Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[Holle]

Die Motoren wurden am Freitag verschickt und befinden sich laut Paketverfolgung derzeit auf dem Weg an die Hermes-Niederlassung. Die sollten also Anfang der Woche hier sein.

Willst du wirklich einen Nozzle-Changer in Revision 1 einbauen? Man kann das Programm ja so schreiben, dass zuerst alle Bauteile bestückt werden, welche Nozzle 1 brauchen, dann ein manueller Nozzle-Wechsel und weiter geht´s. Da wir ja auch die LP von Hand wechseln und auch nicht so eine riesige Nozzle-Auswahl haben werden sollte sich der manuelle Aufwand in Grenzen halten (setzt eine gescheite Programmierung voraus). Später (in Revision 2) kann man den Nozzle-Changer dann ja noch dazu bauen.
...oder meintest du bloß wegen der Einteilung des Platzes?

Am Freitag wollte ich morgens schnell ein paar Fotos machen, doch kaum angefangen kam mein Chef und so musste ich die Foto-Session beenden und die Maschine zum laufen bringen.
Derzeit habe ich also erst nur wenige Fotos, aber es folgen noch welche.
Nozzle-Changer der Panasonic CM
Auch ein Nozzle-Changer der Panasonic CM (kleinere Nozzlen , ansonsten Gleich)
Nozzlen am Bestück-Kopf (Panasonic CM)
Nozzlen am Bestück-Kopf (Panasonic BM) ...leicht staubig
Ein Referenz-Punkt in der CM

[Holle]

Hier ist ein Bild von der Bauteil-Kamera (Panasonic CM):


Panasonic CM


Panasonic BM

[Holle]

Die Motoren sind heute angekommen

[einballimwas]

Super! Ich habe was vorgeschrieben, was nun leider den Bach runter ist, da mein akku den Geist aufgegeben hat. Ich schreib das morgen nochmal. Machst du ein Foto von den Motoren? :P

Habe kurz mal die Beleuchtungseinheit im CAD gezeichnet:
Bild hier  

Unten wird die Kameralinse festgemacht und an den Seiten fehlen nurnoch die Löcher für die LED's.
Bemaßung: http://www.file-upload.net/download-.../Cone.PDF.html

Verzeih mir bitte die blöden Bemaßungsangaben. Mit einem Laptop kann man einfach keine Maßzeichnung erstellen :S

[Holle]

Sieht doch schick aus

Wie gewünscht kommt hier ein Bild unserer Babys


Nun fehlen noch die Motor-Treiber und die Software, dann könnten wir schon mal ein bisschen testen.
Soll ich dir deine Motoren gleich schicken, oder sollen wir besser abwarten bis wir alles zusammen haben (um Porto zu sparen, falls noch mehr zusammen kommt) ?
Ich habe mal etwas gegooglet und bin dabei auf Open Loop und DSP-Drive (oder so ähnlich) gestoßen. Ein Vergleichsvideo auf Youtube zwischen Open Loop und einer herkömmlichen Schrittmotor-Steuerung war schon beeindruckend. Die Motoren verlieren bis zur Leistungsgrenze keine Schritte mehr, sind leiser, haben mehr Drehmoment und leben länger. Dummerweise kosten die Steuerungen, die dieses unterstützen, einen ordentlichen Batzen Geld.

Mal was ganz anderes...was hälst du von dieser Linear-Schiene?

[Holle]

Hmmm, ich kann mich bei der Maschinengröße nicht so ganz festlegen
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?

Dann schwirren mir da ständig neue Ideen durch den Kopf.
z.B.
Wäre es vielleicht besser einen Roboter-Arm zu bauen, der bestücken kann?
Das hätte Vor- und Nachteile:
Vorteile:
-Spindeln, Linearschienen, usw. würden kleiner ausfallen oder ganz weg fallen, was die Kosten und das Gewicht reduzieren würde
-Durch geringe Winkelveränderungen kann man große Wege zurück legen, was der Geschwindigkeit zugute kommen würde
-Es wäre auch mögliche Greif-Werkzeuge zu verwenden, welche mit einem herkömmlichen Bestücker nicht nutzbar wären (z.B. seitlich greifen)
-Der Arm wäre leiser als ein Bestückautomat (kürzere Spindeln, usw.)
-Universal einsetzbar (nicht nur zum bestücken von Bauteilen)
-Frei einteilbare und erweiterbare Bereiche (Bauteilpositionen, LP-Position, Kamera-Position, usw. ...diese könnten nach dem Aufbau schnell "angefahren" werden und wären somit variabel)
-großer Wirkungsbereich, dadurch große LPs möglich
-kann mit anderen Maschinen kombiniert werden
-weniger Platzbedarf (kann leicht in einer Ecke verstaut werden, vor allem bei einer entsprechenden "Parkposition" des Arms)

Nachteile:
-Es wären mehr Achsen nötig: Theta- und Hub-Achse in der "Schulter", Hub-Achse in der "Armbeuge", Theta- und Hub-Achse im "Handgelenk" , sowie eine weitere Theta-Achse im Handgelenk um "seitlich" greifen zu können. Dazu noch die Achse für die Nozzle/Greifer
-Aufgrund der einzelnen Winkel sind mehr Berechnungen nötig
-Der Arbeitsbereich kann nicht so leicht durch Safty-Schalter gesichert werden.

Da jeder Motor parallel arbeitet und nur wenig Bewegung ausführen muss (also kann ordentlich untersetzt werden) sollte eine recht hohe Geschwindigkeit bei gleichzeitiger hoher Genauigkeit möglich sein.
Da wir sowieso nur einen Bestück-Kopf verwenden wollen wäre das meiner Meinung nach die effektivste Möglichkeit.
Die CNC-Steuerung wäre in diesem Fall sicher nicht sonderlich optimal. Es wäre zwar denkbar die CNC-Steuerung zu nutzen und die Steuerbefehle per Mikrocontroller "umzuwandeln", so dass alle nötigen Motoren dementsprechend angesteuert werden, jedoch könnte man nur einen Bruchteil der Steuerung nutzen. Die Rampenberechnung usw. wäre unbrauchbar. Wenn wir den Arm jedoch direkt per USB steuern würden, sehe ich da kein großes Problem, denn die Steuerung der Motoren ist nichts weiter als pure Mathematik (hauptsächlich Winkelberechnung).
Das wäre sicher Anspruchsvoller, dafür aber auch deutlich vielseitiger einsetzbar. Sofern wir hauptsächlich Alu verwenden sollte das Gewicht auch gering bleiben und somit unsere bereits gekauften Motoren ausreichend sein.
Was meinst du dazu?

Dann noch was allgemeines:
Ich habe stundenlang nach Steuerungen gesucht (zu teuer, kein USB, ....) und bin inzwischen auf dem Trip diese selber zu bauen.
Der ATmega32U4 wäre ein ideales Herzstück. USB-Unterstützung, leicht zu programmieren, sehr schnell und sehr günstig zu beschaffen.
Dieser Mikroprozessor wäre ausreichend um alle Achsen gleichzeitig anzusteuern und zudem kann man auch Rückmeldungen auswerten (wäre also besser geeignet als eine reine CNC-Steuerung).
Das Problem wäre dann aber, dass dieses nicht kompatibel wäre zu Programmen welche mit G-Code arbeiten. Ein Konverter wird wahrscheinlich nicht funktionieren, da die Programme vermutlich direkt den Port ansteuern würden.
Ein eigenes Programm zu schreiben sollte jedoch auch nicht sonderlich schwierig werden.
Das wäre zeitintensiver, dafür jedoch günstiger und perfekt auf die Maschine zugeschnitten.

Was hälst du davon?

[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.