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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Biete coolen Tausch an, brauche Eure Hilfe !!!


Autor: Franz (Gast)
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Hallo Robo- und Elektronik-Freaks!

Das mag sich jetzt etwas merkwürdig anhören: Ich möchte einen Roboter
bauen und habe null Ahnung von Elektronik. Dafür aber um so mehr von
CNC fräsen. Eine Firma beauftragen, das kann ich mir als Azubi nicht
leisten. Deshalb schlage ich einen fairen Deal vor. Ihr helft mir mit
meinem Robi und ich fräse für euch die ein oder anderen Teile.
Referenzen meiner Fräsarbeiten findet Ihr unter aufschrauben.de (Rubrik
Spezialprodukte, das ist mein kleiner Hobby-Shop).

-= Der Roboter =-

Er soll mir dabei helfen Kleinteile zu archivieren. Habe mir das so
vorgestellt:
Man legt ein Kleinteil (z.B. eine Unterlegscheibe, eine kleine Mutter,
eine Feder oder sonstiges) in eine Box. Nun soll der Roboter über
dieses Kleinteil so viele Daten wie möglich sammeln, nämlich:

A) 6 Fotos (wie beim Würfel, also von jeder Seite)
B) Bestimmung der Größe, um herauszufinden wie gross die Ablage für
dieses Teil mindestens sein müsste
C) Bestimmung des Materials (Metall oder Kunststoff?)
D) Wenn leicht realisierbar, Bestimmung der Farbe
E) Prüfen ob das Material eine Magnetische Kraft hat
F) Prüfen ob ein Magnet das Material anziehen kann
G) Gewicht

hat der Roboter diese Daten gesammelt, soll er sie in Form einer CSV
Datei (Kommata getrennte Werte) abspeichern. Die Kleinteile erhalten so
eine Art fortlaufende "Seriennummer" in der Datenbank. Alle Fotos die
der Roboter macht müssen den einzelnen Kleinteilen zugeordnet werden
können und die Dateinamen sollen eine bestimmte Struktur aufweisen,
z.B. "5412-3.jpg" für das Kleinteil Nr. 5412 aus Perspektive Nr. 3
(z.B. draufsicht von oben). Für das Fotos-machen kann man vielleicht
eine/mehrere Digicams zerlegen und ein bisschen verkabeln, dachte ich.

Diese Daten soll der Robi an einen Computer übertragen können, d.H. der
Ordner mit all den Fotos und die CSV Datei.

Für die Mechanik hätte ich schon einige Ideen parat und auch zu einigen
Messverfahren nur von der genauen elektronischen Umsetzung habe ich
keine Ahnung.

Ich hoffe das hier der ein oder andere Zeit und Lust hat mich bei
meinem Projekt zu unterstützen. Für Materialkosten komme ich natürlich
selber auf, auch wenn ich im Gegenzug für Euch Robo-Teile fräse. Ich
kann Euch z.B. aus einer Aluplatte ein Chassis mit perfekt
massgeschneiderten Bohrungen und Schlitzen bauen, kein Thema. Oder auch
aus Acrylglas. Was Ihr wollt! :-)

Noch ne Gegenleistung die ich anbieten kann währe PHP / MySQL
Programmierung (habe z.B. das Fun-Portal megacontest.de für ne Firma
geproggt).

Meldet Euch ich würde mich sehr freuen!!!

MfG
Franz

Autor: Dominic Buchstaller (Gast)
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Hallo Franz

Ich Studiere E-Technik und muß Dir sagen das das was Du da vor hast
eine wirkliche Herrausforderung ist.
Du brauchst drei wesentliche Komponenten - eine Vermessungssystem (z.B.
mit ner Stereokamera, Laserscanner oder ähnliches), eine Objekterkennung
und einen Greifer der alle Deine Objekte greifen kann.

Im Prinzip kann man den optischen Teil mit einer (Stereo)Kamera
totschlagen - die Bildverarbeitung wird jedoch ziemlich anspruchsvoll.
Für Bildverarbeitung gibt es schon fertige Pakete -
(z.B http://www.mvtec.com/halcon/). Da kannst Du so Sachen wie: "Wie
groß ist mein Objekt, welche Farbe hat es, zu wieviel Prozent gleicht
es einer M3 Mutter) einfach zusammenklicken.

Ich kann Dir nur Anregungen geben - Zeit zum helfen hab ich leider
keine.

Gruß

Dom

P.S: Mit micorcontrollern kommst DU da nicht sehr weit - vielleicht für
ne Schrittmotorsteuerung oder so - das wars aber auch schon.

Autor: Franz (Gast)
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Hallo Dominic,

danke für Deine Anregungen :-)

Ja im Prinzip währe das ganz praktisch wenn ein PC die Steuerung
übernimmt und quasi das "Hirn" der Maschine darstellt. Platzprobleme
habe ich da keine...

Zu der Grössenbestimmung hatte ich mir mal gedanken gemacht. Bei einem
Montagetechnik-Unternehmen hatte ich bei einer Führung mal in der
Qualitätssicherung eine Anlage gesehen, die mit so "Mess-Stiften" auf
die Teile getippt hat um zu sehen wie dick sie sind. Ich dachte die
Maschine könnte so vorgehen:

1) das Kleinteil landet auf einer quadratischen Auflage, die an einer
Ecke eine Wand hat. Die Auflage liegt schräg so das das Kleinteil dank
der Schwerkraft immer unten in der Ecke liegt

2) dann kommt erstmal von links ein solcher Mess-Stift der vorne eine
grosse quadratische Platte hat und schiebt sich gegen das Kleinteil, so
lange bis es nicht mehr geht. Dann weiss es schon mal welche Breite es
hat.

3) die Platte entfernt sich wieder vom Kleinteil

4) nun kommt von rechts auch so ein Mess-Stift mit einer Platte und
misst die Länge.

5) dann entfernt auch diese sich wieder vom Kleinteil

6) und dann kommt eine solche Platte noch von Oben und misst die Höhe.


das währe vielleicht eine mechanische Lösung. Es soll ja festgestellt
werden, wie gross die Ablage für dieses Teil mindestens sein müsste.
Nachteile sehe ich:
- wenn das Kleinteil eine Druckfeder ist die sehr weich ich, dann würde
die Messung die Feder vielleicht zusammendrücken und das Ergebnis währe
falsch, denn die Feder ist in wirklichkeit ja grösser.
- oder auch bei weichen Schaumteilen etc. die sich sehr leicht
zusammendrücken lassen...

Vielleicht kann man statt den Messplatten/Messstiften ja auch eine
Lichtschranke nehmen die sich langsam dem Teil nähert bis sie
untberbrochen wird und damit dann die höhe  breite  länge
rausfindet.

oder die optische Vermessung :-)

MfG
Franz

Autor: BioSniper (Gast)
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Für mich würde sich erstmal die Frage stellen wozu das ganze überhaupt
gut sein soll. Das ganze hört sich nach wirtschaftlichem Nonsens an.
Wer braucht schon 6 Fotos von jeder Schraube etc., wenn ich Schrauben
sortieren will dann kann ich das z.B. über das Gewicht machen.

Es sei denn hinter der Sache steckt mehr als Du verraten willst.

mfg

Autor: Franz (Gast)
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wie schon gesagt, hier gehts ja nicht um Schrauben / Muttern sondern um
Kleinteile aller Art. Damit meine ich auch wirklich aller Art.

- abgesägte Rohrstückchen
- Musterbeutelklammer
- Bilderhaken
- Dichtung
- Bleistiftspitze
- 3,5 ccm Klinkenstecker
- Lötstift
- Nagel
- Sicherung
- Widerstand
- Transistor
- LED
- Faden
- Gummiring
- Glöckchen vom Weihnachtsschmuck


... eben jeden Kram den man sich nur vorstellen kann. Das soll ein
Kleinteil-Archiv werden, hab halt tonnenweise von diesem Zeug und
möchte da System rein bringen damit ich genau weis was ich hab. Ich
zwinge keinen sich das anzutun und mir zu helfen, und sage auch nicht
das es wirtschaftlichen Sinn ergeben soll. Hat Autotuning z.B. auch
nicht und trotzdem machts fast jeder :-)

MfG
Franz

Autor: Henning (Gast)
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die kernaussage ist aber schon richtig: ein solches projekt verschlingt
ne menge zeit und arbeit. das wird man nicht mal eben auf die beine
stellen können. da würde ich mich eher damit befassen ein sortiersystem
zu bauen, bei dem du die zahlreichen daten nicht über messungen sondern
über deine eigenen eingaben am pc übergibst.

Das fräsen interessiert mich sehr, aber das projekt ist (fast) nicht zu
schaffen.

Autor: Guest (Gast)
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Ich finde man sollte das Vernetzen:

http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=2412

Autor: BioSniper (Gast)
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Ich weiss wie es billiger und schneller geht:

Stell' einfach einen Polen ein, natürlich musste dem erstmal erklären
was er zu tun hat, aber dann geht die Post ab. Unter dem Strich ist das
viel billiger als einen popeligen Roboterarm zu entwickeln der am Ende
nichtmal fehlerfrei laufen wird.

Du kannst ausserdem mit Sieben, Magneten, Wasserbecken, Wind etc.
schonmal vorselektieren.

Die einfachsten Lösungen sind eben immer noch die besten.

mfg

Autor: miwitt001 (Gast)
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Ich hätte auch noch einen Vorschlag zur Objekterkennung. Du befestigst
über dem Teil eine Kamera und einen Laser daneben. Vor den Laser kommt
eine Linse, die den Laser so aufspaltet, dass eine Linie auf dem Objekt
entsteht. Also wie die Barcodescanner in etwa. Kamera und Laser müssen
auf einer Schiene befestigt sein, um damit man sie über das ganze
Objekt hinwegbewegen kann. Wenn du jetzt das Bild fotografierst und den
roten Strich suchst, hast du in etwa die Konturen deines Objekts auf
einer bestimmten Linie. Jetzt wird die Kamera + Laser  weiterbewegt und
noch ein Bild. Man müsste die Kamera nur etwas auf den Laser zuneigen,
damit man nicht eine gerade Linie sieht. Wenn das ganze Objekt
abgetastet ist, hat man denke ich genug Daten um es eindeutig als etwas
bestimmtes erkennen zu können, so dass der PC dann weiß dass das eine
Schraube ist und sie richtig einsortiert. Du müsstest halt dann vorher
eine Datenbank erstellen, in der einige charakteristische Daten deiner
Teile hinterlegt sind bzw eine Software zu schreiben, die die Daten mit
denen alter Teile vergleicht und sich merkt, welche Teile in welche
Kiste kommen.

PS: Hoffe man kapiert was ich meine, im Anhang is nochmal eine Skizze.

mfg Michael

Autor: Tobi (Gast)
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Autor: Andreas Auer (Gast)
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Hi.

Das Projekt an sich ist absolut interessant. Der Aufwand dafür ist aber
immens (nur mal um das ganze abzuschätzen). Leider habe ich selbst auch
relativ wenig Zeit, um dich tatkräftig zu unterstützen. Aber vielleicht
hab ich ja den einen oder anderen wertvollen Tipp für dich.

Die Erkennung bzw. Vermessung eines Gegenstandes würde ich auf keinen
Fall auf mechanische Art und Weise vornehmen. Du hast ja selbst schon
einige Fehler beschrieben, die dabei auftreten können. Und um diesen
Fehlerfällen beizukommen, wird die die Messanordnung sehr groß,
kompliziert und damit natürlich immer noch fehleranfällig!
Die beste Art wie man Objekte vermessen kann, ist sicherlich auf
optischem Wege. Möglichkeiten wie den Laserscanner oder die
Stereokamera hatten wir ja bereits. Die Berechnungen würden aber für
einen Mikrocontroller viel zu weit führen und dessen Grenzen (zumindest
die des Speichers) auf jedenfall sprengen.
Deshalb gibts da ein paar Alternativen...

* du nimmst einen PC als "Gehirn" für deinen Roboter, was natürlich
nicht sehr schön aussieht und den Roboter auch relativ großen machen
wird (die IOs werden auch nicht das wahre sein).

* du nimmst den PC als externe Station zur Berechnung der Daten und
gleichzeitig zur Speicherung der Daten in einer Datenbank. Die
Steuerung des Roboters übernimmt ein Mikrcontroller! Damit hast du ne
schöne modulare Trennung und da du sowieso nen PC als Datenspeicher
benötigst, ist das wahrscheinlich eine gute Lösung (Übertragung der
Daten könntest auch noch Wireless machen, dann brauchst nichtmal ein
Kabel).

* Der PC dient nur als Datenspeicher. Berechnungen machst du
hardwaremäßig direkt beim Roboter mit einem eigens dafür programmierten
FPGA (Programmierbare Logik). Auch eine wunderbare Lösung, wobei hier
auch noch der PC entlastet wird. Nachteil ist die Programmierung des
FPGA (könnte nicht gerade einfach sein ;-)).

Ach ja... noch was. Wenn du die Dinge, die der Roboter untersucht,
ordnen willst, dann bieten sich neuronale Netze an. Neuronale Netze
sind eine Vorstufe zu KI (künstliche Intelligenz). Es gibt auf dem
Gebiet einige Netze, die sich besonders für das Ordnen von Objekten
eigenen. Du könntest zum Beispiel einige Merkmale definieren nach denen
der Roboter die Gegenstände ordnen soll. Hast du das gemacht, erkennt
der Roboter die Dinge und ordnen sie selbstständig nach den
eingegebenen Kriterien! TOLL, oder ;-)).
Damit ersparst du dir die Erstellung einer Datenbank, die alle nur
erdenklichen Gegenstände enthält.

So... jetzt noch eine Kleinigkeit in eigener Sache. Du bietest ja über
deine Homepage das Fräsen von diversen Teilen an, oder?? Was kostet es
denn, wenn ich dir einen genauen Plan des Teils gebe und du mir das
fräst??
Um es etwas genauer zu machen... ich bin am Bauen eines MP3 Players und
da ich nicht sehr glücklich über diverse 0815 Plastik Gehäuse bin, suche
ich jemanden, der so ein Gehäuse machen kann. Von der Größe her würde es
etwa in der Größenordnung von 100x70x15 mm liegen.

mfg
Andreas

--
Andreas Auer            aauer1 (at) sbox.tugraz.at
Student of Telematics   http://home.pages.at/aauer1
Graz, University of Technology

Autor: Franz (Gast)
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Ich danke für Eure Anregungen und Tipps. Am meisten interessiere ich
mich jetzt für die optischen Lösungen, vor allem die neuronalen Netze.
Davon hörte ich schon des öfteren. Frage mich aber ob sowas bezahlbar
ist, bzw. ob man es überhaupt irgendwo bekommt?

Jetzt habe ich diese "Vision" ;-)
Ein Fliessband transportiert das Kleinteil an einer oder am besten an
mehreren Kameras vorbei, die unter einem Blitzlichtgewitter ruck-zuck
Aufnahmen von dem Objekt machen. Dann kommt das neuronale Netz ins
Spiel und entscheidet was das für ein Teil sein könnte. Wenn es keine
Ahnung hat, werden immer noch die Fotos gemacht (farbig) und man muss
die Daten später nachträglich eingeben. Die Farbe des Teils kann das
neuronale Netz ja vielleicht noch definieren, und vielleicht ja auch
die grösse?

Später muss man diese nicht erkannten Teile dann manuell definieren und
das neuronale Netz wird mit den Daten automatisch gefüttert, so das es
beim nächsten mal etwas schlauer ist als vorher.

Das Problem liegt in der vielzahl unterschiedlicher Teile. Schwer zu
erklären...stellt euch vor in einem Haus werden alle Gegenstände
(Geräte, Maschinen, Möbel... weis der Fuchs) auseinander genommen,
kleingehackt und durchgemixt. Dann haben wir einen LKW voll
Kleinteilen, völlig ungeordnet und keiner weis welchen Zweck welches
Teil haben könnte (ausser es ist gerade ne Schraube oder sowas).

Es gibt eine Reihe unterschiedlich grosser Ablageplätze für die
Kleinteile, deshalb währe die Frage für den Roboter auch: "In welche
Ablage würde dieses Teil passen?"... sagen wir mal es gibt 10
verschiedene Grössen... hatte auch überlegt das der Roboter einfach mit
der mittlersten Schachtel anfängt, das Teil rein legt und schaut ob es
rein passt ohne oben raus zu gucken (Lichtschranken). Passt es,
probiert er die nächst kleinere. Passt es nicht, probiert er die nächst
grössere. Würde aber ewig dauern, und sagen wir mal bei 1 Mio Kleinteile
(gar nicht mal so übertrieben, auf lange Sicht).... (da hilft auch der
Pole nichts, der mir empfohlen wurde... bräuchte eine Armee)

@Andreas: Schick mal ne Zeichnung an folien@handelsking.de

MfG
Franz

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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@Franz,

der Pole sorgt höchstens dafür, daß Du weniger Teile zu zählen hast.
Aber diese Zeiteinsparnis schwebt Dir sicher nicht vor.
Das optische Vermessen von Objekten ist selbst von der einschlägigen
Industrie noch nicht wirklich gelöst. Ähnliche Teile oder verdeckte
Kanten sowie Schattenbildung (an Kantenerkennung) sind nachwievor ein
großes Problem. Eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit setzt extrem
teure Hardware voraus (ohne eine Erfolgsgarantie bei Projektstart) und
ist sebst als anspruchvolles Hobbyprojekt sicher nicht zu
bewerkstelligen. Bildverarbeitung (im geforderten Sinne)ist immer noch
ein komplexes Spezialgebiet und wird es auf absehbare Zeit auch
bleiben.

MfG  Manfred Glahe

Autor: edi.edi (Gast)
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hi,

du musst Maikaefer, Marienkaefer und Ameisen zuechten , etwas an
den Genen aendern etwas spezifische Intelligenz einspritzen.....
das werden deine Arbeiter sein.

Ich glaube du wirst schon daran scheitern das ganze zeugs so zu
entwirren damit es vernuenftig auf deinem foerderband zu liegen kommt
....also keine mutter mit einer bleistiftspitze im gewinde,kein
weihnachtsgloeckchen im abgesaegten rohrstueckchen und der gummiring
will sich einfach micht von der musterbeutelklammer trennen...so ein
JAMMER.

genuegt dieser Anfang?
amen
ed

ps: habe vor jahren eine sortieranlage gebaut, die kupfer von anderen
metallen trennt.

Autor: Oliver Rogasch (Gast)
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Ich hab als Praktikant mal an einer Bilderkennung mitprogrammiert.

Wenn du das mit Neuronalen Netzen und allem drum und dran machen
willst, dann ist das ein Fulltime-Job für viele viele Monate.

Gruß

Oliver

Autor: Andreas Auer (Gast)
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Das ist klar, dass du Bilderkennung + neuronales Netz nicht auf nen Tag
oder ne Woche programmieren kannst. Aber es ist sicher eine sehr
brauchbare Erfahrung sowas zu realisieren!

@Franz:
Ein neuronales Netz ist eigentlich nichts was du kaufen musst/kannst.
Es ist im Prinzip nur ein Stück Software. Und bei manchen ist es so,
dass du sie gar nicht trainieren brauchst. Sie ordnen Gegenstände
selbstständig nach bestimmten Merkmalen und trainieren sich so selbst.
Damit werden sie im Laufe der Zeit immer besser! Nur wenn sie Fehler
machen, dann musst das korrigiert werden.

Bezüglich der Zeichnung... im Moment hab ich leider noch keine
vorliegen und leider auch keine Zeit um welche anzufertigen. Wenns
recht ist, komme ich später nochmal auf dich zurück und schick dir mal
eine Zeichnung. Könntest mir noch größenordnungsmäßig nen Preis
sagen??

mfg
Andreas

Autor: Franz (Gast)
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Die Aufbereitung der Kleinteile zum archivieren ist eine Sache für sich,
das ist schon richtig. Dafür habe ich aber schon eine gute Lösung, die
völlig ausreicht. Das was wirklich das Problem ist, ist die
Archivierung an sich, sprich die gewinnung der Daten über die
Kleinteile.

@Andreas: Kommt drauf an wie das Gehäuse aussieht, ich kann nur halb-3D
fräsen, d.h. ich kann z.B. keine Gussform für einen Gartenzwerg
erstellen. Aber so Dinge wie in meinem Shop unter aufschrauben.de die
sind weniger das Problem (d.h. Platten kann ich fräsen mit bis zu 20
Tiefen-Stufen). Für "richtiges" 3D-Fräsen muss ich mir erst noch eine
CAD/CAM Software zulegen die nicht gerade billig ist.

Wenn Du mir bei meinem Projekt aktiv hilfst gebe ich mein Bestes Dir
ein schönes MP3 Player Gehäuse zu bauen (kostenlos natürlich)

MfG
Franz

Autor: Andreas Auer (Gast)
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@Franz:

Tja... für volle aktive Hilfe hab ich erstmal relativ wenig Zeit! Muss
noch für ne Firma ne Software entwickeln.
Ich kann dir vielleicht ein bisschen bei der Unterteilung des Roboters
in kleinere Module helfen. Für die konkrete Entwicklung/Realisierung
einzelner Module fehlt mir aber momentan - wie gesagt - leider die Zeit
(geht frühestens anfang September).
Vorallem die optische Einheit (Laserscanner) würde mich stark
interessieren, wobei die wahrscheinlich nicht gerade billig werden
dürfte!

Ich bin aber auf jedenfall durch diesen Thread mal am laufenden, und
ich kann dir ja auch mal ne Mail schreiben, wie's so geht mit deinem
Projekt!

mfg
Andreas

Autor: Franz (Gast)
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Hi Andreas,

es eilt ja auch nicht so sehr. September ist schon ok. Werde für das
Projekt eine Website mit Login-Bereich erstellen, für alle die mir
dabei helfen. Möchte das übersichtlich gestalten :-)

MfG
Franz

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