Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sensor Materialerkennung


von Amgl35 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum und benötige dringend Hilfe.
İch mache aktuell mein Master im Maschinenbau. İch sitze an einer meiner 
letzten Projektarbeiten.

Es geht um Folgendes:
Eine Aluminium-Platte mit 5 Bohrungen (Lochkreis) sitzt auf einem 
Aluminium-Flansch. Der Flansch besitzt 5 Aluminium-Staebe, die durch die 
Bohrungen der Aluminium-Platte verlaufen.
Auf diese Staebe werden spaeter Kunststoffbuchsen gesetzt, dıe dıe 
İnnenflaechen der Bohrungen abdecken sollen (Pulverbeschichtung).

Nun möchte man von mir, dass ich etwas entwickele mit dem man erkennen 
kann, ob alle Kunststoffbuchsen auf den Staeben sitzen. Wenn Ja, dann 
erfolgt der Beschichtungsprozess. Wenn Nicht, dann soll eine 
Fehlermeldung kommen und die Platte soll aussortiert werden.

İch bin aktuell noch dabei, İdeen zu sammeln und wollte eure Meinung 
hören.
Da ich aus dem mechanischen Bereich komme, habe ich nur Grundwissen über 
Sensoren.

İch für jede İdee oder Anregung dankbar.

Gruss
Amgl35

von Alex W. (a20q90)


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OpenCV zur Bilderkennung und eine WebCam. So kannst Du auch gleich 
farblich prüfen ob die richtigen Bauteile vorhanden sind.

Ggf. kannst Du dann auch verschiedene LEDs zur Beleuchtung nehmen (IR, 
RGB, UV) um das Material annähernd zu unterscheiden.

von joergk (Gast)


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Ich hätte noch einen ganz simplen Lösungsansatz:

Die Kunststoffkappen sind ja isolierend, mann könnte also an den 
Stellen, an denen die Kappen sitzen sollen, jeweils einen leitenden 
Stift absenken. Besteht eine leitende Verbindung zum Flansch, ist keine 
Kappe drauf.

Jörg

von Amgl35 (Gast)


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Danke für die İdeen. Das hilft mir weiter. Den Ansatz von @joergk kann 
ich nachvollziehen. Dies ist eine Überlegung wert.

Eine Frage zu @Alex W.'s Ansatz haette ich jedoch. Also so wie ich das 
verstehe, erkennt die Kamera die Platte mit den Kunststoffkappen anhand 
von den Farben. Was wenn aber die Alu-Platte z.B. schwarz lackiert ist 
und die Kunststoffkappen auch schwarz sind?

Der Ansatz gefaellt mir jedenfalls.

Und wie kann die Kamera erkennen, dass alle Kappen drauf sind? Wir 
vorher ein Bild abgespeichert und dann mit dem aktuellen İST-Bild 
verglichen? Oder wie kann ich mir das vorstellen?

von lrep (Gast)


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Amgl35 schrieb:
> Den Ansatz von @joergk kann
> ich nachvollziehen. Dies ist eine Überlegung wert.

Wobei man beachten muss, das Aluminium stets von einer gut isolierenden 
Oxidschicht bedeckt ist.
Die Prüfspannung wird also recht hoch sein müssen um einwandfreie 
Resultate zu erzielen.
Wenn gar eine Eloxalschicht vorhanden ist, dann kann die mehrere hundert 
Volt isolieren!

von lrep (Gast)


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Amgl35 schrieb:
> Was wenn aber die Alu-Platte z.B. schwarz lackiert ist
> und die Kunststoffkappen auch schwarz sind?

Dann nimmst du einfach grüne Kappen.

von Gerd (Gast)


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Warum gehst du nicht analytisch ran, so wie du es gelernt hast?

Was ändert sich:
- Durchmesser
- Farbe
- Absorptionsgrad
- Gewicht
etc.

Nebenbedingungen: darf man es berühren?
Darf Strom fließen? Darf es angestrahlt werden? etc.

Und dann recherchieren welche Möglichkeiten es gibt und
gucken was am effizientesten ist.

von Amateur (Gast)


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Berührungslos:
Die Firma Omron (und andere) stellen programmierbare, SPS-kompatible 
Kameras her, die für solche Zwecke geeignet sind.
Da lassen sich, im aktuellen Ausschnitt, Regionen definieren, in Deinem 
Falle mit farblicher Unterscheidung, und Objekte zählen.
Schau mal in die Prospekte.

von Pendragon (Gast)


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>Wobei man beachten muss, das Aluminium stets von einer gut isolierenden
>Oxidschicht bedeckt ist.

Ich habe hier ein Al-Profil, das bis auf die Stirnseiten schwarz 
eloxiert ist.
Zwischen den Stirnseiten ist der Widerstand gering (< 1Ohm). Lediglich 
zwischen den schwarz eloxierten Seiten ist der Widerstand >20k.

von thomas s (Gast)


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Der Ansatz von Jörg ist zielführend. Prüfspitze andücken und gut. Oder 
einige Wegsensoren benutzen, falls der Platz reicht.

von Besucher (Gast)


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Amgl35 schrieb:
> Und wie kann die Kamera erkennen, dass alle Kappen drauf sind? Wir
> vorher ein Bild abgespeichert und dann mit dem aktuellen İST-Bild
> verglichen? Oder wie kann ich mir das vorstellen?

Die Kamera liefert dir nur Bitmaps, irgendetwas darin zu erkennen bleibt 
dir überlassen. Im allereinfachsten Fall mag es reichen das Bild mit 
einem Referenzbild zu vergleichen (und bei zu großer Abweichung einen 
Fehler zu melden). Diese Methode dürfte allerdings ziemlich 
unzuverlässig sein.

Eine Standardvorgehensweise wäre in diesem Fall: Du besorgst dir eine 
sog. "Stichprobe", also mindestens 100 Bilder auf denen die 
Kunstoffbuchsen korrekt auf den Stäben sitzen, und mindestens 100 
weitere Bilder, auf denen sie das - in welcher Weise auch immer - nicht 
tun. Anschließend darf der Computer sich mit Hilfe der ganzen Bilder 
selber "trainieren": Er ermittelt dabei selbstständig wie er ein Bild 
mit korrekt sitzenden Buchsen von einem Bild mit fehlerhaft sitzenden 
Buchsen unterscheiden kann. Dafür gibt's pfiffige Algorithmen, aber um 
diese optimal einsetzen zu können ist schon eine Portion Fachwissen 
nötig (zumal es wahrscheinlich auch noch einige Vorarbeiten zu erledigen 
gilt, wie Bild filtern, segmentieren, Buchsen detektieren etc.).
Falls dieser Weg eine Alternative für dich wäre dann solltest du an 
deiner Uni mal einen "Mustererkenner" aufsuchen (wahrscheinlich irgendwo 
bei den Informatikern zu finden) und dich mit ihm darüber unterhalten, 
der wird dir sicherlich gerne genaueres erklären.

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