Pick-and-place-Anwendung: Korrelation
Die nachfolgend beschriebene Applikation ist eine beispielhafte Anwendung des CorrelationFunctionReference-Bausteins.
Das Beispiel basiert auf den Daten der Pick-and-place-Anwendung. Aus diesem Grund ist die 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 zwei Gruppen Oval (rot) und Rund (gelb) zu unterteilen.
Die Bewegung eines der beiden Mover, auf denen die Ablage befestigt ist, wurde zuvor für die beiden Formen aufgezeichnet und liegt in den Dateien MillingShape1.tas und MillingShape2.tas für die beiden verschiedenen Fräsformen vor. Diese Sequenzen werden jeweils mit dem aktuellen Bewegungsmuster korreliert. Anhand des maximalen Koeffizienten, den der CorrelationFunctionReference-Baustein ausgibt, wird bestimmt, ob die Formen übereinstimmen oder nicht.
Anhand des Ausgangswertes Maximizing Lag des CorrelationFunctionReference-Bausteins wird bestimmt mit wie vielen Zyklen Verzögerung die Form abgefahren wird, nachdem der Fräser eingeschaltet wurde.
Die untenstehenden Abbildungen zeigen die einzelnen Bausteine der Applikation.
Mithilfe des Bausteins Position Mover 1 (Multiplexer) wird die Position des ersten Movers extrahiert, der zu der Ablage gehört, dessen Werkstück aktuell gefräst wird. Dies ist der Mover, für den das Bewegungsprofil über den Verlauf des Fräsvorgangs für die beiden Formen vorliegt. Für die Analyse ist es nicht erforderlich, beide Mover einer Ablage zu betrachten, da die Mover in einem konstant bleibenden Abstand zueinander montiert sind und damit dasselbe Bewegungsprofil aufweisen.
Der Baustein Edge Counter (Start Milling) gibt eine steigende Flanke aus, wenn der Fräsvorgang beginnt. Diese Flanke wird als Eingang für nachfolgende Bausteine benötigt.
Die Berechnungen der Korrelationen werden für jede Fräsform einzeln in einem separaten Netzwerk durchgeführt.
In dem Baustein Compare with Shape 1 (Correlation Function Reference) wird die Position des Movers (Result-Ausgang des Multiplexer-Bausteins) mit dem aufgenommenen Signal der ersten Form korreliert. Die Korrelationsberechnung startet jeweils mit dem Einschalten der Fräse. Dies wird durch das Verknüpfen des Reset-Eingangs mit der steigenden Flanke zum Einschalten der Fräse (Edge-Ausgang des Start Milling (Edge Counter 1Ch)) erreicht. Denn mit jeder steigenden Flanke dieses Bausteins beginnt die Korrelationsberechnung erneut.
 | Vor dem Start der Applikation muss der Pfad zu der Referenzdatei gesetzt werden. Die Referenzdatei befindet sich im Projektverzeichnis in dem Ordner „Teach\MillingShape1\MillingShape1.tas“. |
Um nur dann neue Ergebnisse zu erhalten, wenn gefräst wird, ist der Enable Execution-Eingang des Korrelationsbausteins verknüpft. Hier wird der Ausgang Is On des nachfolgenden Bausteins Period of Signal 1 (Edge Counter OnOff 2Ch) verknüpft. Dieser wird TRUE, wenn der Fräser eingeschaltet wird und wieder FALSE, wenn alle Werte aus der Datei einmal für die Korrelationsberechnung genutzt wurden und der Korrelationsbaustein seine Ausgänge aktualisiert hat. Der Baustein Check if shape 1 (Logic Operation Counter) gibt TRUE zurück, wenn der maximale Pearson-Korrelationskoeffizient nach dem Vergleich der Sequenzen größer als 0.98 ist. Auf diesem Weg wird auch die Anzahl der gefrästen Teile mit der Form 1 gezählt.
Für die Fräsvorgänge, die der ersten Form zugeordnet werden, wird im Baustein Cycles before Milling Shape 1 (Histogram 1Ch) die Verteilung der Anzahl an Zyklen ermittelt, die zwischen Einschalten des Fräsers und Abfahren der Kontur gelegen haben
Die Korrelationsberechnung der zweiten Fräsform erfolgt analog in einem separaten Netzwerk.
In den unten dargestellten Scope-Plots werden die Ergebnisse aus der Analyse visualisiert.
Im oberen linken Chart sind die Eingänge und der Result-Ausgang des Multiplexers dargestellt. Erkennbar ist, dass der Mover eine sinusförmige Bahn abfährt, wenn sich die entsprechende Ablage in der Position der Fräse befindet.
Im unteren linken Chart ist der Result-Ausgang des Multiplexers rot abgebildet. Die beiden Bausteine Check if shape 1 (Logic Operation Counter) und Check if shape 2 (Logic Operation Counter) haben jeweils einen Ausschlag (pink und lila), wenn die korrelierte Sequenz einen maximalen Koeffizienten (gelb und orange) größer als 0.98 erzielt hat. Im gezeigten Ausschnitt kann überprüft werden, dass diese Ergebnisse mit den verschiedenen Kurven des Result-Ausgangs des Multiplexers übereinstimmen. In blau und grün sind außerdem die entsprechenden Maximizing Lag-Ausgänge der Korrelationsbausteine dargestellt.
Im linken der beiden Bar Charts sind die Maximizing Lag-Ausgänge der Korrelationsbausteine dargestellt. Sie ergeben sich aus den Ergebnissen der Histogramm-Bausteine. Beide Formen erzeugen große Ausschläge bei einem Lag von 23 sowie einem Lag von 33 und einen kleinen Ausschlag bei einem Lag von Lag 28. Die erste Form erzeugt einen einmaligen Lag von 43 Zyklen.
Das rechte Bar Chart zeigt die Anzahl von Teilen die Form 1 und 2 zugeordnet wurden. Der ersten Form wurden 259 und der zweiten Form 172 Teile zugeordnet.