Legoteil Zählmaschine 2016 2017

Aus HSHL Mechatronik
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Abbildung 1: Legoteilzählmaschine im Überblick

Bei der HSHL Lego® Zählmaschine handelt es sich um eine Maschine, die automatisch Legoteile zählen und sortieren kann, um gegebenen Falls fehlende Lego®-Steine nachbestellen zu können. Es ist ein studentisches Projekt, welches in Rahmen des System-Entwurf-Praktikums des Studiengangs Mechatronik mit Schwerpunkt System Design Engineering im 7. Semester durchgeführt wurde. [1] [2]

Autoren: Adam Fankhauser, Christo Tsibadze, Kevin Penner, Niklas Lingenauber, Sergej Krause, Simon Hanemann

Betreuer: Prof. Schneider, Prof. Goebel


Aufgabenstellung

Die vorhandene Legoteilzählmaschine (siehe Legoteilzählmaschine_2016 ) soll Soft- und Hardwaremäßig modifiziert werden, um drei wichtigsten Anforderungen zu erfüllen. Die Vereinzelung bzw. Separierung der Legoteile soll verbessert werden damit in Bildverarbeitungsbox nur einzelne Legoteile zugeführt werden. Für die Bildverarbeitung bzw. Legoteilerkennung soll ein neuer Ansatz entwickelt werden. Bisherige Ansätze konnten Merkmale bei einigen Legoteilen teilweise ungenau ermitteln. Die größten Probleme gab es bei schwarzen und braunen Legoteilen, sowie an Licht-reflektierenden Flächen der Legoteile und bei Schattenbildung. Nach der Legoteilerkennung wurde bisher nur binär sortiert, erkannt und nicht erkannt. In diesem Semester soll ein Konzept aufgestellt und zum Teil realisiert werden. [1]


Aufgabenteilung

Die in der Aufgabenstellung genannten wichtigsten Arbeitspakete wurden wie folgt in drei Teams aufgeteilt:

  • Kevin Penner, Christo Tsibadze:
    • Bildverarbeitung: Neuer Ansatz für bessere Farb- und Merkmalerkennung der Teile
      • Ablauf der Bildverarbeitung / Legoteilerkennung
      • Schnittstellen
      • Mechanischer Aufbau Neuer BV-Box
      • Matlabimplementierung
        • Ablaufplan
        • Parametrisierung der Kamera
        • Automatische Kalibrierung der Kamera
        • Legoteilerkennung
    • Weitere Aufgaben:
      • "Abflussrohr", Transportsrohr für Legoteile (Bildverarbeitungsbox --> Sortierung)
      • "Drosselklappe", Prototyp für Separierung in Y-Richtung


[1]

Projektplan

Meilensteine für das 7. Semester mit oder ohne Deadlines: UNTER BEARBEITUNG

[1] [3]








Realisierung

Gruppe: Separierung


Gruppe: Bildverarbeitung/Legoteil-Erkennung

[1] [4]

Schnittstellen

Damit die Bilverarbeitung und damit auch das Erkennen der Legoteile erfolgreich verlaufen kann, müssen zunächst die Legoteile vereinzelt in die Bildverarbeitungsbox gelangen (Link zum Wikiteil mit der Separierung einfügen!!!). Sobald ein Legoteil erkannt wurde, wird es aus der Box per Druckluft gefördert und muss anschließend sortiert werden.


Mechanischer Aufbau



Ablauf der Bildverarbeitung



Matlabimplementierung

Ablaufplan:

Parametrisierung der Kamera:

Kamera-Kalibrierung:

Legoteilerkennung:
Vorverarbeitung, Segmentierung & Nachverarbeitung:
Legoteilerfassung:
Stickwort: Legoteil an Kante, Legoteil in Bewegung, Nur ein Legoteil (Labeln)



Gruppe: Sortierung


Teach-IN

Zur Ermittlung von Merkmals-Daten (Datenbank) für die einzelnen Legoteile, wurde die Main-Funktion (Bildverarbeitung) kurzzeitig modifiziert, so dass die Daten der Merkmale 10 Mal ermittelt und anschließend gemittelt wurden. Diese Werte wurden in eine Datenbank geschrieben, in welcher die Legoteile mit ihren zugehörigen IDs hinterlegt sind. Während der Datensammlung wurde jedes Legoteil einzeln 10 Mal nacheinander in die Bilderkennungsbox gefahren. Bei Legoteilen, welche aus mehreren Perspektiven andere Merkmale aufweisen, wurden mehrere Merkmals-Daten der ID zugeordnet.

Ein automatisches Teach-IN von neuen Legoteilen mit GUI-Anbindung wurde für das kommende Semester vorgesehen. Dort könnte ein Legoteil in kleinen Positionsschritten automatisch vom Band in die Kamerabox eingefahren werden. So wäre eine Aufnahme des Objektes aus verschiedenen Blickwinkeln möglich.

[1] [4]

Datenbankanbindung, Listen IN/OUT

Datenbank

Abbildung 10: Datenbank UML Diagram

Die Datenbank ist in MySQL implementiert und eine Verbindung mit Matlab wurde realisiert. Hinzukommt das alle Daten im Excel-Format vorhanden sind. Die Daten sind aufgeteilt in drei Excel Dateien, Datenbank Teile-Kopie_fuer sql.xlsx, Datenbank Kastendetails.xlsx, Datenbank Kasten.xlsx, die die gesamte Datenbank representieren und alle einträge beinhaltet. Dies dient der Datensicherheit, da die Daten in getrennten Formaten und Speichermedien vorhanden sind. Die Struktur innerhalb der Tabellen sollte erhalten bleiben, aber die Daten innerhalb der Tupel können nach belieben manipuliert werden. In der Datei "InventurlisteErstellen_SQL.m" befindet sich ein Code, der die Daten in die gestartete SQL-Datenbank importieren kann. Dies ist aber nur möglich solange die Strucktur, Spaltennamen und Anzahl, bestehen bleibt.


Die Datenbank ist aufgeteilt in drei Tabellen, Legoteileliste, beinhaltet alle einzelnen Legoteile, Kastendetails, enthält die Nummer der Legokästen, und der Kasten Tabelle, die die Legoteile mit den Kästen verbindet. In der Tabelle Legoteileliste sollen alle Legoteile aufgenommen werden. Die Attribute für die Legoteile sind: 

* DataID, der Primarykey, ist als Autoincrement implementiert und versieht jedes neu hinzugefügte Legoteil automatisch mit einer eindeutigen ID
* LegoteileID, entspricht der ID vom Hersteller Lego, kann in unserer Datenbank zweimal vorkommen, wenn das Legoteil mehrere Perspektiven hat
* Bezeichnung, eine kurze Beschreibung des Legoteils, eine eindeutige Beschreibung wurde mit zurhilfenahme von Onlineshops realisiert (max. 30 charakter lang)
* Farbe, die Farbe des Bauteils nach Hersteller Norm
* Form, noch in Bearbeitung
* Umfang, der Pixelumfang vom Teach-In Prozess
* Flaeche, der Flaecheninhalt des Legoteils in Pixel vom Teach-In Prozess
* MaxSchwerpunkt, der maximale Schwerpunkt vom Teach-In Prozess
* MinSchwerpunkt, der minimale Schwerpuntk vom Teach-In Prozess
* Rundloch, entspricht der Anzahl der vom Teach-In Prozess erkannten Löcher im Legoteil
* AnzPerspektiven, gibt die gesamt Anzahl aller vorhandenen Perspektiven, unterschiedliche Lagen eines einzelnen Legoteils, die neue Werte für die oben genannten Attribute liefert, an
* Scanbar, '1' oder '0', '1' bedeutet es kann von der Legoteil Zählmaschine erkannt werden, '0' bedeutet es muss manuell, per Hand, gezählt werden, zB. weil es zu groß ist

Die Tabelle Kastendetails besteht aus: 

* KastenID, der Primarykey, die vom Hersteller Lego vorgesehene Kastennummer, muss eindeutig sein
* Bezeichnung, eine kurze Beschreibeung des Kasten bzw. den Namen des Kastens (max. 50 charakter lang)

Zu letzt die Tabelle Kasten, diese setzt sich zusammen aus einer LegoteileID, KastenID und Anzahl. Die Tabelle Kasten spiegelt die reale Welt wieder indem sie genau beschreibt welches Legoteil in welchem Kasten ist und wie oft dieses Legoteil in einem Kasten vorhanden ist: 

* LegoteileID, Primarykey mit KastenID, Forenkey auf Legoteileliste.LegoteileID, dementsprechend eine ID aus Legoteileliste,
               (LegoteileIDs können nur zugewiesen werden wenn ein eintrag in Legoteileliste vorhanden ist) 
* KastenID, Primarykey mit LegoteileID, Forenkey auf Kastendetails.KastenID, dementsprechend eine ID aus Kastendetails,
            (KastenIDs können nur zugewiesen werden wenn ein eintrag in Legoteileliste vorhanden ist)
* Anzhal, die genaue Anzahl eines Legoteil in einem bestimmten Kasten entnommen von der Originalverpackung von Lego (max. vierstelliger Integer wert)

Um in Matlab auf die Zugriff auf die Datenbank zu haben muss XAMPP und der MySQL ODBC - Connector installiert und konfiguriert sein. Sobald dies geschehen ist, kann mit: 

DatenbankVerbindung = database.ODBCConnection('Datenbank','root','');

eine Verbindung hergestellt werden. Danach kann man mit mit SQL Befehlen Daten aus der Datenbank extrahieren und einpflegen. Ein Beispiel: getAllKasten.m

In sqlquery wird der SQL-Befehl hinterlegt und mit exec(conn, sqlquery) wird der Befehl auf der Datenbank, die in conn spezifiziert ist, ausgeführt. Mit fetch(curs) wird das Ergebnis der SQL-Anfrage zurück gegeben, alles weitere ist eine manipulation der Struktur in der die Daten weitergeben werden sollen.

Installation der Datenbank

Für die Benutzung der Datenbank auf einem neun PC, müssen einige Dateien Installiert und Matlab Konfiguriert. Eine Schritt für Schritt Anleitung findet sich in der Einrichten der Datenbank.docx. Hier folgt eine Kurzanleitung anhand der Schritt für Schritt Anleitung: 

1. Download von XAMPP und MySQL ODBC - Connector
2. Installation von XAMPP und MySQL ODBC - Connector
3. Starte XAMPP -> starte Apache -> starte MySQL
4. Erstelle eine neue Datenbank (Benenne die Datenbank, so das sie eindeutig und ihren nutzen klar werden lässt)
5. Konfiguration von Matlab
5.1 Im oberen Reiter auf APPS gehen
5.2 Wähle unter den APPS den Database Explorer
5.3 Gehe im Menu auf New->ODBC - Configure ODBC data source
5.4 Füge als neue Datenquelle den MySQl ODBC Unicode Driver hinzu
5.5 Server Daten eingeben -> Name: Lego ; TCP/IP Server: 127.0.0.1 Port: 3306; User: root; Password: - (leer lassen); Database: eure erstellte Datenbank wählen
5.6 Alles bestätigen -> Verbidung hergestellt

[5]

Erstellung einer Inventurliste

Eine Anforderung an die Legoteil Zählmaschine ist, dass dem Anwender nach Abschluss des Zählprozesses eine Liste in Excel ausgegeben wird, in der die gezählten Teile und dessen Anzahl aufgelistet sind. Dazu wurde zunächst eine Funktion InventurlistenTamplateMultiKaesten.m geschrieben, die aus der Datenbank die Bauteile ausliest, die in dem ausgewählten Baukästen enthalten sind und diese in eine Excel-Liste schreibt. Als Übergabeparameter benötigt die Funktion die entsprechenden BaukastenIDs, einen Dateinamen für die Inventurliste und die entsprechende Verbindung zur Datenbank. Als Rückgabewert gilt ein Cell-Array, welches den Inhalt der Inventurliste in Excel enthält.


Die Funktion InventurlistenTamplateMultiKaesten.m ist wie folgt implementiert: InventurlistenTamplateMultiKaesten.m


Nach der Erstellung des Templates werden die Gezählten IDs in die Liste eingetragen. Dazu wird der Inhalt des Templates nach den entsprechenden IDs durchsucht und die dazugehörige Anzahl notiert. Durch den Angleich voll Soll- und Ist-Anzahl der einzelnen Legoteile, wird außerdem eine Fehlteilliste erstellt, die dem Anwender anzeigt, welche Teile in welcher Häufigkeit fehlen. Die Funktion InventurlisteFuellen.m benötigt ebenfalls die entsprechenden BaukastenIDs, einen Dateinamen für die Inventurliste und die entsprechende Verbindung zur Datenbank als Übergabeparameter.Außerdem werden die gezählten Legoteil-IDs und dessen Anzahl benötigt. Als Rückgabewert gilt erneut der Inhalt der Excel-Liste.


Die Funktion InventurlisteFuellen.m ist wie folgt implementiert: InventurlisteFuellen.m

[3]

Separierung und Zentrierung der Legoteile

Abbildung 11: Zentrierung

Teilezentrierung

Die provisorisch aus Holz gefertigte Teilezentrierung wurde mit fixierbarer Variante aus Aluminium ersetzt. An den Zentrierungskomponenten wurden elastische Kunststoffstreifen geklebt und anschließend an den Alu-Profilen vor der Bildverarbeitungsbox festgeschraubt. [1] [3] [6]

Separierung

Die Separierung wurde mit Hilfe von Geschwindigkeitsdifferenzen an den Laufbandübergängen realisiert. Je größer die Geschwindigkeitsdifferenzen, desto bessere ist die Separierung möglich. Aber die Bilderkennung fungiert in diesem Punkt als "Flaschenhals", wenn das letzte Laufband zu schnell dreht, dann werden weniger Teile erkannt. Es wurden experimentell die optimalen Geschwindigkeiten für jedes Laufband ermittelt, so dass Separierung und Bilderkennung optimal laufen. [1] [3] [2] [5] [6] [4]

Elektronik und Sicherheit

Abbildung 12: 24VDC Installation
Abbildung 13: Kabelkanal
Abbildung 14: Kamera/Bildbox Fixierung

Neues 24V Netzteil

Wie in den offenen Punkten aus dem Artikel Legoteil Zählmaschine 2015 beschrieben, benötigte die Lego Zählmaschine ein stärkeres Netzteil. Bei der Auslegung der Maschine wurde das Netzteil für die Versorgung der Bandmotoren zu klein dimensioniert und bei gleichzeitigem Anlaufen der Motoren ist es vorgekommen, dass das alte Netzteil mit einem maximalen Ausgangsstrom von 10 A sich aus Selbstschutz abgeschaltet hat. Hier wurde ein stärkeres Netzteil vom selben Hersteller mit 20 A maximalem Ausgangsstrom eingebaut. Dies besitzt eine etwas breite Bauweise, konnte aber durch leichte Änderungen im Schaltschrank installiert werden.[6]

Kabelkanal

Ebenfalls in den offenen Punkten des Artikels Legoteil Zählmaschine 2015 beschrieben, sollten die bisher provisorisch verlegten Leitungen fest verlegt werden. Hierzu wurde ein Kabelkanal zur ordentlichen Verlegung der Leitungen an den Förderbändern montiert. Er dient dem Schutz und der mechanischen Entlastung der Leitung. Es wurde ein geschlitzer Kabelkanal wewählt, da an vielen unterschiedlichen Stellen Leitungen z.B. zu den Motoren abgehen. So war es nicht nötig, einen geschlossenen Kabelkanal zu modifizieren, um die Leitungsabgänge möglich zu machen.[6]


Kamera/Bildbox- und Auswerferhalterung

Die Bildbox und die Kamera waren bis zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht befestigt und lagen lose auf dem Förderband auf. Dies barg die Gefahr, dass aus beide Teile aus ihrer beträchtlichen Höhe immer drohten herunterzufallen und irreperabel beschädigt zu werden. Zur Befestigung wurde "Boschprofil" mit den Zubehörwinkeln genutzt. Die Bildbox wurde so befestigt, dass sie über vier Schrauben Höhenverstellbar ist, um auch die Einfuhr von größeren Teilen möglich zu machen. Ebenso ist die Befestigung am Förderband mit vier Schrauben lösbar und damit die gesamte Konstruktion verschiebbar. Die Kamera wurde an der Bildboxbefestigung so fixiert, dass sie bei dieser Höhen- und Seitenverstellung immer an der selben Stelle verharrt. Dies ermöglicht eine ein mal eingestellte Kameraposition beizubehalten.

Ebenso wurde der Auswerfer am Ende des letzten Förderbandes mit Boschprofil und Winkeln befestigt. Somit ist die bisherige Befestigung über eine Holzkiste ersetzt worden. [6]

Höhenanpassung der Laufbänder

An den Laufbandübergängen wurden verbesserungswürdige Fallhöhen festgestellt. Die Legoteile fallen von einem Laufband auf das andere, wenn die Fallhöhe zu groß ist, dann federn die Teile ab und fallen manchmal vom Band runter. Deshalb wurden die Höhen der Laufbänder so eingestellt, dass es kleinstmögliche Fallhöhen gibt. Ebenso wurde damit der das Förderband steiler gestellt und somit die Vereinzelung der Legoteile leicht verbessert, da die größeren Teile im Bunker weniger Halt auf den Lamellen finden können und eher abrutschen. [6]

Elektrische Sicherheit

Die elektrische Sicherheit des Schaltschrankes wurde im Zuge der Umbauarbeiten sichergestellt, indem alle Leitungen gegen spannungsfestere Leitungen vom Typ H07 bzw. H05 ausgetauscht wurden. So werden nun auch die Anforderungen nach VDE 0100-600 erfüllt. Eine Anlagenprüfung soll im nächsten Semester vorgenommen werden, wenn alle noch anstehenden Anlagenveränderungen vorgenommen wurden. [6]

HSHL-Wiki-Dokumentation

Die HSHL-Wiki-Dokumentation wurde von der gesamten Gruppe bearbeitet. Jedes Themenabschnitt unterliegt der bereits oben genannten Verantwortlichkeiten. [1]

Evaluation der Druckluftdüsen

Der vollständige Bericht befindet sich im SVN unter
...\Dokumentation\16_Pneumatik\Evaluation_der_Druckluftdüsen.docx

Im ersten Test wurden verschiedene Legoteile und den unten in der Tabelle genannten Düsen getestet. Ziel des Versuches war es heraus zu finden, welche Legoteile sich am besten für den Test der Düsen eigen. In dem Test stellte sich heraus, dass sie Komplexität der Form der Legoteile kaum Einfluss auf das Ergebnis hat. Dies ist auf das geringe Gewicht und die großen Oberflächen der Legoteile zurückzuführen.

Im zweiten Test wurden getestet wie weit die Düsen die Legoteile bei einmaligen betätigen bewegen können. Ein Teil muss dabei mindestens eine Strecke von 20 cm überwinden können. In dem Test zeigte sich, dass die Testergebnisse von der punktuellen Düse nur dann sinnvolle Ergebnisse erzielen, wenn das Objekt mit einem optimalen Angriffswinkel getroffen wird. Deshalb schwanken die Messwerte auch sehr stark im Test. Dies ist sehr ungünstig da die Lage der Teile im laufenden Prozess der Legoteilzählmaschine sehr variabel ist. Das optimalste Ergebnis haben die spitzen Luftdruck-Düsen erzielt, da selbst mit geringen Drücken viel Kraft auf die Legoteile übertragen werden konnte.


Platz Düsen-Nr Bild Düsenart Material min. Druck Preis
1 1761 Spitz Aluminium >2,5 Bar 11,40€
2 1873 Spitz Edelstahl >2,5 Bar 21,70€
3 2075 Spitz Kunststoff (ABS) >2,5 Bar 18,80€
4 R02-100 Spitz Edelstahl 3,5 Bar 10,60€
5 1761 Spitz Edelstahl 3,5 Bar 40,90€

Video-Anleitung

UNTER BEARBEITUNG: wird im nächsten Semester mit Vollendung des Programm erstellt

[2] [6] [4]

Pflichtenheft Dokumentation in DOORS

Das Pflichtenheft wurde mit Hilfe der Software DOORS dokumentiert.

[4]

Prozessvisualisierung mit Visio

Die Prozesse wurden mit Microsoft´s Visio dokumentiert.

Abbildung 15: Übersicht des Gesamtprogramms Abbildung 16: Detailierte Sicht der Bildveraberbeitung Abbildung 17: Teilgebiet der Bildverarbeitung:
Farberkennung im Detail		 Abbildung 18: Teilgebiet der Bildverarbeitung:
Merkmalsextraktion im Detail

[1] [2] [4]

QM-Tests

Wurde mit Genehmigung von Prof. Schneider auf das nächste Semester verlegt. [1]

Auswerfer

Die bestehende Lösung hat zwei Auswerfer vorgesehen, welche die Legoteile in 3 Kategorien sortieren sollte. In unserem Pflichtenheft ist aber festgeschrieben worden, dass die Legoteile nur noch in 2 Kategorien eingeteilt werden sollen. Daher ist für den Auswefer auch nur ein Servomotor installiert worden. Die bestehende Implementierung auf dem Arduino wurde übernommen und angepasst. Die Matlab Software schickt immer, wenn ein Teil "erkannt" wurde einen String über die serielle Schnittstelle zum Arduino, dieser ließt den String ein und speichrt sich den Zeitstempel bei Eintreffen der Nachricht. Darauf wird ein Zeitdelay gerechnet, bei dem dann die Schranke für einen festgesetzten Zeitraum öffnet. Diese Umsetzung ist noch nicht sehr robust, da das Senden und Empfangen der Nachricht über eine Erkennung eines Legoteils nicht den geforderten Echtzeitanforderungen entspricht. Ebenfalls wäre es besser, wenn sich das Zeitdelay automatisch an die Bandgeschwindikeit anpassen würde und die Dauer der Schrankenöffnung sich an die Größe des erkannten Legoteils.

Planung der Aufgaben für das nächste Semester

Für das kommende Semester wurde anfangs geplant, eine Sortierungsanlage zu entwerfen und realisieren. Leider wurde festgestellt, dass ein größeres Problem bei der Vereinzelung von den Legoteilen besteht. Durch den "Flaschenhals"-Bilderkennung ist es unmöglich allein durch die Laufbandgeschwindigkeits-Differenzen alle Legoteile zu vereinzeln. Das erste Laufband, welches die Legoteile aus dem Bunker auf die nächste Laufband fördert, muss modifiziert werden damit nicht zu viele Teile auf einmal gefördert werden. Als eine der Hauptaufgaben für das nächste Semester wurde die Vereinzelung von Legoteilen vor der Bildverarbeitung festgelegt. Zusätzlich dazu noch andere Aufgaben aus dem Pflichtenheft.[1]

Konzept für Sortieranlage

Abbildung 19: Konzept_Sortierung
Abbildung 20: Konzept CAD

Da es ein Konzept bereits entworfen wurde, wird dieses hier auch dokumentiert (eventuell für zukünftige Aufgaben). Gedacht ist ein durch einem Motor am Rand angetriebene (konstanter Geschwindigkeit) Scheibe mit Gummi- oder Filsbeschichtung (damit die Legoteile nicht abprallen). Welches auf mindestens drei freilaufende Räder mit einem Nut rotierbar gelagert wird. In der Mitte (feststehende runde Platte) soll dann die Verkabelung (entweder elektrische Leitungen für elektro Motoren, oder pneumatische Leitungen für pneumatischen Auswerfern) platziert werden, die entweder elektrischen oder pneumatischen Auswerfern versorgen. Radial zur drehender Scheibe werden Kisten angebracht mit passend gebogenen Führungsblechen (damit die Legoteile immer in die Kisten fallen).

Zum Öffnen des 3D-Modells vom Konzept, laden Sie bitte folgende frei erhältliche Software 3DXML-Player herunter und öffnen Sie die Datei Sortieranlage.3dxml. Um das 3D-Modell zu rotieren, drücken und halten Sie die mittlere und rechte Maustasten fest. Wenn Sie dann die Maus bewegen, dann wird das 3D-Modell in die entsprechende Richtung rotiert. Zoomen: Halten Sie die mittlere Maustaste gedrückt, anschließend die rechte Maustaste antippen und loslassen (mittlere gedrückt halten), Maus nach oben bewegen --> Hineinzoomen, Maus nach unten bewegen --> Herauszoomen.

[1]



Ergebnisse

Anleitung Programmstart

  • Vorbereitung
    • LED-Stecker anschließen
    • Hauptstecker anschließen
    • Hauptschalter betätigen
  • Datenbank starten
    • XAMPP control panel starten
    • Apache Modul starten
    • MySQL Modul starten
  • Matlab Programm öffnen
    • unter SVN\MTR_SDE_Praktikum_2015\SRC die main-datei öffnen
    • Programm starten
  • Baukasten in der GUI auswählen
  • handgezählte Teile eintragen
  • automatischer Zählprozess
    • Motoren werden automatisch gestartet
    • Kästen hinter das Förderband stellen
    • Legoteile in den Bunker füllen
    • Esc-Taste betätigen zur Beendigung des automatischen Zählprozess
  • Motoren werden automatisch ausgeschaltet
  • Inventurliste wird ausgegeben

[5] [3]

Fazit

Abgeschlossene Punkte

  • Einbau eines 24V Netzteils, um Überlast beim Lauf aller Motoren zu verhindern.
  • Bildverarbeitung Differenzierung der Legoteile durch Farbe, Umfang, Fläche, Schwerpunkt, max. "Radius", min. "Radius"
  • Einbindung einer Datenbank mit SQL, zum Verwalten von größeren Datensätzen
  • Aufteilung Legoteile in Baukästen, zu besseren Auswertung der Datensätze
  • Montage von Kabelkanälen zum Schutz und der mechanischen Entlastung der Leitung
  • Montage von Kamerahaltung zum Einstellen und Fixieren der Kamera
  • Montage von Bildverarbeitungskasten für festen halt und optimale Beleutungsverhältnisse
  • Zentrierung der Teile auf dem Fließband zur besseren Bildverarbeitung und zum Auswerfen der (nicht) erkannten Teile
  • Anpassung der Laufbänder: Höhenverstellung und Reduktion von Schleifkontakten
  • GUI2.0: interaktive Benutzeroberfläche über mehrere Seiten
  • Erkennung von mehr als 30 verschiedenen Teilen


Offene Punkte

  • Optimierung der Bildverarbeitung: Mehr Merkmale, weniger Rechenleistung und schnellere Erkennung
  • Bildverarbeitung: Problemfarbe: Schwarz
  • Bildverarbeitung: Einbindung einer "Reinigungsfunktion", welche dem User ein Signal gibt, wenn fälschlicherweise Objekte auf dem Band erkannt werden
  • Datenbank: Füllen der Datenbank mit weiteren Legoteilen bzw. Merkmalswerten
  • Optimierung der Vereinzelung: eine absolute Vereinzelung wäre ideal
  • Teach-In Einbindung in der GUI: Benutzerschnittstelle zu Eingabe und Bearbeitung der Teile
  • GUI Fertigstellung: Optimierung von vorhandenen Programmteilen
  • Schnellerer Durchlauf: Ziel: 60 Teile in 60 Sekunden
  • Videoanleitung zum Erklären der Projektergebnisse
  • Anleitung zum Start der Maschine eine „Broschüre“ mit vielen Bildern
  • Erweiterung der Datenbank um neue Bauteile und Baukästen (z.B. NXT)
  • Merge-Funktion: Auswahl von mehrern Kästen ermöglicht
  • Projektabschluss: Abschlusspräsentation und Dokumentation der Arbeit um künftigen Studiengängen einen besseren Einstig zu ermöglichen.

Mögliche Themen für neue Projektziele

  • Realisierung eines Auswerfers um Teile in bestimmte Kästen zu sortieren
  • Serienproduktion Optimierung der Maschine auf kostengünstige Hardware
  • Rückführung um nicht erkannte Teile wieder zurück in den Prozess zu führen
  • Sortiersystem welche Bauteile kommen zusammen in ein Fach eines Kastens?


[1] [3] [2] [5] [6] [4]

Dokumentation

SVN

Main Funktion : Main-Funktion die alle andere Unterfunktionen aufruft

AutomatischesZaehlen.m

FARBERKENNUNG_V2.m

Merkmalsberechnung_3.m

[1]

Gefährdungsbeurteilung

SVN Link zur Gefährdungsbeurteilung
Eine Anlagenprüfung/Gefährdungsbeurteilung soll im nächsten Semester vorgenommen werden, wenn alle noch anstehenden Anlagenveränderungen vorgenommen wurden [6]

Autoren

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 Autor Christo Tsibadze
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Autor Simon Hanemann
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Autor Niklas Lingenauber
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 Autor Kevin Penner
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Autor Sergej Krause
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 Autor Adam Fankhauser Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Autor: Fankhauser“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert.
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