメラのイメージセンサー全体を照らすように設定されています。

ラップトップでは、ビームの画像が強度プロファイルに変換され、そのピークはガウス曲線フィットによって位置が特定されます。 センサー上のピークの位置は表面に沿ったさまざまな点で記録され、ビームに沿った微細な山や谷のマップが得られます。

休憩後のビデオで見られるように、[ブライアン] のこのような迅速かつダーティなセットアップからの結果は印象的です。 自動レベリング機構のおかげでレーザービームには多少のぐらつきはあったものの、1メートル以上あるように見えるビーム全長をスキャンし、数ミクロンの解像度で平坦度を測定することができた。 ネタバレ注意: ビームには少し加工が必要です。 しかし今では、[ブライアン] は表面をどこでどれだけ削ってシムするかを正確に知っており、推測するよりもはるかに優れています。