Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[einballimwas]

Bauen wir die lieber kompakt (ganz ohne Feeder-option, usw.), und Revision 2 dann komplett neu, oder halten wir uns jegliche Option offen, was die Maschinengröße erheblich steigert, auch wenn wir diese Optionen vielleicht niemals nutzen werden?

Da gibts ne ganz einfache Lösung: Wir bauen jetzt groß, damit wir bei der nächsten Revision die Spindeln und die Führungen wieder benutzen können. Wenn wir jetzt klein und kompakt bauen können wir die Spindeln wegwerfen. Wir müssen ja erstmal nicht über den kompletten Bereich fahren. Ich würde die Spindeln und Führungen auf jeden Fall wieder verwenden wollen, weil da das meiste vom Budget reingeblasen wird. Nochmal kaufen ist imho unnötig. Wird sowieso schon heftig mit Einkaufspreisen auf dein Budget zu kommen.




Ein Roboterarm mit Untersetzung könnte man bauen. Das Problem dabei wird nur sein, dass man die Positioniergenauigkeit und -geschwindigkeit einer 3Achs NC Maschine nicht zu den gleichen Kosten erreichen kann. Folgende Gründe spielen da rein:


- 3 Achsen werden zu 6 Achsen, was nochmal 3 zusätzliche Motoren bedeutet
- Die Motoren müssten untersetzt werden, womit wir eine MENGE Kraft brauchen. Der Hebel, den diese Arme darstellen, ist wirklich nicht zu unterschätzen. Für einen 30cm Arm (und ein Bestücker würde garantiert länger) müssten die Motoren bei entsprechendem Gewicht schon 10Nm haben, damit der Arm nicht einknickt: http://de.wikipedia.org/wiki/Hebel_(Physik)
- Die Berechnungen, die du ansprichst, nent man "inverse Kinematik". DIese inverse Kinematik ist recht komplex: http://de.wikipedia.org/wiki/Inverse_Kinematik Wenn du willst, kannst du dir die Technik mal angucken, aber ich bezweifle, dass du da durchblicken wirst. Das braucht eine MEnge Einarbeitungszeit.
- Der Arbeitsbereich enthält den Umkreis, in dem der Roboter in gestreckter Position fährt. Der ist wesentlich größer als das, was du an Maschine später hast.


Das sind jeweils Killerargumente, die gegen einen Roboterarm sprechen. Auch das habe ich damals gut durchdacht und bin zu dem Schluss gekommen, dass die Nachteile die Vorteile mehrfach überwiegen.


Eine eigene Steuerung kannst du ebenso gerne versuchen zu entwerfen. Auch hier glaube ich nicht dran, dass das so schnell funktionieren wird. Du musst dich mit USB Deskriptoren rumschlagen, die verschiedenen Endpunkte konfigurieren, dann die Schnittstelle mit dem Programm herstellen, das Protokoll entwerfen, sicherstellen, dass die Leiterplatte, die du dann entwirfst, den Anforderungen entspricht. Ich habe damals versucht, eine solche Steuerung selber zu bauen. Unmöglich für eine Einzelperson ohne mindestens ein Jahr an Feierabenden und Wochenenden reinzustecken. Ich spreche leider aus Erfahrung. Es hat schon einen Grund, wieso die Steuerungen so teuer sind. http://www.planet-cnc.com/ Den hier kannst du sogar selber bauen. Kannst ja mal nachfragen, wie die API aussieht. Wäre günstig und gut.

[Holle]

Da gibts ne ganz einfache Lösung: Wir bauen jetzt groß, damit wir bei der nächsten Revision die Spindeln und die Führungen wieder benutzen können. Wenn wir jetzt klein und kompakt bauen können wir die Spindeln wegwerfen. Wir müssen ja erstmal nicht über den kompletten Bereich fahren. Ich würde die Spindeln und Führungen auf jeden Fall wieder verwenden wollen, weil da das meiste vom Budget reingeblasen wird. Nochmal kaufen ist imho unnötig. Wird sowieso schon heftig mit Einkaufspreisen auf dein Budget zu kommen.

OK, Notfalls kann man die Spindeln ja ein Stück "aus der Maschine gucken lassen".

Ein Roboterarm mit Untersetzung könnte man bauen. Das Problem dabei wird nur sein, dass man die Positioniergenauigkeit und -geschwindigkeit einer 3Achs NC Maschine nicht zu den gleichen Kosten erreichen kann.

Davon bin ich noch nicht so überzeugt. Man braucht mehr Motoren, dafür jedoch kürzere Spindeln usw.
Selbst wenn die Kosten hier etwas höher liegen würden, da wäre ich auch bereit mehr Geld zu investieren, da ich einen Roboterarm universeller einsetzen könnte. Ein Bestückautomat ist für mich mehr so etwas wie "Lego für fortgeschrittene", sprich es geht mir da mehr um´s "gescheit hin bekommen" als um den späteren Einsatz. Sicher würde ich diesen auch mal Einsetzten können, aber das wäre schon ziemlich selten. Einen Roboterarm hingegen kann man für alles mögliche einsetzen.

Folgende Gründe spielen da rein:
- 3 Achsen werden zu 6 Achsen, was nochmal 3 zusätzliche Motoren bedeutet

6 Achsen statt 4 Achsen (X,Y,Z,Theta). Man könnte den Roboter auch mit 5 Achsen bauen, dann wäre halt kein "seitlich" greifen möglich, aber mit 5 Achsen könnte der schon genauso viel wie ein Bestückautomat mit 4 Achsen.

- Die Motoren müssten untersetzt werden, womit wir eine MENGE Kraft brauchen. Der Hebel, den diese Arme darstellen, ist wirklich nicht zu unterschätzen. Für einen 30cm Arm (und ein Bestücker würde garantiert länger) müssten die Motoren bei entsprechendem Gewicht schon 10Nm haben, damit der Arm nicht einknickt: http://de.wikipedia.org/wiki/Hebel_(Physik)

Ja, wenn man den Arm baut wie ein Industrieroboter, welcher ja quasi jeden Punkt in Armweite erreichen kann. Ich würde das anders bauen.
Entschuldige bitte meine furchtbare Skizze, aber die soll ja nur verdeutlichen, was ich meine:

Links wäre quasi ein Industrieroboter, der kann mit seinen Gelenken jeden Punkt erreichen, der in seiner Reichweite liegt. Der ist schlank, schnell und äußerst flexibel ...dummerweise auch wahnsinnig teuer, da alles üppig dimensioniert sein müsste.
Rechts wäre mein Vorschlag. Die Roten Striche sollen Spindeln sein. Der Motor würde also nicht direkt als Welle eingesetzt werden, sondern lediglich die Spindeln bewegen und damit die Winkelstellungen verändern. Dieser Roboterarm kann nun nicht mehr alle Punkte im Raum erreichen (weil die Länge der Spindeln den Bewegungsradius einschränkt) und er wäre auch langsamer, da die Spindeln ja eine enorme Untersetzung darstellen.
Der Vorteil ist jedoch, dass selbst relativ schwache Motoren ausreichen Haltemoment hätten. Die Spindeln könnten auch eine relativ kleine Steigung haben, denn wenn man diese wenige cm bewegt streckt man den Arm erheblich mehr.
Den Verlust an Genauigkeit kann durch die kleinere Steigung der Spindeln ausgeglichen werden.
Mit 6 Achsen wäre dieser Roboterarm jedoch immer noch sehr flexibel einsetzbar, auch wenn man den Arm z.B. nicht senkrecht nach oben richten kann.

- Die Berechnungen, die du ansprichst, nent man "inverse Kinematik". DIese inverse Kinematik ist recht komplex: http://de.wikipedia.org/wiki/Inverse_Kinematik Wenn du willst, kannst du dir die Technik mal angucken, aber ich bezweifle, dass du da durchblicken wirst. Das braucht eine Menge Einarbeitungszeit.

Na ja, soooo kompliziert ist das nun auch wieder nicht. Plump gesagt kann man das komplett mit dem Satz des Pythagoras, sowie Sinus und Kosinus errechnen. Die einzelnen Längen der Teilstücke sind uns ja bekannt. Schau mal hier:
http://www.3eck.org/triangle/de/calculator_advanced.php
A und B sind quasi "Oberarm" und "Unterarm", also eine stets bekannte Größe.
C ist quasi die Entfernung zur Zielposition
Alle nötigen Winkelmaße lassen sich daraus berechnen. Ist nun also die Zielposition bekannt kann diese Achse schon mal loslegen. Die Theta-Achse welchen den gesamten Arm dreht muss stark untersetzt werden, um eine ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten. Diesen Winkel kann man ebenfalls leicht berechnen, denn der Roboter ist gleichzeitig der Nullpunkt. Sind die Zielkoordinaten nun z.B. x30 y200, dann ergibt das ein Dreieck vom Roboterarm (x0 Y0) nach x0 y200 (0°-Position) und x30 y200. Damit kann auch die 2. Achse zeitgleich los legen. Die 3. Achse, welche den Oberarm neigt (Schultergelenk, also am Standfuß des Roboterarms) und somit für die Höhe zuständig ist kann auch wieder nach dem gleichen Prinzip errechnet werden. Der Soll-Abstand zur Soll-Position (darin inbegriffen ist die Länge der Nozzle, usw.) ist eine Seite des (in diesem Fall rechtwinkligen) Dreiecks, die Distanz zur Sollposition ist die andere Seite des Dreiecks, Pythagoras nennt uns die 3. Seite des Dreiecks, und schon wissen wir wieder welchen Winkel wir brauchen. Diese Achse könnte sich auch direkt in Bewegung setzen, sofern keine Hindernisse im Weg sind.
Die 4. Achse muss nun die Nozzle senkrecht ausrichten. Dieser Winkel lässt sich ebenfalls ausrechnen und auch diese Achse kann direkt los legen.
Sind alle Achsen in der Sollposition kann die 5. Achse (die Z-Achse) in Bewegung gesetzt werden. Ist diese dann z.B. nach dem Abholen eines Bauteils zurück in der Endposition können wieder alle anderen Achsen gleichzeitig die nächste Position ansteuern, usw.
Wenn dann auch noch die 6. Achse eingesetzt wird (z.B. um die Nozzle nicht von oben nach unten fahren zu lassen, sondern von rechts nach links), dann muss diese Achse ihre Bewegung natürlich vor der Z-Achse ausführen und dann ist diese Achse für die anderen Achsen die Soll-Position. Aber auch das kann man alles berechnen.
5 Achsen würden für den Anfang völlig ausreichen, die 6. Achse wäre lediglich eine Option für Revision 2.
Ich hoffe dass ich hier nicht irgendwo einen groben Denkfehler habe.

- Der Arbeitsbereich enthält den Umkreis, in dem der Roboter in gestreckter Position fährt. Der ist wesentlich größer als das, was du an Maschine später hast.

Das ist doch einer der Vorteile. Man kann den Arbeitsbereich vergrößern ohne eine riesige Maschine bauen zu müssen. Den Roboterarm kann man "anwinkeln" und dann nimmt der kaum noch Platz weg und passt in jede Ecke (und auch in mein Auto). Das wäre mit dem Bestückautomaten erheblich komplizierter.

Auch das habe ich damals gut durchdacht und bin zu dem Schluss gekommen, dass die Nachteile die Vorteile mehrfach überwiegen.

Und was sagst du zu meiner Idee, den Roboter-Arm weniger flexibel und langsamer zu machen, dafür jedoch "genauer" und "stabiler", indem man Spindeln nutzt? Die von mir beschriebene Winkelberechnung ist einfach, aber man kann dann halt nicht so wilde Bewegungen ausführen wie es die Industrieroboter machen. Das wäre für unsere Zwecke aber auch nicht nötig. Ich würde es mal mit dem Arm eines Schaufelbaggers vergleichen. Dieser kann auch nicht jede beliebige Position einnehmen, ist aber dennoch absolut flexibel genug um "brauchbar" zu sein.

Eine eigene Steuerung kannst du ebenso gerne versuchen zu entwerfen. Auch hier glaube ich nicht dran, dass das so schnell funktionieren wird. Du musst dich mit USB Deskriptoren rumschlagen, die verschiedenen Endpunkte konfigurieren, dann die Schnittstelle mit dem Programm herstellen, das Protokoll entwerfen, sicherstellen, dass die Leiterplatte, die du dann entwirfst, den Anforderungen entspricht. Ich habe damals versucht, eine solche Steuerung selber zu bauen. Unmöglich für eine Einzelperson ohne mindestens ein Jahr an Feierabenden und Wochenenden reinzustecken. Ich spreche leider aus Erfahrung. Es hat schon einen Grund, wieso die Steuerungen so teuer sind. http://www.planet-cnc.com/ Den hier kannst du sogar selber bauen. Kannst ja mal nachfragen, wie die API aussieht. Wäre günstig und gut.

Ich müsste mir mal ansehen wie die USB-Unterstützung des Atmega32U4 genau funktioniert. Wenn man damit recht einfach die Befehle vom PC zum Atmega bekommt sollte der Rest relativ einfach sein.
Ich stelle mir das so vor:
Ich teile dem Atmega mit welcher Motor wieviele Schritte in welche Richtung machen soll. Der Atmega ist dann für die Rampen zuständig, sowie für die Geschwindigkeit (was ja die Rampen beinhaltet). Vielleicht ist es auch relativ einfach möglich den Stromfluss der Motoren zu errechnen (das wäre dann ebenfalls eine Aufgabe des Atmega) und daran zu erkennen wenn ein Motor "hängt".
Die Endschalter werden auch vom Atmega überwacht. Sind die Schritte ausgeführt soll der Atmega eine Rückmeldung geben, dann folgt vom Programm der nächste Schritt, usw.
Der Atmega ist spottbillig, für die Endstufe kann man billige (aber Leistungsstarke) FET-Transistoren verwenden.
Der Aufbau wäre vorerst auf einer Lochraster-Platine und wenn sich das bewährt hat (Fehler ausgemerzt, usw.) kann man immer noch eine "gescheite" Platine erstellen.
Ich werde mich mal über den Atmega32U4 schlau machen, vielleicht eignet der sich ja auch gar nicht für mein Vorhaben.
Sollte das jedoch so passen, wie ich es erhoffe, dann würde mich die Steuerung incl. Endstufen < 50 Euro kosten (zzgl. die Kosten der Leiterplatte, wenn es dann mal gescheit gemacht wird). Zudem wären einige Endschalter/Sicherheitsschalter möglich und vor allem die Rückmeldung. Ich würde ungern die Z-Achse verfahren lassen, wenn X und Y ihre Position noch nicht erreicht haben

[homedom]

Hi,
ich hab hier mal ein bisschen mitgelesen (wenn auch nicht alles: sehr viel Text ). Ich frage mich, warum ihr nicht auf schon vorhandene Projekte zurückgreift und euch von dort Ideen holt. Z.B. habe ich zu eurer neusten Diskussion bezüglich eines Roboterarms dieses Video gefunden:
http://www.youtube.com/watch?v=ZaqvE...23AHT3WBJwARAA
Ich finde das wäre auch ein interessanter Ansatz, zumal ein 6-Achs Roboterarm doch zum Bestücken zu aufwändig wäre?!
Eine weiter interessante Webseite ist bestimmt auch:
http://buildyourcnc.com/PickandPlace...heredFrog.aspx
Ich werde hier mal weiter mitlesen. Ist auf jeden Fall ein interessantes Projekt.

Gruß, homedom

[Holle]

Hallo homedom,
erst einmal freut es mich zu sehen dass auch andere sich für dieses Projekt interessieren.
Vielen Dank für die Links.
Also, der Grund warum wir etwas "eigenes" entwickeln wollen ist, dass man seine Ideen umsetzen kann. Wir wollen ja kein Nachbau machen, sondern entwickeln. Zumindest ist das "meine" Ansicht.
Inspiration von anderen Projekten ist allerdings immer gut.

Zum Roboterarm im ersten Link:
Dieser Arm kann nicht mehr als ein "normaler" Bestück-Kopf auch kann. Trotzdem finde ich das äußerst interessant, da man sich hier die teuren Spindeln spart. Die Maschine an sich ist jedoch alles andere als "Low Cost".
Ein Roboterarm, der Gelenke hat wäre deutlich flexibler (damit könnte man z.B. eine SD-Karte seitlich in den Slot schieben). Wenn man sich nun auf das reine Bestücken konzentriert ist dieser Arm jedoch sehr interessant, denn damit hat man einen relativ großen Arbeitsbereich auf kleinstem Raum und könnte die Maschine leichter bauen als mit Spindeln und Linear-Schienen. Viel Kraft sollte bei diesem Arm auch nicht von Nöten sein. Als Roboterarm Revision 1 ist das meiner Meinung nach recht interessant. Ein Weiterer Vorteil gegenüber Spindeln wäre, dass man diesen relativ leicht vergrößern kann (z.B. um zusätzliche Abholpositionen zu erreichen). Längere Arme und neue Parameter, schon wäre der Arbeitsbereich vergrößert. Bei Spindeln ist das leider nicht möglich.
Die 2. Kamera am Kopf halte ich für überflüssig. Die Sache mit dem Spiegel gefällt mir, wenn man das erweitert könnte man diese Kamera vielleicht auch noch als Boardkamera verwenden, dann könnte man sich die fest installierte Kamera sparen. Das würde nicht nur die Kosten senken, sondern auch Platz in der Maschine sparen, welchen man dann z.B. für Feeder usw. nutzen könnte.
Im Vergleich zu dem von mir vorgeschlagenen Roboter-Arm wäre dieser zwar nicht so flexibel, dafür aber deutlich billiger. Weil man keine Spindeln zur Versteifung braucht würde dieser auch schneller werden.
Ich bin dafür dieses System zu verwenden. Sollte einballimwas jedoch lieber die "klassische" Methode bevorzugen ziehe ich natürlich mit.
Mich würde auch interessieren wie in der Maschine die Bauteilerkennung realisiert wurde.
Ach ja, in dem Video sieht man eine Metallplatte, auf der Gurte fixiert sind. Das ist exakt das was ich mit dem Plate meinte, mit dem man Gurtbauteile und auch Trays bestücken können soll und welche immer im Wechsel benutzt werden. Eines wird gerade von der Maschine benutzt, das andere bereite ich währen dessen vor.
Die Realisierung der Feeder (für Revision 2) hatte ich mir etwas anders vorgestellt, denn in dem Fall brauchen die recht viel Platz und sind auch zu umständlich. Wenn man da z.B. die Platte und Führungsstange entfernt und einen Gurt zu rüsten, dann "schlabbern" die Folien der anderen Gurte (welche schon gerüstet sind) so rum. Das kann dann zu verdrehten Folien führen, welche dann abreißen oder zumindest Probleme beim Feedern verursachen. Aber da diese eh erst für Revision 2 gedacht sind lasse ich die erst einmal außen vor.

Der 2. Link ist genau das, was ich NICHT will. Eine riesige Maschine (ich will mal sehen wie der die ins Auto packt ), mit einem offensichtlichen Genauigkeit-Problem. Das Feedern der Gurte gefällt mir auch nicht sonderlich. Es wird die Bestück-Nozzle zum feedern verwendet (sogar die gummierte), was schnell zur Verunreinigung und Beschädigung der Nozzle führen kann. Besser fände ich es so, dass mit einem speziellen Spitze gefördert wird. Will man eine 2. Z-Achse vermeiden, dann würde ich es so lösen, dass z.B. eine Art "Kappe" über die Nozzle gestülpt wird, mit der man dann fördern kann. Das kann entweder im Nozzle-Wechsler geschehen, oder direkt am Bestück-Kopf "angedockt" werden. Um ein permanentes hin und her zu vermeiden kann man die Software dann so programmieren, dass zuerst alle Gurte gefördert werden, dann alle Bauteile bestückt werden, danach wieder alle Gute gefördert werden, usw.
Der Weg von einem Gurt zum nächsten ist ja nicht weit, somit sollte sich das zeitlich in Grenzen halten.
Was mir ebenfalls nicht bei dieser Maschine gefällt ist, dass die Folie von Hand abgezogen wird. Was bringt es mir dann wenn automatisch gefördert wird?
Der Entwickler dieser Maschine scheint sich mit Elektronik auch nicht sonderlich auszukennen, denn wenn ich mir ansehe wie der die LP "brät" stellen sich mir die Haare auf. Es ist völlig sinnig, eine LP von unten zu erhitzen bis oben die Lotpaste aufschmilzt. Die Temperatur an der Unterseite ist zu diesem Zeitpunkt entweder viel höher, oder (bei einer konstanten Temperatur) die LP wird unnötig lange erwärmt. Das ist nicht nur Streß für die Bauteile, sondern auch für die LP.
Zudem würde ich gerne mal sehen wie der damit eine Zweiseitige LP löten will. OK, das Löten steht hier gerade nicht zur Debatte, also komme ich besser zurück zum Thema...

@einballimwas
Welche Methode würdest du bevorzugen?
-Der 5 oder 6 Achsen Roboterarm würde recht flexibel eingesetzt werden können, dafür wäre dieser jedoch auch am kompliziertesten zu realisieren.
-Der Roboter-Arm aus dem 1. Link von homedom, der sehr kompakt ist aber dennoch einen großen Arbeitsbereich ermöglicht. Dieser sollte ein einfachsten "erweiterbar" sein und vermutlich auch am schnellsten und leisesten arbeiten.
-Die altbewährte "klassische" Methode

Nun wähle dein "Herzblatt"

[Holle]

Hoppla, ich sehe gerade dass die Maschine im 2. Link eine "professionelle" Maschine sein soll.
Oha...
Ich dachte erst dass diese ein Geldscheißer gebaut hat, weil der Rahmen extra dafür gefertigt wurde und auch das Feeder-Gerüst maßgeschneidert angefertigt wurde.
Nun bin ich platt... das sieht teilweise mehr wie ein deteilverliebtes Selbstbau-Projekt aus. Vermutlich bin ich einfach nur zu verwöhnt, da jegliche Siemens- oder Panasonic-Bestückautomaten in einer anderen Liga spielen.
Zumindest erklärt das, warum die Vision-Erkennung so gut funktioniert. Ob das für eine professionelle Maschine noch "gut" ist steht auf einem anderen Blatt, aber für ein Selbstbau-Projekt wäre das definitiv sehr gut gewesen

[einballimwas]

Aaaah, finde ich super, dass sich noch andere dafür interessieren! Sorry, dass ich nicht geschrieben habe, ich hab hier zzt sehr viel Arbeitsaufwand

Ich habe in der Hochschule so einen Roboterarm zur Hand. Sowohl einen großen 6 Achs von KUKA, als auch einen kleinen 4 Achser von irgend einer Firma.
Zudem habe ich nen Professor gefragt und der meinte, dass man, um die Stabilität und Genauigkeit einer Maschine mit festem Rahmen (beispielsweise aus Aluprofilen) zu erreichen, auf Gussstahl zurück greifen sollte. Meine Informatikprofessorin meinte, dass die inverse Kinematik ein Höllenaufwand sei (wie ich schon gesagt habe. Gefragt habe ich dennoch mal).
Alu federt einfach zu stark und alles andere wird verdammt schwer.

Schade, dass unsere Interessen hier ein wenig auseinander gehen. Ich möchte auf jeden Fall einen nutzbaren Bestückungsautomat bauen. Vielleicht werde ich damit auch einmal produktiv arbeiten können. Mit Kugelumlaufspindeln und Führungen ist R1 schon ganz gut dabei. Vielleicht noch nicht so schnell, aber gut dabei. Ich möchte auf jeden Fall bei der starren Maschine bleiben, da die Folgekosten gering bleiben. Die Hardware ist ja im Endeffekt egal. Das Handling der Maschine (Koordinatenberechnung, Endschalter) muss sowieso individuell geschrieben werden, weshalb es kein Problem ist, unterschiedliche Maschinen zu entwickeln. Du musst dich dann eben um deine inverse Kinematik kümmern und ich mich mit dem Koordinatensystem. Machbar ist es, aber ich kann zu Roboterarmen leider nicht so viel sagen, weil ich noch nie einen gebaut habe. Ich hab immer geguckt und bin an der Kinematik und der genauigkeit gescheitert. Da muss ich mich auf die Aussagen meiner Profs verlassen.

Unterschätze den Entwicklungsaufwand für die H-Brücke und den µC nicht. Das ist einiges an Code (~5k Zeilen und mehr) und einiges an Rechenleistung, was du da brauchst. Für R2 ist das auf jeden Fall aber schonmal eingeplant. Bis jetzt: Zukunftsmusik.

Ein Freund hat gestern in einem etwas anderen Zusammenhang gemeint "Wenn man sich eine Villa mit See kaufen will, braucht man nicht in der Kategorie "Schnäppchen (< 100'000€) zu gucken.". Mit diesem Satz bin ich eigentlich ganz gut konform: Eine brauchbare Maschine kostet ihr Geld. Ein Frickelwerk kann ich mir sparen. Das hab ich in einem Tag zuammengebaut: Gewindestangen und Ikea Schubladenführungen mit ein bisschen Holz tun es nämlich auch. Leider nicht so schnell und genau wie Kugelumlaufspindeln und bessere Führungen.

Die Bauteile im ersten Video werden von schräg unten erkannt. Sieht man bei 06:11 Minuten.

[Holle]

Alu federt einfach zu stark und alles andere wird verdammt schwer.

Alles andere wird zu schwer, dem stimme ich zu. Doch dass Alu zu sehr schwingt, das bezweifle ich. Stell dir vor wir bauen so einen Arm wie im 1. Video, dazu kämen nun Alurohre zum Einsatz von 80mm Durchmesser und einer Wandstärke von z.B. 2 mm. Nun stell dir mal die nötige Kraft vor, um so ein Rohr (in einer Länge von z.B. 300mm) zu verformen. Dazu kommt dass in dem Rohr noch die Welle liegt, welche das Rohr ebenfalls stabilisiert. Das Gewicht eines solchen Armes wäre sehr gering, so dass auch nicht so eine enorme Massenträgheit entsteht. Da wette ich sofort einen Kasten Bier drauf, dass unsere kleinen Motoren nicht die Kraft aufbringen (bei einem realen Einsatz) um so ein 300mm langes Rohr mit 80mm Durchmesser und einer Wandstärke von 2mm (auf einem andern Rohr als Welle gesteckt) so weit zum schwingen bringen kann, dass sich dieses merkbar auf unsere Bestückung auswirken würde. Schau dir mal die Professionellen Maschinen an, die haben einen schweren Klotz mit 8 oder 10 Bestück-Köpfen und verfahren "erheblich" schneller als wir. Diese Einheit ist auf einer Alu-Konstruktion von >1m Länge montiert. Befindet sich der Kopf nun in der Mitte der X-Achse und die Y-Achse verfährt mit voller Geschwindigkeit, dann müsste man demnach richtig Probleme bekommen mit den Schwingungen, aber trotzdem setzt z.B. die Panasonic CM noch 01005 !!! Bauteile ordentlich auf die LP. Es kommt halt immer darauf an wie viel Kraft einwirkt und welche Form das Trägermaterial hat.
In Fall des Roboter-Arms: Ein Alurohr verformt sich nicht so leicht wie eine Alustange, dazu würde das ganze relativ leicht sein und zu guter Letzt hat ja dafür ja auch noch die Rampen.

Schade, dass unsere Interessen hier ein wenig auseinander gehen.

Tun sie das? Ich sagte niemals dass ich dagegen bin die klassische Variante zu bauen. Drücken wir es mal so aus: "Ich ermittle in allen Richtungen"
Grundsätzlich bin ich für alles offen, sofern ich denke es bringt uns irgendeinen Vorteil. Solange die Maschine kompakt genug bleibt dass man diese noch in mein Auto bringt (Skoda Fabia Kombi) und leicht genug bleibt dass man die notfalls auch alleine "schleppen" könnte ist mir die Bauform eigentlich egal. Sofern irgendwelche Anbauteile schnell (und Werkzeuglos) entfernt werden können und ohne großen Justier-Aufwand wieder montiert werden können wäre ich auch noch damit einverstanden, aber auf jeden Fall will ich die Maschine in mein Auto bekommen und in wenigen Minuten am Einsatzort aufstellen können.
Das Gewicht sollte 40 KG nicht überschreiten, ansonsten wird es für mich unmöglich die Maschine alleine "unfallfrei" ins Auto zu bekommen.

Ich möchte auf jeden Fall einen nutzbaren Bestückungsautomat bauen.

Das will ich auch. Selbst wenn ich den niemals benutzen würde, dann wäre es dennoch ein misslungenes Projekt.

Vielleicht werde ich damit auch einmal produktiv arbeiten können. Mit Kugelumlaufspindeln und Führungen ist R1 schon ganz gut dabei. Vielleicht noch nicht so schnell, aber gut dabei.

Was genau meinst du mit "produktiv arbeiten"? Wenn du damit Prototypen bestücken willst sollte das ausreichen, aber wenn du vor hast größere Stückzahlen zu produzieren (z.B. um diese zu verkaufen), dann sollte man sich vielleicht schon mal Gedanken machen ob man nicht besser mehrere Bestück-Köpfe verwendet. Bei der "klassischen" Variante kann man später aber immer noch "aufrüsten", was mehrere Bestück-Köpfe betrifft. Das ist ja der eigentliche Vorteil der klassischen Konstruktion, dass man damit mehr Gewicht bewegen kann.

Ich möchte auf jeden Fall bei der starren Maschine bleiben

Kein Problem. Verstehe mich bitte nicht falsch, ich versuche dich nicht davon abzubringen, sondern ich zähle Vor- und Nachteile auf, welche ich in den verschiedenen Methoden sehe (es sei dahin gestellt, ob diese auch zutreffen). Wie ich im vorherigen Beitrag schon geschrieben habe "ziehe ich mit". Nur weil viele Wege nach Rom führen bedeutet das nicht, dass man auch verschiedene Wege nutzen muss.

Das Handling der Maschine (Koordinatenberechnung, Endschalter) muss sowieso individuell geschrieben werden, weshalb es kein Problem ist, unterschiedliche Maschinen zu entwickeln.

Ne ne, das wäre grundlegend anders, wenn wir beide unser eigenes Süppchen kochen würden. Der Arbeitsbereich wäre verschieden groß, Endschalter wären völlig anders aufgebaut, usw.
Auch die Ansteuerung wäre völlig anders (Anzahl der Schritte, "welche" Achse muss verfahren, usw.). Die Vorteile eines "Gemeinschaft-Projekts" überwiegen die Vorteile des "Individual-Projekts" um Längen, denn Fehler können von 2 Personen gleichzeitig gesucht werden, Maschinenbauteile brauchen nur einmal entwickelt werden, usw.

Unterschätze den Entwicklungsaufwand für die H-Brücke und den µC nicht. Das ist einiges an Code (~5k Zeilen und mehr) und einiges an Rechenleistung, was du da brauchst. Für R2 ist das auf jeden Fall aber schonmal eingeplant. Bis jetzt: Zukunftsmusik.

Nun ja, ich muss das Rad ja nicht komplett neu erfinden. Es gibt ja schon funktionierende Lösungen, welche ich halt nur "anpassen" müsste. Sollten die Ports oder die Geschwindigkeit nicht ausreichen kann ich auch mehrere µC einsetzten, die kosten ja fast nichts.

Ein Frickelwerk kann ich mir sparen. Das hab ich in einem Tag zuammengebaut: Gewindestangen und Ikea Schubladenführungen mit ein bisschen Holz tun es nämlich auch. Leider nicht so schnell und genau wie Kugelumlaufspindeln und bessere Führungen.

Gewindestangen sind ungeeignet, da wäre die Lotpaste getrocknet bevor die LP fertig bestückt ist . Die Schubladenführungen würden sich jedoch eignen, wenn diese kein Spiel haben. Ich habe auf Youtube ein Video gesehen, wo jemand Schubladenführungen so umbaut, dass diese spielfrei waren. Allerdings ist der Wirkungsbereich zu gering und das wäre mir auch zu aufwändig, denn die Ersparnis hält sich in Grenzen (hochwertige Schubladenführungen sind auch nicht billig). Welche Führung mir jedoch gefällt ist die mit dem Vierkantrohr und den 4 Kugellagern. Das ist spielfrei, günstig, wartungsarm und leichtgängig (wenig Roll- und Reibungswiderstand).
Der einzige Nachteil den ich darin möglicherweise sehe ist, dass diese Konstruktion wahrscheinlich lauter würde, da das Vierkantrohr einen prima Resonanz-Körper darstellen würde, aber vielleicht kann man die Geräuschentwicklung auch noch reduzieren (Rohr mit Dämm-Material füllen, oder so etwas).

Die Bauteile im ersten Video werden von schräg unten erkannt. Sieht man bei 06:11 Minuten.

Ja, aber das meinte ich nicht. Mir ging es um die Software-Lösung. Da hatte ich aber noch nicht bemerkt dass dieses eine "professionelle" Maschine darstellen soll . ...sorry, aber ich bin immer noch entsetzt

Nun nochmal zu den Spindeln:
Bitte nicht falsch verstehen, das ist nur ein weiterer Vorschlag ...soll nicht heißen das ich gegen Spindeln bin ...und zwar:
Wenn man statt Spindeln Zahnstangen nutzen würde (direkt auf dem Boden geschraubt), dann hätte man folgende Vorteile:
-Man käme ohne Linear-Führungen aus, da diese gleichzeitig als Linear-Führung dienen würden
-Man könnte diese erweitern, indem man ein weiteres Stück "Passgenau" dahinter montiert.
-Es wären sehr hohe Geschwindigkeiten möglich (allerdings verbunden mit dem Verlust an Genauigkeit)
Folgende Nachteile fallen mir dazu ein:
-Empfindlich gegen Schmutz (Bauteile welche auf die Zahnstange fallen, usw.)
-Vermutlich teurer als Spindeln+Führungen

Hier wäre halt der Vorteil, das man variabler wäre, indem man diese erweitern kann. Ich denke jedoch dass die Nachteile überwiegen, aber erwähnen wollte ich diese Möglichkeit dennoch.


Und nun noch eine Idee um die Geschwindigkeit zu erhöhen, ohne auf die Genauigkeit zu verzichten (mich wundert das so etwas nicht in professionellen Maschinen verwendet wird):
Der ersten Bestückautomat, an dem ich gearbeitet habe hatte einen Revolverkopf. Der Kopf war fest montiert und stattdessen wurden die LP und Feeder verfahren.
Das bringt einige Nachteile mit sich:
-Der Schlitten, auf dem die Feeder montiert sind wiegt viel und es sind Mords Motoren und Spindeln nötig. Zudem ist die Maschine tierisch laut.
-Bereits bestückte schwere und hohe Bauteile (Spulen, Elkos) können verrutschen, wenn die LP zu schnell bewegt wird, was die ganze Angelegenheit recht langsam macht
-Die Maschine ist wahnsinnig groß, weil die Feederschlitten viel Platz brauchen und auch der Bestückbereich ist riesig, da die maximal LP-Größe x2 genommen werden muss, da diese ja verfahren wird
...lauter Nachteile, aber dennoch erwähnenswert, denn:
Wenn man die Maschine baut wie geplant (der Bestück-Kopf verfährt) und eine sehr große Steigung bei den Spindeln wählt, dann ist die Maschine schnell, aber leider auch ungenau.
Beispiel (völlig übertrieben, ist halt nur ein Beispiel):
Spindel-Steigung: 25mm
Übersetzung: 4:1
Verfahrweg pro Umdrehung = 100mm
Bei Verwendung von Halbschritten (im letzten Stück) wären das also 400 Schritte, sprich 0,25 mm ---> zu ungenau!
Wenn man nun jedoch den Tisch mit der LP um +-1mm verfahren kann, braucht man ja gerade mal 2mm mehr Platz in X und Y. Angenommen man bestückt nun ohne Bauteilerkennung und die Rampen und Halbschritte lassen wir mal außen vor. Bei einer Distanz von 20 cm zwischen Abholposition und Bestückposition wären also 2 Motorumdrehungen nötig. Angenommen alle Motoren werden gleich schnell angesteuert, dann hätten die Motoren im Tisch also 2 Umdrehungen Zeit ohne dass die Geschwindigkeit reduziert würde. Um 0,5 mm in 2 Umdrehungen zu erreichen sind bei 200 Schritten 0,00125 mm pro Schritt nötig. Diese Genauigkeit sollte selbst für 01005er Bauteile mehr als ausreichend sein.
...ok, das kann man wegen dem Spiel nicht ganz so rechnen, aber es ging ja auch nur darum meine Idee zu verdeutlichen. Sollten wir also wegen einer großen Geschwindigkeit zu ungenau werden könnte man das auf dieser Weise locker kompensieren. Es wären halt 2 weitere Achsen nötig. Bei 0,25 mm pro Sekunde gibt es auch kein Problem mit verrutschenden Spulen/Elkos/usw.

Ich halte das selber für völlig überflüssig, aber da mir diese Idee durch den Kopf gegangen ist wollte ich es halt auch mal erwähnen. Theoretisch könnten wir die Geschwindigkeit also soweit erhöhen, dass das Bauteil gerade noch an der Nozzle bleibt, ohne dass es zu ungenau werden würde. Unsere Motoren werden das nicht einmal annähernd schaffen, aber rein theoretisch könnte man die Genauigkeit in Revision 2 noch mal erheblich erhöhen (ohne Geschwindigkeitseinbußen).