Pick-and-place-Anwendung: DenStream
Die nachfolgend beschriebene Applikation ist eine beispielhafte Anwendung des DenStream-Bausteins.
Das Beispiel basiert auf den Daten der Pick-and-place-Anwendung. Aus diesem Grund ist ein gutes Verständnis des Pick-and-place-Beispiels eine gute Basis für das Verständnis dieser Applikation. Der Datenzugriff erfolgt auf dieselbe Weise.
Ziel der Anwendung ist es, anhand der bei dem Fräsvorgang ausgeführten Bewegung, die gefrästen Formen in die beiden Gruppen Oval (rot) und Rund (gelb) zu unterteilen.
Die untenstehenden Abbildungen zeigen die einzelnen Bausteine der Applikation.
Die Ablagen für die Werkstücke sind mit jeweils zwei Movern auf der XTS-Strecke befestigt. Daher gibt es pro Ablage zwei Positionswerte, mit denen sich die gefräste Form in einem Scope-Projekt abbilden lässt. Für die Bestimmung der Cluster reicht in diesem Fall eine der Positionen aus, die zu sieben verschiedenen Zeitpunkten während des Fräsvorgangs abgetastet wird. Diese sieben Werte werden anschließend gleichzeitig als einzelne Eingänge im DenStream-Baustein verarbeitet und bilden den sieben-dimensionalen Merkmalsraum.
Mithilfe des Bausteine Position Mover 1 (Multiplexer) und Position Mover 2 (Multiplexer) werden die Position der beiden Mover der Ablage extrahiert, dessen Werkstück aktuell gefräst wird.
Der Baustein Edge Counter (Start Milling) gibt eine steigende Flanke aus, wenn der Fräsvorgang beginnt. Diese wird als Eingang nachfolgender Bausteine benötigt.
Die beiden Downsampling-Bausteine (Sampling Position Mover 1 & Sampling Position Mover 2) speichern über den Fräsvorgang, begonnen mit der steigenden Flanke von bMillerMilling, alle 100 Zyklen (Downsampling Factor) einen Positionswert ab. Die Bausteine sind nur dann aktiv, wenn gerade gefräst wird (bMillerMilling == TRUE).
Die Ausgänge der Downsampling-Bausteine sind jeweils mit einem Eingang eines BatchNShift-Bausteins (Collect Position Mover 1 & Collect Position Mover 2) verknüpft. Diese fassen die Werte in einem Batch zusammen. Die Ausgabe des Batches erfolgt erst, wenn die Anzahl von acht Werten (Buffer Size) erreicht ist.
Abschließend werden die Ausgänge des ersten BatchNShift mit den Eingängen des DenStream-Bausteins verknüpft. Der erste Wert wird verworfen, da die Position zu Beginn des Fräsvorgangs unabhängig von der Fräsform ist und somit für die Klassifikation keinerlei Informationen beinhaltet.
Die Micro-Cluster werden nur dann aktualisiert, wenn der DownsamplingBuffer-Baustein seine Ausgänge aktualisiert. Um die Parameter-Werte für Epsilon und Epsilon (DBSCAN) richtig zu abzuschätzen, können Sie sich in einem Plot die Distanzen zwischen den einzelnen Input-Variablen für die verschiedenen Fräsformen anschauen. Da sich die Fräsformen über die Zeit nicht verändern, ist der Parameter-Wert Lambda sehr gering gewählt und könnte auch auf 0 gesetzt werden.
In den Scope-Charts sind die Ergebnisse aus der Analyse dargestellt.
Wird die Position der beiden Mover einer Ablage in einem XY-Chart darstellt, so zeigen diese die Bewegungskurve, die von den Ablagen während des Fräsens abgefahren wird. Die Bewegungskurve ist im linken Plot schwarz dargestellt. Im dargestellten Zeitabschnitt wurden beide Fräsformen mehrfach abgefahren. Farbig sind die Punkte dargestellt, die als Eingänge für den DenStream-Baustein genutzt wurden. Mithilfe der dynamischen Styles sind die Punkte, in Abhängigkeit des zugeordneten Cluster-Index, farblich unterschiedlich darstellbar. Es ist zu erkennen, dass die Cluster korrekt zugeordnet wurden. Die Punkte, die stellvertretend für die ovale Fräsform stehen, sind türkis, die der anderen sind rot, ihnen wurden also unterschiedliche Cluster-Indizes zugeordnet.
Der Merkmalsraum der Cluster wird nicht angezeigt. Da dieser siebendimensional ist, kann er nicht direkt visualisiert werden. Im rechten Plot sind stellvertretend zwei Merkmale (Input 05 und Input 06) abgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Punkte der beiden Cluster räumlich voneinander getrennt sind