Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[Holle]

Sorry, nun bin ich reichlich spät mit meiner Antwort dran.
Ideal wäre heute, aber ich schreibe dir gleich per PN wann ich ansonsten am besten erreichbar bin.
Oha, du hat was größeres vor . Das Rack willst du doch wohl nicht voll bekommen, oder?
Meine Karte schafft 1,5 Ampere (1,1 effektiv). Klar wird das reichen um die Motoren zu bewegen, aber damit erreiche ich niemals das maximale Drehmoment.
Im Trinamic-Forum habe ich bereits eine Anfrage gestartet ob es möglich ist stärkere Motoren zu verwenden. Die gute Nachricht ist, dass die Karte nicht beschädigt wird wenn ich stärkere Motoren anschließe, aber ich kann die dann halt nur mit 1,5 Ampere betreiben.
Mal sehen was die zu meinem Schaltungsvorschlag sagen.
Fall du mitlesen willst, hier ist der Thread.
Das mit der Software sehe ich erst einmal entspannt. Zitat aus der Artikel-Beschreibung: Für die TMCM-351 Familie kann kostenlos eine alternative CANopen™ Firmware heruntergeladen werden (CiA 301, 402)!
Irgendwie bekommen wir das schon kompatibel hin, ansonsten programmiere ich einen Konverter.

Mit dem Revolverkopf hast du mich missverstanden. Das ist der letzte Scheiß. Viele Nachteile, keine Vorteile.
Das habe ich lediglich erwähnt um die Option mit dem beweglichen Tisch anzusprechen.
Sollten wir unseren Automaten so schnell bekommen (riesige Steigung, usw.), dass die Bestückgenauigkeit nicht mehr ausreicht könnte man mit Hilfe eines Beweglichen Tisches (der nur MINIMAL beweglich ist) die Genauigkeit erhöhen. Das bezieht sich natürlich nur darauf, dass man die Positionen "zwischen" den Schritten des Bestückkopfes erreichen kann. Eine Ungenauigkeit durch Spiel usw. kann damit natürlich auch nicht reduziert werden.
Im Nachhinein hätte ich es mir auch sparen können diese "Möglichkeit" zu erwähnen. Wenn wir den Kopf in Vollschritte durch die Gegend scheuchen und im letzten Stück Halbschritte und Mikroschritte nutzen, dann bekommen wir den gleichen Effekt zustande ohne dass wir weitere Achsen+Spindeln+Führungen+Getriebe brauchen (was wieder unnötiges Gewicht und vor allem Kosten bedeuten würde).

Wenn du Kleinserien von 100 Karten bestücken willst wäre es vermutlich gescheiter mehrere Bestückköpfe zu benutzen, denn wenn du eine Karte hast auf der recht viel drauf ist, dann braucht die Maschine mit einem Kopf vermutlich eine halbe Stunde. Über Nacht produzieren zu lassen geht auch nicht, weil man ja Bauteile nachfüllen und evt. auftretende Fehler beseitigen muss. Bei 100 Karten je 30 Minuten sind das 50 Stunden!!! Das bedeutet nicht nur tagelange Arbeit, sondern auch zig Etappen was das Bedrucken und Löten der LPs betrifft. Sollte man nun 20 Karten bedrucken, dann ist die Paste angetrocknet bevor man anfängt diese zu bestücken. Demnach könnte man also immer nur z.B. 5 Karten bedrucken (dann alles wieder sauber machen), usw.
Würden wir nun z.B. 4 Bestückköpfe verwenden, dann wird die Maschine dadurch zwar nicht 4x so schnell, aber vermutlich doppelt so schnell. Der Programmieraufwand wäre natürlich dementsprechend größer. Man muss in den Bestückdaten nicht nur angeben welche Position angefahren werden muss, sondern welcher Kopf da hin fahren soll, in welcher Reihenfolge die Bauteile abgeholt und gesetzt werden und beim nachsetzen von leer gewordenen Bauteilen muss dieses ebenfalls berücksichtigt werden. Je nach Anordnung der Bestückköpfe können manche Positionen nur mit bestimmten Köpfen angefahren werden (z.B. kann ein Bauteil nicht mit dem rechten Kopf abgeholt werden, wenn es sich an der linken Grenze des Arbeitsbereichs befindet).
Sollen wir das sofort einplanen, oder ist das vorerst eine Option, welche erst in Revision 2 oder später zum Einsatz kommt?

Zur Dimensionierung der Maschine...
Da dieses ja anscheinend der einzige wirkliche Konflikt ist schlage ich folgendes vor:
Du willst ja größere Stückzahlen produzieren als ich (bei mir käme die Maschine nur sehr selten zum Einsatz). Wenn wir die Maschine nun "modular" aufbauen, dann hätten wir beide die gleiche Basis, welche wir kompakt halten sollten. Nun würde es mir nichts ausmachen auf die Feeder zu verrichten, denn für die 2 LPs, die ich damit jährlich bestücken würde könnte ich auch Gurtstreifen auf einer Trägerplatte verwenden. Bei dir würde das jedoch in Akkord ausarten ohne Feeder.
Vielleicht sollten wir die Revision 1 so entwickeln dass man mit dem Bestückkopf den Gurt fördert und Trägerplatten (wie Trays) benutzt und erst in Revision 2 die Anbauteile wie Feeder, Traywechsler, usw. hinzufügt.
Somit wäre Revision 1 bei uns identisch (also komplett gemeinsame Entwicklungsarbeit) und später kann dann je nach Bedarf das eine oder andere dazu kommen.
Ein weiterer Vorteil wäre, dass nachträgliche Erweiterungen ja auch wieder entfernt werden können, somit könnte man die Maschine relativ einfach transportfähig machen (z.B. wenn du mal umziehen willst).
Was sagst du dazu?

[Holle]

Nun hatte ich gestern Abend noch ein Testprogramm geschrieben, nachdem ich Stundenlang versucht habe die optimalen Motorparameter herauszufinden und dann verlor der Motor im Fullstep-Betrieb Schritte.
Im Halbstep-Betrieb lief es hingegen einwandfrei.
Heute wollte ich ein Video davon machen, doch auf einmal zuckte der Motor mit dem Programm nur noch, mit dem er gestern gut lief. Im kalten Zustand des Motors sind die Parameter offenbar wieder ganz anders.
Weder im Fullstep, noch im Halbstep lief der Motor gescheit. Der StallGuard-Profiler, mit dem ich gestern die idealen Parameter herausgefunden habe zeigt heute ganz andere Werte.
Nun bin ich mit der Beschleunigung mal runter gegangen (gestern 2047/2047 , heute 1000/2047) und siehe da, nun geht wieder alles ...sogar im Fullstep.
Offenbar ist der Motor nicht stark genug um die volle Beschleunigung zu schaffen, zumindest nicht wenn die Karte maximal 1,5 Ampere ausgibt, statt der 4 Ampere, für welche der Motor ausgelegt ist.

Nun gut, das soll mich nun erst einmal nicht weiter jucken, um mehr Drehmoment zu bekommen kann ich später immer noch mit den Parametern spielen.
Hier ist nun mal ein kleines Video von meinem Testprogramm:
Video

[Holle]

Das hier hat zwar nichts mit einem Bestückautomaten zu tun, aber dieses Projekt gefällt mir auch.
Obwohl, die Bilderkennung funktioniert anscheinend ganz gut, möglicherweise würde die auch IC-Beine erkennen können.
...aber schau mal sebst.

[Holle]

Was sagst du zum Testprogramm? Sieht doch gut aus, oder?
Wenn ich auf meiner Arbeit die professionellen Maschinen anschaue, dann drehen die Motoren auch nicht schneller. Die enorme Geschwindigkeit erreichen diese durch die große Steigung der Spindeln. Wenn unsere Motoren also die Kraft besitzen die Geschwindigkeit vom Testprogramm bei einer Steigung von 20mm aufrecht zu halten wird unsere Maschine schon recht fix arbeiten. Wichtig wäre nun, dass wir das Gewicht der Antriebe und des Bestückkopfes so gering wie möglich halten.
Das größte Gewicht hat die Achse zu tragen, welche den größten Verfahrweg hat, da hier schließlich das Gewicht des Antriebs der anderen Achsen mit zu tragen ist. Nun haben wir ja 3 Motoren, also würde ich vorschlagen dass wir für diese Achse 2 Motoren parallel betreiben. Für die Z-Achse ist dieser Motor meiner Meinung nach sowieso ungeeignet, denn der ist viel zu stark. Würden wir also den 3. Motor für die Z-Achse nutzen, dann würde sich der Motor langweilen (der wäre vielleicht zu 5% belastet), aber die Motoren der X/Y Achsen hätten dementsprechend mehr Gewicht zu bewegen was die Geschwindigkeit merkbar reduzieren würde (Kontraproduktiv).
Wenn wir nun also für die Z-Achse ein winzigen Stepper verwenden (z.B. aus einem alten Floppy oder Tintenstrahldrucker) wäre das vermutlich vollkommen ausreichend.
Sagen wir mal, der Motor für die Z-Achse muss ein Gewicht von 300 Gramm bewegen (100 Gramm für das Bauteil, 200 Gramm für den Nozzleschaft+Nozzle+Sensor). Wenn wir nun davon ausgehen dass die Z-Achse in der Regel 2cm tief runter muss um das Bauteil abzuholen/setzen, dann muss der Motor also nur in der Lage sein diese 2 cm mit max. 300 Gramm Gewicht in "akzeptabler" Zeit zu meistern. Selbst wenn der Motor dafür eine ganze Sekunde länger brauchen würde (das wäre dann schon Zeitlupe ), hätte man durch den Geschwindigkeitsgewinn der XY-Achsen keinen Zeitverlust.

[einballimwas]

Sorry, dass ich mich ne Weile nicht gemeldet habe. Sorry auch an die anderen, die hier mitlesen.

Mittlerweile sind wir 3: Holle, ich und ein CNC Mensch, der mir bei der Konstruktion der Maschine hilft. Vielleicht sollte man ein größeres Projekt draus machen. Nächstes Jahr nehme ich auf jeden Fall zwei Monate in Vollzeit, um die Software für die Maschine (weiter) zu entwickeln. Das ist auf jeden Fall schon einmal fix.

Nun möchte ich noch einmal Stellungnahme zur Maschinengröße machen und wieso ich immernoch keine grobe Zeichnung vorlegen kann: Ich Idiot habe beim Ausschneiden der Flächen aus Pappe knallhart meinen Kaffee über meine Arbeitsplatte geleert. Das hat den Aufschrieben nicht so gut getan. Weder den von der Maschine noch den Studienaufschrieben. Und zweitere sind natürlich wichtiger. Letztes Wochenende lag ich dann komplett flach durch Schlafmangel ausser Kraft gesetzt, konnte also auch nichts machen. Weiterhin stehen in 2 Monaten schon wieder Klausuren an und ich verfalle mittlerweile jeden Morgen mindestens einmal in Panik. Das heißt, ich werde höchstens am Wochenende kurze Zeit daran arbeiten können, doch auch nur an einem: An der eigentlichen Maschine oder an dem drum herum. Daher möchte ich noch jemanden bitten, den das ganze Thema interessiert und der vllt noch ein wenig Zeit hat, sich um Dokukram und so weiter zu kümmern. Mittlerweile gibt es auch eine Webseite, auf der (momentan noch ich) die ganze Sache in Form eines Blogs und in Form von Ressourcen veröffentlichen und dokumentieren möchte. Die Webseite ist zu erreichen unter http://nerdhybride.de Das Design ist grottenschlecht was bedeutet, ich muss mich um noch einen Punkt mehr neben der eigentlichen Maschinenkonstruktion kümmern. Das ist erst recht suboptimal und für euch Mitleser bedeutet das einfach recht langsamen Fortschritt. Wir werden sehen, ob sich vllt noch jemand meldet, der ernsthaft Interesse bekundet, hier mitzumachen. Die Hoffnung stirbt bekanntlich zuletzt.

Die Aufteilung der Motoren hatte ich die ganze Zeit schon verfolgt. So ist es einfach am Wirtschaftlichsten. Die lange Achse muss den weitesten Weg zurücklegen, braucht also auch die höchsten Verfahrgeschwindigkeiten. Da kommen dann zwei Motoren dran. Wenn du, Holle, mir noch schnell deine Adresse zukommen lässt, schicke ich dir einen kleinen Motor für die Z Achse. Da habe ich nämlich noch ein paar rumliegen, die schön klein sind. Als Endstufe habe ich hier eine 2,2 Ampere Leadshine Endstufe liegen. Die kleinste, die ich kriegen konnte.

Am Telefon hatte ich dir ja schon gesagt, dass die Maschine sowieso relativ klein wird. Den Bestückbereich hatte ich dabei als Pappkarton vor mir liegen. In den Kofferraum passt sie also locker, wenn man nicht gerade einen Polo hat. Zur Not: Rücksitze umklappen
Das mit den Feedern hatten wir auch am Telefon besprochen: Wir schaffen die Möglichkeit, nutzen aber erstmal den Bereich für den Tray um die Bauteilgurte darafu zu klemmen. Ich will davon sehr schnell wieder weg, allerdings ist erstmal die Funktion der Maschine das entscheidende.

Was meinst du mit Testprogramm? Du hast mir kein Video dazu geschickt .. Oder habe ich jetzt was vergessen, was wir am Telefon besprochen hatten? .. Uuuups, jetzt gerade als ich fertig mit dem schreiben war, hab ich das gesehen. Kann es aber leider nicht herunterladen, da Share-Online da Murks macht. Ich würde vorschlagen, dass du das einfach bei file-upload.net oderso hochlädst. Danke dir!

Mehrere Bestückköpfe machen momentan absolut keinen Sinn.

Ich habe das bisschen Zeit was ich letzte Woche hatte, hauptsächlich dafür verwendet mir die Teile zusammenzuholen und mal zu schauen, ob alles passt. Scheint aufzugehen mein Konzept. Von Links nach rechts: Endstufe X, Endstufe X, Endstufe Y, (leerer Slot für Endstufe Theta), (Notiz an mich: Da fehlt ein Slot für Z!!), Steuerung, Netzteil, embedded Rechnerboard:
Bild hier  

Ich denke bis Ende Mai wird das Ding komplett funktionieren.

So, das war es erstmal von mir. Ich werde nächsten Samstag wieder anrufen Holle.

Liest eigentlich noch jemand mit? Ich komm mir wirklich ein wenig Einsam in diesem Thread vor

[Holle]

Sieht gut aus, dein "Computer".
Brauchst dich nicht zu rechtfertigen, bei mir sieht es derzeit auch knapp aus, was die Zeit für das Projekt betrifft. Eine Woche war ich weg, dann musste ich mit der Renovierung weiter machen (und die ist auch noch lange nicht fertig ...renovieren auf Raten).

Zum Testprogramm:
Habe es nun auch auf meinem Server gelegt:
Klick!

Was gibt´s neues....
Um die Leistungsfähigkeit des Motors zu testen brauche ich eine stärkere Steuerung. Dazu habe ich mir erst einmal einen Funktionsgenerator-Bausatz gekauft. Beim Justieren des Funktionsgenerators ist mir mein Oszilloskop verreckt. Nun habe ich ein neues (4-Kanal Speicheroszilloskop mit 200MHz). Da ich etwas Angst habe dieses zu zerstören brauche ich einen gescheiten Trenntrafo. Den Trafo selber habe ich bei Ebay ersteigert, diverse andere Teile muss ich noch bestellen (Schalter, Amperemeter, Bauteile für die Einschaltstrombegrenzung, Gehäuse, usw.). Wenn der Trenntrafo dann auch soweit ist kann ich mich endlich wieder dem eigentlichen Projekt widmen.

Meine Adresse schicke ich dir per PN.

[einballimwas]

Aaaah, da ist es ja!

Schaut doch supi aus .. Schrittverlust seh ich keinen!

von mir gibt es nichts neues im Bezug zur Maschine - Ich warte immernoch auf ein paar Teile um die (mittlerweile angekommenen) 48V Netzteile zu fixieren.

Was ich zwischendurch allerdings mit meinem Vater probiert habe war die Laserstrukturierung von PCB's. Hier unsere Ergebnisse:
Bild hier   Bild hier   Bild hier   Bild hier   Bild hier  

Es war laut, es stank und geworden ist es nichts wie man sieht. Es waren 200 Watt bei ~25m/s Vorschub, die Wellenlänge lag bei 1064nm. Ich vermute, dass das Kupfer zu stark reflektiert hat und als es dann irgendwann verdampft ist, hat es sehr viel mehr Laserenergie aufgenommen als uns lieb war und ist vom Schneidgas (Stickstoff) weggeblasen worden, worauf die vollen 200 Watt dann auf das Trägermaterial gebrannt sind. Ich schätze, dass wir 1,5kW an Laserleistung brauchen und selbige pulsen müssen. Wenn das nicht funktioniert, dann fehlt uns die Maschine für weitere Versuche. Die, die wir nutzen können, kann nur 1064nm. Ich würde gerne noch einen Frequenzverdoppler davorschalten, was der Betriebsleiter wohl aus guten Gründen nicht absegnen werden wird.

Nunja, wir werden ja sehen was daraus wird. Ich selbst bekomme gg Ende des Jahres einen 1Watt Fern IR Laser (10µm), mal schauen, wie das Kupfer diese Wellenlänge aufnimmt. Mit dieser kleinen Leistung passiert das ganze hoffentlich auch langsamer, so dass man versteht, was da genau passiert. Die Highspeed Kameras sind mir leider bei der letzten Familienfeier ausgegangen