Prendi misure precise con Comparatron

Il reverse engineering di oggetti fisici è difficile quando sono complessi o molto piccoli. Se una parte presenta curve organiche, è difficile trovare punti di riferimento per le pinze. Se una parte è molto piccola, non è possibile nemmeno adattare i calibri alle caratteristiche. Per facilitare l'esecuzione di misurazioni molto precise, ho progettato e costruito un comparatore ottico digitale chiamato Comparatron.

Un comparatore ottico è uno strumento che consente agli utenti di misurare distanze e angoli attraverso un microscopio. Quando ero un progettista meccanico, usavo un comparatore ottico per effettuare il reverse engineering di dispositivi medici, comprese viti ossee con filettature troppo piccole per essere visibili a occhio nudo. Ma i comparatori ottici commerciali sono molto costosi (sicuramente decine di migliaia di dollari). Mentre lavoravo a un progetto recente, mi sono ritrovato a desiderare un comparatore ottico e così ho deciso di costruire Comparatron.

La base di questo progetto è l'iDraw Pen Plotter 2.0 che ho recensito un paio di mesi fa. È pensato per disegnare su carta, ma ha una scheda di controllo CNC che accetta comandi Grbl 1.1 per il controllo. Ciò consente movimenti molto precisi (fino a circa +/- 0,02 mm nei miei test).

Innanzitutto, ho rimosso il meccanismo di sollevamento della penna e l'ho sostituito con un supporto per microscopio stampato in 3D con un meccanismo a pignone e cremagliera per regolare la distanza tra il microscopio e la superficie. Ho anche posizionato una tavola da ricalco retroilluminata a LED sul piano del plotter a penna, che elimina le ombre e fornisce una visione chiara della parte.

Dopo aver decifrato i comandi g-code accettati da iDraw, ho programmato un'interfaccia software in Python. Questa interfaccia consente all'utente di connettersi alla scheda di controllo e di spostarla. Un feed video dal microscopio contiene un mirino per allineare le caratteristiche. Facendo clic su un pulsante si disegna un punto sulle coordinate correnti e tali punti vengono visualizzati nella finestra del grafico.

Una volta che l'utente ha contrassegnato ogni punto importante, può esportare un file DXF. Molti programmi, tra cui Autodesk Fusion 360, Eagle, AutoCAD, KiCAD e molti altri, ti consentiranno di importare il file DXF e utilizzarlo in un progetto.

Ciò rende molto semplice ricreare parti o PCB, come puoi vedere nel video dimostrativo qui sopra. È possibile misurare parti grandi fino a circa 310 x 220 x 26 mm (è possibile raggiungere dimensioni maggiori con alcuni accorgimenti) e piccole come un chicco di riso.