Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Elektrische Befüllstation


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von Ti-monsen K. (Gast)


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Liebe freunde der Sonne,

kurz zu meinem Projekt, es geht um eine Befüllstation in der ich kleine 
Flaschen mit 5-8mm Kugeln befülle. Die Lösung zur Mechanik ist bereits 
vorhanden. Mann kann sich es  wie ein Trichter vorstellen in dem die 
Kugeln durch das drehen von einem Kammersystem an den Ausgang befördert 
werden. Am Ausgang kommt ein O Ring ,der einen kleinen Widerstand 
leistet damit die Kugeln nicht ohne weiteres den Ausgang verlassen 
können. Die Kugeln besitzen einen Radius von 2-5mm.

Zum elektrischen Part:

1. Die Kugeln sollen gezählt werden.

Ansatz 1: Ein Taster kommt zwischen dem O Ring und der ersten Kugel. 
Sobald die Kugel den Ausgang verlässt wird der Taster betätigt. Die 
Lücke die entsteht zwischen dem ersten und der zweiten Kugel soll den 
Taster in die Ausgangsposition zurücksetzen .

Ansatz 2: Ich Schaue ab wieviel Grad der Motor eine Kugel befördert.
Somit könnte ich am Motor die Kugeln zählen womöglich auch verschleiß 
armer.
Da gibt es wahrscheinlich wieder mehrere Lösungen, wie kontaktlose 
Sensoren oder noch besser direkt am Motor womöglich Servomotor?

2. Ein Motor sorgt für den Antrieb der Kammern.
Der Motor stoppt sobald die Flasche voll ist.

Ansatz 1: Die Geschwindigkeit in der die Kugeln den Ausgang verlassen 
ist konstant. Somit ist auch die Betätigung beim Betrieb des Tasters 
Konstant. Der Motor stoppt, wenn der Taster eine längere Zeit betätigt 
wird bzw. nicht betätigt wird.

Ansatz 2: Ich nehme an der Strom ändert sich bei einer zu hohen 
Belastung. Den Unterschied könnte man sicherlich auslesen bzw. durch 
eine Schaltung könnte man die Spannung messen. Womöglich eine besser 
Lösung durch ein Shield ?

Bei beiden Ansätzen tritt die Belastung leider schon vorher auf.

PS: am besten wird alles mit 7.4V oder 11.1V betrieben

: Verschoben durch Moderator
von Andreas B. (bitverdreher)


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Ido K. schrieb:
> Flaschen mit 5-8mm Kugeln befülle

Ido K. schrieb:
> Die Kugeln besitzen einen Radius von 2-5mm.

???

Ansonsten: Kugeln durch ein Rohr führen, das ein etwas größeren 
Durchmesser als die Kugeln hat. Dann mit Lichtschranke am Rohr (nicht 
mittig) zählen.

Befüllung: Großer Behälter oben auf Trichter mit Shaker, dann besagtes 
Rohr mit elektrisch betätigter Klappe.

Nur so kompliziert machen wie unbedingt notwendig!

von Horst (Gast)


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Wie währe es mit einer Waage unter den Flaschen?

von Mehmet K. (mkmk)


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Forum Projekte & Code:
Hier könnt ihr eure Projekte, Schaltungen oder Codeschnipsel vorstellen 
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von Mehmet K. (mkmk)


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von MaWin (Gast)


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Ido K. schrieb:
> Die Kugeln sollen gezählt werden.

Das wird auf Grund der stark unterschiedlichen Durchmesser und somit 
Gewichte nur durch vereinzeln möglich sein.

Ido K. schrieb:
> Der Motor stoppt sobald die Flasche voll ist.

Das wird auf Grund der stark unterschiedlichen Durchmesser nur mit einer 
Füllhöhenüberwachung klappen.

Besorge dir lieber Kugeln gleicher Grösse und gleichen Gewichts, das 
macht die Sache ERHEBLICH einfacher.

Ansonsten: wie lässt sich der Füllstand in der Flasche ermitteln, 
Flasche durchsichtig, Kugeln metallisch ? Dann geht Lichtschranke oder 
induktiver Näherungsaufnehmer.

Vereinzelter gibt es fertig, oder ein etabliertes Konzept nachbauen.

von Schlaumaier (Gast)


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Ganz einfach.

Man nehme eine Einlaufstrecke wo der Boden wie ein V immer größer wird. 
Unten den V macht man Drahtbügelschalter o. Lichtschranken für jede 
Größe.

Nun berechnet man das Volumen JEDES Durchmessers.

Sobald der passende Schalter der Größe ausgelöst wird, wird der Wert des 
zugeordneten Volumen den gesamt-Volumen zugerechnet. Ist das Ergebnis 
höher als das Volumen der Flasche stoppt das ganze. Da man die Flasche 
eh nicht ganz voll macht hat man auch kein Risiko mit zu viel Kugeln.

Kleiner Tipp. Schau dir mal ein Video einer Fischsortieranlage an. Die 
arbeiten ähnlich. Zu kleine Fische werden in eine Kanal umgeleitet und 
dürfen noch weiter leben.

Technische Verbesserung. Ein Rüttler unter die Flasche damit die Kugeln 
sich gut verteilen. Möglicherweise ein Rüttler an das V damit da keine 
Kugeln hängen bleiben und die Weg blockieren.

von Ti-monsen K. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Vielen dank für die Ratschläge. Ich muss ehrlich gestehen, dass ich beim 
verfassen mit meinem SLA und PLA Drucker auseinander gesetzt habe. Es 
tut mir leid, dass ich mich derart ungenau formuliert habe.

Es werden mehrere Station mit festgelegten Radien für die verschiedenen 
Kugeln vorhanden sein. Die Kugeln sind bereits in Größe und Gewicht 
sortiert. Es wird in 90Grad +- 45Grad befüllt, da es in der Hand 
gehalten werden soll. Die Kugeln sind Deko Kugeln für das Nähen und 
derartiges.

von Schlaumaier (Gast)


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Dann nimm eine schräge Fläche mit Rand die zu einen "Verengung" fürt, da 
gibst du die Kugeln rein, die Rollen auf ein Schräges Kugelbahn und von 
dort via Trichter in die Flasche. Ein paar Lichtschranken richtig 
positioniert und das war's.

Kleiner Tipp: Schau dir mal Videos von ravensburger gravitrax an. Da 
sind sehr gute Tipps wie man so was baut. Muss halt nur auf deine Kugeln 
angepasst werden. ;)

von Ti-monsen K. (Gast)


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Es soll alles mit einem gewissen Druck befüllt werden da die Flaschen 
öfters eingedrückt sind.

Vielleicht noch zur Information->
Die Anlage soll die Flaschen befüllen unabhängig vom Volumen der Flasche 
und unabhängig von der Menge die man zur Verfügung hat am Trichter. Die 
abzufüllenden Flaschen werden so lange aufgefüllt bis der Ausgang 
blockiert wird. Das ich in der Zukunft die Flaschen womöglich nach 
Anzahl befülle wäre denkbar ,aber hat zurzeit keine Priorität. Die 
Kugeln bestehen aus hartem Kunststoff. Die abzufüllenden Flaschen werden 
in der Anlage durch ein Gewinde angebracht. Die Flaschen haben 
verschiedene Formen und Volumen. Die Kugeln unterscheiden sich vom 
Gewicht und Größe, aber nicht von der Form. Jede Kugel kriegt seine 
eigene Befüllstation.

von Schlaumaier (Gast)


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Nachtrag: Stoppen kann man das ganze auf unterschiedliche Weise. z.b. 
via Servo eine Stopplatte hochfahren lassen, oder via Weiche.

Es ist sogar ein automatisches System denkbar wenn man ein 
Mini-Förderband mit Kammern (Siehe Fischertechnik /Lego hat auch welche 
glaub ich) einsetzt. Das Band in ein Sack mit Kugeln versenkt.

Wenn das System läuft fördert das Band die Kugeln auf die Füllfläche, 
von da rollen sie los, in den Trichter und dann in die Flasche.

Muss man nur den "Kugelsack" regelmässig nachfüllen.

von Ti-monsen K. (Gast)


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Eine schöne Idee, jedoch soll es gehalten werden können und eine Gewisse 
Flexibilität beibehalten.
Die Anlage stoppt automatisch durch den O Ring, da der Widerstand nur 
durch Druck überwunden werden kann.

von Schlaumaier (Gast)


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Deine Anlage lt. Zeichnung wird nur funktionieren wenn die Kugeln 
einzeln kommen. Ansonsten hast du ein Stau im Trichter.

Mit einen kleinen Förderband haben die Kugeln Zeit genug in die Flasche 
zu rollen.

Und man kann sich das schütten sparen.

Wenn du jemals in deinen Leben nicht flüssige Sachen umgefüllt hast, 
weißt du was ich meine. Ich habe das Problem aktuell z.b. wenn ich 
Gewürze umfülle. Zu viel im Trichter und es stoppt.

von Ti-monsen K. (Gast)


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Ich dachte mit dem Kammersystem das die Kugeln einzeln befördert löst 
das Problem.

Meine erster Versuch wird die Lösung mit dem Taster sein. Sobald ich die 
Hardware ausgewählt habe, wäre es schön wenn ihr mir das noch mal kurz 
absegnet.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ido K. schrieb:
> Es soll alles mit einem gewissen Druck befüllt werden da die Flaschen
> öfters eingedrückt sind.

Diese Salamitaktik kommt bier nicht gut an.

Lege die Karten offen auf den Tisch, oder lasse es ganz bleiben. Du 
bekommst hier keine gute Hilfe, wenn du dein Projekt wie ein Geheimnis 
hütest und nur nach und nach mit Details heraus rückst.

von Sebastian S. (amateur)


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Gabellichtschranke!
Eine kleine zum Zählen. Durch Deine Konstruktion fallen die ja einzeln 
in die Flasche.
Eine große für den Füllstand.
Sollte die Flasche zu groß sein, gibt es die auch mit getrenntem Sender 
und Empfänger.

Sind die Kugeln immer gleich?
Andernfalls könnte bei der Vereinzelung eine kleine Kugel auf einer 
Großen liegen und mit der Großen durchrutschen;-) Falls an dieser Stelle 
der Herr Newton werkelt.

: Bearbeitet durch User
von Ti-monsen K. (Gast)


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Zuerst einmal vielen Dank, die Ansätze und die Hilfsbereitschaft ist 
echt vorbildlich. Dank euch habe ich wieder nach einer langen Zeit Spaß 
an der Elektronik. Die bisher immer im Schrank verstaubt worden war.

Sebastian S. schrieb:

> Sind die Kugeln immer gleich?
> Andernfalls könnte bei der Vereinzelung eine kleine Kugel auf einer
> Großen liegen und mit der Großen durchrutschen;-) Falls an dieser Stelle
> der Herr Newton werkelt.

Also die Kugeln sind schon vorher sortiert und getrennt worden. Jede 
Kugel kriegt seine eigene Station zum befüllen.


Ich möchte darauf hinweisen, dass ich auch ein Thema im Arduino Forum 
erstellt habe. Der wird aber bald geschlossen.

Der Grund warum ich nicht weiter auf das Kammersystem eingegangen bin 
ist, dass es relativ unprofessionell aufgebaut ist und nicht vom Thema 
ablenken sollte. Im Nachhinein ist das natürlich totaler Unsinn und ich 
gebe dir zu 100% recht.  Vielleicht möchte es irgendjemand in der 
Zukunft nachbauen.

Die Skizze werde ich heute Abend noch veröffentlichen.

Bei der Erfassung der Kugeln werde ich alle Lösungen die erwähnt wurden 
und mir einfallen ausprobieren. Dadurch sollte ich die für mich beste 
Lösung herausfinden. Beim Motor habe ich womöglich eine Lösung, unzwar 
Motor Shields die thermisch und elektrisch gesichert sind. Es ist zwar 
keine saubere Lösung, da ständig Fehler provoziert werden. Dennoch denke 
ich mir das es die einfachste Lösung ist. Mit Motor Shields habe ich 
mich noch nicht auseinandergesetzt, sobald ich den richtigen gefunden 
habe werde ich das natürlich im Forum teilen.

von Stefan L. (stefanl38)


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Hallo Ido,

ich kann mir ohne Detailzeichnung nicht so richtig vorstellen wie das 
mit O-Ring und durchdrücken genau funktionieren soll.

Wenn Flasche voll = Motor dreht nicht mehr weiter
das kann man ja detektieren:
Ein Encoder am Motor liefert keine Impulse mehr.
Der Mortorstrom steigt an

Wenn man einen Schrittmotor nimmt würde der einfach nicht drehen.
Einen Schrittmotor kann man nicht durch blockieren überlasten.
Er ruckelt dann halt anstatt sich zu drehen. Das liegt daran, dass bei 
einem Schrittmotor die Spulen immer bestromt sind egal ob er dreht oder 
nicht.
Von Trinamic gibt es Schrittmotortreiber die das blockieren (= stall) 
erkennen können.

Ein Schrittmotor hat aber kein so hohes Drehmoment wie ein klasischer 
Gleichstrommotor.

Wenn die Flaschen nicht bis zum obersten Rand voll werden müssen könnte 
man einfach eine Lichtschranke nehmen.

Wenn es doch ganz voll werden soll könnte man das herauspurzeln der 
Kugeln detektieren. Allerdings nur wenn dein Einfüllstutzen nicht satt 
auf der Öffnung sitzt.
Das würde gut zu einem Förderband passen reinfördern bis es überläuft
überlaufen detektieren:
Kugel wird aufgefangen und läuft durch ein Röhrchen und betätigt eine 
Lichtschranke.

Wenn du jetzt doch mal mehr Zeichnungen und Fotos von den Flaschen und 
den Kugeln posten würdest könnte man sich präziser Gedanken machen.

Wie sieht es aus?
vgs

von Uli S. (uli12us)


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Wenn du die Kugeln eh getrennt hast, dann kannst du doch besser wiegen.
Industriell ist das der Standard für Schüttgut aller Art, angefangen von 
Salz, allen möglichen Pulvern, Granulat usw, bis hin zu Kartoffelchips. 
Da sind einfach je nach Durchsatz angenommen 20 Wägezellen meistens 
kreisförmig angeordnet. Da bestimmt der Computer dann z.B. 4 Zellen, die 
dem gewünschten Ergebnis am nächsten kommen. die geben ihre Beladung 
dann in den gemeinsamen Abwurfschacht. Darunter sitzt dann die 
Befüllstation, wo die Produkte dann in Schachteln, Dosen, Tüten verpackt 
werden.
Zudem ist das auch noch genauer wie eine Zählung der Teile weil es immer 
leichte Abweichungen beim Gewicht gibt.

von Helge (Gast)


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Vorschlag. Die Kugeln mechanisch vereinzeln. Aus einem Vorratsbehälter 
dazu mit einem großen "Zahnrad" ausfördern, das seitlich geschlossen 
ist. In die Fächer des Zahnrades paßt immer eine Kugel. Ich habe sowas 
mal für Saatgut gesehen. Zählen mit Gabellichtschranke, wie schon gesagt 
wurde.

von Ina (Gast)


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Ido K. schrieb:
> Mann kann sich es  wie ein Trichter vorstellen ...

Hast du auch einen passenden Vergleich, damit Frau sich das besser 
vorstellen kann?

von Schlaumaier (Gast)


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Ina schrieb:
> Hast du auch einen passenden Vergleich, damit Frau sich das besser
> vorstellen kann?

Ist der selbe wie bei dir zu hause, nur das kleinere Loch ist was 
größer.

Man schaut euch doch mal Videos von guten Kugelbahnen an, da sind alle 
Probleme gelöst.

Ich habe z.b. mal eine 20 Euro vollautomatische Kugelbahn bei Pearl 
gekauft, mit einer Transportschnecke wird die Kugel wieder auf Höhe zu 
bekommen. Steckt man die in einen Topf mit Kugeln transportiert die 
Kugel für Kugel nach oben. Die rollt dann herunter.

Das Ravensburger Teil hat sogar Weichen. Ein bisschen Elektronik und 
schon hat man eine Sortieranlage.

Kinderspielzeug ist wirklich ein guter Ideen-Ratgeber.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Schlaumaier schrieb:
> Man schaut euch doch mal Videos von guten Kugelbahnen an, da sind alle
> Probleme gelöst.

Da sind alle Kugeln gleich groß.

Helge schrieb:
> In die Fächer des Zahnrades paßt immer eine Kugel.

Ich glaube das scheitert am Durchmesser von 4 bis 10mm. Zu starke 
Größen-Unterschiede.

: Bearbeitet durch User
von Schlaumaier (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da sind alle Kugeln gleich groß.

Die Lösung zum Trennen der Kugeln steht ziemlich weit oben. Der TO hat 
aber gesagt das das nicht erforderlich ist.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich glaube das scheitert am Durchmesser von 4 bis 10mm. Zu starke
> Größen-Unterschiede.

Deshalb war meine Aussage ja auch ein Förderband. Wenn man das mit 
Kipploren versieht funktioniert das Prima.

Die Idee sich ein Video einer Fischsortieranlage anzusehen war kein 
Witz.

Fische sind auch nicht genormt und die werden ähnlich getrennt.

von Teo (Gast)


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Ich seh's schon kommen. Als nächstes kommt dann ein zweipoliger 
Schalter.... ;)

von Teo (Gast)


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Ups, falscher Thread ... bitte Löschen!

von Mucky F. (Gast)


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Ido K. schrieb:
> Es soll alles mit einem gewissen Druck befüllt werden da die Flaschen
> öfters eingedrückt sind.

Die Funktion evtl. durch eine Pressluftstation separieren?

Wenn die Perlen schon getrennt sind kann man eine Spirale nehmen die 
langsam aufsteigt. Wie Schneckenhäuser. Oben in der Spirale sind 
Vertiefungen für die Kugeln. Die Rollen die Bahn runter und fallen am 
Ende in ein Loch. Kugeln die diese Bahn verfehlen landen in der Mitte.

Hab ich imo mal bei der Sendung mit der Maus gesehen (  das Standardwerk 
für den kleinen Produktionstechniker).

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