Legosortiermaschine Sortierung: Unterschied zwischen den Versionen

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Die Sortiereinheit der Legosortiermaschine stellt einen der drei wichtigen Bereiche dar. Aufgabe der Sortiereinheit ist die Übernahme eines Legoteils von der Bildverarbeitung und der physikalische Transport in  das richtige Fach.  
Die Sortiereinheit der Legosortiermaschine stellt einen der drei wichtigen Bereiche dar. Aufgabe der Sortiereinheit ist die Übernahme eines Legoteils von der Bildverarbeitung und der physikalische Transport in  das richtige Fach.  


Nach einer ausführlichen Ist-Analyse im letzten Semester wurde beschlossen, die Einheit von Grund auf neu zu konzipieren. Dafür wurde bereits ein umfangreiches CAD-Modell erstellt.


= Anforderungen und Ziele im Wintersemester 2018/2019 =
= Anforderungen und Ziele im Wintersemester 2018/2019 =
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| REQ10.2320
| REQ10.2320
| Sortierung der Legoteile in die Kästen
| Sortierung der Legoteile in die Kästen
| Fremdteilsortierung kontrolliere
| Fremdteilsortierung kontrollieren
| [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum_2015/trunk/Dokumentation/22_Pruefprotokolle/Komponententest_Sortiereinheit_Klappensteuerung.docx Funktionsprüfprotokoll]
| [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum_2015/trunk/Dokumentation/22_Pruefprotokolle/Komponententest_Sortiereinheit_Klappensteuerung.docx Funktionsprüfprotokoll]
|-
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==Umsetzung des Konzeptes==
==Umsetzung des Konzeptes==


In dem SS18 wurde die Umsetzung des Konzeptes der Sortiereinheit gestartet.
In dem WS18/19 wurde die Umsetzung des Konzeptes der Sortiereinheit weitergeführt und aufgebaut.
Nach einer Machbarkeitsprüfung im CAD-Modell wurde sichergestellt, dass auch die größten Legoteile durch die Klappen in die Kästen gelangen können. Ebenfalls wurde überprüft, ob die Bauteilliste vollständig ist und es wurden die Passmaße an den Schnittstellen untersucht. Es wurde festgestellt, dass der Aufbau realisierbar ist.  
Nachdem alle Teile geliefert wurden, konnten diese nachbearbeitet werden und der Aufbau erfolgen.


Die CAD-Modelle der einzelnen Komponenten wurden bearbeitet und in einen anderen Datentyp exportiert. Nach der Erstellung einer "Bill of Material" für die Arylglasplatten wurden diese bestellt. Dem Prototyping Labor in Hamm wurden ein paar Dateien zur Produktion zugesendet und es konnte festgestellt werden, dass der LaserCutter sehr gut und maßgenau arbeitet. Erste Prototypen der Klappen wurden erfolgreich getestet. Deshalb wurden sowohl alle benötigten 3D-Druckteile als auch Lasercutter-Teile in Auftrag gegeben. Diese befinden sich zurzeit noch in der Herstellung.
Zuerst wurde ein Testaufbau mit einer Klappe realisert und auf Funktion geprüft.
Hierbei wurde entdeckt, dass die Ruderhörner auf jede Klappe einzelnd angepasst werden muss.  


Außerdem wurde die Ansteuerung der Servomotoren überarbeitet und sowohl Hardware als auch Software optimiert.
Anschließend wurde die Sortiereinheit nach folgenden Arbeitsschritten zusammengebaut:


Hardware:
Testklappe:
*Kürzung der Kabellänge
*Steckverbindung von Sortierinheit und Schaltschrank
*Neue Steckverbindung Sub-D Stecker
*Eine Testklappe fertigen
*Herstellung einer Testplatine
*Klappe und Anschläge für den Testaufbau entgraten
*Testklappe zusammen kleben
*Welle anbringen
*Welle an dem Servo ausrichten
*Drehwinkelbegrenzung im Arduinoprogramm ermitteln
*Klappmechanismus von der Klappe an dem Anschlag austesten


Software:
Gesamtaufbau:
*Ansteuerung eines Servos über Arduino
*Acrylglasplatten verkleben
*Änderung der Pulsweitenlänge
*Klappen zusammen kleben
*Ansteuerung der gesamten Servos
*Acrylglasplatten verschrauben
*Grundgerüst aus Acrylglas zusammen setzen
*Anschläge in Grundgerüst einbauen
*Wellen mit Servo ausrichten und Ruderhörner bearbeiten
*Wellen an die Klappen Kleben
*Stütze aus Boschprofil für den Einwurf fertigen und einbauen
*Drehwinkelbegrenzung im Arduinoprogramm ermitteln


Es wurde festgestellt, dass lediglich 7 der 11 Servomotoren funktionsfähig sind. Die fehlenden Teile wurden bestellt.
Anschließend wurde die erstellte/geänderte Software durch Unit- und Integrationstests getestet.
Momentan sind die restlichen 3D-Druck- und LaserCutter Teile noch in Fertigung.


Zu besseren Übersicht wurde eine gesamte Teileliste mit Fachnummer und Anzahl der Teile erstellt. Ebenfalls wurden die dafür vorgesehenen Fächer mit Aufklebern versehen.
Der Endzustand ist eine vollfuntkionsfähige Legosortierteinheit der eine Fachnummer übergeben wird und das zugehörige Teil in das richtige Fach zuverlässig einsortiert.


==Liste offener Punkte (LOP)==
==Liste offener Punkte (LOP)==
Aufgrund von Lieferschwierigkeiten des Prototyping Labores in Hamm für die LaserCutter Teile und Probleme mit der Parametereinstellung des 3D-Druckers sind folgende Punkte noch offen (LOP):
Alle Pflichten wurden in diesem Semester erledigt und es gibt keine offene Punkte.
 
{| class="wikitable"
|-
!Spezifikations-ID
!Anforderungs-ID
!Anforderungstitel
!Beschreibung der Spezifikation
|-
| 166.2
| REQ10.2320
| Sortierung der Legoteile in die Kästen
| LaserCutter Teile kontrollieren und gegebenenfalls entgraten
|-
| 166.3
| REQ10.2320
| Sortierung der Legoteile in die Kästen
| Wellen an die Klappen kleben
|}


='''Ausblick'''=
='''Ausblick'''=


Zum WS 18/19 beginnt der Zusammenbau der Anlage.
Für das nächste Semester sind folgende Aufgaben zur Verbesserung der Sortierung möglich:
Dieser beinhaltet folgende wesentliche Punkte:
*einfarbige Klappen
 
*rechter Einschub mit den Fächern 14-16 Entnahme erleichtern
* Entgraten und Nachbearbeiten aller Teile
*Teile bleiben manchmal im Einführungsschacht liegen (evtl. zusätzliche Druckluftdüsen)
* Verkleben der 3D-Druckteile und Acrylglasplatten
* Wellen an die Klappen kleben
* Servomotoren anbringen
* Softwareimplementierung in das Gesamtsystem
* Winkeleinstellung Servomotoren (Kalibrierung)
* Schaltschrank verdrahten




Aktuelle Version vom 11. Februar 2019, 16:27 Uhr

Teammitglieder: Tobias Brandt, Marc Eidhoff

Abb. 1: CAD-Konstruktion-Sortiereinheit

Dies ist ein Unterartikel von der Legoteil_Zählmaschine, welcher den genauen Aufbau der Sortiereinheit beschreibt.

Die Sortiereinheit der Legosortiermaschine stellt einen der drei wichtigen Bereiche dar. Aufgabe der Sortiereinheit ist die Übernahme eines Legoteils von der Bildverarbeitung und der physikalische Transport in das richtige Fach.


Anforderungen und Ziele im Wintersemester 2018/2019

Im Pflichtenheft wurden folgende Aufgaben festgehalten, welche im SS2018 bearbeitet werden sollen:

Spezifikations-ID Anforderungs-ID Anforderungstitel Beschreibung der Spezifikation Arbeitsergebnisse
165 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Fertigung der Teile mit Hilfe von 3D Drucker und Laserschneidsystem (Hamm) Stückliste
166 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Zusammenbau Funktionsprüfprotokoll
166.1 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen 3D-Druck-Teile kontrollieren und ggfs. entgraten Stückliste
166.11 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Segmentierte Klappen und Anschläge verbinden und kleben Stückliste
166.2 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen LaserCutter Teile kontrollieren und gegebenenfalls entgraten Stückliste
166.3 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Wellen an die Testklappe Montageliste
166.4 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Grundgerüst montieren Montageliste
166.5 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Eine Klappe testweise einbauen und auf Funktion prüfen Montageliste
166.6 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Verschrauben der Acrylglasplatten Montageliste
166.61 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Erstellen und Anbringen einer Stütze für die Einführung der Teile Montageliste
166.7 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Verkleben der Acrylglasplatten Montageliste
166.8 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Weitere Klappen des Mitteltowers fertigstellen Montageliste
166.9 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Steckverbindung von Sortiereinheit und Schaltschrank Pinbelegung
160 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Konzept aus WS17 umsetzen Funktionsprüfprotokoll
130 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen 1. Erkannt: Automatische Feinsortierung in gesonderte Fächer 2. Nicht erkannt: Ausschuss in seperates Fach 3. Erkannt Fremdteil: Ausschuss in seperates Fach Funktionsprüfprotokoll
131 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Überprüfung ob die Fächer richtig angesteuert werden. Teilkontrolle in den Kästen Funktionsprüfprotokoll
132 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Überprüfung ob alle nicht erkannten Teile in einem seperaten Fach liegen Funktionsprüfprotokoll
133 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Fremdteilsortierung kontrollieren Funktionsprüfprotokoll
134 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Ansteuerung der Klappen anpassen Arduino Programm
135 REQ10.2320 Sortierung der Legoteile in die Kästen Justieren der mechanischen Teile (Einstellen der Klappen) Wiki Artikel

Konstruktionsplanung

Zum besseren Verständnis werden die Teilkonzepte der letzten Semester noch einmal aufgegriffen und im folgenden Abschnitt unter der Konstruktionsplanung erläutert. Der Inhalt der Planung wurde vom Vorsemester erledigt und gehört nicht zu den Arbeitsergebnissen des Sommersemesters 2018. Die Konstruktionsplanung ist unter folgendem Unterartikel zu finden:

Konstruktionsplanung Legosortiermaschine

Anfertigung der Sortiereinheit

Der Zusammenbau der Sortiereinheit ist unter folgendem Unterartikel zu finden:

Anfertigung der Sortiereinheit

Einsortierung

Fächer mit Aufklebern des Inhalts markieren

Für die Einsortierung der Legoteile in die entsprechenden Kisten wurden diese mit Aufklebern versehen (siehe Abbildung 2). Dadurch ist ein besserer Überblick garantiert und händisch kann nachverfolgt werden, ob die Maschine die Legoteile richtig einsortiert hat.

Außerdem wurde eine Liste erstellt, diese in Abbildung 3 zu erkennen ist, welche die Anzahl der Teile beinhaltet. Die Liste wurde ausgedruckt, zur Sortiermaschine gelegt und zudem an folgendem Speicherort abgelegt: Teileliste


  • Abb. 2: Aufkleber in den Fächern der Kiste

    Abb. 2: Aufkleber in den Fächern der Kiste

  • Abb. 3: Liste der Legoteile

    Abb. 3: Liste der Legoteile

Zusammenfassung

Umsetzung des Konzeptes

In dem WS18/19 wurde die Umsetzung des Konzeptes der Sortiereinheit weitergeführt und aufgebaut. Nachdem alle Teile geliefert wurden, konnten diese nachbearbeitet werden und der Aufbau erfolgen.

Zuerst wurde ein Testaufbau mit einer Klappe realisert und auf Funktion geprüft. Hierbei wurde entdeckt, dass die Ruderhörner auf jede Klappe einzelnd angepasst werden muss.

Anschließend wurde die Sortiereinheit nach folgenden Arbeitsschritten zusammengebaut:

Testklappe:

  • Steckverbindung von Sortierinheit und Schaltschrank
  • Eine Testklappe fertigen
  • Klappe und Anschläge für den Testaufbau entgraten
  • Testklappe zusammen kleben
  • Welle anbringen
  • Welle an dem Servo ausrichten
  • Drehwinkelbegrenzung im Arduinoprogramm ermitteln
  • Klappmechanismus von der Klappe an dem Anschlag austesten

Gesamtaufbau:

  • Acrylglasplatten verkleben
  • Klappen zusammen kleben
  • Acrylglasplatten verschrauben
  • Grundgerüst aus Acrylglas zusammen setzen
  • Anschläge in Grundgerüst einbauen
  • Wellen mit Servo ausrichten und Ruderhörner bearbeiten
  • Wellen an die Klappen Kleben
  • Stütze aus Boschprofil für den Einwurf fertigen und einbauen
  • Drehwinkelbegrenzung im Arduinoprogramm ermitteln

Anschließend wurde die erstellte/geänderte Software durch Unit- und Integrationstests getestet.

Der Endzustand ist eine vollfuntkionsfähige Legosortierteinheit der eine Fachnummer übergeben wird und das zugehörige Teil in das richtige Fach zuverlässig einsortiert.

Liste offener Punkte (LOP)

Alle Pflichten wurden in diesem Semester erledigt und es gibt keine offene Punkte.

Ausblick

Für das nächste Semester sind folgende Aufgaben zur Verbesserung der Sortierung möglich:

  • einfarbige Klappen
  • rechter Einschub mit den Fächern 14-16 Entnahme erleichtern
  • Teile bleiben manchmal im Einführungsschacht liegen (evtl. zusätzliche Druckluftdüsen)



Dies ist ein Unterartikel von der Legoteil_Zählmaschine, welcher den genauen Aufbau der Sortiereinheit beschreibt.

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