Erkennung von einem 59µm Unterschied

[Dennis206]

Hallo liebe Robo-Team,

ich suche eine einfach Lösung für mein Problem.

Ich habe eine Rolle auf der eine Folie aufgewickelt ist. Die Folie ist nur 59µm dick und weiß. Die Rolle soll über einen Schrittmotor gedreht werden ( geschwindigkeit muss selbst gewählt werden) und dabei von einem Sensor berührungslos abgetastet werden. Solange bis der Sensor den Folienanfag findet.

Gedacht habe ich an einen Ultraschallsensor, ein Problem das ich noch sehe ist vllt. das sich die Rolle nicht im µm-Bereich genau um die eigene Achse bewegt (Fehlerquelle ^^). ?! Es muss auch nicht die Schichtdicke gemessen werden . Ich muss nur wissen wo der Anfang der Folie ist.

Würde ich mit folgendem Sensor-Modul "HC-SR04" den Anfang vllt erkennen können ? http://www.robodino.de/2011/12/ultraschall-distanz-sensor-hc-sr04.html

Besten Danke im Vorraus.

[robin]

Geht keine Lichtschranke? Die Folie ist ja nicht transparent sondern weiß.

Hilfreich wäre auch eine Zeichnung vom Aufbau.

[ichbinsisyphos]

Lichtschranke, unterbrochener elektrischer Kontakt, etc etc ... aber Ultraschall nur dann, wenn die Folie einen Freiraum verdeckt, so dass der gemessene Wegunterschied viel größer wird. Glaube kaum, dass du mit irgendeinem US-Sensor 59um auflösen kannst.

Die erreichbare Auflösung liegt so im Bereich der Wellenlänge, also knapp unter einem Zentimeter vielleicht.

[Dennis206]

Ja genau Dort liegt das Problem. Hier ein Bild damit ihr besser versteht. 24875

Die Rolle ist nicht abgewickelt . Es ist als wenn man eine Tesafilmrolle versucht in die Vorrichtung ein zu legen. Wenn man versucht mit dem Fingernagel den Stoß zu finden um den Klebesteifen zu lösen. Genau für diese anwendung (also vergleichbare) such ich eine Sensorlösung.

Zum Schallsensor --> Der schall müsste ja die doppelte strecke zurücklegen als einam die 59 µm , reflektiert und dann wieder 59 µm. Das heist doch im gesatz zum Rest der Rolle müsste ich doch an der Stoßkante einen, wenn auch kleine Pek in der Messung sehen ?? Das muss ja nicht mal auf die Winkelminute genau sein. Ich muss nur auf 3-4 grad wissen wo der Anfang sich befindet .

[Stone]

Kannst dich mal bei SICK umschauen (sick.com), die haben sehr genau Laser-Sensoren vielleicht ist da was dabei. Preislich sind die aber eher im 3-4Stelligen Bereich.


Gruß Matthias

[Valen]

Ein Gramophon Nadel könnte so einen Rand erkennen wen es darüber stricht. Aber dann ist es nicht mehr berührungslos. Und könnte ein strich hinterlassen auf das Folie.



Was möchtest du mit den Rand von das Folie machen? Vielleicht kann man auch die Rand zu einer oberflache ziehen mit ein Statisches Elektrisches Veld wenn den Rolle rund dreht. ... Wenn Mohammed nicht zu der Berg geht, soll vielleicht den Berge zu ihn kommen.

[Besserwessi]

Es könnte auch ein einfacher Optischer Sensor (z.B. Fokussierter Laser + Photodiode) gehen, der einfach nur den Anfang optisch erkennt, nicht am Abstand, sondern an der Helligkeit, bzw. dem Schatten den die Kante wirft.

Ultraschall wird bei den Abmessungen schwer, zumindest in der klassischen Form. Wenn überhaupt dann experimentell in Nahfeld, z.B. so das gemessen wird wie viel Schall durch eine kleine (z.B. 1 mm) Öffnung kommt, wenn die Öffnung dicht (Bereich < 1 mm) an der Rolle ist. Den Abstand müsste man dann noch ggf. nachregeln.

[ichbinsisyphos]

Muss das kompakt sein? Gibts irgendeinen zwingenden Grund Ultraschall zu verwenden?

Wenn unbedingt Ultraschall, dann würd ich probieren mich auf die Kante zu konzentrieren, sicher nicht auf eine Änderung des Abstands. Möglichst "schleifend" einstrahlen, so dass erst die sich reindrehende Kante eine gute Reflexionsfläche bietet. Mit so handelsüblichen US-Modulen kommst aber wahrscheinlich nicht weit.

Die Grammophonnadel-Geschichte hat mich auf eine Idee gebracht: ein "Laserhebel", nenn ich das mal, wie bei einem Rasterkraftmikroskop. Ein kleiner Hebel mit einer Spitze die auf der Rolle schleift und ein Spiegel obendrauf.
Wenn die Spitze durch die Unebenheit um h angehoben wird ändert die Spiegelfläche und die Lotrechte drauf ihre Ausrichtung um den Winkel phi = h / Hebellänge. Ein auf dem Spiegel reflektierter Läserstrahl wird um 2*phi abgelenkt.
Eine zweite Hebelwirkung ergibt sich dann wenn der Abstand Spiegel zu einem Diodenarray größer als die Hebellänge ist.

Ich hab mal überschlagen: 60um ergeben 5mm Ablenkung wenn der Abstand Spiegel-Diode 40mal größer als der Hebel ist. Das ist durchaus nicht unmöglich, es sei denn es muss sehr kompakt sein. Z.b. 5mm zu 20cm.

So ein Diodenarray sind einfach mindestens 2 Photodioden dicht aneinander. Wenn der Strahl abgelenkt wird kriegt eine Diode mehr ab, die andere weniger, die Änderung in der Spannungsdifferenz kann man messen. Beziehungsweise, da die Rolle nicht perfekt rund ist, wird man eher nach schnellen Sprüngen im Signal suchen. Vielleicht müsste man das Array für starke Beulen in der Rolle nachführen.

[Whisper]

Weisse Folie. Kontaktlos.
Vielleicht ist im IR Bereich die Kante gut erfassbar? Oder eben andere Wellenlängen probieren.
Es sollte mit einer Reflexionslichtschranke doch ein Unterschied messbar sein.

[Dennis206]

Was möchtest du mit den Rand von das Folie machen? Vielleicht kann man auch die Rand zu einer oberflache ziehen mit ein Statisches Elektrisches Veld wenn den Rolle rund dreht. ... Wenn Mohammed nicht zu der Berg geht, soll vielleicht den Berge zu ihn kommen.

An und führ sich , ja ne gute Idee aber : Die Folie ist auf der unterseite mit einer EVA Klebemasse beschichtet. Lässt sich nur mit sehr viel Kraft ablösen, hat eine Reißdehnung von 650% und eine Reiskraft von über 25N/cm...

Nach dem erfassen der Stoßkante, soll der Rest einer andern Folie rübere gelegt werden und mittels Lasser-Thermal-Rollschweißverfahren verbunden werden. Damit man mit dem Rest der zweiten Folie die neue Folie abwickeln kann.

- - - Aktualisiert - - -


Es könnte auch ein einfacher Optischer Sensor (z.B. Fokussierter Laser + Photodiode) gehen, der einfach nur den Anfang optisch erkennt, nicht am Abstand, sondern an der Helligkeit, bzw. dem Schatten den die Kante wirft.

Ultraschall wird bei den Abmessungen schwer, zumindest in der klassischen Form. Wenn überhaupt dann experimentell in Nahfeld, z.B. so das gemessen wird wie viel Schall durch eine kleine (z.B. 1 mm) Öffnung kommt, wenn die Öffnung dicht (Bereich < 1 mm) an der Rolle ist. Den Abstand müsste man dann noch ggf. nachregeln.

An die Visuell erkennung habe ich auch schon gedacht. Würde sowas nicht vllt. auch schon Früchte tragen ? -->http://www.conrad.de/ce/de/product/184241/?insert=U1&hk=WW2&utm_source=epro&utm_medium=seosite&utm_campaign=link&WT.mc_id=epro

Damit wäre die nicht exakte Rundlaufeigenschaft der Rolle auch kein Problem mehr.

- - - Aktualisiert - - -


Muss das kompakt sein? Gibts irgendeinen zwingenden Grund Ultraschall zu verwenden?
Nein Bauraum ist genügend vorhanden, Jeder andere Sensor der nicht im 3-4 stelligen bereich liegt ist mir recht.

Wenn unbedingt Ultraschall, dann würd ich probieren mich auf die Kante zu konzentrieren, sicher nicht auf eine Änderung des Abstands. Möglichst "schleifend" einstrahlen, so dass erst die sich reindrehende Kante eine gute Reflexionsfläche bietet. Mit so handelsüblichen US-Modulen kommst aber wahrscheinlich nicht weit.

Die Grammophonnadel-Geschichte hat mich auf eine Idee gebracht: ein "Laserhebel", nenn ich das mal, wie bei einem Rasterkraftmikroskop. Ein kleiner Hebel mit einer Spitze die auf der Rolle schleift und ein Spiegel obendrauf.
Wenn die Spitze durch die Unebenheit um h angehoben wird ändert die Spiegelfläche und die Lotrechte drauf ihre Ausrichtung um den Winkel phi = h / Hebellänge. Ein auf dem Spiegel reflektierter Läserstrahl wird um 2*phi abgelenkt.
Eine zweite Hebelwirkung ergibt sich dann wenn der Abstand Spiegel zu einem Diodenarray größer als die Hebellänge ist.

Ich hab mal überschlagen: 60um ergeben 5mm Ablenkung wenn der Abstand Spiegel-Diode 40mal größer als der Hebel ist. Das ist durchaus nicht unmöglich, es sei denn es muss sehr kompakt sein. Z.b. 5mm zu 20cm.

So ein Diodenarray sind einfach mindestens 2 Photodioden dicht aneinander. Wenn der Strahl abgelenkt wird kriegt eine Diode mehr ab, die andere weniger, die Änderung in der Spannungsdifferenz kann man messen. Beziehungsweise, da die Rolle nicht perfekt rund ist, wird man eher nach schnellen Sprüngen im Signal suchen. Vielleicht müsste man das Array für starke Beulen in der Rolle nachführen.

Messung sollte berührungslos sein, bei der Laser-Spiegel Geschichte würd dreck auf der Folie : Staub, verpackungsreste, Falten ect. die Nadel ja auch zum ausschlag bringen.

[i_make_it]

1234567890

[ichbinsisyphos]

Lichtschnitt-Verfahren klingt interessant. Dafür braucht man aber eine Kamera, bzw den CCD-Chip.

Ich kenn da noch ein Verfahren, um mit Lasern Krümmungen zu bestimmen. Irgendwelche Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche sollte man damit auch aufspüren können. Ob die Geometrie die nötigen Auflösungen hergibt, hab ich nicht überprüft.

24885

[Valen]

Würde sowas nicht vllt. auch schon Früchte tragen ? -->http://www.conrad.de/ce/de/product/1...&WT.mc_id=eproWenn du die Distanz-Relatieve Strom Kurve in das Datenblat an siehst wirst du erkennen das es nur im Milimeter-bereich Signifikante Response gibt. Dein 59 micrometer sind vermutlich zu klein.


Vielleicht kannst du es mit Kapazitative Abstandsmessung erkennen. Weil das Berührungslos ist, und besser geeignet ist für sehr kleine abständen.

[Stone]

Hast du eigentlich mal den Rundlauf der Rolle gemessen? Den in der Theorie mag das dann mit einem Sensor funktionieren, aber wenn die Rolle in der Praxis nicht rund läuft macht das die Kantendetektion deutlich schwieriger.

Gruß Matthias

[PICture]

Hallo!

Es ist zwar nicht definiert, aber angeblich die Folie nach Aufrollen abgeschnitten wäre. Möglicherweise lässt sich beim Abschneiden am Rand der Schneidekante ein farbiges Streifen aufbringen, das am Ende der bisher unbekannter Verarbeitung als nicht mehr nötig entfernt wäre. :confused: