Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[einballimwas]

Hallo Holle,


du schreibst „Pentium 233“ und „10Köpfe je Portal“. Das ist jenseits von gut und böse. Zumindest für einen Pentium 233, der eben nur mit ~200Mhz läuft. Ich habe leider nichts gefunden, was die Kapazität betrifft, aber du kannst da sicher nachgucken. 20K Teile halte ich für nicht übertrieben. Dann muss man sich nochmal angucken, dass diese Kameras eine Auflösung von fast HD haben (Die in Ebay zumindest - Man erkennt sie daran, dass sie ein wenig teurer als normale Kameras sind und einen Camera Link haben) und schon sind wir bei den extra Karten. Diese Karten nennt man Framegrabber Karten. Diese Karten haben einen speziellen Chip, der die Bildberechnungen durchführt und sind somit verdammt schnell und teuer. Teuer heißt in diesem Fall 1000€ aufwärts. Dafür bekommt der Rechner dann lediglich Koordinaten geliefert, die er auswertet. Ein Beispiel für eine FramegrabberKarte findest du hier:http://www.adlinktech.com/PD/web/PD_...5&seq=&id=&sid=#


Leider habe ich nichts über den Preis herausgefunden. Doch bei dieser Karte dürfte er bei 700 liegen. Und die macht nur eine einzige Kamera gescheit. Womit wir wieder beim nächsten Problem wären: Kameras. Ich habe eine bei einem Freund liegen. Das Modell weiß ich leider noch nicht, bekommen werde ich sie allerdings Ende diesen Monats. Diese Kameras kosten auch 200-1000€, je nach Sichtbereich (Wellenlänge) und aufgesetztem Objektiv. Meist ist eben kein Objektiv drauf, was den Gesamtpreis im Endeffekt nochmal und 200-500 Euro erhöht.


Hier muss ein Kompromiss gefunden werden. Da ich mit OpenCV arbeite, benötige ich eine Kamera, die entweder eine Video4Windows Schnittstelle hat oder über eine andere,von OpenCV unterstützte Schnittstelle unterstützt. Die meisten Webcams tun das, wie es mit anderen Kameras aussieht, weiß ich nicht. Vielleicht kann man das auch so deichseln, dass eine handelsübliche Kamera genutzt wird, die in HD filmen kann. Da habeich mich allerdings noch nicht schlau gemacht, weil es noch so viele andere Dinge zu tun gibt. Es wird sich etwas finden.


Die Beleuchtung habe ich schon fast fertig im Rechner. Ich benötige nurnoch die Maße des Objektivs der Bauteilkamera, dann stell ich jemanden an die Abkantpresse fürs Gehäuse und schicke die Bestellung zur Platinenfertigung raus. Ich hatte an SMD LED's gedacht. Jetzt im nachhinein ist das total doof. Da braucht man viel zu viele und ausserdem können auch welche kaputtgehen. Da sind TTH LED's viel schneller ausgetauscht als diese SMD Fitzeldinger. Geplant war eine octagonale Halbkugel mit den von dir genannten drei Ebenen: Direkt von unten, im 45° Winkel und direkt von der Seite. Das mit dem direkt von der Seite werde ich mir noch einmal überlegen müssen. Wichtig ist ja, dass der komplette Bereich ausgeleuchtet wird und nicht die LED's gegenseitig. Bedeutet, ich muss die Biegungen noch einmal anpassen. 0°, 22,5° und vllt 45°. Dafür muss ich mir die LED Spezifikationen allerdings noch einmal angucken und die Platinengröße ggf ebenso anpassen.


Ich hatte das bei meinem Programm so gedacht: Es können Gehäuseformen als XML Datei erstellt werden, die dann ihre Dimensionen, die die Kamera im Endeffekt sehen soll. Weiterhin bietet diese Datei auch ein kleines Template, um das Gehäuse auf dem Bild zu zeichnen was sicher hilfreich sein wird, wenn man an der Bilderkennung herumprogrammiert. OpenCV verwendet dazu das „haartraining“ für Objekterkennung, indem die Library sich viele tausend Fotos anguckt und dann anhand der Kriterien entscheidet, ob das Objekt das richtige ist und wie es liegt. Dazuwerden auch ellenlange XML Dateien (Templates) mit Matrizen und Werten angelegt, durch die ich noch garnicht durchgestiegen bin. Diese OpenCV interne und meine selbst angelegten Templates treten dann als Bundle auf: Mein Template wird vom Programm eingelesen und damit kann dann das Programm erstellt werden: Man fährt über die Bauteilposition, wählt ein Bauteil aus, gibt ihm einen Namen und wählt aus den Templates die Gehäuseform aus. Danach auf Speichern drücken und weiter zur nächsten Position. Es mag sein, dass es dafür auch Konverter gibt, die die Ablaufpläne in G-code für die NC's umsetzen, aber so weit bin ich noch keinesfalls. Manuell ist erst einmal besser und einfacher (es gibt noch genug zu tun – Zuviel für einen Menschen, der noch nichtmal in Teilzeit daran arbeiten kann ). Ich bin ja auch irgendwie an die OpenCV Library gebunden, weshalb ich die Struktur danach ausrichten muss. Die großen Maschinenhersteller stecken nicht umsonst hunderttausende in ihre Bilderkennung. Den Vorgang hatte ich im obigen Post als Teachin bezeichnet.


Momentan habe ich den folgenden Ablaufzum Pick&Place Vorgang in meinem Notizbuch stehen:
-Kopf über den Gurt fahren
-Lageerkennung des Bauteils
-Korrektur der Nozzle
-Aufnahme des Bauteils
-Über die Bauteilekamera fahren
-Erkennen ob das Bauteil aufgenommenworden ist
-Lage erkennen und Offsets kalkulieren
-Bauteil drehen
-Nochmalige Kontrolle
-Über die Zielposition fahren undplatzieren


Kann man das noch irgendwie verbessern? Ist lediglich ein grober Ablauf, denn damit kann ich, wie es momentan aussieht, erst in 2 Jahren anfangen (Muss ja bis jetzt an alles denken und selbst eine eierlegende Wollmilchsau sein ).


Zum Thema Kalibrierung kann ich garnichts sagen, da ich erst schauen muss, wie es mit der Steuerung aussieht. Die Maschine, die du auf dem Video siehst, ist die Maschine eines Freundes, eigentlich eine CNC Fräse. Das bedeutet, sie arbeitet mit einer Steuerung, die komplette Programme einliest und dann Schritt für Schritt abarbeitet. Da ich aber keine Programme in diesem Sinne abarbeite, sondern immer wieder mit der Steuerung interagieren muss um Werte zu korrigieren, kann ich diese Funktionender Nc garnicht nutzen. Momentan arbeite ich mit zwei Funktionen. Die eine zum absoluten positionieren nach NC Koordinaten und die andere, um relativ zu positionieren (verfahre kontinuierlich bis ich Stop sage). Alles weitere werde ich selbst implementieren müssen. Dazu arbeite ich momentan ein Konzept aus, damit die Modularität gewährleistet bleibt und ich mich nicht auf diesen Steuerungstyp festnageln muss. Es gibt einfach nix anderes momentan. Diese Schnittstelle von NC zu Programm ist verdammt wichtig: Du wirst dir wohl eine andere Steuerung zusammenschustern wollen. Wenn du also damit steuern möchtest, musst du dir die Schnittstellen anpassen. Mein Programm muss also eine Schnittstelle anbieten, die für möglichst viele Steuerungen möglichst komfortabel und einfach ist. Das sollten nicht mehr als 2-3 Funktionen sein. Der Rest, wie Arbeitsraumüberwachung und sowas, sollte in höheren Ebenen gemacht werden, also komplett von der Software übernommen werden. Je abstrahierter man ist, desto freier ist man auch in der Gestaltung.


Da ich noch nie mit der USBCNC gearbeitet habe, und auch so gut wie keine Dokumentation vorhandenist (Die USBCNC wurde eigentlich als Steuerung entworfen und nicht für irgendwelche Zweckentfremdungen. Ein Job, den sie hervorragend erledigt, Lob an den Entwickler!) und die API Teile, die man für die Pick and Place Geschichte brauchen kann, recht minimalistisch ausfallen, muss ich gucken, wie ich damit hinkomme. Austesten, was diese oder jene Funktion überhaupt tut und dann ggf nutzen. Ich bin– im Gegensatz zu meinem Freund – total unbedarft in CNC's. Das höchste der Gefühle ist ein bisschen Fräsplan erstellen, aber alles weitere? Fehlanzeige. Bis das Interface zur Maschine richtig läuft, geht wohl noch ein bisschen Zeit ins Land. Er wohnt nicht gerade um die Ecke und ich habe noch mein Studium. Arbeiten mit der Maschine geht nunmal nur mit der Maschine. Das bedeutet Wochenenden zu opfern. Wochenenden, an denen man zur Abwechslung mal ausschlafen könnte (). Nunja, ich werde es noch hinbekommen. Momentan sind die Referenz und Stoppschalter dran. Danach die Umrechnung der NC internen Daten in Daten, mit denen ich was anfangen kann im Programm (mm, nicht Schritte oder ähnliches). Weil ich das noch nicht ganz draufhabe, fährt sie eben hin und wieder mal auf Referenz und manchmal eben über das Ziel hinaus


Ich selbst werde mir natürlich eine weit weniger massive Maschine bauen. Aluprofile und Kugelumlaufspindeln mit Linearführungen, die ein wenig billiger sind. Schrittmotoren habe ich hier, da kann ich dir drei schicken (obich noch drei gleich starke habe, weiß ich allerdings nicht).


Da das mit den Magneten dann ausfällt– wie macht man es dann richtig? Hast du eine Idee, vllt sogar eine Zeichnung (Hand/CAD – Egal)? Ich könnte mir nichts anderes vorstellen. Höchstens einen Bajonetverschluss.


Wie soll das Nutzerinterface aussehen? Ich will es möglichst praktikabel machen und nicht komplett nachmeinen Bedürfnissen. In GUI Design bin ich auch komplett unerfahren, da ich Linux nutze und somit dauernd in der Konsole arbeite


Was muss noch geklärt werden? Wiekannst du dich einbringen? Kannst du Metall bearbeiten oder auf solche Maschinen zurückgreifen?


Ich wohne zwischen Stuttgart und Karlsruhe. Vllt könnte man sich mal treffen und etwas ausarbeiten. So komplett über das Internet ist es ein wenig doof.