Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
fablab ruc bloghoved

I dag - måske sidste byggedag på Open Source robotten

Husk der er byggedag på Open Source robotten i dag tirsdag 25/10/2016 kl 16-21 (se her hvad projektet går ud på) - og det kan vel være sidste byggedag et godt stykke tid - for vi er næsten færdig med det fysiske!

Du kan se hvad vi lavede sidste uge her - følgende milepæle nået:

  • Elektromagnetgriber lavet
  • Monteret robotten på skinner så dens arbejdsområde bliver stor nok til industriproduktion - 96 dåser pr. ladning
  • Lavet og monteret steppermotor, tandhjul og tandstang så den kan bevæge sig frem og tilbage på skinnerne
  • Lavet og monteret sensoranordningen. Sensoranordningen har bestanddele fra flere af Fablabbets forskellige produktionsprocesser: Elektronik, baseret på Arduino Open Source hardware microcontroller platformen, kassen som er laserskåret, sensorarmen som er 3d printet, og ventilstudsen som er drejet af messing på drejebænk. Sensoranordningen skal måle 3 ting:
    • Er der ca. korrekt fjedertryk når dåsens ventil presses ned (tyder på at ventilen i dåsen er i orden). Dette måles med en fjeder og en potmeter (vi overvejede om en infrarød afstandsmåler ville være mere pålidelig, ingen bevægelige dele, men nu blev det i hvert fald i første omgang et potmeter.
    • Er der overtryk i dåsen - her bruges en standard flowmåler, fundet på Ebay til 90 kr, som er et skovhjul og en Hall sensor. Vi kunne også have laserskåret den selv, men de 90 kr er en god bytte for den tid det havde taget at selv lave den. Den sensor vi har fundet ligner noget der er beregnet til vand eller kølesystemer.
    • Er der vand i dåsen - så skal den nemlig kasseres grundet frygt for rust. Vi har selv lavet en sensor vi synes er rimelig smart som opdager både vand og vandtåge (hvis der er vand i dåsen, vil samtidig let overtryk være sandsynlig, og føre til at vandet kommer ud som tåge, ikke vand). Sensoren består af en LED laser fra en laserpegepind, en fototransistor og en Arduino, som bemærker om der er nogen ændringer i laserstrålens spredning. Det virker forbavsende godt og koster ialt 65 kr.
    • Sensoren har også den sikkerhedsfunktion (da robotten ikke har andre sensorer) at vi vil opdage hvis der er noget galt, inden for én "dåsecyklus". Robotten vil måske flagre rundt og lave noget uhensigtsmæssigt i 7 sekunder, men ikke i timevis, for indenfor én cyklus vil vi opdage at dåsen ikke ankommer til sensoren som forventet.
  • Bygget rullebånd, med plads til 8 bakker á 12 dåser = 96 dåser pr. "ladning" - så et menneske kan nemt stille det hele klar til robotten, hvorefter robotten kan gå i gang og mennesket kan foretage sig noget mere fornuftigt.

Det der så mangler at blive lavet fysisk er:

  • Ledninger - det gik vi i gang med sidste uge, men det tager tid... Vi har fundet noget 120,75mm2 multikabel på depotet og noget 64 26 AWG (åh de herlige enheder - det svarer så til 0,13mm2. Der skal en del af de "tykke" ledninger til da der er 4 steppermotorer og hver bipolar steppermotor kræver 4 ledninger, så vi har trukket to styk 12*0,75mm2 (der havde servomotorer været sjovere).Så yderligere 2 ledere til elektromagneten. Ang. de "tynde", så har vi slet ikke brug for 64, men nu havde vi den ledning liggende - det vi har brug for af signaler er 3 eller 4 endestopkontakter (den til skinnerne har vi endnu ikke besluttet om skal være på skinnen eller på robotten) samt kommunikation til sensoranordningen. Så en 12 stykker - så vi har rigelig overkapacitet.
  • Indstille motordrivere korrekt. Det tager ikke lang tid, det er bare nogle DIP switche på steppermotordriverne som bestemmer strømbegrænsning, hvor meget microstepping = hvor meget bevægelse betyder én styrepuls m.v.
  • Flytte elektromagneten fra den Open Source robot vi lavde den på til den vi har monteret på skinne (vi har 5 af robotterne, og vi tog tilfældigvis fat i en anden af dem dengang)
  • Endestopkontakt til skinnemotoren. Skal den sidde på skinnen eller robotten? Skal vi bruge microswitch, kapacitativ aftaster eller magnetkontakt?

Ledningsarbejdet tager forbavsende lang tid. Vi kan huske det fra vi byggede robotterne. Det at tegne robotten tog 1-3 dage, afhængigt af hvordan man regner det. Det at skære én robot ud tager ca. en time. Det at samle den fysisk tager måske to timer. Og det at wire den op tager 3-4 timer. Det ville selvfølgelig kunne gå hurtigere hvis man blev øvet - men dette anskueliggør Open Source robottens svaghed. Den del af produktionsprocessen som tager længst tid, har vi overhovedet ikke gjort til genstand for automatisering/en effektiv, fabriksbaseret produktionsproces. Open Source robottens styrke er så at den kan produceres på alle jordens ca. 1000 Fablabs, og at den er supergod til læring og eksperimentering, for man kan ment, og må godt, modde en enkelt del.

Når det fysiske er lavet, er de næste to trin

1) At programmere bevægelserne. Men det er et langt og kedeligt arbejde, mindst 2 arbejdsdage, som ikke er særlig spændende at kigge på, så vi tænker at det ikke egner sig til en byggedag. Men hvis du har lyst til at komme og hjælpe, kontakt os på fablab@ruc.dk så laver vi an aftale!

2) Burn in test. Vi tænker den skal behandle (snydebehandle, ved at den selv flytter dåserne frem og så også selv flytter den tilbage) måske 10.000 dåser. Men det er heller ikke så spændende at kigge på (faktisk må vi hellere finde et afsides kælderlokale den kan være i, så vi ikke bliver vandvittige af lyden. Eller også skal den gøre det om natten når vi ikke er her. Vi burde nok lave en stor tæller som viser hvor mange den har nået :)

Illustration: Privatfoto

Sådan her ca. ser den ud nu.

Spørgsmål til jer:

  • Skal endestopkontakten sidde på skinnen eller robotten? Skal vi bruge microswitch, kapacitativ aftaster eller magnetkontakt?

  • Er der sket noget spændende på softwaresiden siden sidst vi talte om hvad for noget software der skal styre robotten? P.t. (mis)bruger vi GRBL, som er en Arduino firmware som tager G-code og laver det til steppermotorbevægelser - men den er beregnet til simple XYZ maskiner og har ikke nogen forståelse af robottens geometri. P.t. hælder vi stadig mest til at tage udgangspunkt i dét, eller noget vi selv har skrevet, og lægge bevægelserne nede i Arduinoen, for vi kan så godt lide at der ikke er en PC involveret når noget skal være pålideligt - men det kan være vi burde overveje andre muligheder - hvor LinuxCNC måske er den mest oplagt, idet den spiser industri standard G code, og godt kan bibringes en forståelse af robottens geometri (omend de tekst konfigurationsfiler ikke er sjove at arbejde med)

  • Nogen råd i forbindelse med burn in test?

Nicolas Padfield er laboratorieleder på FabLab RUC, teknologiguru på Humtek, datalog, kunstprogrammør og en af skribenterne her på bloggen.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Open Source robottens styrke er så at den kan produceres på alle jordens ca. 1000 Fablabs,

Nej. Den kan ialtfald ikke produceres hos FabLab i Silkeborg, hvor man hverken har en CNC-fræser til at fremstille tandhjul eller en laserskærer til hjemmelavede elektromagneter - og dårlig nok en loddekolbe, der er brugbar til moderne elektronik. FabLab Silkeborg er helt klart kun gearet på folkeskolen og ikke i stand til at lave noget, der skal kunne bruges industrielt 24/7.

I mine øjne er kravet til specialmaskiner netop ét af de helt store problemer med jeres design, da det ødelægger grundidéen. Har man ingen af disse maskiner, kan man ganske simpelt ikke lave robotten, da det er håbløst at save tandhjulene i hånden med bare nogenlunde præcision, og har man et avanceret maskinværksted med CNC maskiner og laserskæring til rådighed, er det da fjollet at lave hele konstruktionen incl. tandhjul i krydsfiner i stedet for i stål. Et tandremsdrev, hvor nogle af hjulene måske oven i købet kunne skaffes fra den lokale autoophugger (knastakseldrev), ville både give langt højere præcision og langt længere levetid.

  • 0
  • 1

Er du sikker på det - eller hvilken præcion er nødvendig som ikke kan opnås med hjælpeværktøjer til at styre en træfil. Hvor skal præcisionen praktiseres?

Og hvordan vil du lave præcise hjælpeværktøjer uden brug af præcisionsmaskiner?

Problemet med de fleste robotter er, at de i modsætning til en arbejder ikke har noget syn, som kan finjustere bevægelsen. Hvis man f.eks. ønsker at skrue en skrue i et hul, skal man ramme inden for få hundrededele mm. Ellers får man ganske simpelt ikke skruen i. Jo dårligere en blind robots præcision er, jo færre seriøse opgaver kan den bruges til.

I dette tilfælde skal den gribe en dåse og teste ventilen. Især det sidste går næppe godt, hvis der er flere mm "slup" og dårlig reproducerbarhed, og det bliver der næsten med garanti, hvis du vil prøve at skære tandhjulene ud med en løvsav og file dem til med en fil på baggrund af nogle streger overført fra et stykke smørrebrødspapir.

Jeg kan ikke rigtig finde "den røde tråd" i konstruktionen. Visse dele agter man at lave selv på trods af, at det i mine øjne bliver noget forfærdelig køkkenbordsfusk og kræver adgang til et meget avanceret maskinværksted, hvorimod det er i helt i orden at købe andre dele som f.eks. stepmotorerne og Arduinoen. Hvorfor denne forskel? Tandhjul og elektromagneter er lige så meget standardvarer som stepmotorer.

Jeg går helt ind for maker-bevægelsen (og river mig p.t. i håret over at åbne mine systemer op mod Arduinoen, som er aldeles elendig til high-speed kommunikation); men skal en konstruktion være let at efterbygge, skal alle dele også være lette at skaffe eller meget lette at lave selv uden brug af specialmaskiner. Det nytter heller ikke noget at finde f.eks. en gammel motorkontaktor og bruge dele fra den, for andre har næsten med garanti ikke samme type kontaktor liggende i skuffen.

  • 0
  • 0

Du har bestemt en pointe og vi er normalt også meget glade for at bruge genbrugsdele - men de virker mest til one offs, for den del man kan finde på autoophugget er forskellig hver gang. Man kan ikke lave én design og lave 5 af dem og dele designet med andre hvis betydelige dele er hentet på autoophug.

Ang. at Fablab Silkeborg endnu ikke har en laserskærer - det håber jeg da snart de får :) Og der er folk derude som har bygget denne robot med en laserskærer, uden en CNC fræser.

De 7 anerkendte Fablabs i Danmark der er på fablabs.io har alle både laserskærer og CNC fræser - og det er dem jeg taler om og linker til.

P.t. ser verden sådan ud at der er en række fablabs som har alle maskinerne som MIT/Fab Foundation mener man "burde have". Og så er der rigtig, rigtig mange steder som kalder sig et fablab, men som reelt kun har maskiner/faciliteter indenfor f.eks. 2 kategorier ud af de 6 man mener et "rigtigt" fablab bør have. Så måske har de kun elektronik og 3d print, men ikke laser eller CNC eller folieskæring eller printpladefremstilling. Så kan man så diskutere, om de burde kalde sig et fablab, men min personlig holdning er at det er dejligt og man skal jo starte et sted :)

  • 0
  • 0

Du har bestemt en pointe og vi er normalt også meget glade for at bruge genbrugsdele - men de virker mest til one offs, for den del man kan finde på autoophugget er forskellig hver gang. Man kan ikke lave én design og lave 5 af dem og dele designet med andre hvis betydelige dele er hentet på autoophug.

Hvilket jo netop også er én af mine pointer:

Det nytter heller ikke noget at finde f.eks. en gammel motorkontaktor og bruge dele fra den, for andre har næsten med garanti ikke samme type kontaktor liggende i skuffen.

Jeg vil dog hellere lede efter bestemte tandremshjul hos en autoophugger fra en række specificerede motortyper end at skulle skære tandhjul ud med en løvsav og så ærgre mig over "slup" i slutresultatet. Det nemmeste og mest reproducerbare er dog bare at købe færdige hjul fra en tandhjulsfabrik.

Så måske har de kun elektronik og 3d print.

Hvilket netop er tilfældet for FabLab Silkeborg; men de flytter snart til helt nybyggede lokaler på Bindslev Plads, hvor de får dobbelt så meget plads, men desværre nok stadig ikke plads til store CNC-maskiner etc. Jeg besøgte dem i foråret i de nuværende lokaler og var meget skuffet over faciliteterne, som slet ikke havde noget at tilbyde erhvervslivet. Det er p.t. udelukkende gearet på folkeskolerne, som kan få lavet lidt 3D print i små størrelser, hvilket er synd for begge parter. Virksomheder har stadig ikke et sted, hvor de kan få lavet "hurtige" prototyper og designstudier, og FabLab'et og dem, der kommer der, får ikke noget input og inspiration om, hvordan tingene laves professionelt i praksis.

  • 1
  • 1

Carsten ang. din Arduino hastighedskvale - som du har helt ret i - har du set Simatic IOT2020? https://www.rs-online.com/designspark/sima...
Den kunne måske godt ligne er god sammensmeltning af Arduino, en hurtigere processor (Intel Quark x1000), og noget der er designet og godkendt af prof. ingeniører ved Siemens

Det er ikke så meget hastigheden af Arduinoen, det er galt med; men UART'en, som slet ikke har bufferfaciliteter til f.eks. 250 kbit/s. Og det gælder også ARM typerne og Arduino kompatible typer fra f.eks. ST Microelectronics.

Simatic IOT2020 kunne være en mulighed; men jeg har ikke kunnet finde nogen data på den. Desuden er jeg ikke vild med Intels CPU'er med deres pagede addressering, og en UART port fra FTDI lover heller ikke godt. Generelt set får man aldrig en USB-Seriel konvertering til at virke mere end omkring 95%, dvs. ikke godt nok til seriøst brug og specielt ikke med konvertere fra FTDI, hvorimod Exar's virker bedre, men stadig ikke stabilt nok til f.eks. industriautomatik, hvor tingene bare skal virke 24/7.

  • 0
  • 1

Problemet med de fleste robotter er, at de i modsætning til en arbejder ikke har noget syn, som kan finjustere bevægelsen. Hvis man f.eks. ønsker at skrue en skrue i et hul, skal man ramme inden for få hundrededele mm. Ellers får man ganske simpelt ikke skruen i. Jo dårligere en blind robots præcision er, jo færre seriøse opgaver kan den bruges til.


Jeg har ikke sat mig ind i hvordan denne robot fungerer, men det behøver jo ikke at være tandstangen der sørger for præcisionen. Den kan i princippet være vild upræcis hvis blot den bringer robotten indenfor rækkevidde. Så kan andre ledende konstruktioner stå for præcisionen.

  • 1
  • 0

Den kan ialtfald ikke produceres hos FabLab i Silkeborg, hvor man hverken har en CNC-fræser til at fremstille tandhjul eller en laserskærer til hjemmelavede elektromagneter

Man kan også snyde lidt og få de laserskårne dele fremstillet hos http://ponoko.com (laserskærer mange materialer undtagen stål) eller http://lasergist.com (laserskærer stål op til 3 mm).

Jeg har selv brugt Lasergist og det gik helt smertefrit og resultatet var fantastisk.

Robotten bliver muligvis lidt dyrere på den måde, men det vil stadig være en meget billig robot. Personligt ville jeg nok overveje at opgradere en stor del af den til stål.

  • 1
  • 0

En konisk kurv vendt på hoved med følere der registrere hvad vej den bliver påvirket fx.

En upræcis robot kan ikke korrigere på baggrund af følerdata, for den risikerer at overkompensere pga. "sluppet", og så går det i sving - først lidt for meget til den ene side, så lidt for meget til den anden etc. Eneste mulighed er føringsarme etc., der styrer hovedet i den rigtige retning; men det går kun, hvis man kun skal til fra én side. Ellers er de i vejen. Har du nogensinde set en professionel industrirobot benytte sig af den slags? Det kan altså blive så fusket, at det kun kan bruges til legetøj.

  • 0
  • 0

Problemet med de fleste robotter er, at de i modsætning til en arbejder ikke har noget syn, som kan finjustere bevægelsen

Ved godt du skriver "de fleste", men synes alligevel lige jeg ville gøre opmærksom på denne. Håndholdt CNC fræser.
Findes desværre ikke i en EU (230V) udgave endnu. Og endnu ikke til metal. Den er dog oprindelig lavet med en dewalt router i, så hvis man er helt vild, kan man vel bare skifte den ud.
https://shapertools.com/

  • 0
  • 0

Ved godt du skriver "de fleste", men synes alligevel lige jeg ville gøre opmærksom på denne. Håndholdt CNC fræser.
Findes desværre ikke i en EU (230V) udgave endnu. Og endnu ikke til metal. Den er dog oprindelig lavet med en dewalt router i, så hvis man er helt vild, kan man vel bare skifte den ud.
https://shapertools.com/


Desværre er der vist lidt ventetid.....:
"A limited number of Origin are available now for pre-sale. Origin will begin to ship September, 2017."
og den bliver nok ikke billig:
"Origin will retail for $2,099 but for buyers who purchase early during the pre-sale, Origin is offered at a discounted rate."

  • 0
  • 0

Ikke at jeg kommentere på CNC-til-rådighed-samtalen, meeen så kan man godt have en præcis robot bestående af upræcise emner, så længe man har styr på sløret og bruger feedback control. Bevares, det bliver uundgåeligt noget juks i nogle arbejdsområder.

  • 0
  • 0

Som jo netop også er upræcise, hvis tandhjulene er lavet pr. håndkraft med løvsav og fil.


Vi kan godt blive enige om at præcisionen selvfølgelig skal være sådan at opgaven kan udføres. Men det er ikke sikkert at vi kan blive enige om hvilke metoder der kan bruges til at opnå dette.
Så længe man kan placere sin robot præcis hvor den skal bruges, så betyder det mindre at vejen dertil ikke kan beskrive i præcise formler.

  • 0
  • 0

Glæder mig til at se hvad en test viser. Så for vi syn for sagen.
Der er jo ikke noget støbt i beton eller andet, som ikke hurtigt kan laves om hvis nødvendigt.

Nicolas upload gerne videoer så vi kan se den køre.

  • 1
  • 0

Det er knapt så slemt hvis sløret er ens for hver gang en bevægelse foretages. Så skal man blot huske at aktivere i samme retning hvergang.

Det duer heller ikke, for du kan ikke starte en bevægelse uden samtidig at tilføre kinetisk energi til robotten. Det får bevægelsen til at fortsætte (inerti), indtil energien fjernes ved at bevægelsen bremses ned. Er der slør eller "slup" i tandhjulene, kører den derfor for langt, med mindre bevægelsen foregår i absolut sneglefart og altid fra samme side, og så er robotten i praksis ubrugelig til andet end legetøj.

I en robot er det lige så vigtigt at kunne stoppe en bevægelse præcist som at kunne starte den, og man kan ikke regne med, at alle bevægelser sker så hurtigt, at bevægelsen altid kan styres efter stoppet.

  • 1
  • 1