Aufgaben für das Wintersemester 2023/24

Die Verknüpfung aller Einzelsysteme steht in diesem Semester im Fokus. Bei einem Prototypen wie diesem müssen jedoch weiterhin einige Ressourcen für das Debuggen und Anpassungen in allen Disziplinen aufgewendet werden. Das Team besteht dieses Semester aus insgesamt 7 Studierenden. Drei sind eingeteilt für Software / Elektrik, zwei für Mechanik und eine Person für die Dokumentation und eine Projektleitung.

Elektrik

Für die drei Portalachsen werden mechanische Endschalter implementiert. Die Endschalter werden mit den digitalen Eingängen der Schrittmotoren verkabelt. Pro Achse wird nur eine Richtung mit einem Endschalter ausgestattet. Für die entgegengesetzte Richtung wird ein Softwareendschalter in der Steuerung der Schrittmotoren programmiert.

Mechanik

Um eine zuverlässige Portal Fahrt mit allen Achsen zu ermöglichen, müssen alle Achsführungen so leichtgängig sein, dass es bei den antreibenden Schrittmotoren zu keinem Übersprung kommt und somit die Referenz verloren geht.
Die Schwierigkeit liegt hier vor allem bei den beiden parallel laufenden Achsen der X-Achse, Ungenauigkeiten in der Parallelität wirken sich hier stark aus.
Beim Verfahren ergeben sich schnelle Lastwechsel. Die bisherige Konstruktion halt diesen nicht immer Stand, hier werden Anpassungen durchgeführt die sich erst jetzt durch die praktische Erprobung ergeben haben.

Software

In diesem Bereich fallen die größten Arbeitspakete an. Der Code wird in Python geschrieben, läuft auf einem Raspberry Pi 4 und wird objektorientiert gestaltet. Über eine Schnittstelle zum IT-Gesamtsystem werden über MQTT Befehle angenommen und Rückmeldungen ausgegeben. Die Folgenden Funktionen sollen umgesetzt werden.

  • Empfangen von Befehlen vom IT-Gesamtsystem und von Einzelsystemen. Referenzfahrt, Verfahrpause, Notaus, Koordinaten in drei Dimensionen anfahren, Greifer auf-zu.
  • Ausgabe von Statusmeldungen an IT-Gesamtsystem und Einzelsysteme. Rückmeldung zu Referenzfahrt. Aktuelle Position des Greifers, Fehler Rückmeldung, Status des Greifers.

Aufgaben für das Sommersemester 2023

Im Sommersemester 2023 soll das Projekt Pflanzenroboter abgeschlossen werden. Dazu wurde das Team in zwei Gruppen aufgeteilt. Die Elektrik/Software-Abteilung kümmert sich um das Fertigstellen der Ansteuerung des Roboters und die Abteilung Dokumentation erstellt eine Betriebsanleitung, womit die Fertigstellung komplettiert wird.
Projektübergreifend ist noch zu klären, wie die Kisten zum Pflanzenroboter gebracht werden und wie diese im Rahmen des Roboters befestigt/gehalten werden.

Elektrik/Software

In diesem Semester befasst sich die Abteilung Elektrik/Software mit der exakten Ansteuerung und Positionierung des Greifarms. Zusätzlich erfolgt die Validierung des Roboters inklusive Portalachsen und Greifer.
Im Bereich Software erfolgt ebenso die Konnektivität zu anderen Bauelementen des „Salat-O-Mat“ um alle erforderlichen Daten von Sensoren bereitzustellen.
Restliche Konstruktionsdaten werden parallel in das aktuelle CAD-Programm überführt und eventuelle Anpassungen an dem aktuellen Baustand eingepflegt.

Dokumentation

In der Arbeitsgruppe Dokumentation gilt es eine Bedienungsanleitung inklusive Gefährdungsbeurteilung auszuarbeiten.
Dazu müssen für die Zukaufteile, die aus der Stückliste zu erkennen sind, die Produktmanuals angefordert und herausgesucht werden.
Aus dem vergangenen Wintersemester existiert bereits ein mögliches Inhaltsverzeichnis für eine Bedienungsanleitung, weswegen nun das Befüllen der Kapitel im Vordergrund steht.

Aufgaben für das Wintersemester 2022/23

In diesem Semester wird der Prototyp aus dem vergangenen Semester fertig aufgebaut und es werden Fehler behoben.

Mechanik

In Tests zeigte sich das Problem, dass das Portal zur Werkzeugaufhängung beim Verfahren entlang der X-Achse zu leicht an der Lagerung verkantet. Als Ursachen konnten u. a. die mangelnde Verwindungsstabilität der Portalachse sowie die Lagerung selbst identifiziert werden. Die Portalachse soll daher durch ein Schweißgestell ersetzt werden. Der Antrieb und die Lagerung der X-Achse sollen konstruktiv geändert werden. Für das angepasste Konzept ist auch eine Bestellung neuer Teile notwendig.
Außerdem werden in diesem Semester die noch fehlende Halterungen für die Pflanzkisten gefertigt.

Elektrik und Software

Das Team Elektrik arbeitet am Schaltschrank und den elektrischen Komponenten weiter.
Das Team Software arbeitet in diesem Semester an einer gemeinsamen Benutzeroberfläche mit dem Regalsystem. Anhand dieser soll die Überwachung und Steuerung des Gesamtsystems Salat-O-Mat möglich sein.

Aufgaben für das Wintersemester 2021/22

In diesem Semester werden in der Abteilung Elektronik und Software zwei Teilaufgaben in Gruppen bearbeitet. Ein Team befasst sich mit der Elektronik  und der Software des prototypischen Aufbaus des Pflanzenroboters. Das andere Team entwickelt und erarbeitet das Konzept für die elektronischen Komponenten sowie die Software für das Regalsystem.

In der Abteilung Mechanik werden ebenfalls zwei Teilaufgaben in Gruppen bearbeitet. Ein Team befasst sich mit der Fertigung und dem Aufbau des Pflanzenroboters. Das andere Team entwickelt und erarbeitet ein Konzept für die Regalstruktur, das Deckenmodul und die Versorgung des Regalsystems.

Prototypischer Aufbau der Software und Elektronik

Das im Sommersemester 2021 erarbeitete Konzept für die Elektronik des Pflanzenroboters wird nun umgesetzt, indem ein Prototyp aufgebaut und in Betrieb genommen wird. Alle verbauten Sensoren sind bereit für die Testphase, das GUI ist ansprechbar und die Firmware lauffähig sowie das CAN bzw. CAN Open funktionsfähig. Es werden Tests und Fehleranalysen durchgeführt sowie dabei auftretende Fehler behoben. Eine ausführliche Dokumentation ermöglicht die Optimierung im kommenden Semester.

Aufbau der Elektronik

Das Team „Elektronik T&L“ (Technik und Logistik) hat sich im Laufe des WS 2021/22 mit der Beschaffung fehlender Bauteile, der Strukturierung vorhandener Elektronik-Bauteile und der Erstellung einer Montageanleitung der jeweiligen Baugruppen des Pflanzenroboters beschäftigt. Aufgrund von Lieferverzögerungen und Problemen im Bestellvorgang konnte dieses Semester nicht mit dem geplanten Aufbau begonnen werden. Dennoch wurden wichtige Anpassungen getätigt, welche im vorherigen Semester untergegangen sind, wie z.B. die Änderung auf Schuko Stecker für die Netzteile. Diese Änderung beruht auf der Niederspannungsrichtlinie, welche nur geschultem Personal den Umgang mit Netzspannungen von 230V erlaubt. Die lange Planungsphase und der aktuelle Bestand aller Komponenten ermöglichen einen zügigen Aufbau im kommenden Semester.

Software – Pflanzenroboter

Das Team „Software – Pflanzenroboter“ hat in diesem Semester damit begonnen, das CAN-Netzwerk aufzubauen, Sensoren zu testen, das Senden von Daten an die Firmware via CAN zu ermöglichen sowie die Motorsteuerung zu überprüfen. Aufgrund von Lieferverzögerungen konnten diese und weitere Aufgaben jedoch leider nicht ganz erledigt werden, und fallen für das kommende Semester an. Zunächst müssen im kommenden Semester, alle fehlenden Bauteile und Bibliotheken konfiguriert und einsatzbereit gemacht werden. Wenn der Pflanzenroboter prototypisch aufgebaut ist, werden erste Tests an dem Roboter durchgeführt. Ziel des nächsten Semesters ist es daher, die gesamte Programmierarbeit des Pflanzenroboters und die dazugehörige Kommunikation zu finalisieren.

Prototypischer Aufbau der Mechanik

Die Bestellungen aller für den prototypischen Aufbau des Pflanzenroboters notwendigen Bauteile werden verfolgt und einige Teile in Eigenfertigung hergestellt. Anschließend wird der Prototyp aufgebaut, getestet und verifiziert. Die BOM (Bill of Materials) – Liste und CAD-Modelle einschließlich Teilebenennungen werden stets gepflegt und bei Bedarf überarbeitet. Die Ergebnisse werden unter anderem zu Optimierungszwecken ausführlich für die kommenden Semester dokumentiert.