# Menü: 3D (F4) / Bitmap Scannen (F7)

Beim Bitmap Scannen wird aus einem Foto die Luminanz (Helligkeitswerte) in Höheninformationen umgerechnet. Das Bild wird dazu Zeilenweise abgefahren (Gescannt) und in bestimmten Abständen die Helligkeitswerten ausgelesen und abgespeichert. Nun kann man diesen Helligkeitswerten einen Höhenbezug zuordnen. Es entstehen Fräswege. Diese können anschließend Simuliert oder gefräst werden.

Der Sinn ist, daß eine Art Relief entsteht, welches dem Bild sehr ähnlich sieht. Der Höhenunterschied kann dabei immer nur relativ gering sein. So ist es nicht möglich aus dem Foto eines Gesichtes den gesamten Schädel in 3D zu rekonstruieren.

Da bei dem hier verwendeten Verfahren nur die Helligkeitswerte interessieren muss das Bild ein schwarz/weiss Bild sein.

Die Farbauflösung eines Bildpunktes ist üblicherweise 24bit. D. h. 8bit für jede Farbe R(rot), G(grün) und B(blau). Beim Scannen wird nur ein Farbanteil verwendet. Es stehen somit 8bit = 255 verschiede Zustände für die Höhenwerte zur Verfügung. Da es sich um ein Relief handelt, und dies in der Regel eine Höhe von 1 bis 5 Millimeter hat, ist die Auflösung mehr als genug.

Die Bilddatei muss eine JPG- oder BMP-Endung haben. Zu beachten ist, das JPG-Bilder komprimiert sind während BMP-Bilder nicht komprimiert sind. Für das Scannen eignen sich Bilder ohne Komprimierung besser.

Wie geht man vor?

Laden Sie zuerst ein Bild ins Programm. Im Dateimenü F9 klicken Sie links im Fenster beim Typ auf Bitmap. Über F9 können Sie eine Bilddatei laden. Anschließend müssen Sie die Größe des Bildes anpassen.

Über F4 3D und F7 Bitmap Scannen gelangen Sie in das Einstellfenster:

Geben Sie zuerst das Interval ein. Wenn Sie TAB drücken oder mit der Maus auf ein anderes Eingabefeld, wird eine vorab Berechnung gestartet. Sie sehen dann die Anzahl der Knoten. Ferner wird jeder Meßpunkt sichtbar. 10 zeilen rot dann 10 zeilen weiss, usw.

Im Z-Bereich stellen Sie die Höhe ein. Zuletzt ergänzen Sie die CAM-Daten. Durch klick auf START wird das eigentliche Digitalisieren gestartet, es entsteht ein Objekt. Dieses können Sie Simulieren und schließlich fräsen. Verwenden Sie den Drei-Fenster-Betrieb.

Anzeigen der Bildinformation.

Jeder Bildpunkt ist in diesem Beispiel 8 Hundertstel groß.

Größe X: Die Breite des Bildes in Pixeln

Größe Y: Die Höhe des Bildes in Pixeln

Auflösung X: Wieviel Millimeter ist ein Bildpunkt lang

Auflösung Y: Wieviel Millimeter ist ein Bildpunkt hoch

Arbeitsgröße in Millimetern. Die Arbeitsgröße kommt von der Materialgröße.

Interval: Im Abstand von Interval werden die Bildpunkte ausgelesen. Je feiner das Interval, desto größer wird auch die pcdreh Datei. Das Interval sollte auch zum Fräser passen. Ein Interval von zwei Hundertstel passt nicht zu einem 2mm Fräser! Jeder Knoten entspricht einem Meßwert, sichtbar, wenn Sie die Knotenanzeige einschalten.

Material X: Scannbereich Breite

Material Y: Scannbereich Höhe

Anzahl Zeilen:

Die Anzahl der Zeilen wird aus der Höhe des zu scannenden Bereiches sowie dem Interval errechnet.

Anzahl Knoten:

Aus der Fläche des zu scannenden Bereiches sowie dem Interval wird die Anzahl der Knoten innerhalb der pcdreh Datei errechnet und angezeigt. Prüfen Sie Ihre Einstellung unter F8 F5 F8 ob genügend freie Knoten zur Verfügung stehen.

Hier wird bestimmt, wie die Helligkeit zur Höhe umgesetzt wird.

Im Feld wird der höchste Helligkeitswert aus dem Bild angezeigt. Weisen Sie dem hellsten Helligkeitswert den höchsten Z-Wert zu

Im Feld wird der niedrigste Helligkeitswert aus dem Bild angezeigt. Weisen Sie dem dunkelsten Helligkeitswert den tiefsten Z-Wert zu.

Unter Auflösung sehen Sie dann wie groß/klein ein Höhensprung in Z-Richtung ist.

Der Vorschub, der bei den gescannten Strecken eingesetzt wird. Dazu wird automatisch F8 F9 aufgerufen.

Der Fräserdurchmesser, der dem gescannten Strecken bzw. dem Objekt zugeordnet wird. Dazu wird automatisch F8 F8 aufgerufen.

Gesamte Strecke in Metern. Das ist die Länge, die der Fräser beim Fräsen zurücklegen muss.

Aus der Strecke und dem Vorschub ergibt sich die voraussichtliche Laufzeit, Angezeigt in:

Stunden : Minuten : Sekunden

Da Grautöne in Bilder immer aus nebeneinander liegenden Pixeln unterschiedlicher Helligkeit bestehen ergibt sich ein ständiges Auf und Ab. Siehe Bildunterschied JPG und BMP am Ende des Dokumentes. Für das Auge entsteht beim betrachten des Bildes ein gleichförmiger Helligkeitsverlauf. Beim Fräsen allerdings sieht die Oberfläche sehr rauh aus. Desweiteren ist der Fräserdurchmesser meistens zu groß um allerfeinste Höhenunterschiede wiedergeben zu können. Deshalb besteht die Möglichkeit die gescannten Z-Werte zu glätten. Leider wird dadurch allerdings auch die Eigentliche Kontur verändert. Es gibt mehrere Möglichkeiten einen Scan zu glätten. Am besten probiert man das eine oder andere verfahren in der Praxis aus.

Generell bestehen folgende Möglichkeiten:

1)

Hier wird nicht geglättet

2)

Immer wenn die Z-Achse sich aufwärts und anschließend abwärts bewegt, oder umgekehrt, wird das mathematische Mittel erzeugt.

3)

Es werden nur Wechsel geglättet, wo eine Strecke auf und die nächte abwärts führt. Sind zwei Strecken hintereinander auf und zwei Strecken hintereinander abwärts, wird nicht geglättet. Dadurch werden starke Höhenunterschiede beibehalten bzw. nicht geglättet.

4)

Einfache Z-Wechsel werden bis zu einem bestimmten Wert in Millimetern geglättet. Ist der Wechsel größer wird nicht geglättet.

Anzahl der Glättungen:

Hier werden alle Strecken in Abhängigkeit der Anzahl mehrmals durchlaufen. Dabei wird jede gescannte Zeile immer glatter und damit natürlich auch das Endergebnis.

Die folgenden Bilder verdeutlichen dies:

Anzahl = 0

Anzahl = 1

Anzahl = 2

Anzahl = 5

Beispiele zum Glätten:

Ohne Glätten. Die weißen Kreise stellen einen 1.0mm Fräser dar. Die Höhe Z-Höhe ist 2.0mm.

Anhand der Kreise als auch der Simulierten Fräsbahn ist ersichtlich, das der Fräserdurchmesser nicht überall bzw. kaum in die Kontur passt.

Allgemeines:

Die Kontur entsteht im Prinzip durch Dauerschlichten. Es wird an der unteren Materialkante angefangen und um den Wert Interval bis zum zur oberen Kanten fortgeführt. Das „Schlichtaufmaß“ ist dabei das Interval.

Welche Vorschübe sind Sinnvoll?

1) Maschine:

Der Vorschub richtet sich zum einen danach, was die Maschine leisten kann. Die Steuerung hat bei einem Fräsplotter weniger Masse zu bewegen als bei einer 2t Werkzeugfräsmaschine.

2) Spindel-Drehzahl:

Je höher die Drehzahl sein kann desto höher kann der Vorschub gewählt werden. Eine Obergrenze existiert quasi nicht. Ist die Untergrenze zu niedrig gewählt, gibt es Werkzeugbruch.

3) Fräserdurchmesser:

Je größer der Durchmesser desto höher kann der Vorschub gewählt werden. Umgekehrt wird bei kleineren Durchmessern die Drehzahl immer wichtiger.

4) Schnittiefe:

Die Faustformel Tiefe = Fräserdurchmesser : 2 gilt auch beim 3D-Fräsen. Obwohl meist die gesamte mögliche Schnittiefe des Fräsers ausgenutzt wird, aber nur ein kleiner seitlicher Span genommen wird (Schlichten), kann der Vorschub bleiben.

Ein kleines Beispiel verdeutlich dies:

Das Spanvolumen bei einem Fräser mit D=1.5mm

Herkömmlich: A=D/2 * D = 0.75mm * 1.5mm = 1.125qmm

Schlichten: A=Interval (Schlichtaufmaß) * Tiefe = 0.2mm * 3.5mm = 0.7qmm

Richtwerte Vorschub bei Fräserdurchmesser 1.5

Drehzahl | Vorschub
3000 | 1.0 – 2.0
10000 | 4.0 – 6.0
30000 | 8.0 – 12.0

Auflösung JPG-Datei:

In den folgenden Beispielen wird ein Interval von 0.2 Millimetern verwednet. In der JPG-Datei sind die sich wiederholenden Komprimierungsblöcke deutlich zu sehen:

Bessere Auflösung mit BMP-Datei:

In der BMP-Datei sind die Pixel viel gleichmäßiger angeordnet und damit ergibt sich auch ein besseres Fräsbild:

Tipps:

Erhaben fräsen:

Fräsen Sie ein Bild erhaben, sollten Sie unbedingt mit einem 4.0 oder 6.0 mm Fräser eine Rechteck, so groß wie das Material bzw. der zu scannende Bereich ist vorfräsen. Die Tiefe muss mindestens so tief sein, wie das Bild tief gefräst wird, besser 0.1 mm tiefer. Das Rechteck muss um den hinterher verwendeten Fräser kleiner ausfallen. Damit die erste Bahn nicht ins Volle geht. Werkzeugbruch wäre die Folge.

Wollen Sie Beispielsweise mit einem 1.0mm Fräser das Bild fräsen und mit einem 4.0mm Fräser vorfräsen, so müssen Sie:

Abzug= Fräser 1.0mm – 2xInterval = 1.0 - 0.4= 0.6

Fräser 4.0mm – Abzug = 4.0 – 0.6 = 3.4

Es muss gewährleistet sein, das der Fräser 1.0mm beim ersten Schnitt nur das Interval abnimmt.

Positiv (Erhaben) oder Negativ Fräsen:

Invertieren Sie einfach die Z-Werte. Siehe F4 F2 XYZ F4-F2-XYZ.htm

Liegen alle Z-Werte oberhalb vom Material können über F5 F1 die Z-Tiefe auf die Frästiefe einstellen.

Das Scannen wird gestartet. Es entsteht ein Fräsbares Objekt.

Hilfe:

Diese Hilfeseite

OK:

Verlässt dieses Menü.

Inhaltsverzeichnis.htm

Teil III Referenz.htm

Dokumentbeginn