Выполняйте точные измерения с помощью Comparatron

Реверс-инжиниринг физических объектов затруднен, если они сложны или очень малы. Если деталь имеет органичные изгибы, трудно найти ориентиры для суппортов. Если деталь очень маленькая, на детали даже штангенциркулем не поместишь. Чтобы облегчить проведение очень точных измерений, я спроектировал и изготовил цифровой оптический компаратор под названием «Компаратрон».

Оптический компаратор — это инструмент, который позволяет пользователям измерять расстояния и углы с помощью микроскопа. Когда я был конструктором-механиком, я использовал оптический компаратор для обратного проектирования медицинских устройств, в том числе костных винтов с резьбой, слишком маленькой, чтобы ее можно было разглядеть невооруженным глазом. Но коммерческие оптические компараторы очень дороги (десятки тысяч долларов). Работая над недавним проектом, я почувствовал, что тоскую по оптическому компаратору, и поэтому решил построить Компатрон.

Основой этого проекта является iDraw Pen Plotter 2.0, обзор которого я сделал пару месяцев назад. Он предназначен для рисования на бумаге, но имеет плату управления ЧПУ, которая принимает для управления команды Grbl 1.1. Это обеспечивает очень точное перемещение (в моих тестах примерно до +/- 0,02 мм).

Сначала я снял механизм подъема ручки и заменил его напечатанным на 3D-принтере креплением для микроскопа с реечным механизмом для регулировки расстояния между микроскопом и поверхностью. Я также разместил на станине перьевого плоттера доску для трассировки со светодиодной подсветкой, которая устраняет тени и обеспечивает четкий обзор детали.

Расшифровав команды g-кода, принимаемые iDraw, я запрограммировал программный интерфейс на Python. Этот интерфейс позволяет пользователю подключаться к плате управления и перемещать ее. Видеосигнал с микроскопа содержит перекрестие для выравнивания объектов. Нажатие кнопки рисует точку в текущих координатах, и эти точки появляются в окне графика.

Как только пользователь отметит все важные точки, он сможет экспортировать файл DXF. Многие программы, в том числе Autodesk Fusion 360, Eagle, AutoCAD, KiCAD и многие другие, позволяют импортировать этот файл DXF и использовать его в проекте.

Это позволяет очень легко воссоздавать детали или печатные платы, как вы можете видеть в демонстрационном видео выше. Вы можете измерять детали размером примерно 310 x 220 x 26 мм (при некоторых обходных путях можно и выше) и размером с рисовое зернышко.