Vision-Erkennung bei Bestückungsautomaten

[einballimwas]

Kleines Statusupdate:


Ein Telefonat hat ergeben, dass Holle nun erst einmal schaut, wie groß der Bestückbereich der Maschine sein wird.

Wir werden Kugelumlaufspindeln und Linearführungen verwenden, um Spielfreiheit zu erreichen. Ohne gehts einfach nicht. Die Spindeln werden 20er Steigung haben, wie im Post https://www.roboternetz.de/community...l=1#post543993. Bei 1,8° pro Schritt haben wir 200 Schritte pro Umdrehung, was bei einer Steigung von 20mm/Umdrehung eine Auflösung von 0,1mm pro Schritt ergibt. Ist wirklich alles spielfrei liegen wir also maximal um +-0,05mm daneben, was ein 0201 Bauteil betrifft. Da wir aber erst ab 0402 bestücken wollen, sehe ich da selbst bei ein paar µm Spiel absolut null Probleme.

Schrittmotoren mit 3Nm Halte- und 12Ncm Drehmoment im Bereich von 1000ppm sind erstmal ausreichend und wurden (hoffentlich - Holle? ) schon bestellt. Die Spindeln werden über einen Bekannten von mir beschafft, bei dem wir (hoffentlich) Einkaufspreise bekommen. Wenn ja, gibts nen Kasten Bier für ihn :P

Doch bevor wir die Spindeln besorgen müssen wir uns noch über einige Dinge klar werden: Wie groß wird die Maschine? Das ist gerade Holle's Aufgabe, das herauszufinden.

Was wird die Maschine beinhalten?

- Einen Tray
- Platz für Feeder an drei Seiten.
- Bestückgröße 0402 aufwärts
- Bestückgröße der Platinen: 300x300mm
- Einen kleinen Tray für die Nozzles << Haben wir bis jetzt vergessen! Unbedingt noch mit reinnehmen!

Das war es erst einmal von uns (mir). Vllt möchte Holle noch etwas dazu sagen, vielleicht habe ich etwas vergessen. Anregungen eurerseits? Haben wir etwas nicht bedacht?

[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?