CNC-Fräsmaschinen mit OpenCV auf Null setzen

Für [Jay] und [Ricardo]s letztes Projekt für [Dr. Im Rahmen des ECE4760-Kurses von Bruce Land in Cornell haben sie sich mit einem Problem befasst, das für alle Maschinisten ein Fluch ist. Ihr Projekt findet den XY-Nullpunkt eines Teils in einer CNC-Maschine mithilfe von Computer Vision, was die Zeit, die zum Einrichten eines Werkstücks benötigt wird, erheblich verkürzt und uns einen weiteren Grund gibt, den Ausdruck „Internet der Dinge“ abzuschwächen, indem wir ihn das Internet der Dinge nennen CNC-Maschinen.

Für die Hardware verwendeten [Jay] und [Ricardo] einen PIC32 zur Schnittstelle mit einem Arducam-Modul, einem WiFi-Modul und einem induktiven Sensor zur Messung des Abstands zum Werkstück. All dies wurde auf einer Leiterplatte zusammengefasst, die speziell für den einseitigen Betrieb (intelligent!) konzipiert wurde, und in einem Gehäuse untergebracht, das einfach an der Spindel einer CNC-Fräse befestigt werden kann. Dieses Gerät blickt auf ein Werkstück und verwendet OpenCV, um die Mitte eines Lochs in einer Vorrichtung zu finden. Wenn der Mittelpunkt gefunden ist, wird die Fräse auf ihrer XY-Achse auf Null gestellt.

Die Software ist etwas einfacher als ein Gerät, bei dem die OpenCV-Verarbeitung auf einem Mikrocontroller ausgeführt wird. Das Erkennen der Mitte der Bohrung erfolgt beispielsweise auf einem Laptop, auf dem einige Python-Skripte ausgeführt werden. Der Mühlenaufsatz kommuniziert über WLAN mit dem Laptop und sendet einige Bilder der nach unten gerichteten Kamera an den Laptop. Von dort aus erkennt der Laptop die Mitte der Bohrung in der Spannplatte und generiert einen G-Code, der an die Fräse gesendet wird.

Obwohl das Gerät bemerkenswert gut funktioniert und die Mühle ziemlich schnell und ohne große Benutzereingriffe zentrieren kann, gab es einige Probleme. Die Kamera ist nicht perfekt auf die Achse der Spindel ausgerichtet, was die Berechnung schwieriger macht, als sie sein sollte. Außerdem ist das Gehäuse nicht für Umgebungen geeignet, in denen überall Kühlmittel verspritzt wird. Das sind kleine Probleme, und diese Probleme könnten einfach durch das Entwerfen und Drucken eines anderen Gehäuses behoben werden. Das Gerät funktioniert jedoch und verkürzt die Zeit, die zum Nullstellen einer Mühle benötigt wird, erheblich.

Sie können sich die Videobeschreibung des Builds unten ansehen.