Titelaufnahme

Titel
Farbsortiermaschine : Optimierung eines bestehenden Systems
Weitere Titel
Color sorting machine Optimization of an existing system
VerfasserDohr, Mario
GutachterPaulis, Herbert
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Farberkennung / Farbsensor / Sortiermaschine / Sick CS8-4 / Optosensorik / Driftkompensation / True Color Sensoren / Arduino mini pro / WS2812b RGB Led
Schlagwörter (EN)color recognition / color sensor / sorting machine / Sick CS8-4 / optosensorics / drift compensation / true color sensor / Arduino mini pro / WS2812b RGB Led
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Optimierung einer bestehenden Sortiermaschine, welche dem FH Campus Wien zu Repräsentationszwecken dient. Diese Maschine wurde im Rahmen eines vorangegangenen Bachelor Projektes entwickelt und gebaut. Nach Fertigstellung der Maschine und Langzeittestläufen sind einige technische Mängel aufgetreten, welche verbessert werden sollten.

Ziel dieser Arbeit ist es, diese Fehler zu beheben und die Maschine grundlegend zu optimieren. Für Ausstellungszwecke muss der Sortiervorgang möglichst einfach dargestellt, bzw. hervorgehoben werden. Hierfür wird eine visuelle Beleuchtung in das bestehende System integriert, um den Arbeitsvorgang im Inneren besser visualisieren zu können.

Im Vorfeld aufgetretene Fehler, welche die Farberkennung betreffen werden hier ebenso behandelt, um eine möglichst fehlerfreie Detektion gewährleisten zu können. Es werden die technischen Möglichkeiten im Hinblick auf mechanische und elektronische Umbauarbeiten behandelt und miteinander verglichen.

Ein weiterer Punkt mit dem sich diese Arbeit beschäftigt, ist die Optimierung der Bedienung. Die Maschine wurde lediglich über ein Bedienfeld gesteuert und visualisiert. Eine zusätzliche Infrarotschnittstelle für eine Fernbedienung der Maschine soll hier realisiert werden. Somit kann die Maschine über das integrierte Bedienfeld und mit einer frei programmierbaren Infrarotfernbedienung gesteuert werden. Dies soll den Umgang mit der Sortiermaschine erleichtern und die verschiedenen Möglichkeiten der Steuerung einer Maschine dem Betrachter näherbringen.

Des Weiteren wird eine Visualisierung, welche über WLAN mit dem steuernden Mikrocontroller der Maschine kommuniziert, implementiert. Diese webfähige Fernwartung ist allerdings nicht Inhalt dieser Arbeit und wird in einer eigenen Ausarbeitung behandelt.

Bei der visuellen Beleuchtung kommen hier RGB (Rot, Grün, Blau) LEDs zum Einsatz, welche sich speziell durch den integrierten Mikrocontroller auszeichnen. Dies ermöglicht eine gezielte Ansteuerung jeder einzelnen LED. Es kommen LED-Arrays sowie Einzel-LEDs zum Einsatz. Ein weiterer Vorteil dieser LEDs liegt in der Einfachheit der physikalisch benötigten Leitungen. Es wird ein einfacher NRZ (engl. „No Return to Zero“) binärer Leitungscode verwendet.

Die vorliegende Studie beinhaltet zunächst eine kurze Einführung in die Eigenschaften von Licht, welches die Grundlage der Farbdetektion darstellt. Die Farberkennungsmöglichkeiten des menschlichen Auges bis hin zu den verschiedenen technischen Umsetzungen und Lösungen, welche die Erkennung und Unterscheidung verschiedener Farben ermöglicht.

Des Weiteren werden die in den beiden Testläufen aufgetretenen thermischen Probleme der mechanischen Aktoren betrachtet. Hierfür wurde eine aktive und permanente Kühlung erarbeitet und in die Konstruktion integriert.

Die visuelle LED-Steuerung wird hier von einem separaten Mikrocontroller gesteuert, welcher auch die Schnittstelle für die Infrarot Fernbedienung ist.

Zusammenfassung (Englisch)

This bachelor thesis deals with the optimization of an existing sorting machine which serves the FH Campus Wien for representative purposes. This machine was designed and built as part of a former bachelor project. After completion of the machine and long-term test runs, some technical defects have occurred and these problems where tried to be solved.

The aim of this work is to fix the occurred problems and optimize the machine. For a simple shown sorting process at an exhibition, the process should be highlighted with visual effects. The visual effect was integrated into the existing system.

The occurred errors that affect the color detection will also be discussed here in order to ensure an error-free detection. Technical options in terms of mechanical and electronic alterations will be compared and if possible implemented.

Another issue this thesis is dealing with is the optimization of the operation. The machine was controlled and visualized only by a control panel. An additional infrared interface for remote control of the machine has been integrated. Thus the machine can be controlled from the control panel and a programmable infrared remote control. This should facilitate the handling of the sorting machine.

Next is a visualization which communicates via WLAN to the controlling microcontroller of the machine. This Web-enabled remote maintenance is not content of this thesis but will be treated in a separate work.

For the visual lighting RGB (red, green, blue) Led’s are going to be used. These Led´s are especially awarded by their integrated microcontroller. This microcontroller enables targeted control of each Led. Led arrays and individual Led’s are used. The Led’s are using a simple NRZ (engl. “No Return to Zero”) binary line code.

The present study includes the structural makeup, a brief introduction about the properties of light, which is the basis of color detection, color recognition capabilities of the human eye to the various technical implementations and solutions which enable the detection and differentiation of different colors.

Furthermore, the two test runs, occurred thermal problems of mechanical actuators. For this purpose, an active and permanent cooling was developed and integrated into the design.

The Visual Led effects are controlled by a separate microcontroller, which also provides the interface for the infrared remote control.