Printer Pick Place

De Printerkop

Tweedejaars casus - 4G031
2012 - 2013

---

Updates:
04-10-2012 - Bas van de Schepop is assistent voor de printercasus
03-10-2012 - Inleverdata poster gewijzigd
02-10-2012 - Door overbelasting van de server zijn heel veel images niet goed gekopieerd, zie #Frequently Asked Questions
28-09-2012 - Inleverdata gewijzigd
21-09-2012 - "Printer Casus" Wiki is online

---

Introductie

Pick and Place machines worden in veel verschillende toepassingen gebruikt, vaak met de schijnbaar simpele taak onderdelen te positioneren. Pick en place machines zijn er in veel verschillende varianten, ieder met een specifieke toepassing. In deze casus wordt gebruik gemaakt van een pick en place machine met een solenoid (elektromagneet) en drie graden van vrijheid. De kop van de robot lijkt een cilindrisch coördinaten systeem te beschrijven, echter, dit is niet het geval. Deze 'gekoppelde' vrijheidsgraden brengen extra uitdagingen met zich mee bij het positioneren van de 'robot end effector'.

Figuur 1

Doel van de casus

Het Doel

Casus omschrijving

Het positioneren van een lichaam ten opzichte van een referentieframe is een probleem dat in veel mechanische systemen terugkomt. Voorbeelden hiervan zijn het positioneren van een printerkop ten opzichte van een vel papier en van de grijper van een assemblagerobot ten opzichte van een printed circuit board. Ter wille van de flexibiliteit en de inzetbaarheid wordt in dergelijke systemen vaak gebruik gemaakt van regelbare motoren. Daarbij wordt de werkelijke positie van het te positioneren lichaam gemeten en vergeleken met de gewenste positie ervan. Het verschil wordt gebruikt om de motoren zodanig aan te sturen, dat het lichaam alsnog naar de gewenste positie gaat. Voor de bepaling van een strategie daarvoor kan gebruik worden gemaakt van een wiskundig model van het systeem. Binnen de regeltechniek zijn vele concepten ontwikkeld om, uitgaande van een (zo eenvoudig mogelijk maar wel bruikbaar) model, te komen tot een algoritme voor de berekening van die motor-besturingssignalen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan P(I)D-regelaars, al dan niet met compensatie voor af te schatten verstoringen zoals wrijving.

Het is de bedoeling om in deze casus het hele proces van een globale probleemstelling tot een werkend systeem te doorlopen. Daarbij moeten in ieder geval aan de orde komen: het leren kennen van de printer die als voorbeeld dient in deze casus, het instrumenteren en het verwerken van meetgegevens met het notebook, het opstellen van een wiskundig model, gevolgd door een bepaling van de relevante modelparameters, het ontwerpen en implementeren van een regelaar, en de beoordeling van de kwaliteit van het geregelde systeem, dit laatste zowel ten aanzien van de prestatie in het tijddomein als (b.v. via een model) de stabiliteitsmarges van het geregelde systeem.

Praktische informatie

De Casuscoördinator is René van de Molengraft (, GEM-Z -1.141).

Voor practische vragen en de experimenten kun je terecht bij: Student assistent "De Pick and Place Casus": Jacco Hubregtse (j.hubregtse@student.tue.nl).

Heb je een vraag? Kijk dan eerst in de #Frequently Asked Questions. De lijst met vragen zal gedurende de casus uitgebreid worden.

De laatste informatie betreffende de casus is te vinden op deze internetpagina. Looptijd van de casus: LOOPTIJD.

Verder is het verplicht om aanwezig te zijn tijdens de groepsbijeenkomsten en het casus ondersteunend college. Ben je niet aanwezig, neem dan contact op met Marloes de Clercq-Maas (, GEM-Z 1.119).

Indeling OGO groepen

Groep	Tutor	Zaal	Tijdstip woensdag	Tijdstip vrijdgag
1	Sava Marinkov	WL OGO 9	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
2	Sava Marinkov	WL OGO 9	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
3	Rob Hoogendijk	WL OGO 10	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
4	Rob Hoogendijk	WL OGO 10	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
5	Jos Elfring	WL OGO 11	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
6	Jos Elfring	WL OGO 11	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
7	Michael Ronde	WL OGO 12	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
8	Michael Ronde	WL OGO 12	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
9	Cesar Lopez	WL OGO 13	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
10	Cesar Lopez	WL OGO 13	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
11	Jacqueline Voncken	WL OGO 14	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
12	Jacqueline Voncken	WL OGO 14	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
13	Ric Jacobs	WL OGO 15	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
14	Ric Jacobs	WL OGO 15	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
15	Rick van der Maas	WL OGO 16	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
16	Rick van der Maas	WL OGO 16	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45
17	Emilia Silvas	WL OGO 17	08.45 – 09.45	08.45 – 09.45
18	Emilia Silvas	WL OGO 17	09.45 – 10.45	09.45 – 10.45

\* = Aangepaste tijden ten opzichte van andere groepen.

Casus ondersteunend college

Bij deze casus wordt één casusondersteunend college (COC) gehouden te weten op: Donderdag 27 september 2012, 1e + 2e uur uur (08.45 – 10.30 uur) in AUD 07.

Afronding en Beoordeling

De afronding van de casus bestaat uit een viertal onderdelen:

1. Een presentatie (in het nederlands) van 10 minuten per groep over modelvorming en regelaarontwerp van de printerkop en de reeds uitgevoerde experimenten. Alle groepsleden moeten voorbereid zijn om de presentatie te houden. Na de presentatie verdedigen de groepsleden gedurende 5 minuten hun werk in een discussie met andere groepen en een jury van experts. De complete set presentatiefiles (.odp, .pdf, .ppt etc.) dienen digitaal te zijn aangeleverd op donderdag 18 Oktober 2012 voor 13:00 uur
2. De software waarin de regelaar is geïmplementeerd (.mdl, .m etc.). Deze files dienen digitaal te zijn aangeleverd op donderdag 18 Oktober 2012 voor 13:00 uur
3. Een poster over de prestatie van de geregelde printerkop, geëvalueerd in relatie tot de vooraf opgestelde specificaties, en met een reeks heldere conclusies en aanbevelingen. Deze poster dient digitaal te zijn aangeleverd op donderdag 25 Oktober 2012 voor 13:00 uur
4. Een videofilm van maximaal 1 minuut over het resultaat, d.w.z. met demonstratie van de geregelde printer en visualisatie van de resultaten. Deze film dient digitaal te zijn aangeleverd op donderdag 25 Oktober 2012 voor 13:00 uur

LET OP: De inleverdata zijn gewijzigd, de data op deze WIKI zijn de geldende deadlines.

Presentatie

De presentatie mag 10 minuten duren. Wees goed voorbereid en spreek rustig en duidelijk. Als je video of flash bestanden in je presentatie hebt, test dan of deze ook werken op een extern scherm / beamer. Het is de bedoeling dat na iedere presentatie een discussie wordt gehouden van ongeveer 5 minuten. Het wordt zeer gewaardeerd als ook de andere OGO-groepen zich in deze discussie mengen.

Lever de presentatie in op donderdag 18 Oktober 2012 voor 13:00 uur. Geef de file de volgende filename: "OGO_XX_Presentatie.YYY", Waarbij "XX" staat voor het groepnummer en "YYY" de bestandsextensie is. Templates voor de presentatie kunnen gedownload worden van: Presentation Templates, van het Communicatie Expertise Centrum.

Het presentatie schema is hier onder weergegeven:

Groep	Datum	Zaal	Tijd

Poster

Denk er bij het maken van de poster aan dat het publiek uit specialisten bestaat; een introductie met een foto van de opstelling en een uitgebreide uitleg over de aansluitingen is bijvoorbeeld overbodig. De file: 'How to make a successful poster' is slechts ter assistentie, het is geen richtlijn. media:PosterHowTo.pdf.

Templates voor de poster kunnen gedownload worden van: Poster Templates, van het Communicatie Expertise Centrum. Zorg ervoor dat de poster is voorzien van namen, identiteitsnummers en groepnummer.

Video en Software

Geef de video file de naam: "OGO_XX_Video.YYY", Waarbij "XX" staat voor het groepnummer en "YYY" de bestandsextensie is. Zorg dat in de video de namen, identiteitsnummers en het groepsnummer is vermeld. De video moet ongeveer 1 minuut lang zijn.

Stop alle gemaakte files (.m, .mdl, .mat, enz) in een *.rar bestand met de file naam: "OGO_XX_Software.rar", Waarbij "XX" staat voor het groepnummer. Zorg ervoor dat de code leesbaar is en dat er bruikbaar commentaar bij staat.

Experimenten

Voor het gebruik van een opstelling dien je je in te schrijven op de daarvoor bestemde inschrijflijsten in SEL3. Hierbij mag je als groep iedere keer maximaal 1 keer tegelijk voor 1 opstelling inschrijven. Aan de balie in SEL3 kun je de benodigde E/Box en toebehoren lenen.

De handleiding voor de experimenten kan gevonden worden onder: Printer Casus Ebox/Experiments manual.

Literatuur

Literatuur die bij deze casus van pas zal komen is:

• G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini; Feedback Control of Dynamic Systems, 3th edition, Addison-Wesley, 1994
• Handleiding van MATLAB en Simulink. MathWorks

Frequently Asked Questions

Ubuntu start niet

Boot onder windows en controleer de grootte van de ebox_root.disk file. Deze moet 31.188.844.544 bytes groot zijn (zie properties/eigenschappen). Is dit niet het geval, dan kun je de ebox_root.disk handmatig kopieren van de server.

Tijdens compilen krijg je een error of een conflict in sampling tijden (0.001 en 1/2048)

Update en installeer de software (vanaf r355 is dit opgelost) Update to the latest software en Compiling and installation the software. Start vervolgens vanaf een nieuwe kopie van het printer01 model

Tijdens compilen krijg ik errors met "undefined function or variable ref_part"

Dubbelklik op het ref3 blok en klik op accept voor het builden

svn_update werk niet

Voer het volgende commando uit in een terminal

   svn checkout https://e-box.wtb.tue.nl/svn/e-box/trunk/src/E-box/ /home/ebox/svn/trunk/src/E-box/

In de terminal waar de executable draait komt repeterend

   Error occurred getting packet header.
   Error occurred in rt_PktServerWork.
   Disconnecting from host!
   

   Error occurred getting packet header.
   Error occurred in rt_PktServerWork.
   Disconnecting from host!

te staan. Dit is een bekende Linux gerelateerde bug die meestal op te lossen is met een reboot van de pc, of door een andere pc gebruiken.

De scope in Simulink laat alleen het laatste stuk meetdata zien

Gebruik "To Workspace" blokken. Voor een model met naam printer_01.mdl wordt er een printer_01.mat file aangemaakt. Daarin staan de gemeten signalen, bijvoorbeeld rt_simout. De naam van het signaal simout kan je wijzigen, dubbelklik op het "To workspace" blok!

Error(s) encountered while building model "printer01"

Als je deze fout krijgt moet je even de inhoud van je script kopieren en je script afsluiten. Daarna verwijder je alle versies van je script die op je laptop staan, MATLAB doet hier op de een of andere manier moeilijk over, het is dus raadzaam om online of op een losgekoppelde usb stick een backup te hebben. Zet daarna de originele printer01.mdl file terug, open het model, ga naar het venster 'printer01/Enabled controller *' of dubbelklik op Enabled controller in het 'printer01*' venster. Verwijder alles wat er in dit venster staat en plak je gekopieerde script terug en compile. Als je nog errors krijgt over de step size verander je die van 1/1000 naar 1/2048 of andersom. Met het volgende script kun je alle printer01.mdl bestanden in een keer verwijderen van je ubuntu installatie, vervang printer01.mdl door jouw modelnaam.mdl:

cd /home/ebox; find . -type f -name "printer01.mdl" -exec rm -f {} \;

Er is ook een script dat voor jou alle printer01.mdl's verwijdert, en daarna de originele printer01.mdl voor jou terugzet, gewoon de map in de zip ergens plaatsen en het script herstel.sh uitvoeren door te dubbelklikken. https://dl.dropbox.com/u/49462631/herstelscript.zip Kopieer de inhoud uit je eigen model in printer01 in de standaardmap. Noem je eigen model anders dan printer01. In het hoofdbestand moet je nog twee pijltjes opnieuw verbinden. Sla het nieuwe bestand op onder een andere naam. Dit moet het probleem verhelpen.