Comparatron으로 정확한 측정 수행

리버스 엔지니어링 물리적 객체는 복잡하거나 매우 작을 때 어렵습니다. 부품에 유기적 곡선이 있는 경우 캘리퍼에 대한 참조점을 찾기가 어렵습니다. 부품이 매우 작으면 형상에 캘리퍼를 맞출 수도 없습니다. 매우 정확한 측정을 쉽게 수행할 수 있도록 Comparatron이라는 디지털 광학 비교기를 설계하고 제작했습니다.

광학 비교기는 사용자가 현미경을 통해 거리와 각도를 측정할 수 있는 도구입니다. 제가 기계 설계자였을 때 저는 광학 비교기를 사용하여 육안으로 식별하기에는 스레드가 너무 작은 뼈 나사를 포함하여 의료 장치를 역엔지니어링했습니다. 그러나 상업용 광학 비교기는 가격이 매우 비쌉니다(수만 달러 정도). 최근 프로젝트를 진행하면서 저는 광학 비교기에 대한 갈망을 발견하고 Comparatron을 만들기로 결정했습니다.

이 프로젝트의 기본은 제가 몇 달 전에 리뷰한 iDraw Pen Plotter 2.0입니다. 이는 종이에 그리기 위한 것이지만 제어를 위해 Grbl 1.1 명령을 수용하는 CNC 제어 보드가 있습니다. 이를 통해 매우 정확한 움직임이 가능해졌습니다(내 테스트에서는 약 +/-0.02mm까지 감소).

먼저 펜 리프트 메커니즘을 제거하고 현미경과 표면 사이의 거리를 조정하기 위해 랙 앤 피니언 기어 메커니즘이 있는 3D 프린팅 현미경 마운트로 교체했습니다. 또한 펜 플로터 베드에 LED 백라이트 트레이싱 보드를 배치했는데, 이는 그림자를 제거하고 부품을 선명하게 보여줍니다.

iDraw에서 허용하는 g-code 명령을 해독한 후 Python으로 소프트웨어 인터페이스를 프로그래밍했습니다. 이 인터페이스를 통해 사용자는 제어 보드에 연결하고 이동할 수 있습니다. 현미경의 비디오 피드에는 특징을 정렬하기 위한 십자선이 포함되어 있습니다. 버튼을 클릭하면 현재 좌표에 점이 그려지고 해당 점이 플롯 창에 나타납니다.

사용자가 모든 중요한 지점을 표시하면 DXF 파일을 내보낼 수 있습니다. Autodesk Fusion 360, Eagle, AutoCAD, KiCAD 등을 포함한 많은 프로그램을 통해 해당 DXF 파일을 가져와 디자인에 사용할 수 있습니다.

위의 데모 비디오에서 볼 수 있듯이 이를 통해 부품이나 PCB를 다시 만드는 것이 매우 쉽습니다. 약 310 x 220 x 26mm(일부 해결 방법으로 더 큰 것도 가능)만큼 큰 부품과 쌀알만큼 작은 부품을 측정할 수 있습니다.