13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024 Zbornik povzetkov študentskih projektov Urednika Uroš Župerl Aleš Hace Naslov Title Podnaslov Subtitle Uredniki Editors Tehnicna urednika Technical editors Oblikovanje ovitka Cover designer Grafika na ovitku Cover graphics Graficne priloge Graphics material Konferenca Conference Datum in kraj Date and place Organizacijski odbor Organizing committee Založnik Published by So-izdajatelj Co-issued by So-izdajatelj Co-issued by 13. letna konferenca mehatronike 2024 13th Annual Conference of Mechatronics 2024 Zbornik povzetkov študentskih projektov Book of Abstracts, Student Projects Uroš Župerl (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo) Aleš Hace (Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko) Jan Perša (Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba) Ina Vivian Likar (Univerza v Mariboru, Filozofska fakulteta, študentka) Uroš Župerl (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo) UM FS in UM FERI (logotip konference), 2017 Vsi viri so lastni, ce ni navedeno drugace.Avtorji prispevkov in Župerl, Hace (urednika), 2024 13. letna konferenca mehatronike 2024 27. junij 2024, Maribor, Slovenija Aleš Hace (Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko), Simon Pevec (Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko), Uroš Župerl (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo), Timi Karner (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo), Darko Hercog (Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko), Alenka Hren (Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko) in Vito Tic (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo). Univerzitetna založba Univerze v Mariboru Slomškov trg 15, 2000 Maribor, Slovenija https://press.um.si, zalozba@um.si Univerza v Mariboru Fakulteta za strojništvo Smetanova ulica 17, 2000 Maribor, Slovenija https://fs.um.si, fs@um.si Univerza v Mariboru Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Koroška cesta 46, 2000 Maribor, Slovenija http://www.feri.um.si, feri@um.si Izdaja Edition Prva izdaja Vrste izdajePublication type E-knjiga Dostopno naAvailabe at http://press.um.si/index.php/ump/catalog/book/896 Izid Published Maribor, avgust 2024 © Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba / University of Maribor, University Press Besedilo/ Text © avtorji in Župerl, Hace (urednika), 2024 To delo je objavljeno pod licenco Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna. / This work is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International License. Uporabnikom je dovoljeno tako nekomercialno kot tudi komercialno reproduciranje, distribuiranje, dajanje v najem, javna priobcitev in predelava avtorskega dela, pod pogojem, da navedejo avtorja izvirnega dela. Vsa gradiva tretjih oseb v tej knjigi so objavljena pod licenco Creative Commons, razen ce to ni navedeno drugace. Ce želite ponovno uporabiti gradivo tretjih oseb, ki ni zajeto v licenci Creative Commons, boste morali pridobiti dovoljenje neposredno od imetnika avtorskih pravic. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ CIP -Kataložni zapis o publikacijiUniverzitetna knjižnica Maribor 007.5:681.5(082)(0.034.2) LETNA konferenca mehatronike (13 ; 2024 ; Maribor) 13. letna konferenca mehatronike 2024 [Elektronski vir] : zbornik povzetkov študentskih projektov / urednika Uroš Župerl, Aleš Hace. -1. izd. -Maribor : Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba, 2024 Nacin dostopa (URL): https://press.um.si/index.php/ump/catalog/book/896ISBN 978-961-286-887-1 (WEB, pdf)doi: 10.18690/um.fs.4.2024COBISS.SI-ID 202094339 ISBN 978-961-286-887-1 (pdf) DOI https://doi.org/10.18690/um.fs.4.2024 Cena Price Brezplacni izvod Odgovorna oseba založnika Prof. dr. Zdravko Kacic, For publisher rektor Univerze v Mariboru Citiranje Župerl, U., Hace, A. (ur.). (2024). 13. letna konferenca mehatronike 2024: zbornik Attribution povzetkov študentskih projektov. Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba. doi: 10.18690/um.fs.4.2024 Kazalo Energetsko samooskrbna svetolobna tabla -strojna oprema Dino Domislovic-Brkic, Martin Degac, Leo Žugec 3 Mikrokrmilniški sistem za vodenje energetsko samooskrbne svetlobne table 5 Simon Roždak, Gabriel Uršanic Vodenje virtualnih procesov: Zalogovnik 7 Maj Cerne, Luka Derencin, Patrik Kožar Vodenje virtualnih procesov: Paletizer Florijan Štukelj, Jurij Žnidaric 9 RobotStudio -simulacija varjenja z ArcWelding PowerPac Žan Debelec, Kevin Štukelj, Staš Doberšek 11 RobotStudio -uporaba OPC UA protokola za komunikacijo s Siemens S7-1500 13 Vid Planjšek, Timotej Krajnc RobotStudio – uporaba SafeMove opcije 15 Fran Tesla, Hristina Nikolovska, Andrija Vukic RobotStudio – robot na mobilni podlagi 17 Gašper Bezjak, Aljoša Topolovec Potocnik, Lan Malek Vzpostavitev komunikacije med Siemens krmilnikom in KUKA robotom na PROFISafe protokolu 19 Luka Derencin, Timotej Krajnc, Vid Plajnšek RobotStudio-Integrated Vision 21 Gašper Bezjak, Lan Malek, Aljoša Topolovec Potocnik Koncept pametne tovarne v laboratoriju 23 Žan Debelec, Staš Doberšek, Kevin Štukelj Povh Razpoznavanje in sortiranje izdelkov s pomocjo robota UR5 in bralnika crtnih kod 25 Florijan Štukelj, Jurij Žnidaric Avtomatizirano razvršcanje predmetov z Beckhoff krmilnikom in racunalniškim vidom (AvtoSort) 27 Maj Cerne, Patrik Kožar KAZALO Kinematicno umerjanje serijskega robota z lasersko sledilno napravo 29 Andrija Vukic, Hristina Nikolovska Krmiljenje pnevmatskega sistema s programskim krmilnikom PC Worx SRT in komunikacijskim vmesnikom31 Žiga Zagorec, Gašper Vegel, Nik Škorja Avtonomni mobilni robot 35 Ivan Lazic, Marko Kovacec, Tilen Ekart, Alex Pavalec, Nik Rantaša, Jure Žunkovic Solarna prikolica za kolo 37 Jan Gracnar, Aljaž Krivokapic, Staš Miklic Solarni napajalni vir Aleksander Kos, Žan Letonja 39 AGV – Izdelava programske, elektricne in strojne dokumentacijeAljaž Slapšak, Franc Šrumpf 41 AGV – Krmiljenje motorjev s pomocjo Raspberry pi 4 in programa Matlab 43 Rene Potocnik, Jan Križan, Nikola Prelic AGV – Konstruiranje ogrodja AGV vozila 45 Domen Sulcer, Alex Recek, Dominik Mlinar AGV – Zajemanje podatkov z LIDAR senzorja s pomocjo Raspberry PI 4 in Matlab/Simulink programom; 47 Uroš Uhan, Jaka Grabner, Gašper Zupan Vzpostavitev PROFINet komunikacije med tracnim transporterjem, Kuka robotom in Siemens PLK-jem 49 Tine Tomšic, Lan Senica, Bernard Belec Uporaba laserja za detekcijo komadov s pomocjo ABB IRB1200 robota 51 Nejc Trnovšek, Aljaž Dokl Nadgradnja transportnega vozicka in povezava polnilne enote baterije dirkalnika Formula 53 Žiga Janežic Merjenje napolnjenosti dveh zaporedno vezanih Li-ion-skih baterij s pomocjo mobilnega telefona55 Filip Kosi, Matevž Šavora Uporaba regulacijskih hidravlicnih ventilov 57 Gašper Pungartnik, Jakob Jurak Nadgradnja aplikacije sestavljanja Rubikove kocke s pomocjo dveh kolaborativnih robotov UR3 59 Dejan Grobin, Blaž Krevh Sortiranje izdelkov s pomocjo industrijskega robota in 3D TOF kamere 61 Tadej Viher Modularni hidravlicni vpenjalni modul 63 Jakob Florjan, Stefanija Veljanovska, Mario Tuša Razvoj 3D merilnega sistema z uporabo kamere SICK Ranger 3 65 Samo Zadravec, Nik Lipovnik Razvoj enoprstih primal nanopreciznega robota 67 Jernej Nezman, Jan Gomboši Priprava in izdelava elektronskih tiskanih vezij ( PCB ) za elektricno formulo 69 Anej Vozelj, Jan Nipic Konceptno vozilo za strma pobocja 71 Matevž Pecnik, Primož Petek Izdelava PC APP-a za izpis temperature in napetosti ter ostalih parametrov BMS-a preko CAN to USB pretvornika73 Luka Rušnik, Oskar Šonc Uporaba CAD/CAM programov v simulacijskem okolju RoboDK 77 Luka Sakac, Sandi Ferleš Odcitavanje in uporaba senzorjev robota NAO za namene izvajanja razlicnih aplikacij 79 Jan Soto Vargas, Rok Pulko Testiranje 3D tiskane proteze s pomocjo robota 81 Žan Sotošek, Žan Ocvirk Avtomatizirana industrijska celica za paletizacijo 83 Zala Slapnik Implementacija hitrostno regulirane hidravlicne kompaktne servoosi Aleksander Završnik, Žiga Lorger 85 Inteligentno pobiranje objektov z robotom UR5 87 Primož Kobale, Gregor Korže Krmiljenje vrtalne enote s Festo CECC krmilnikom (CoDeSys) in implementacija v koncept I4.0 89 Denis Marš, Jure Golavšek Razvoj in implementacija inteligentnega sistem za klasifikacijo in sortiranje krompirja: IPOTATO 91 Taja Pec, Matic Furlan, Žiga Markovic KAZALO Razvoj robotiziranega sistema za obiranje jagodicevja David Žetko, Emil Maltar, Karlo Šaric 93 Testiranje MEMS senzorja Avgust Sakelšek 95 Vizualizacija vodenja hidravlicnega cilindra Aljaž Jerenko 97 Izdelava in aktivacija Hasel umetne mišice Miha Ciglaric 99 Sistem za daljinski (IoT) nadzor sistemov elektricnega plovila Erik Voh 101 VS MEHATRONIKA ENERGETSKO SAMOOSKRBNA SVETLOBNA TABLA: STROJNA OPREMA LEO ŽUGEC, DINO DOMISLOVIC-BRKIC,MARTIN DEGAC Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Alenka Hren Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mag. Marijan Španer Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Cilj našega projekta je izdelati LED tablo s prilagodljivo kolicino svetlobe, ki služi kot platforma za oglaševanje razlicnih institucij. Kot napajanje naše table smo narocili LiFePO4 baterije, katerih funkcije upravlja BMS (Baterijski upravljavski sistem). Baterije polnimo s pomocjo soncnega panela, ki smo ga povezali preko sistema Victron MPPT, ki nam omogoca dodatno optimizacijo polnjenja baterij. Za nacin osvetljevanja table smo izbrali LED module za osvetlitev ozadja, ki imajo širokokotne, a kratke svetlobne žarke, ki enakomerno osvetlijo platno, na katerem je natisnjen logo institucije. Zamisel je, da kolicino svetlobe avtomatsko upravlja mikrokrmilnik ESP-32-S3 glede na doba dneva, stanje baterije in kolicino svetlobe zunaj. Na žalost baterije niso prispele pravocasno in nismo mogli dobiti elektricarja, da bi potegnili kable na streho fakultete, kjer bi se solarni panel nahajal. Zato našo tablo rocno upravljamo s PŠM vezjem, ki smo ga sami izdelali. Izbrali smo dobro znan slogan "Pridi na FERI". Zahvaljujoc temu projektu smo se naucili mnogo novih stvari na podrocju elektronike, oblikovali smo prakticen primer necesa, kar je koristno v vsaki instituciji, ki se želi oglaševati ali pokazati znak zahvale svojim sponzorjem. Zato menimo, da je ta projekt uspešen, saj smo razširili svoje znanje in ustvarili nekaj, kar se lahko zelo enostavno uporablja v vsakodnevnih situacijah. Žal nam je le, ker nam ni uspelo dokoncati celotnega projekta tako, kot je bil zamišljen. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: PŠM tiskano vezje Vir: lasten Slika 2: Tabla na fakulteti Vir: lasten Kljucne besede: LED svetlobna tabla, LiFePO4 baterije, BMS, MPPT, LED moduli za osvetlitev ozadja, PŠM tiskano vezje MIKROKRMILNIŠKI SISTEM ZA VODENJE ENERGETSKO SAMOOSKRBNE SVETLOBNE TABLE GABRIEL URŠANIC,SIMON ROŽĐAK Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Alenka Hren Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mag. Marijan Španer Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Naloga je zahtevala uporabo mikrokrmilnika ESP32-S3 za vodenje energetsko samooskrbne svetlobne table z izvajanjem dolocenih funkcij. Glavni cilj je bil razviti program, ki bi se prilagajal razlicnim parametrom, pridobljenim s senzorji ali preko komunikacije z drugimi komponentami. Prvi in kljucni parameter je bil odstotek napolnjenosti baterije, ki se je pridobil preko serijske komunikacije s polnilcem baterije (Victron Energy MPPT). Posebno pozornost smo namenili nacinu komunikacije, protokolu in frekvenci komunikacije ter vzpostavitvi povezave za pridobivanje in obdelavo podatkov o stanju napolnjenosti baterije. Drugi parameter je bila casovna informacija, ki se je nanašala na delovni cas fakultete. Za zagotovitev pravilnega delovanja programa smo razvili program za pridobivanje in obdelavo informacij o casu in dnevu ter ustrezno reakcijo na te podatke. Tretji parameter je vkljuceval osvetljenost prostora, merjeno s senzorjem osvetljenosti. Raziskali smo, kakšne podatke bo senzor posredoval in kako jih program interpretira. Na podlagi zbranih podatkov je program upravljal osvetlitev s pomocjo pulzno-širinske modulacije (PWM), pri cemer smo dolocili ustrezno frekvenco in obmocje krmilnega signala. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Posebno pozornost smo namenili zagotavljanju, da se baterija ne izprazni popolnoma, saj sistem deluje neodvisno od omrežne napetosti. Kljucne besede: ESP32-S3, baterija, napolnjenost, senzor osvetljenosti, pulzno-širinska modulacija VODENJE VIRTUALNIH PROCESOV: ZALOGOVNIK PATRIK KOŽAR, MAJ CERNE,LUKA DERENCIN Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Alenka Hren Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko racunalništvo in informatiko mentorica Za projekt »Vodenje virtualnih procesov s pomocjo realnega krmilnika« smo v programskem okolju TIA portal in Machines Simulator sprogramirali napravo, ki izvaja avtomatsko nalaganje in razlaganje palet v regalnem skladišcu. V programskem okolju TIA Portal smo izdelovali oz. pisali program, ki smo ga naložili na logicni krmilnik, ki je nato izvajal krmilno nalogo. Krmilnik, ki smo ga uporabili je bil Siemens S7-1200 s strojno opremo 1214C DC/DC/DC. V programskem okolju Machines Simulator smo na že vnaprej kreirani napravi (»Machine«) izvedli sekvence nalaganja in razlaganja palet v regalnem skladišcu. Machines Simulator je ukaze iz krmilnika dobival s pomocjo vhodno/izhodne kartice Phidget Interface Kit, ki ima prav tako kot krmilnik, doloceno število vhodov in izhodov. Program deluje periodicno in sicer tako, da se najprej izvede transport palete na izbrano odlagalno mesto, nato pa še transport iste palete do izhodnega odlagalnega mesta. Izdelana aplikacija vsebuje tudi HMI (»Human-Machine Interface«) zaslon, na katerem se nahajata tipki Start in Stop, ter vnosno polje, s katerima se doloci pozicija odlagalnega mesta. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Regalno skladišce v Machines Simulator-ju Vir: lasten Slika 2: Zacetni HMI zaslon Vir: lasten Slika 3: HMI zaslon Vir: lasten Kljucne besede: TIA Portal, Machines Simulator, krmilnik, zalogovnik, HMI zaslon VODENJE VIRTUALNIH PROCESOV: PALETIZER JURIJ ŽNIDARIC,FLORIJAN ŠTUKELJ Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Alenka Hren Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorica Izbrala sva projekt Paletizer. Po navodilih sva sestavila program za avtomatski nacin delovanja, nato pa še HMI za spremljanje avtomatskega nacina in krmiljenje celotnega sistema v rocnem nacinu. Uporabila sva že obstojeco simulacijo v Machine Simulatorju. Cilj projekta je, da robotska roka zloži štiri škatle, ki pridejo po tekocem traku do nje, na paleto. Škatle na paleti morajo biti na pravih pozicijah. Ko je paleta polna, se odpelje naprej. Nato pride nova paleta. V rocnem nacinu lahko vse krmilimo rocno in spremljamo vrednosti senzorjev ter lokacijo robotske roke. Slika 1: Simulacija robotske roke Vir: lasten 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 2: Simulacija robotske roke Vir: lasten Kljucne besede: TIA portal, Machine Simulator, HMI ROBOTSTUDIO: SIMULACIJA VARJENJA Z ARCWELDING POWERPAC ŽAN DEBELEC, KEVIN ŠTUKELJ POVH,STAŠ DOBERŠEK Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Glavna tema naloge pri predmetu Projekt I. je bilo spoznavanje s programom Robot studio in raziskovanje dodatne programske opreme za ustvarjanje varilnih poti z imenom Powerpac. Koncni cilj je bila izdelava procesne poti za MIG postopek varjenja na konkretnem industrijskem primeru v virtualni obliki. V našem primeru je to bila varilna celica za varjenje traktorske rampirne deske. Po zacetnih vadnicah in spoznavanjem s programom RobotStudio je bil cas za nadgradnjo z dodatno programsko opremo Powerpac. Sprva se je ustvarila testna varilna proga na preprostih geometrijskih telesih in nato nadgradnja na primeru rampirne deske. Za kreiranje ustrezne procesne poti je kljucna izbira robota. V našem primeru ABB 2600ID z Binzel air orodjem za MIG postopek varjenja. Dolg doseg ima pri izbiri velik pomen za doseganje vseh varilnih tock. Ob pomoci in nekaj predznanja je kreiranje proge relativno enostavno. V porocilu smo predstavili celoten postopek ustvarjanja procesne poti korak za korakom. Uspelo nam je tudi, da robot vari z opcijo vzorcenja in ne samo v ravni liniji. Z majhnimi popravki bi projekt zanesljivo izvedli tudi na realni celici v realnem okolju. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Varilna celica Vir: lasten Kljucne besede: RobotStudio, Powerpac, varjenje, rampirna deska ROBOTSTUDIO – UPORABA OPC UA PROTOKOLA ZA KOMUNIKACIJO S SIEMENS S7-1500 VID PLAJNŠEK, TIMOTEJ KRAJNC Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja V okviru projekta I smo razvili virtualno robotsko celico za paletizacijo s pomocjo programa RobotStudio in vzpostavili komunikacijo s Siemens S7-1500 krmilnikom preko OPC UA protokola. Celotno delo je obsegalo oblikovanje in programiranje robotske celice, ki je bila sposobna izvajati paletizacijske operacije v industrijskem okolju z visoko stopnjo zanesljivosti in varnosti. Povezavo serverja OPC protokola smo najprej testirali s pomocjo orodja UA Expert, kar je omogocilo preverjanje in optimizacijo komunikacije pred dejansko uporabo v sistemu. Robot je bil programiran tako, da se lahko v primeru nenadne zaustavitve varno vrne v izhodišcno stanje, kar je zahtevalo skrbno nacrtovanje in implementacijo varnostnih ukrepov. Krmilnik Siemens S7-1500 je nadzoroval štetje komadov in zagotavljal nemoteno delovanje celice. Dodatno smo ustvarili graficni HMI vmesnik v TIA Portalu, preko katerega smo krmilili celoten sistem, kar je omogocilo bolj intuitivno upravljanje in nadzor nad operacijami. Ta integracija in testiranje celotnega sistema v simuliranem industrijskem okolju so pokazali ucinkovito delovanje z mocno poudarjeno zanesljivostjo in varnostjo. Kljucne besede: virtualna robotska celica, RobotStudio, Siemens S7-1500, OPC UA protokol, HMI vmesnik 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV ROBOTSTUDIO: UPORABA SAFEMOVE OPCIJE FRAN TESLA, HRISTINA NIKOLOVSKA,ANDRIJA VUKIC Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Potrebno je bilo uporabiti funkcijo SafeMove programskega paketa RobotStudio, s katero izboljšamo varnost robota, izvajanje dela, poseganje cloveka v robotsko celico. Program smo razvijali v programskem okolju RobotStudio s pomocjo industrijskega robota ABB IRB 1200. Vse kar smo delali, smo izvedili s simulacijami (offline mode) realni robot nima SafeMove opcije. Za uporabo funkcije SafeMove na dejanskem robotu bi bilo potrebno nadgraditi obstojecega robota s programirljivim varnostnim logicnim krmilnikom, kar bi predstavljalo veliko financno zahtevo. Zaradi tega smo se odlocili, da projektno nalogo naredimo samo programsko (s simulacijo). Na zacetku smo se ukvarjali z uporabo programskega okolja RobotStudio tako, da smo reševali tutoriale, ki nam jih je posredoval mentor. Po tem smo zaceli s projektno nalogo. Zaceli smo tako, da smo dodali robota in mu namestili orodje. Po tem smo dodali kocko in naredili pot po katerem se orodje robota premika po robu kocke. Nato smo dodali ograjo za ketero smo simulirali ustavitev robota. S pomocjo SafeMove funkcije smo dodali na robotu navidezne varnostne oblake (na robotski roki in orodju robota) ter varnostno obmocje na ograji. Na koncu smo s pomocju funkcije »Tool Position Supervison« naredili, da se robot ustavi kadar varnostni oblak na robotu pride v dotik z varnostnim obmocjem na ograji. Preverili smo delovanje simulacije. Ce se robot približa varnostni ograji, se zaustavi in prepreci trk. Z rezultati smo zadovoljni. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 2: SafeMove simulacija Vir: lasten Kljucne besede: SafeMove, RobotStudio, ABB IRB 1200, Tool Position Supervision ROBOTSTUDIO: ROBOT NA MOBILNI PODLAGI ALJOŠA TOPOLOVEC POTOCNIK, LAN MALEK, GAŠPER BEZJAK Letnik: 2., Projekt I doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Robot na mobilni podlagi je avtomatiziran sistem, zasnovan za preprosto premikanje izdelkov iz ene lokacije na drugo znotraj dolocenega prostora. Opremljen je s prijemalom, ki omogoca varno dvigovanje in prenašanje predmetov razlicnih velikosti in mase. Mobilna podlaga omogoca robotu prosto gibanje po prostoru, kar povecuje njegovo prilagodljivost in ucinkovitost pri opravljanju nalog. Robot na mobilni podlagi je lahko programiran za avtonomno delovanje ali pa ga upravlja operater preko daljinskega upravljalnika ali programskega vmesnika. S svojo zmogljivostjo za premikanje izdelkov z ene strani na drugo stran prostora robot na mobilni podlagi izboljšuje ucinkovitost in optimizira logisticne procese v razlicnih industrijskih okoljih, kot so skladišca, proizvodne obrate in distribucijski centri. Po uvodnih vadnicah in osnovnem spoznavanju z orodjem RobotStudio smo nacrtovali lasten projekt. Ustvarili smo virtualno okolje, v katerem bi izvedli našo operacijo. Pri nacrtovanju smo morali skrbno izbrati robota, da bi zagotovili kompatibilnost z mobilno podlago. Nacrtovali smo premikanje predmetov iz enega zalogovnika v drugega ter upoštevali primerni doseg robota in ustrezno prijemalo. V porocilu smo podrobno opisali celoten postopek oblikovanja procesne poti, pri cemer smo korak za korakom dokumentirali vsak korak. Na koncu smo uspešno izvedli celoten linijski premik predmetov med zalogovniki. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Delovna linija z robotom na mobilni podlagi Vir: lasten Kljucne besede: Robot-Studio, delovna linija, mobilna podlaga, proces premikanja izdelkov VZPOSTAVITEV KOMUNIKACIJE MED SIEMENS KRMILNIKOM IN KUKA ROBOTOM NA PROFISAFE PROTOKOLU VID PLAJNŠEK,LUKA DERENCIN, TIMOTEJ KRAJNC Letnik: 2., Projekt II doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji V okviru projekta 2 smo vzpostavili PROFINET in PROFISafe povezavo med krmilnikom Siemens S7-1516 F in KUKA KRC4 KR16-2 robotom. PROFINET komunikacija je omogocila izmenjavo podatkov med obema napravama, kar je kljucno za sinhronizirano delovanje sistema. Poleg tega pa je PROFISafe protokol s pomocjo modula Siemens ET200SP zagotovil varnost celotne celice z robotom KUKA. Pri projektu smo najprej podrobno preucili PROFISafe protokol ter v WorkVisual-u implementirali vse potrebne parametre, ki jih robot potrebuje za obratovanje s prilagodljivim logicnim krmilnikom. Naša naloga je bila vkljucitev robota KUKA in ostalih komponent iz elektro omare v TIA Portal-u ter vzpostaviti stabilno komunikacijo preko PROFINET in PROFISafe protokolov, ki sta trenutno najpogosteje uporabljena v industriji. V sistem smo vkljucili tudi Siemens ET200SP in nanj prikljucili varnostne komponente, kot so E-stop tipka, semafor in varnostna kljucavnica, ter izrisali elektro shemo povezav teh komponent v programu EPLAN. Celotni sistem je bil skrbno testiran v laboratoriju in optimiziran za zagotavljanje varnega delovanja. Zakljucek projekta je tameljil na tem, da robot v primeru nenadne zaustavitve ali okvare katere od komponent preide v varnostno stanje. Kljucne besede: PROFINET, PROFISafe, Siemens S7-1516 F, KUKA KRC4 KR16-2, TIA Portal 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV ROBOTSTUDIO-INTEGRATED VISION GAŠPER BEZJAK,LAN MALEK,ALJOŠA TOPOLOVEC POTOCNIK Letnik: 2., Projekt II doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji V projektni nalogi smo raziskovali komunikacijo med dvema robotoma UR (Universal Robots) in njen vpliv na optimizacijo industrijskih procesov. Cilji so zajemali spoznavanje robota, premikanje, prenos koordinat med robotoma, komunikacijo, sodelovanje in sinhronizacijo gibov ter izboljšanje in optimizacijo sistema. Najprej smo pregledali tehnicne specifikacije robota UR, programsko opremo in varnostne ukrepe. Nato smo programirali osnovne gibe in testirali premike, vkljucno s kalibracijo. Pri prenosu koordinat smo definirali sisteme za oba robota, prenesli podatke in sinhronizirali gibe. Komunikacija med robotoma je vkljucevala nastavitev omrežja in testiranje protokolov. Sodelovanje med roboti smo dosegli s programiranjem nalog, kjer oba robota delujeta skupaj, s posebnim poudarkom na varnosti. Za izboljšanje sistema smo predlagali prenos koordinat iz kamere neposredno na drugega robota, kar bi odpravilo nepotrebne gibe in povecalo ucinkovitost. Predlagali smo tudi vkljucitev tekocega traku za avtomatizacijo in optimizacijo proizvodnega procesa, kar bi zmanjšalo casovne izgube in povecalo produktivnost. Metodologija je vkljucevala teoreticni in prakticni del, od študija literature do programiranja in optimizacije sistema. Casovni nacrt je vseboval šest tednov, vsak teden pa je bil namenjen doseganju specificnih ciljev. V zakljucku smo povzeli ugotovitve, izpostavili pomen ucinkovite komunikacije ter podali priporocila za nadaljnje raziskave. Literatura je vkljucevala tehnicno dokumentacijo, strokovne clanke, prirocnike in akademske raziskave. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Robota in delovna podlaga Vir: lasten Kljucne besede: UR robot, sodelovanje robotov, strojni vid, delovno obmocje KONCEPT PAMETNE TOVARNE V LABORATORIJU ŽAN DEBELEC,STAŠ DOBERŠEK, KEVIN ŠTUKELJ POVH Letnik: 2., Projekt II izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Mitja Golob, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Pametna tovarna sloni na konceptu industrije 4.0, ki pod svojim okriljem združuje visoko integrirane, digitalizirane in avtomatizirane nacine proizvodnje z interakcijo razlicnih tehnologij in sistemov. Pametna tovarna torej povezuje pametne izdelke, procese in sisteme v enoten fizicno – kibernetski sistem. Pametne tovarne so tako v primerjavi s klasicnimi bolj ucinkovite, inteligentne, fleksibilne in avtonomne. Osnovni namen projekta je bil povezati razlicne komponente v enoten sistem ter prikazati delovanje na prakticnem industrijskem primeru. V okviru projekta je bila tako uporabljena že obstojeca oprema, ki se nahaja v Laboratoriju na industrijsko robotiko (industrijska robota Motoman HP6 in Daihen FD-V6 ter Bosch TS1 transportni trak z nadzornim Siemens S7-1200 PLK krmilnikom), dodatno pa smo v sistem vkljucili še citalec crtne kode Sick CLP510-2000, s pomocjo katerega smo detektirali tip izdelka na transportnem traku. Za namen povezave citalca crtne kode na sistemski Mitsubishi FX3GE PLK krmilnik smo vkljucili še pretvornik WIZ750SR-110 (RS-232/RJ-45), ki smo ga predhodno ustrezno konfigurirali ter dodatno še ustrezno modificirali že obstojec algoritem vodenja na sistemskem PLK krmilniku.V okviru projekta sta bila pripravljena prav tako tudi robotska programa za oba industrijska robota, pri cemer je imel industrijski robot Motoman vlogo manipulatorja, ki pobira izdelke z delovne mize in jih odlaga na transportni trak, medtem ko pa je industrijski robot Daihen imel vlogo manipulatorja, ki je izdelke pobiral iz transportnega traku in nato glede na informacije iz citalca crtne kode, razvrstil na ustrezno odlagalno mesto na delovni mizi. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika1: Robotska roka Daihen FD-6V po koncanem razvršcanju Vir: lasten Kljucne besede: WIZNET, RS-232, Mitsubishi FX3GE, razvršcanje, avtomatizirana linija RAZPOZNAVANJE IN SORTIRANJE IZDELKOV S POMOCJO ROBOTA UR5 IN BRALNIKA CRTNIH KOD FLORIJAN ŠTUKELJ, JURIJ ŽNIDARIC Letnik: 2., Projekt II izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Mitja Golob, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji V industriji se danes veliko uporabljajo kolaborativni roboti, saj so ti prilagojeni za sodelovanje s clovekom in se uporabljajo za zelo raznolike naloge, ki zajemajo od pomoci pri sestavljanju do sortiranja majhnih predmetov, preverjanja kakovosti izdelkov ipd. Na ta nacin se ljudi lahko razbremeni takšnih in podobnih rocnih ter monotonih opravil. V okviru projekta je bilo treba izvesti prepoznavo in sortiranje razlicnih izdelkov (izdelki opremljeni z razlicnimi crtnimi kodami) na ustrezno odlagalno mesto s pomocjo kolaborativnega robota in bralnik crtne kode. Pri projektu je bila tako uporabljena že obstojeca strojna oprema, ki se nahaja v Laboratoriju na industrijsko robotiko (kolaborativni robot UR5 z namešcenim elektricnim prijemalom, bralnik crtne kode Sick CLP510-2000, nadzorni PLK krmilnik Siemens S7-1200) ter ostala pripadajoca oprema. Za namen povezave bralnika crtne kode in nadzornega PLK krmilnika smo vkljucili še pretvornik WIZ750SR-110 (RS-232/RJ-45), ki smo ga predhodno ustrezno konfigurirali. V okviru projekta smo pripravili nadzorni program, ki tece na PLK krmilniku in skrbi za povezavo bralnika crtne kode -PLK krmilnik – robotski krmilnik. Za potrebe robotske manipulacije je bilo treba še pripraviti robotski program, ki smo ga pripravili v namenskem programskem okolju RoboDK. V zakljucku projekta je sledilo še testiranje in optimiranje na realnem sistemu. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Avtomatiziran sistem razvršcanja kock Vir: lasten Kljucne besede: TIA portal, bralnik crtnih kod, robotska roka – UR5 . AVTOMATIZIRANO RAZVRŠCANJE PREDMETOV Z BECKHOFF KRMILNIKOM IN RACUNALNIŠKIM VIDOM (AVTOSORT) MAJ CERNE,PATRIK KOŽAR Letnik: 2., Projekt II izr. prof. dr. Simon Klancnik Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Projekt AvtoSort je bil usmerjen v raziskovanje in implementacijo avtomatiziranega razvršcanja predmetov z uporabo Beckhoffove strojne opreme in tehnologij racunalniškega vida. Osredotocili smo se na Beckhoffov industrijski PC (PC-C6015-0010) in Baslerjevo kamero acA640-300gm. Naš cilj je bil razviti in testirati sistem strojnega vida za manipulacijo predmetov -specificno zamaškov -z uporabo zraka. Za realizacijo smo uporabili Beckhoffov I/O modul (EK1100), ki je omogocal nadzor nad elektropnevmatskimi ventili. Ti ventili so po zaznavi želenih zamaškov s strojnim vidom odpihovali zamaške na predvideno rampo. Proces zaznavanja je vkljuceval zajem slik z Baslerjevo kamero, ki smo jih nadalje obdelali s funkcijo "F_VN_Threshold". Ta funkcija je transformirala slike v crno-belo, kar je olajšalo zaznavanje oblik. Nadaljnje zaznavanje je potekalo s funkcijo "F_VN_LocateEllipse", ki je omogocila lociranje centrov krogov na obdelani sliki in s tem natancno sprožitev potrebnih ventilov. Projekt AvtoSort je tako združil napredne tehnologije strojnega vida in avtomatizacije ter prikazal možnosti njihove uporabe v industrijskih aplikacijah. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Koncen produkt projekta Vir: lasten Slika 2: Obdelava s treshold funkcijo Vir: lasten Kljucne besede: razvršcanje predmetov, strojni vid, Beckhoff krmilnik KINEMATICNO UMERJANJE SERIJSKEGA ROBOTA Z LASERSKO SLEDILNO NAPRAVO ANDRIJA VUKIC, HRISTINA NIKOLOVSKA Letnik: 2., Projekt II doc. dr. Janez Gotlih Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Cilj projekta je bil umeriti industrijskega robota ABB IRB1200 s pomocjo laserske sledilne naprave FARO Tracker Vantage E6 Max. Laserska sledilna naprava deluje tako, da pošlje laserski žarek do krogelnega retroreflektorja (SMR), ki žarek odbije nazaj do naprave, kar omogoca dolocitev položaja SMR-ja v prostoru. Za izvedbo projekta je bilo potrebno razviti in izdelati prijemalo za namestitev SMR-jev na prirobnico robota. Prijemalo smo izdelali po naslednjih postopkih: lasersko odrezovanje, celna poravnava, zunanje struženje, notranje struženje, posnemanje robov, poliranje valja, žaganje, vrtanje, varjenje in barvanje. Postopek umerjanja je bil izveden v programskem okolju FaroCAM2, kjer se je pripravil in izvedel program za gibanje robota, zajem meritev in preracun korekcijskih faktorjev. Postopek kalibracije je bil nacrtovan v treh glavnih korakih: kalibracija baze, kalibracija orodja in kalibracija robota. Vsaka faza je bila pomembna za zagotovitev natancnosti in pravilnega delovanja robota v industrijskem okolju. Projekt smo zakljucili z izvedbo meritev in postopkom kalibracije. Naslednji koraki vkljucujejo podrobnejšo analizo rezultatov in nadaljnji razvoj sistema za umerjanje industrijskega robota s pomocjo laserske sledilne naprave. Te naloge bomo nadaljevali v naslednjem šolskem letu kot del diplomske naloge. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Robot ABB, adapter in reflektorji Vir: lasten Kljucne besede: industrijski robot, laserska sledilna naprava, kalibracija, prijemalo za SMR KRMILJENJE PNEVMATSKEGA SISTEMA S PROGRAMSKIM KRMILNIKOM PC WORX SRT IN KOMUNIKACIJSKIM VMESKOM ŽIGA ZAGOREC,GAŠPER VEGEL, NIK ŠKORJA Letnik: 2., Projekt II izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Goran Mundar, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Predstavljen je bil obstojec transportni sistem, katerega naloga je bila transportiranje paketov iz zalogovnika po zastavljeni trajektoriji. Naša naloga je bila, da obstojeci sistem izboljšamo, saj je vseboval kar nekaj pomanjkljivosti kar se tice same postavitve oziroma izvedbe ter posledicno tudi programske kode. Obstojeci sistem je deloval dokaj enostavno. In sicer so se trije cilindri s pomocjo ventilov premikali v dolocenem zaporedju tako, da je kocka oz. paket iz zalogovnika prišla do koncne tocke. Zaporedje premikanja valjev je bilo doloceno v programski kodi, vendar pa so bile casovne zakasnitve med posameznimi akcijami v kodi (sprožitvami valjev) narejene tako, da so bili uporabljeni zakasnitveni bloki. Ta nacin programiranja je zelo nezanesljiv, saj ni nobenega indikatorja, ki bi lahko zagotovil, da je batnica valja prišla v svojo iztegnjeno lego in nato tudi v svoje izhodišce. Tak sistem je zato podvržen velikemu tveganju za nezaželene okvare. Sistem smo izboljšali tako, da smo vkljucili indikatorje, ki preverjajo stanja batnic. Uporabili smo induktivne senzorje, saj zavzamejo malo prostora in so enostavni za namestitev. Poleg tega smo tudi spremenili sam proces sistema. Naš novi sistem je deloval tako, da je prvi valj potisnil kocko iz zalogovnika do tocke, kjer je drugi valj, ki je bil postavljen pravokotno na površino simuliral odtis štampiljke. Ko je bil ta del koncan, je tretji valj potisnil kocko iz platforme. Postopek se je ponovil tolikokrat, dokler se zalogovnik ni izpraznil. Prav tako smo izdelali stojalo za valj, ki je simuliral odtis štampiljke ter stojala za vse senzorje in vse nastavke, ki so bili namešceni na batnice valjev. Modele smo zmodelirali v programskem 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV okolju SolidWorks ter nato izdelali s pomocjo tehnologije 3D tiskanja. Material, ki smo ga uporabili, je bil PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol). PETG je trši od navadnega PLA-ja in zato smo lahko v nastavke za batnice vrezali navoje, ne da bi uporabili navojne vložke. Na vsak konec nastavka za batnice smo vstavili kovinske podložke, ki jih je induktivni senzor zaznal, ko se je valj pomaknil v koncen oz. prvoten položaj. V sistem smo dodali še enosmerne dušilke, ki jih obstojec sistem ni vseboval. Z njimi smo lahko nastavljali hitrost premikanja batnic. Krmilje je bilo sestavljeno iz PC/programskega krmilnika, ki je bil preko UTP kabla povezan na komunikacijski vmesnik, preko katerega smo nato krmilili vse izhode in zaznavali signale iz vhodov. Program smo napisali v LAD obliki. V programski kodi smo se tako znebili zakasnitvenih blokov in namesto njih uporabljali signale, ki so prihajali iz induktivnih senzorjev. Slika 1: Obnovljen transportni sistem Vir: lasten Kljucne besede: krmiljenje, komunikacijski vmesnik, PC Worx SRT, induktivni senzor UN MEHATRONIKA AVTONOMNI MOBILNI ROBOT IVAN LAZIC,MARKO KOVACEC, TILEN EKART, ALEX PAVALEC, NIK ANTAŠA, JURE ŽUNKOVIC Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Darko Hercog Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mag. Marijan Španer Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja V industriji se pogosto pojavljajo zahteve po avtonomnem transportu materiala iz ene do druge lokacije. V ta namen se uporabljajo mobilne platforme, ki se samostojno premikajo po prostoru z uporabo pogonskih motorjev, številnih senzorjev in naprednih algoritmov vodenja. Pri projektu 1 smo si zadali cilj, da izdelamo mobilnega robota, ki bo avtonomno prevažal tovor, namešcen v standardnem zaboju velikosti 40 cm x 60 cm. Robot bi moral delovati na podlagi interne karte in bi se moral glede na podatke pridobljene iz LiDAR senzorjev izogibati dinamicnim in staticnim oviram. Ohišje bi naj bilo zasnovano tako, da bi lahko robot prevažal tovor mase do 10 kg, velikost robota pa prilagojena standardnim dimenzijam industrijskih zabojev. Na zacetku projekta smo se razdelili na tri skupine, in sicer (1) mehanski, (2) elektricni in (2) programski del. Mehanski del se je navezoval na konstrukcijo robota. V tem delu smo zasnovali konstrukcijo robota, izdelali nosilce pogonskih motorjev, ter izdelali 3D model celotnega robota vkljucno z vsemi izbranimi komponentami, ter robota tudi fizicno izdelali. Pri elektricnem delu je bilo treba izbrati ustrezne komponente (glavni krmilnik, LiDAR senzor, IMU senzor, baterijo, BMS itd.) glede na cenovne in tehnicne zahteve. Nato je bilo potrebno izdelati elektricni nacrt za vse komponente in preuciti njihovo optimalno postavitev na konstrukcijo robota. Dodatno pa je bila zasnovana in izdelana baterija robota, ki vkljucuje baterijske celice in sistem za upravljanje baterij (BMS). Pri programskem delu se je bilo potrebno seznaniti s mikroracunalniki in njihovo programsko 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV opremo (Linux operacijski sistem). S pomocjo programskega jezika Python je bila razvita aplikacija, ki upravlja pogonske motorje in posledicno celotnega mobilnega robota. Zaradi casovnih omejitev in obsežnosti projekta nam na žalost ni uspelo opraviti vseh zadanih nalog. Kljub temu nam je uspelo zasnovati in izdelati konstrukcijo robota z vsemi komponentami in sprogramirati premikanje robota z rocnim vodenjem. Slika 1: Konstrukcija robota v SolidWorks 2023 Vir: lasten Kljucne besede: robot, mobilni, konstrukcija, vodenje SOLARNA PRIKOLICA ZA KOLO JAN GRACNAR,ALJAŽ KRIVOKAPIC,STAŠ MIKLIC Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Darko Hercog Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mag. Marijan Španer Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Z dvigom ekološke ozavešcenosti se pojavljajo tudi novi in drugacni nacini potovanja. Eden takšnih je tudi potovanje s kolesom, pri katerem se pogosto srecujemo s problemom prevoza prtljage. Ta izziv lahko rešujemo na razlicne nacine, pri cemer je ena izmed rešitev uporaba lahke potovalne prikolice. Vleka prikolice vkljucno s prtljago pa seveda predstavlja dodatno obremenitev za kolesarja. V sklopu predmeta Projekt 1 smo se odlocili prikolico opremiti z dodatnim elektricnim pogonom, baterijo in soncnimi paneli. Z uporabo soncne energije za polnjenje baterije smo zagotovili možnost daljših potovanj in posledicno neodvisnost od polnilnih postaj na poti. Projekt smo zaceli z analizo vožnje kolesa s prikolico. V ta namen je bilo potrebno posneti tipicen vozni cikel in izdelati fizikalni model kolesa s prikolico. Simulacijo vožnje smo izvedli z matematicnim modelom s pomocjo orodja MATLAB/Simulink. Model je upošteval razlicne faktorje, kot so sila zracnega upora, trenje, vožnja po klancu, izkoristek pogonskih komponent in teža voznika, prikolice ter kolesa. Na podlagi rezultatov simulacije smo dolocili potrebno moc, navor, hitrost in moc pogonskega motorja ter specificno porabo energije na prevoženo razdaljo. Po pregledu tržišca smo izbrali kompaktni motor proizvajalca Crystalyte in sicer SAW20 (31,5 Nm, 13 RPM/V, vgrajen v platišce velikosti 16''). 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Sistem za oskrbo z elektricno energijo je sestavljen iz baterije, solarnega panela, solarnega polnilca in BMS-a. Za navorno vodenje motorja je uporabljen sinusni pretvornik, v poskusni fazi smo navor vodili z rocko. Prikolico Burley CoHo smo analizirali in naredili 3D model, v katerem smo zasnovali ohišje za komponente in njihovo razporeditev znotraj samega ohišja. Dodatno smo razvili mehanizem za dvigovanje soncnega panela, pri cemer smo se odlocili za uporabo tecaja in teleskopske palice na vsaki strani. 3D model prikolice smo dopolnili z izbranim mehanizmom in nosilcem za soncni panel. Socasno smo narisali tudi elektricni nacrt. Kljucni del našega projekta je bilo nacrtovanje in sestava elektricnega dela pogonskega sklopa. Ohišje s komponentami je vgrajeno v dno prikolice. Projekt smo zakljucili v fazi vgradnje posameznih komponent, v prihodnje pa bo potrebno sistem še preizkusiti med vožnjo. Kljucne besede: solarna prikolica, kolo, fizikalni model, elektricne komponente, 3D model SOLARNI NAPAJALNI VIR ALEKSANDER KOS, ŽAN LETONJA Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Darko Hercog Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mag. Marijan Španer Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Izziv naše projektne naloge je bil razvoj samostojnega napajalnega vira za napajanje TV zaslona, ki ga bomo uporabili za namene promocije. Naša zahteva je bila uporaba cistega in obnovljivega vira, zato smo se odlocili za uporabo soncne energije kot primarnega napajalnega vira. Soncna energija ne zagotavlja konstantnega vira energije, zato je potrebno energijo shranjevati v baterijskem hranilniku energije. Ker se bo TV zaslon uporabljal za promocijske namene, mora delovati v delovnem casu fakultete. Pri dimenzioniranju napajalnega sistema smo upoštevali moc porabnika (skupna poraba TV zaslona, predvajalnika in mikrokrmilnika dosega do 100 W) in efektivni dnevni cas obratovanja naprave, ki znaša 6 ur. Z racunalniškim programom MATLAB/Simulink je bila izvedena simulacija polnjenja baterijskega hranilnika iz soncnih panelov in praznjenja pri delovanju porabnikov. Kot osnova jakosti soncnega sevanja so bili uporabljeni podatki iz spletne strani Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). Na osnovi te simulacije smo dolocili moc soncnega panela. Energijsko vsebnost baterijskega zalogovnika smo dolocili na osnovi zahtevanega dnevnega casa delovanja celotne naprave. Izbrali smo baterijski zalogovnik s kapaciteto hranjenja energije 2500 Wh, kar zadošca za vec kot 24-urno neprekinjeno delovanje naprave. Za generiranje 50 Hz izmenicne napetosti je bil uporabljen DC/AC pretvornik. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Celotna napajalna naprava je vodena preko racunalniškega sistema, ki skrbi za: spremljanje procesa polnjena baterije, stanja napolnjenosti baterije (SOC), vklapljanje bremena v odvisnosti od casa in napolnjenosti baterije. Nadzorni sistem skrbi tudi za »zdravje« baterije s tem, da jo šciti pred popolno izpraznitvijo in prekomerno napolnjenostjo. Dodatna funkcija mikrokrmilnika je tudi pametno aktiviranje naprave, pri cemer z digitalnim izhodom in preko mocnostnega stikala (MOSFET) vklapljamo in izklapljamo porabnike. Po izbiri vseh glavnih komponent je sledilo nacrtovanje elektricnih in mehanskih povezav. Za pravilno polnjenje baterije je bil v naš sistem integriran polnilec. Baterije so bile povezane zaporedno, kar lahko povzroci prenapolnjenost posamezne celice v sistemu. Za to smo uporabili aktivno izenacevalno vezje. Ta skrbi, da so vse celice v bateriji enako napolnjene. Po zakljucku nacrtovanja in izracunov so se narocili manjkajoci deli nato pa smo priceli z elektricnim povezovanjem in izdelavo fizicnega ohišja baterije. Izdelana je bila vezava baterije, ki je na odprtih sponkah imela nominalno napetost 24V in se je polnila s soncnimi celicami. Vezje za stikalo smo spajkali na tiskano plošco. Ta je bila nato povezana z mikrokrmilnikom. Mikrokrmilnik potrebuje zraven trenutnega casa še informacije o napolnjenosti baterije. To je bilo doseženo s serijsko komunikacijo s polnilcem od katerega smo periodicno pridobivali informacije o trenutni napetosti, in po preracunu tudi informacijo o napolnjenosti baterije. V sklopu projekta je bil izdelan sistem, ki vsebuje baterijo polnjeno s soncnim panelom nanj pa so lahko prikljucena razlicna 24 V bremena, ki so lahko pametno krmiljena. V sklopu projekta smo zasnovali in tudi uspešno izdelali delujoc prototip samooskrbne naprave za napajanje promocijskega zaslona. Slika 1: Povezava posameznih baterijskih celic Vir: lasten Kljucne besede: baterijski hranilnik energije, soncno sevanje, stanje napolnjenosti baterije (SOC), aktivno izenacevalno vezje, mikrokrmilnik AGV – IZDELAVA PROGRAMSKE, ELEKTRICNE IN STROJNE DOKUMENTACIJE ALJAŽ SLAPŠAK,FRANC ŠRUMPF Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Cilj projekta je bil izdelati avtomatsko vodeno vozilo (AGV), ga sprogramirati za samodejno vožnjo ter s pomocjo senzorjev izrisati njegovo okolico. Najina skupina je bila odgovorna za dokumentiranje AGV robota. Na zacetku sva zbrala celotno dokumentacijo prejšnjih let tega projekta, najprej sva vse združila in jo kasneje sprotno posodabljala. Ker sva hotela posodabljati sproti, sva se prikljucila drugim ekipam na tem projektu. V glavnem sva sodelovala s skupino za konstrukcijo ogrodja ter jim pomagala z samo fizicno konstrukcijo, pomagala sva pri merjenju aluminijastih profilov in njihovo sestavo, na kar smo po sestavi osnovne konstrukcije zaceli z montažo koles in aktuatorjev. V nosilce za kolesa sva pomagala izvrtati luknje in jih nato namestiti na konstrukcijo. Z drugima dvema ekipama sva sodelovala manj saj so se primarno ukvarjali z pisanjem programov. Kot lasten prispevek pa sva poiskala možne nadgradnje, katere so: izboljšanje mobilnosti robota z vgrajeno baterijo napetosti 29 V in kapaciteto 10 Ah, poiskala sva tudi buck konverter ki bi napajal mikrokrmilnik in LIDAR sistem. Na koncu je skupni za konstrukcijo uspelo koncati celotno ogrodje in namestitev koles, LIDAR ekipi je uspela integracija Raspberry Pi in Matlab kar omogoca zajemanje podatkov. Ekipi za vodenje koles je uspelo napisati program za premikanje in vožnjo preko tipkovnice. Kljucne besede: dokumentacija, pomoc, nadgradnje 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV AGV – KRMILJENJE MOTORJEV S POMOCJO RASPBERRY PI 4 IN PROGRAMA MATLAB RENE POTOCNIK,JAN KRIŽAN, NIKOLA PRELIC Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Naša skupina se je lotila naloge vodenja motorjev s pomocjo Raspberry PI 4B mikroracunalnika in programskega okolja Matlab. Naš prvi korak je bil vzpostavitev povezave med Raspberry PI 4B ter Matlab programskim okoljem. Naložili smo Bullseye 32-bit operacijski sistem, ter prenesli »support package« add-on na Matlab. Preko IP-ja Raspberry PI, ki smo ga dobili iz njegovega terminala s komando »ifconfig« smo med njima vzpostavili povezavo. Po vzpostavljeni povezavi preko Wi-Fi omrežja, smo testirali nekaj krajših programov za spoznavanje delovanja funkcij Raspberry PI. Najprej smo testirali delovanje LED0, ki se nahaja na tiskanem vezju. Nadaljevali smo s seznanitvijo GPIO funkcij, s katerimi smo kasneje pošiljali PWM signale ter postavljali hode/izhode kot izvore in ponore. Vzporedno s tem smo pisali kodo za vodenje teh signalov z uporabo tipkovnice. Ko smo razumeli delovanje teh funkcij, smo nadaljevali s krmiljenjem motorja s pomocjo signalov iz Raspberry-a. Kodo smo najprej testirali z enim motorjem, nato z vsemi. Na koncu smo napisali kodo za krmiljenje robota v vse smeri (naprej, nazaj, desno, levo, po diagonali, obracanje na mestu itd.) v skladu s komandami na tipkovnici, ter tako nastavili podlago za nadaljnjo povezavo z LIDAR sistemom AGV vozila. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Krmiljenje motorjev s tipkovnico Vir: lasten Kljucne besede: krmiljenje, motorji, tipkovnica AGV – KONSTRUIRANJE OGRODJA AGV VOZILA DOMEN SULCER,ALEX RECEK, DOMINIK MLINAR Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Cilj našega projekta je bil izdelati avtomatsko vodeno vozilo (AGV), ga sprogramirati za samodejno vožnjo ter s pomocjo senzorjev izrisati njegovo okolico. Naša skupina je bila odgovorna za konstruiranje in izdelavo vozila. Pred zacetkom izdelave konstrukcije v programu SolidWorks smo pregledali delo prejšnjih dveh generacij študentov. Ogledali smo si njihovo konstrukcijo in se odlocili za realizacijo ter prilagoditev njihovih nacrtov, da bi ustrezali našim zahtevam Na podlagi obstojecih nacrtov smo izvedli naslednje korake. Opazili smo da se mere v SolidWorksu ne ujemajo z kupljenim materialom Spremenili smo dimenzije konstrukcije v programu SolidWorks, da bi ustrezale našim zahtevam. Na sestavno risbo smo nato dodali kolesa, linearne aktuatorje, LIDAR senzor in dve plošci za podvozje. Po zakljucku modeliranja v SolidWorksu smo zaceli z realizacijo modela v laboratoriju. Aluminijaste profile smo razrezali na ustrezne dolžine in obrusili robove, da bi zagotovili natancne in varne spoje. Profili so bili nato sestavljeni po nacrtu v SolidWorksu. Po sestavi osnovne konstrukcije smo nadaljevali z montažo elektricnih in mehanskih komponent: Montirali smo kolesa na aluminijasto ogrodje, pred tem smo pa morali v nosilce za kolesa zvrtati luknje, vendar smo zaradi materiala nosilcev morali uporabiti namizni vrtalni stroj. Nato smo namestili linearne aktuatorje, ki bodo omogocali premikanje razlicnih delov AGV. Namestili smo nosilec za LIDAR senzor, ki je kljucen za navigacijo in zaznavanje okolice. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV S tem smo zakljucili konstrukcijo v SolidWorksu in pripravili fizicno konstrukcijo na katero pa je še potrebno pritrditi še LIDAR snezor in Raspberry Pi. Slika 1: Posodobljena konstrukcija v SolidWorks Vir: lasten Kljucne besede: AGV, konstrukcija, SolidWorks AGV – ZAJEMANJE PODATKOV Z LIDAR SENZORJA S POMOCJO RASPBERRY PI 4 IN PROGRAMA MATLAB UROŠ UHAN,JAKA GRABNER,GAŠPER ZUPAN Letnik: 2., Projekt 1 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Naloga skupine je bila zajemanje podatkov z LIDAR senzorjem s pomocjo Raspberry PI 4 mikroracunalnika in Matlab programskega okolja. Ob zacetku programiranja LIDAR senzorja smo se morali seznaniti z opremo, ki jo bomo uporabljali pri tej nalogi, ter z dokumentacijo, ki sta jo naredili dve predhodni generaciji študentov. Odlocili smo za nov nacin. Najprej smo vzpostavili povezavo med MatLab programskim okoljem in Raspberry PI 4. Nato je sledila nastavitev staticnega IP naslova za branje podatkov in konfiguracijo ter nastavitev parametrov. Sprogramirali smo tudi ruter iz katerega je LIDAR dobil IP. Potem smo z MatLabom naredili program, pri katerem smo najprej komunicirali z lidarjem preko HTTP zahtev za nastavitev in zagon skeniranja ter branje podatkov preko TCP povezave. Nato smo prejete podatke obdelali za izracun razdalj, filtrirali meritve nad doloceno vrednostjo in nato iz vsakih petih izracunali povprecje. Na koncu smo rezultate pretvorili v polarne koordinate in jih vizualizirali v polarnem grafu. S pomocjo integracije Raspberry Pi in Matlab programskega orodja smo uspešno opravili projekt zajemanja podatkov, ki nam bo pomagala pri nadaljnjem optimiziranju in delu AGV vozila. Kljucne besede: zajemanje, LIDAR 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV VZPOSTAVITEV PROFINET KOMUNIKACIJE MED TRACNIM TRANSPORTERJEM, KUKA ROBOTOM IN SIEMENS PLK-JEM TINE TOMŠIC,LAN SENICA,BERNARD BELEC Letnik: 3., Projekt: 2/3 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji V projektu smo želeli v delovno celico dodati obracano mizo in ustvariti avtomatizirano proizvodno linijo, kjer bi sodelovali tracni transporter, KUKA robot in obracalna miza. Nadaljevali smo tam, kjer smo koncali pri Projektu 2. Prvi izziv so predstavljale težave s komunikacijo med racunalnikom in krmilnikom, ki smo jih uspešno odpravili. V sodelovanju z drugo skupino študentov smo robotsko celico opremili z varnostnimi funkcijami. Nato smo zaceli s konfiguracijo obracalne mize in njej pripadajocim gonilnikom Sinamics. Le-ta nam je povzrocal nekaj težav saj je zastarel in ni omogocal konfiguracije obracalne mize z uporabo tehnoloških blokov (TO) v programu TiaPortal. Težavo smo rešili z uporabo funkcijskih blokov SINA_POS v kombinaciji s programsko opremo SINAMICS Starter. Projekt je bil uspešno izveden. Novi sistem je omogocil nadzor nad obracalno mizo s pomocjo rocnih premikov, kot tudi reguliranim položajnim vodenjem.. Prav tako smo bolje spoznali komunikacijo PROFINET med razlicni napravami (krmilnik, gonilniki, varnostne kartice, I/O moduli..). Ni nam vec tuje delo s tehnološkimi bloki in delo s 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV SINA_POS bloki za vodenje raznih pogonov. Izboljšali smo razumevanje HMI vmesnika in programske opreme Starter. Odraz našega dela pa je delovna celica v kateri sodelujejo tekoci trak, robot in obracalna miza v avtomatskem režimu. Posebna zahvala gre mentorjema doc. dr. Timiju Karnerju in mag. Roku Belšaku za korektno sodelovanje in sprotno nudenje pomoci. Slika 1: Delovna celica – Laboratorij za robotizacijo (FS Maribor) Vir: lasten Kljucne besede: PROFINET, TiaPortal, obracalna miza, KUKA, tracni transporter UPORABA LASERJA ZA DETEKCIJO KOMADOV S POMOCJO ABB IRB 1200 ROBOTA NEJC TRNOVŠEK,ALJAŽ DOK Letnik: 3., Projekt: 2/3 doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Pri Projektu 3 smo se bolje seznanili z uporabo RobotStudio programa za programiranje robota IRB ABB 1200. Napisali smo dva programa za iskanje poljubno postavljenih predmetov v nekem delovnem obmocju. Programa sta bila prilagojena za pobiranje okroglih predmetov enakih dimenzij. Med seboj sta se razlikovala v nacinu iskanja centra predmetov in v pristopu programiranja. V prvem programu se je robot s pomocjo vec zank postopno približeval centru predmeta. Program se je sproti testiral na realnem robotu. V drugem programu je robot poiskal tri najbolj oddaljene tocke na robu predmeta in izracunal center. Ta program se je izkljucno testiral s pomocjo simulacij v RobotStudio programu in na koncu preizkusil na realnem robotu. Z dvema razlicnima pristopoma k programiranju smo se seznanili z razlicnimi težavnostmi in prednosti, ki jih ponujata simulacija in realno testiranje. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Industrijski robot ABB IRB 1200 z distancnim senzorjem OY1P303P0102 pri iskanju Vir: lasten Kljucne besede: RobotStudio, predmet, prijemalo, program, tocka NADGRADNJA TRANSPORTNEGA VOZICKA IN POVEZAVA POLNILNE ENOTE BATERIJE DIRKALNIKA FORMULA STUDENT ŽIGA JANEŽIC Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Vito Tic Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Darko Lovrec Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Projekt 3 predstavlja obnovo ter nadgradnjo regulacijskega vezja za polnjenje polnilne enote dirkalnika Formule Student (FS). Na letošnjem (2024) in prihodnjih tekmovanjih bodo dirkalniki gnani s pomocjo mocnih elektromotojev, ki zahtevajo ustrezne polnilne enote. Zaradi tega se polnilne enote dirkalnikov polnijo s pomocjo industrijskih polnilcev, ki se prevažajo na transportnih vozickih ekip. Vsi vozicki morajo biti skladni s FS pravilnikom in zagotavljati polnjenje polnilnih enot z industrijskim polnilcem, ki je nadzorovan preko regulacijskega vezja vozicka. Letošnja izvedba vozicka vsebuje izboljšan sistem samozaviranja z »deadman« zaviranjem, izboljšane protivibracijske lastnosti za polnilno enoto FS in polnilec, obnovljen požarni zid s transparentnim materialom za vidljivost, razna tesnila za povezovalne kable regulacijskega vezja, polnilca in polnilne enote ter obnovljeno regulacijsko vezje. V sklopu projekta je bila izvedena modulacija željene konstrukcije vozicka s programom SolidWorks in nacrtovanje elektricne sheme za krmilno vezje vozicka s programom Altium Designer, saj je bila potrebna implementacija novih PCB ali drugih komponent po zahtevah FS 2024 pravilnika. Pri poteku dela sta oba programa izboljšala pripravo 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV potrebnega materiala, izvedbo krmilnega vezja in konstrukcijo vozicka. Regulacijsko vezje vozicka deluje kot prilagoditveno vezje tri fazne izmenicne napetosti, krmilno vezje polnilne enote in povezovalno vezje na polnilec. Vsebuje vec razlicnih funkcij in predstavlja kljucni pomen na tekmovanjih, saj omogoca komunikacijo med racunalnikom in polnilno enoto, programiranje BMS (Battery Management System) in AMS (Accumulator Management System) polnilne enote ter varno polnjenje polnilne enote. Slika 1: Sprednja (levo) in zadnja (desno) stran 2024 transportnega vozicka za polnilno enoto FS Vir: lasten Kljucne besede: Formula Student, regulacija, nadgradnja, 2024 tekmovanje MERJENJE NAPOLNJENOSTI DVEH ZAPOREDNO VEZANIH LI-IONSKIH BATERIJ S POMOCJO MOBILNEGA TELEFONA FILIP KOSI,MATEVŽ ŠAVORA Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Vojko Matko Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja V sklopu predmetov Projekt 2 in Projekt 3 sva imela izziv merjenja napolnjenosti dveh zaporedno vezanih Li-ionskih baterij s pomocjo mobilnega telefona. Zaradi preprostosti njegove uporabe, kompatibilnostjo z raznimi moduli in kvaliteto delovanja ob zmerni ceni je bil izbran mikrokontroler Arduino Uno. Poleg njega so vezje sestavljali tudi Bluetooth modul HC-06 in LED ekran TM-1637, ki omogoca odcitavanje vrednosti tudi brez povezane mobilne naprave, napajalnik vezja sta bili zaporedno vezani. Merjeni velicini sta bili napetost posamezne baterije. Bateriji sta imeli vsaka napetost 3,7 V in kapaciteto 2000 mAh, njuna napetost je bila razpolovljena z uporabo napetostnega delilnika in dovedena na analogni vhod mikrokontrolerja, ki uporablja 10-bitni AD pretvornik, kar pomeni locljivost 4,9 mV na njegovem 5 V širokem merilnem obmocju. Napolnjenost sva dolocila na podlagi izmerjene napetosti, ter s pomocjo podatkovnega lista baterij. Merjenje napetosti je bilo dokaj natancno. Napetost, izmerjena z mikrokontrolerjem, je od tiste, izmerjene z voltmetrom, odstopala za okrog 0,1 V, torej je pogrešek pri merjenju napetosti približno 2,7 %. Merjenje toka sva sprva opravljala z uporabo modula ACS712, s katerim ni bilo mogoce izmeriti tako majhnih tokov, kot tecejo skozi najino vezje. To metodo sva opustila in raje uporabila pristop merjenja napetosti na bremenu, ki mu je zaporedno vezan znan upor in na podlagi teh meritev dolocila tok. Merjenje toka s tem pristopom ima pogreške med 5 % in 10 %. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Izmerjena napetost posamezne baterije, izmerjen tok in izracunana napolnjenost baterij so bili z uporabo Bluetooth modula HC-06 posredovani na mobilni telefon, kjer ima uporabnik možnost takojšnjega vpogleda v trenutno stanje baterije. Za lažje odcitavanje napolnjenosti je bil vezju dodan tudi LED ekran TM-1637, na katerem je bila prikazana napolnjenost baterije v odstotkih (%). Na podlagi meritev opravljenih med praznjenjem baterij je bila eksperimentalno dolocena kapaciteta, ki je bila izracunana na podlagi toka, ki je cez spremenljivo breme tekel, v nekem casovnem intervalu. Za konec pa je bila opravljena še analiza praznjenja, ki je omogocila bolj podroben vpogled v spreminjanje stanja napolnjenosti baterij. Koncen izdelek predmetov Projekt 2 in Projekt 3 je sistem, sestavljen iz dveh Li-ionskih baterij, ki imata polni vsaka napetost 3,7 V in nazivno kapaciteto 2000 mAh. Baterije se lahko uporabijo za napajanje poljubnega bremena, napolnjenost baterij pa lahko enostavno odcitamo iz izpisa na LED ekranu, ali brezžicno s pomocjo mobilnega telefona, ali druge naprave, ki ima možnost vzpostavitve Bluetooth povezave. Celoten sistem je bil izveden s tiskanim vezjem, kar omogoca enostavno in prakticno namestitev v ustrezno ohišje, s cimer lahko takšen izdelek enostavno uporabljamo v poljubnih aplikacijah. Slika 1: 3D model vezja Vir: lasten Kljucne besede: Li-ionska baterija, stanje napolnjenosti, elektricni tok, kapaciteta, praznjenje UPORABA REGULACIJSKIH HIDRAVLICNIH VENTILOV GAŠPER PUNGARTNIK,JAKOB JURAK Letnik: 3., Projekt: 2/3 red. prof. dr. Darko Lovrec Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Vito Tic Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Namen projekta je bil spoznati merilno napravo za preizkušanje dinamicnih lastnosti hidravlicnih ventilov ter aplikacijo za graficni prikaz meritev ter vnos parametrov, ki je zasnovano v programskem okolju TwinCat in Visual Studio. Za pravilno regulacijo hidravlicnega sistema je bilo potrebno spoznati dinamicne lastnosti hidravlicnih ventilov, ki se spreminjajo z obratovalnimi pogoji. Vpliv obratovalnih pogojev je mogoce oceniti z ustrezno merilno napravo za dinamicne lastnosti, ki mora zagotavljati primerljivost meritev med seboj in z meritvami na drugih merilnih napravah, ki sledijo standardnemu postopku. Predstavljeni so bili rezultati prakticnega preizkusa ter vpliv velikosti uporabljenega hidravlicnega akumulatorja na meritve. Nato je sledila združitev s programsko aplikacijo za merjenje staticnih karakteristik hidravlicnih ventilov. Potrebno je bilo poenotiti programsko logiko, prikljucke na krmilniku ter listo globalnih spremenljivk. Najvecjo težavo je predstavljala neskladnost zaradi zastarelosti programske opreme. Nadgradnja projekta pa še vedno obstaja v uporabi in meritvi visoko-dinamicnih ventilov, kot so to servo-ventili in voice-coil ventili, ter sama primerjava dobljenih rezultatov. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Preizkuševališce za merjenje dinamicnih karakteristik proporcionalnih ventilov Vir: lasten Kljucne besede: regulacijski proporcionalni ventili, dinamicne meritve, hidravlicno preizkuševališce NADGRADNJA APLIKACIJE SESTAVLJANJA RUBIKOVE KOCKE S POMOCJO DVEH KOLABORATIVNIH ROBOTOV UR3 DEJAN GROBIN,BLAŽ KREVH Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Mitja Golob, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Z razvojem racunalništva, umetne inteligence in kolaborativnih robotov se je pojavila tudi želja po reševanju miselnih ugank z roboti. Tako je cilj tega projekta nadgradnja in optimizacija aplikacije za sestavljanje oziroma reševanje Rubikove kocke 3x3x3 s pomocjo dveh manjših kolaborativnih robotov. V robotski aplikaciji so bila zamenjana prijemala z ustreznejšimi glede na velikost robotskih rok, robotski program pa je bil zasnovan na fleksibilnem principu, ki omogoca enostavno rekonfiguracijo sistema brez vecjih programskih sprememb. Postopek dvorocne kooperativne manipulacije Rubikove kocke je bil prilagojen specificnim zmogljivostim posameznega robota. V robotski celici sta namrec uporabljena dva razlicna tipa robotov: UR3, ki je brez vgrajenega senzorja sile, in UR3e, ki ima vgrajen senzor sile na prirobnici zapestja. Za sukanje posameznih ploskev Rubikove kocke je potreben tocen položaj in gib robotske roke glede na kocko, kar pa je zelo težko doseci. Tako je bil v manipulacijo vkljucen napredni nacin podajnega vodenja z upoštevanjem kontaktnih sil, ki jih lahko dovolj dobro zaznamo s senzorjem sile. Naloga manipulacije kocke je bila razdeljena glede na specificne zmogljivosti posameznih robotskih rok: robot UR3 fiksno pozicionira Rubikovo kocko s togim položajnim vodenjem, robot UR3e pa izvaja sukanje ploskev v podajnem nacinu vodenja, s cimer se samodejno prilagaja netocnostim. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Projekt je bil razdeljen na dve fazi: v okviru prve faze smo najprej pripravili virtualno simulacijo delovanja (digitalni dvojcek) v simulacijskem okolju RoboDK – MATLAB, nadalje pa je sledila implementacija na realnem sistemu. Precejšen izziv je predstavljala medsebojna postavitev obeh kolaborativnih robotov v robotski celici, saj se je med izvajanjem sestavljanja bilo treba izogniti vsem morebitnim singularnim in nedosegljivim tockam v relativno majhnem delovnem prostoru robotskih rok. V drugem delu projekta se je pripravljen simulacijski model testiral na realnem sistemu, kjer so se odpravile morebitne pomanjkljivosti ipd. V nadaljevanju smo v sistem še vkljucili industrijsko­kamero Omron FQ-MS125, ki se uporabi za zajem zacetnega stanja ploskev Rubikove kocke. Potrebno sekvenco potez za reševanje nato doloci Thistlethwaiteov algoritem, ki lahko poda rešitev z najvec 45 možnimi potezami. Podana rešitev posredno doloca potrebne zasuke posameznih ploskev na realnem sistemu, pri cemer je potrebno upoštevati še dostopnost posamezne ploskve in trenutno lego Rubikove kocke. Projekt je pokazal, da je sestavljanje Rubikove kocke s pomocjo dveh kolaborativnih robotov mogoce in da ga je možno optimizirati, ter na ta nacin doseci kvalitetnejše in hitrejše sestavljanje Rubikove kocke. Slika 1: Realni sistem kolaborativnih robotv UR3 in Rubikove kocke Vir: lasten Kljucne besede: Rubikova kocka, kolaborativni robot UR3, RoboDK, MATLAB SORTIRANJE IZDELKOV S POMOCJO INDUSTRIJSKEGA ROBOTA IN 3D TOF KAMERE TADEJ VIHER Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Mitja Golob, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Industrijski roboti dandanes opravljajo najrazlicnejše naloge, od cisto preprostih aplikacij 'poberi in odloži' do zahtevnih robotskih aplikacij, med katere spadajo razlicne mehanske obdelave izdelkov s pomocjo industrijskega robota do pobiranja nakljucno razporejenih izdelkov iz zalogovnika itd. Pobiranje nakljucno razporejenih izdelkov iz zalogovnika z uporabo razlicnih opticnih tehnologij velja za eno izmed najbolj naprednih disciplin avtomatizacije. Namen in cilj projekta je implementirati napredni sistem za sortiranje izdelkov razlicnih geometrijskih oblik s pomocjo industrijskega robota Motoman HP6 ter uporabe strojnega vida. V robotsko aplikacijo prpoznavanja objektov bomo uporabili 3D TOF (ang. Time Of Flight) kamero, Visionary – T Mini, ki vsebuje podporo strojnega vida. Manipulacija objektov pa bo izvedena s pomocjo industrijskega robota. V okviru projekta je bilo potrebno nacrtovati in implementirati potrebne programske rešitve, ki so omogocale enostavno in zanesljivo delovanje oz. razpoznavanje predmetov s 3D TOF kamero. 3D kamera nam, kot izhodno informacijo lahko poda vec razlicnih podatkov, ki se navezujejo na zajet objekt in se dolocijo v koraku konfiguracije 3D kamere. V našem primeru nam 3D kamera poda lego objekta v prostoru (X, Y, Z, in RZ), kar predstavlja težišce (ang. Center of Gravity) objekta ter zasuk okrog Z osi. Za uspešno pobiranje izdelkov smo izvedli tudi kalibracijo robota glede na kamero, ki je bil pomemben del našega projekta, saj smo na ta nacin dokaj natancno dolocili lego togo namešcene 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV kamere na nosilcu glede na bazo robota. Zaradi lažje izvedbe postopka kalibracije in nadaljnjih testiranj smo se odlocili uporabiti kolaborativnega robota UR5e, namesto predlaganega industrijskega robota MOTOMAN HP6. Po koncanem postopku kalibracije smo v programskem okolju RoboDK pripravili robotski program za manipulacijo objektov, ki ga lahko uporabimo tudi kot digitalni dvojcek procesa sortiranja izdelkov. Na osnovi rezultatov testiranja s 3D kamero smo ugotovili, da je kamera primernejša za prepoznavo izdelkov vecjih dimenzij in manj zapletenih geometrijskih oblik. V nadaljevanju je cilj še izboljšati postopek kalibracije, uporabiti industrijskega robota MOTOMAN HP6 ter celoten sistem popolnoma avtomatizirati. Slika 1: Sistemski diagram Vir: lasten Kljucne besede: industrijski robot, 3D TOF kamera, MATLAB MODULARNI HIDRAVLICNI VPENJALNI MODUL JAKOB FLORJAN,STEFANIJA VELJANOVSKA,MARIO TUŠA Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo dr. Tadej Peršak Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Cilj Projekta 2/3 je spoznavanje delovanja hidravlicnih vpenjalnih sistemov, pridobivanje znanj o delovanju namenskih hidravlicnih agregatov in ventilov za postopke vpenjanja ter sposobnost nacrtovanja in sestavljanja hidravlicnih vpenjalnih sistemov. Pri projektu 2/3 smo izdelali demonstracijski vpenjalni sistem za hidravlicno vpetje obdelovanca. Celotno konstrukcijo smo izvedli na Unior Jumbo vozicku, kjer smo postavili dve osnovni plošci V-70 s T-utorom, hidravlicni agregat, hidravlicni ventilski blok in hidravlicne vpenjalne komponente. Preucili smo dokumentacijo komponent in seznanili z razlicnimi specifikacijami ter lastnostmi komponent, da bi podrobno razumeli delovanje hidravlicnih vpenjalnih sistemov. Ena izmed naših prvih nalog je bila pregled komponent, ki so na voljo v laboratoriju. Ko smo zakljucili s popisom komponent, smo se lotili konstruiranja vpenjalne priprave v SolidWorksu. Narisali smo vezalno shemo, na katero smo povezali vse hidravlicne komponente za testiranje, hidravlicni agregat ter enostranske in dvostranske ventile. Glede na postavitev komponent, ki smo jo dolocili, je bil naslednji korak povezava komponent v laboratoriju. Na osnovne plošce smo postavili enostransko in dvostransko delujoca podporna aktuatorja, kompaktno izvrtinsko vpenjalo, zasucno vpenjalo, kompaktno vpenjalo, variabilno vpenjalo, jih povezali na ventilske bloke in agregat ter jih testirali. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Naslednji cilj je bil izdelati demo vpenjalno pripravo v laboratoriju s pomocjo izbranega obdelovanca. Za obdelovanec smo izbrali kovinsko plošco, od hidravlicnih komponent pa smo uporabili tri kompaktna vpenjala. Poleg kompaktnih vpenjal smo uporabili še dodatne komponente za pritrditev, kot sta vpenjalni blok in utorne kamne V70. Znanja in vešcine, ki smo jih pridobili so: rokovanje z razlicnimi hidravlicnimi vpenjalnimi elementi, sposobnost nacrtovanja hidravlicnih vpenjalnih sistemov ter izdelava lastne vpenjalne priprave. Slika 1: Sestavljena modularna hidravlicna vpenjalna priprava v laboratoriju Vir: lasten Kljucne besede: modularna priprava, vpenjalni modul, hidravlika RAZVOJ 3D MERILNEGA SISTEMA Z UPORABO KAMERE SICK RANGER3 SAMO ZADRAVEC, NIK LIPOVNIK Letnik: 3., Projekt: 2/3 izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Goran Mundar, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Cilj projektnega dela je bil razvoj 3D merilnega sistema z uporabo kamere SICK Ranger 3, kjer se s pomocjo kamere in linijskega laserja ustvari 3D slika objekta na tekocem traku, iz katere se nato lahko razberejo dimenzije objekta in napake v izdelavi objekta. Za izdelavo merilnega sistema sva uporabila 3D kamero SICK Ranger3 Camera, linijski laser podjetja Blau MVmicro Optoelektronik, linearni enkoder in napravo za integracijo senzorjev SICK SIM4000. S programom SICK AppStudio sva napisala program, ki oblikuje 3D posnetek objekta, izmeri dimenzije objekta, prepozna okrogle in pravokotne oblike objekta, ter prepozna robove objekta. Izdelala sva uporabniški vmesnik, ki omogoca vzpostavitev povezave z opremo in prikaz, ter analizo 3D posnetka objekta. V okviru projekta sva ustvarila 3D posnetke razlicnih vsakdanjih predmetov, s cimer prikažemo delovanje sistema. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: 3D merilni sistem Vir: lasten Slika 2: 3D posnetki razlicnih predmetov Vir: lasten Kljucne besede: 3D merilni sistem, SICK Ranger 3, linijski laser RAZVOJ ENOPRSTIH PRIJEMAL NANOPRECIZNEGA ROBOTA JERNEJ NEZMAN,JAN GOMBOŠI Letnik: 3., Projekt: 2/3 red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Božidar Bratina Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko izr. prof. dr. Vito Tic Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Cilj projektnega dela je bila izdelava prijemala, ki izkorišca prednosti kapilarne in van der Waals-ove metode ter deluje pri atmosferskem tlaku. Za nacrtovanje te vrste prijemala je pomembno poznavanje prehoda med van der Waals-ovo in kapilarno silo. Ker je prehod med silama odvisen od relativne vlažnosti zraka in ker je sprememba vlažnosti v mikro okolici prijemala dinamicna, sva za potrebe meritev izdelala tiskano vezje s kapacitivnim senzorjem vlažnosti P14 Rapid-2 na osnovi casovnika NE 555. Vezje je bilo izdelano v SMD obliki in namešceno v bližino merilne površine. Izdelal se je tudi sistem za zniževanje vlažnosti v komori s silikagelom, da sva lahko opravila meritve pri stacionarnih vrednostih. Sestavljen je iz majhne pravokotne posode s pokrovom in mehanskim tesnilom ter dveh servomotorjev. Prvi skrbi za odpiranje in zapiranje, drugi pa za pravilno tesnjenje posode. Senzor sva integrirala v obstojec sistem, za aktuatorja pa sva morala dodati nov Arduino mikrokrmilnik, saj obstojeci zaradi tehnicnih omejitev ni bil sposoben hkrati izvajati natancne frekvencne pretvorbe in pulzno širinske modulacije za nadzor servomotorjev. Ker servomotorja potrebujeta vec toka, kot ga Arduino lahko zagotovi, sva morala izdelati loceno napajanje in nov pokrov za komoro z odprtino za dodatne žice, pri cemer sva morala paziti na tesnjenje komore. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV V sklopu projekta sva izvedla tudi vec meritev prehoda med van der Waals-ovo in kapilarno silo pri razlicnih vrednostih relativne vlažnosti. Ugotovila sva, da je optimalno obmocje za delovanje prijemala med 20 % in 45 %. Rezultati ene izmed meritev so prikazani na spodnjem grafu, kjer sta oznaceni tudi teoreticni vrednosti obeh sil. Iz grafa je razvidno, da je do prehoda iz kapilarne v van der Waals-ovo silo prišlo pri –10 °C in da je van der Waals-ova sila v prisotnosti ledu približno dva krat vecja kot pri suhem kontaktu, saj pri nastajanju ledu pride do vec kontaktnih tock med objektom in prijemalom. Slika 1: Sila privlaka med objekti v odvisnosti od temperature pri relativni vlažnosti 37,5 % Vir: lasten Kljucne besede: nanorobotika, enoprsto prijemalo, kapilarna sila, van der Waals-ova sila PRIPRAVA IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ: PCB ANEJ VOZELJ,JAN NIPIC Letnik: 3., Projekt: 2/3 doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja Ta projekt sva izbrala, ker se nama je zdelo zanimivo sodelovanje pri Formuli Student in ker je znanje nacrtovanja vezij zelo uporabno. Sodelovala sva pri nacrtovanju in izdelavi vezij, pa tudi pri izdelavi nove napeljave za formulo. Sodelovala sva pri nacrtovanju vezij TSAL Red, TSAL Green, Charger Box Indicator in pri izdelavi vseh novih vezij. S tem je bilo nacrtovanje vezij zakljuceno in pripravljeno za izdelavo. Dobili smo vezje, na katerem so bile samo naše povezave med komponentami. Na vezje smo z ustrezno šablono namazali cin. Komponente smo morali položiti sami in z uporabo »Pick-and-place« naprave, ki samodejno postavlja komponente na vezje s pomocjo ustreznega programa. Ko je imelo vezje namešcene vse komponente, smo ga dali v pecico, ohladili in vezje je bilo pripravljeno za testiranje. Po vseh izdelanih vezjih, smo se lotili še izdelave nove napeljave. Naredili smo ustrezne povezave kot so CAN linije in druge povezave med konektorji. Za pomoc smo imeli na velikem papirju predstavljene vse povezave. Vse to smo delali na podjetju eVersum. Na koncu, smo za lažje razumevanje in predstavo dodali na vsa ustrezna mesta še skrcke in druge oznacbe. Nova napeljava je bila nato koncana in pripravljena za uporabo. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: TSAL GREEN vezje Vir: lasten Slika 2: TSAL RED vezje Vir: lasten Kljucne besede: PCB, tiskano vezje, Formula Student, GPE, TSAL GREEN, TSAL RED KONCEPTNO VOZILO ZA STRMA POBOCJA MATEVŽ PECNIK,PRIMOŽ PETEK Letnik: 3., Projekt: 2/3 doc. dr. Aleš Belšak Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Cilj projekta je izdelava konceptne zasnove vozila, ki bi bilo namenjeno za uporabo v kmetijstvu in gozdarstvu ter splošnem transportu. Ciljna dejavnost vozila, naj bi bila prevoz zabojev in obdelava strmih travnatih pobocjih. Vozilo je zasnovano tako, da ima nizko težišce in se dobro odziva na motnje iz okolice, ki lahko vplivajo na stabilnost. Na vozilu so brezzracne gume, ki ob stiku z ostrimi predmeti preprecujejo poškodbe ali predrtja. Za preprecevanje zdrsov na mokrih podlagah so na gumah namešcene bodice. Vozilo ne bi moglo opravljati svojih funkcij brez vzmetenja, ki omogoca lažje premagovanje ovir in izboljša stabilnost. Motor vgrajen v središcu kolesa omogoca premagovanje strmin in delujejo pri nizkih napetostih, kar omogoca napajanje s pomocjo manjše baterije. To dodatno znižuje maso vozila in odpravlja potrebo po dodatnih mehanizmih za prenos mehanske moci. Krmiljenje koles je izvedeno s pomocjo elektricnega linearnega aktuatorja, kar omogoca, da ob izklopu napajanja kolesa ostanejo v želeni poziciji. Vozilo je daljinsko vodeno prek kontrolnega panela, kar povecuje varnost uporabnika, saj mu ni treba biti fizicno prisoten v vozilu. Komunikacija poteka preko radijskih valov, ki omogocajo uporabniku vodenje vozila na daljše razdalje. Vozilo vsebuje zavarovano podvozje, jekleno ogrodje in kljucne elektricne komponente, ki so bistvene za delovanje vozila. Kljucne besede: konceptno vozilo, strma pobocja, zmogljivost, enostavna gradnja, vzdržljivost 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV IZDELAVA PC APP-A ZA IZPIS TEMPERATURE IN NAPETOSTI TER DRUGIH PARAMETROV BMS-A PREKO CAN TO USB PRETVORNIKA LUKA RUŠNIK, OSKAR ŠONC Letnik: 3., Projekt: 2/3 doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Aleš Belšak Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorja V okviru projektne naloge pri predmetu Projekt 3 smo se osredotocili na izdelavo aplikacije, ki prikazuje podatke o napetosti, temperaturi in drugih parametrih baterije, ki se uporablja v dirkalniku Formule Študent. Projektno nalogo smo nadaljevali na izdelku, katerega izdelavo smo priceli pri predmetu Projekt 2. Tako smo predhodno izbrane komponente in že izdelane aplikacije uporabili tudi za prikaz napetosti baterije ter drugih parametrov. Za zajemanje podatkov iz CAN vodila smo uporabili PCAN-USB FD, USB v CAN pretvornik, proizvajalca PEAK System, ter python knjižnico python-can, katero smo uporabljali že pri predmetu Projekt 2. Za programiranje graficnega vmesnika smo uporabljali knjižnico tkinter. Razvili smo sistem, ki pridobiva podatke o napetosti 96 baterijskih celic iz EMUS BMS-a, jih shranjuje ter prikazuje v aplikaciji. Podatki o napetosti celic se pridobivajo tako, da aplikacija najprej pošlje zahtevo, ki na BMS-u sproži pošiljanje podatkov o napetostih celic. Ko aplikacija sprejme podatke, jih obdela ter pripravi za prikaz v graficnem vmesniku aplikacije. Prav tako je v aplikacijo implementirana stran, ki prikazuje podatke o najvišji in najnižji napetosti ter temperaturi posameznih celic, izdelana pa je tudi temperaturna mapa, s pomocjo katere lahko na enostavnejši nacin lociramo kriticne celice. Kljucne besede: formula študent, CAN, PC APP, temperatura, napetost, python 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV MAG MEHATRONIKA UPORABA CAD/CAM PROGRAMOV V SIMULACIJSKEM OKOLJU ROBODK LUKA SAKAC,SANDI FERLEŠ Letnik: 2., Projekt izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Tomaž Pušnik, mag. gosp. inž. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Razvoj sodobne industrije na podrocju površinske obdelave je tesno povezan z uporabo CAD/CAM programov in avtomatiziranih robotskih sistemov, ki omogocajo ucinkovito obdelavo površin in proizvodnjo kompleksnih izdelkov, roboti pa se danes že uporabljajo za naloge, za katere se je nekoc mislilo, da jih lahko opravljajo le CNC stroji. Cilj projekta je bil preveriti možnost povezave klasicnih CAD/CAM programov z robotskim simulacijskim okoljem RoboDK, s poudarkom na koncni površinski obdelavi. Glavna motivacija za izvedbo projekta izvira iz visokih stroškov in zaprtosti komercialnih CAM programov, ki podpirajo robote (Robotmaster, SprutCAM), zato smo uporabili univerzalni simulator RoboDK, ki omogoca združljivost z razlicnimi klasicnimi CAM programi namenjenih za CNC obdelavo. Model obdelovanca smo uvozili v CAM program Autodesk Fusion, ter izbrali takšno virtualno orodje, ki se najbolje sklada z realnim orodjem, nato pa smo sistematicno preizkušali razlicne strategije obdelave. Ugotovili smo, da se za ucinkovito reševanje našega problema najbolje izkažeta strategiji »Flow« ter »Step and Shallow«, kajti obe podpirata 5-osno obdelavo pravokotno na površino obdelovanca. »Flow« strategija optimizira gibanje orodja za neprekinjeno rezkanje kompleksnih površin, medtem ko »Steep and Shallow« samodejno prilagodi orodne poti glede na nagib površine za ucinkovito obdelavo tako strmih kot plitkih podrocij. V naslednjem koraku smo v simulacijskem okolju RoboDK postavili robota UR5e z orodjem za mikrokovanje in fleksibilno celico z delovno mizo in obdelovancem, ter opravili ustrezno kalibracijo koordinatnih sistemov in robotskega orodja (TCP). Iz programa Autodesk Fusion lahko 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV nato direktno uvozimo pot obdelave v program RoboDK, v katerem generiramo robotski program za robota UR5e. Najbolj primeren robotski ukaz za tovrstne procesne naloge je »MoveP«, ki omogoca linearni premik orodja robota in krožno spajanje linearnih segmentov s konstantno hitrostjo. Simulirali smo proces robotskega mikrokovanja, ki temelji na aktuatorju, ki z aksialnim nihanjem premika trdo kovinsko kroglo po površini obdelovanca ter s tem površino utrjuje, gladi in odpravlja notranje napetosti. Pri izvedbi obdelave v realnem okolju smo naleteli na težave s tresljaji robota, ki so povzrocile, da se dejanska pot orodja robota ni natancno ujemala z želeno potjo. Da bi zmanjšali tresljaje, smo preizkusili razlicne hitrosti, pospeške, ukaze robota in razlicne lege obdelovanca. Ugotovili smo, da je za omilitev tresljajev kljucno zmanjšanje hitrosti robota/obdelave, s cimer seveda povecamo cas obdelave. Kljub temu trenutno še ne moremo jasno dolociti vzrokov tresenja, zato bi bilo potrebno v nadaljevanju izvesti dodatne eksperimente. Z odpravo tresljajev bi lahko izboljšali kakovost obdelave površine ter zmanjšali cas obdelave. Slika 3: Simulacija v Autodesk Fusion Slika 4: Simulacija v RoboDK Vir: lasten Vir: lasten Slika 3: Izvedba robotske površinske obdelave na robotu UR5e Vir: lasten Kljucne besede: CAD/CAM, robot, RoboDK, UR5e, Autodesk Fusion ODCITAVANJE IN UPORABA SENZORJEV ROBOTA NAO ZA NAMENE IZVAJANJA RAZLICNIH APLIKACIJ JAN SOTO VARGAS, ROK PULKO Letnik: 2., Projekt doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Cilj je bil izdelati program za komuniciranje z umetno inteligenco (Chat GPT) preko robota NAO. Celoten sistem mehanike, robotike in umetne inteligence je deloval tako: 1. Robota NAO pozdravimo z »Hello«. 2. Robot nas pozdravi nazaj in nam ponudi možnost, da postavimo vprašanje. 3. Postavimo vprašanje. 4. Robot NAO nam na vprašanje odgovori. 5. Robotu NAO se zahvalimo za odgovor ali ga vprašamo naslednje vprašanje. Na zacetku smo namestili programsko opremo VirtualBox in OS Ubuntu. Izbrali smo OS Ubuntu saj je izvedba programa enostavnejša kot na Windows OS. Ustvarili smo novo virtualno okolje Python z uporabo Python 3.10 in namestili zahteve. Za komunikacijo s Chat GPT smo pridobili API kljuc. Sestavili smo program za pogovarjanje v terminalnem oknu. Sledilo je testiranje prav tega. Za uspešnim testiranjem smo se lotili priprave za testiranje programa na NAO robotu. Namestili smo zahteve in vzpostavili omrežno povezavo. Sledilo je testiranje pogovarjanja preko robota NAO. Za lažji zagon programa smo ustvarili script datoteke. Vpeljali smo tudi funkcije nadzorovanega poslušanja robota 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV NAO v terminalnem oknu. Z rezultatom naloge smo zadovoljni, saj smo dosegli zastavljen cilj. Možna izboljšava bi bila funkcija nadzorovanega poslušanja robota preko mikrofona. Kljucne besede: Robot NAO, Python, Chat GPT, komunikacija TESTIRANJE 3D TISKANE PROTEZE S POMOCJO ROBOTA ŽAN SOTOŠEK, ŽAN OCVIRK Letnik: 2., Projekt doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Gregor Harih Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji V okviru projekta smo testirali 3d tiskano protezo s pomocjo robota. Glavni cilj naloge je bil, da preverimo ali lahko z 3d natisnjeno protezo nadomestimo trenutne materiale, ki se uporabljajo pri izdelavi takšnih protez. Najveckrat je glavni problem pri teh protezah cena, ki pa lahko doseže zelo veliko vrednost, saj se uporabljajo drage komponente iz zelo dragih materialov kot so karbonska vlakna in podobno. Projekt je bil zelo obsežen, zato ga je bilo potrebno razdeliti v vec faz. Prva faza je bila spoznavanje s problematiko, protezo in s pripravo merilne naprave. Nato je sledila faza v kateri smo se spoznali z robotom v laboratoriju, programiranjem le tega in pripravo ustreznega adapterja za vpetje na robotsko roko. V zadnji fazi smo se osredotocili predvsem na testiranje in zajemanje meritev. Pri vseh fazah lahko recemo, da smo se najprej morali spoznati s problemom, poiskati inovativne rešitve in jih nato zelo dobro analizirati. Pri tem projektu gre za povezovanje razlicnih panog mehatronike. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Projekt je bil zasnovan z namenom, da se pridobijo nova znanja na podrocju sodelovanja robota z zunanjimi merilnimi napravami, za testiranje 3d natisnjene proteze. Kljucne besede: 3D natisnjena proteza, programiranje, merilne naprave. AVTOMATIZIRANA INDUSTRIJSKA CELICA ZA PALETIZACIJO ZALA SLAPNIK Letnik: 2., Projekt doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Rok Belšak, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Cilj projekta je bil narisati celoten elektro nacrt za izbrano industrijsko celico in ga nato uporabiti pri izdelavi celice. Sodelovali smo s podjetjem Roboteh d. o. o., ki se ukvarja z avtomatizacijo in robotizacijo proizvodnih procesov. Dobra dokumentacija projektov omogoca hitrejšo izvedbo projektov. Posebej, ko je projekt sestavljen iz vec delov, ki so med seboj odvisni. Dokumentacija je tista, ki zagotavlja doslednost in preprecuje nesporazume med sodelujocimi. Prav tako omogoca, da imajo uporabniki in vzdrževalci jasen vpogled v nastali sistem. Pri izvedbi projekta smo se naucili uporabljati EPLAN, ki je program za risanje elektro nacrtov. Osvojili smo nacin risanja in oznacevanja, ki ga uporabljajo v Roboteh d. o. o. Ob realizaciji elektro nacrta smo se seznanili z vsemi fizicnimi komponentami, ki so bile del elektro nacrta. Pripravili in zvezali smo vse elektro omare, ter senzorje in aktuatorje, ki so bili lahko namešceni pred montažo linije. Vkljuceni smo bili v celoten proces izvedbe projekta vse do montaže in zagona, ki bosta izvedena v maju 2024. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Slika 1: Postavitev industrijske celice Vir: lasten Kljucne besede: EPLAN, elektro nacrt, vezava omare, motorni pogon, senzorji, aktuatorji IMPLEMENTACIJA HITROSTNO REGULIRANE HIDRAVLICNE KOMPAKTNE SERVOOSI ALEKSANDER ZAVRŠNIK, ŽIGA LORGER Letnik: 2., Projekt red. prof. dr. Darko Lovrec Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Vito Tic Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji Pri tem projektu smo se spoznali z delovanjem in zgradbo direktno vodenih hidravlicnih valjev brez krmilnega ventila neposredno s crpalko oziroma okrajšano EHA (elektro hidravlicni aktuator). Gre za energetsko varcnejše vodenje valjev brez dušilnih izgub. Ceprav ta tip ponuja številne prednosti, imamo tudi pomanjkljivosti, kot so nagnjenost k pregrevanju, slabša filtracija, ter manjša kolicina hidravlicne tekocine. Da bi ugotovili natancen vpliv pomanjkljivosti na delovanje sistema, bi ga morali podrobneje testirati in rezultate analizirati. V okviru projekta smo se spoznali z zasnovanim preskuševališcem, ki temelji na trajnem obratovanju oziroma pomikanju in obremenjevanju EHA sistema. Sestavljen je iz hidravlicnega valja, ki je krmiljen s pomocjo servo ventila, ki deluje v zaprto-zancnem režimu. Sistem krmilimo s pomocjo Beckoff krmilnika, ki uporablja programsko okolje TwinCAT 3. Slednje omogoca snovanje programa, ki bo deloval v realnem casu, ter omogoca tudi izdelavo uporabniškega vmesnika. Sama vizualizacija uporabniškega vmesnika je bila kreirana v programskem okolju Visual Studio Code, kjer smo uporabili programski jezik C#. Kljucne besede: elektro hidravlicni aktuator, Beckoff krmilnik, HMI, uporabniški vmesnik, C#. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV INTELIGENTNO POBIRANJE OBJEKTOV Z ROBOTOM UR5 PRIMOŽ KOBALE,GREGOR KORŽE Letnik: 2., Projekt izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Mitja Golob, mag. inž. meh. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Domen Ulbl, univ. dipl. inž. el. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo mentorji Pri projektu »Inteligentno pobiranje objektov z robotom UR5« smo se ukvarjali s problemom robotskega pobiranja objektov v zabojniku. Objekti so v zabojniku nakljucno razporejeni, vendar se med seboj ne prekrivajo. Njihov položaj in orientacija vnaprej ni poznana. Tako smo v tem projektu simulirali situacijo, s katero se lahko srecamo v industrijskem okolju. V okviru projekta smo zgradili eksperimentalno robotsko celico, kot je prikazano na sliki 1. Sestoji se iz kolaborativnega robota UR5e z dvo-prstnim prijemalom za manipulacijo objektov, ki je pritrjen na lasten premicni podstavek, delovne mize z zabojnikom in objekti za pobiranje, ter globinsko kamero, ki je namešcena portalno na delovni mizi fiksno nad zabojnikom. Robotski sistem vkljucuje tudi racunalnik, ki povezuje robotski krmilnik in globinsko kamero. Naloga robota pobere neurejene objekte iz zabojnika in jih urejeno odloži na sosednjo mizo. Krmiljenje in komunikacijo med komponentami sistema smo izvedli v kombinaciji s sistemom ROS (Robotic Operating System) in programsko opremo Matlab/Simulink. Sistem ROS komunicira z robotom in globinsko kamero Azure Kinect, ki združuje senzor casa preleta (TOF) za zajemanje globine z RGB kamero visoke locljivosti. Program v 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV okolju Matlab/Simulink komunicira s sistemom ROS. Detekcijo osnovne lege nakljucno razporejenih objektov smo izvedli s konvolucijsko nevronsko mrežo YOLO v4, ki omogoca hkratno napovedovanje mejnih okvirjev množice objektov. Nevronska mreža YOLO v4 je že vnaprej deloma naucena nevronska mreža, kar poenostavi ucenje in želeno koncno detekcijo. Percepcija lege objektov poteka v dveh korakih. V prvem koraku iz 2D slike s pomocjo nevronske mreže YOLO prepoznamo osnovno lego objektov (slika 1c). V 2. koraku pa na podlagi osnovne lege objektov s pomocjo globinske slike pridobimo podatke o natancni legi objekta. Lege objektov vnaprej ne poznamo, zato je potrebno robotske gibe sproti nacrtovati. Trajektorijo robota generira algoritem za nacrtovanje robotskih gibov CHOMP, ki uporablja tehnike gradientne optimizacije za ucinkovito nacrtovanje gibanja in izogibanja oviram v robotskem delovnem prostoru. Uspešno smo izvedli pobiranje objektov v simulatorju Gazebo, ki omogoca simulacijo realnega okolja, Robota UR5 in simulacijo globinske kamere (slika 1b). Prav tako smo zagotovili uspešno branje podatkov iz realne kamere Azure Kinect in naucili nevronsko mrežo, da zazna in oznaci realne objekte (slika 1d). V projektu smo ugotovili, kako zaznati lego nakljucno postavljenih objektov in kako jih pobrati s simuliranim robotom. Nadaljnje delo obsega izvedbo pobiranja z realnim robotom UR5e. Slika 1: a) Realna delovna miza; b) Virtualna robotska celica; c) Prepoznava virtualnih objektov; d) Prepoznava realnih objektov Vir: lasten Kljucne besede: UR5, percepcija, YOLO V4, kamera RGB-D, MATLAB, Simunlink, ROS KRMILJENJE VRTALNE ENOTE S FESTO CECC KRMILNIKOM (CODESYS) IN IMPLEMENTACIJA V KONCEPT I4.0 DENIS MARŠ, JURE GOLAVŠEK Letnik: 2., Projekt red. prof. dr. Darko Lovrec Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Vito Tic Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Darko Hercog Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorji V okviru projekta smo se poglobili v analizo in razumevanje programske opreme Codesys, s poudarkom na njeni integraciji v namensko razvojno raziskovalno delovno postajo sklopa CP Lab, ki se nahaja v Laboratoriju za oljno hidravliko. Namen projekta je bilo razviti in izpopolniti znanje ter vešcine, povezane z vzpostavitvijo in upravljanjem naprednih komunikacijskih protokolov med industrijskimi krmilniki, konkretno med krmilnikom Siemens S7-1500 in Festovim CEEC-LK krmilnikom. Projekt je zajemal vec faz, med katerimi je bila kljucna faza razvoj postopka za vzpostavitev zanesljive in ucinkovite komunikacije med omenjenima krmilnikoma. To je vkljucevalo, izbiro ustreznih komunikacijskih protokolov ter implementacijo tehnicnih rešitev za sinhronizacijo procesov med krmilniki. Ena od osrednjih nalog projekta je bila tudi zasnova in programiranje koracnega krmilja za vrtanje razlicnih kombinacij lukenj v ohišje izdelka, ki vsebuje elektricno vezje. Ta del projekta je zahteval poglobljeno razumevanje nacrtovanja krmilnih korakov, ki se povezujejo za varen in ucinkovit potek obdelovalnega procesa. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Celoten projekt je bil zasnovan z namenom, da se preko prakticnih izkušenj in tehnicnih izzivov poglobi razumevanje uporabe in implementacije sodobnih avtomatizacijskih tehnologij v industrijskem okolju. S tem je projekt prispeval k boljšemu razumevanju medsebojne povezave med teoreticnimi koncepti in prakticno uporabo tehnologij v realnih aplikacijah. Kljucne besede: krmiljenje, Codesys, Festo, komunikacija. RAZVOJ IN IMPLEMENTACIJA INTELIGENTNEGA SISTEMA ZA KLASIFIKACIJO IN SORTIRANJE KROMPIRJA: IPOTATO TAJA PEC,MATIC FURLAN, ŽIGA MARKOVIC Letnik: 2., Projekt izr. prof. dr. Simon Klancnik Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo red. prof. dr. Riko Šafaric Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Projekt se osredotoca na razvoj in implementacijo inteligentnega sistema za sortiranje neopranega krompirja, z namenom povecanja produktivnosti v kmetijski proizvodnji ob minimalnih stroških. Ceprav so na tržišcu že na voljo sortirniki krompirja, so ti zaradi zelo visoke cene nedostopni za manjše in srednje pridelovalce krompirja. Projekt zajema vec faz, ki vkljucujejo nacrtovanje, izdelavo komponent, povezavo elektronskih elementov, zajem slik, klasifikacijo krompirja ter koncno sortiranje v zabojnike s pomocjo pnevmatskih ventilov. V okviru projekta smo uspešno integrirali razlicne komponente, vkljucno z elektromotorjem, frekvencnim pretvornikom, ultrazvocnimi senzorji in pnevmatskimi ventili. Kljucni prispevek projekta predstavlja implementacija globoke nevronske mreže za klasifikacijo slik krompirja. Arhitektura nevronske mreže vkljucuje vec plasti, vkljucno s konvolucijskimi plastmi, ReLU aktivacijskimi funkcijami, plasti za združevanje, polno povezanima plastema in koncno plastjo za klasifikacijo z uporabo softmax funkcije. Ucenje ter testiranje uporabljenega modela sta pokazala, da je uporabljen model omejeno ucinkovit pri klasifikaciji neopranega krompirja. Za nadgradnjo zmogljivosti klasifikacije smo prešli na uporabo naprednejše arhitekture, imenovane GoogleNet. Ta model se ponaša z izjemno sposobnostjo prepoznavanja raznolikih lastnosti in vzorcev v slikah, kar bi lahko vodilo v bolj natancno klasifikacijo. Kljub temu smo se soocili s težavami obdelave velikih slikovnih podatkov, zato smo slike zmanjšali na resolucijo 695x519 slikovnih elementov, da bi olajšali proces ucenja. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Kljub prehodu na GoogleNet smo še vedno imeli težave z ucenjem mreže, zato smo preizkusili še drugo napredno arhitekturo, imenovano ResNet50. Ta model, ki temelji na arhitekturi ResNet, se ponaša z globoko strukturo, ki omogoca ucinkovito ucenje kompleksnih vzorcev v slikovnih podatkih. Razširitev baze podatkov za ucenje in uporaba segmentiranih slik sta dodatno prispevali k uspehu našega modela. Povezava med programskima orodjema Matlab in Arduino je omogocila avtomatizirano delovanje sistema, ki vkljucuje opticno klasifikacijo ter mehansko locevanje. Medtem ko je Matlab odgovoren za zajem in klasifikacijo krompirja, je Arduino prevzel vlogo branja podatkov iz senzorjev, aktivacije pnevmatskih ventilov in upravljanja s pogonom. S kombinacijo programske in strojne opreme smo ustvarili zanesljiv sistem za klasifikacijo in sortiranje krompirja. Vidimo možnost nadgradnje sistema z dodatnimi funkcijami, kot je avtomatski dovod krompirja. Ceprav je klasifikacija že uspešna, sistem še ni v celoti pripravljen za vsakodnevno uporabo v kmetijski industriji. Z implementacijo avtomatskega dovoda krompirja na sortirni valj, bi lahko projekt postal cenovno dostopna rešitev za avtomatsko sortiranje krompirja. Slika 1: Sortirnik krompirja Vir: lasten Kljucne besede: klasifikacija, sortiranje, krompir, globoke nevronske mreže, opticna prepoznava. RAZVOJ ROBOTIZIRANEGA SISTEMA ZA OBIRANJE JAGODICEVJA DAVID ŽETKO, EMIL MALTAR, KARLO ŠARIC Letnik: 2., Projekt doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Aleš Belšak Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc dr. Jurij Rakun Univerza v Mariboru, Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede mentorji Projektna naloga skupine je bila nadgradnja mobilnega robotskega sistema FarmBeast, ki se je pripravljal na mednarodno tekmovanje v kmetijski robotiki Field Robot Event. Tekmovanje je potekalo v Nemciji v bližini mesta Lippstadt v okviru velikega kmetijskega sejma DLG Feldtage 2024. Tekmovanje je bilo ocenjeno na 5 nalog, ki jih je moral robot avtonomno opraviti. Ker je izdelava robotskega sistema kompleksen naloga, smo se razdelili v skupine, da bi razdelili veliko kolicino dela na manjše dele. Naša projektna skupina je bila zadolžena za integracijo stereoskopske kamere v obstojeci robotski sistem in povezavo kamere z robotsko roko Dobot Me6, kako bi robotu omogocili nabiranje malin. Delo skupine je bilo razdeljeno na: 1. Testiranje kamere v zunanjih pogojih pod mocnim soncem. 2. Razvoj in izdelava nastavljivega nosilca za kamero, ki se montira na obstojeco konstrukcijo robota. 3. Integracija kamere v navigacijski program robota. 4. Programiranje robotske roke za nabiranje malin na podlagi podatkov iz kamere. Kamera, ki smo jo uporabljali, je Intel Realsense D435i stereoskopska kamera s filtrom za IR svetlobo, ki je bila izbrana, da bi izboljšali zmogljivost pri delu na mocnem soncu. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Kamero smo predhodno testirali, da smo ugotovili njeno primernost za izvajanje nalog. Naslednji korak je bil nacrtovanje nosilca za kamero z nastavljivo višino kamere. Nosilec je moral biti trdno pritrjen na konstrukcijo robota, da bi na ta nacin zmanjšali vibracije, ki jih povzroca vožnja robota po razgibanem terenu, hkrati pa omogociti kameri, da je namešcena cim višje z dobrim pogledom na prostor pred robotom. Nosilec je bil 3D natisnjen in montiran s standardnimi vijacnimi spoji. Ker robot primarno uporablja LiDAR za navigacijo in zaznavanje prostora, je bilo potrebno prilagoditi krmilni sistem na drugacno vrsto podatkov, ki prihajajo s kamere. Zaradi nacina delovanja kamera potrebuje vec procesorske moci za obdelavo podatkov, zato smo morali optimizirati meritve, da bi se prilagodili razpoložljivim zmogljivostim na robotu. S tem ni bilo veliko težav in sistem, ki je bil uporabljen za navigacijo z LiDAR-om, se je dobro prilagodil kameri. Z namenom, da bi omogocili robotu, da z robotsko roko nabira maline, je bilo potrebno prepoznati malino na RGB sliki kamere. Nato je bilo potrebno izmeriti razdaljo tocke središca maline ter posredovati to tocko krmilnemu programu robotske roke, da bi lahko robot pravilno prijel malino s pnevmatskim prijemalom. Kolegi iz razvojne skupine so uporabili YOLO sistem za zaznavanje maline na RGB sliki kamere, ki je z veliko natancnostjo prepoznal maline v raznolikem okolju in svetlobnih pogojih. Koordinate maline v prostoru so bile dolocene z RGB in globinsko sliko kamere. Vsi elementi sistema so med seboj komunicirali preko platforme ROS in tako delili informacije o trenutnem stanju robota in njegovega okolja. Nabiranje malin z robotsko roko, namešceno na robota FarmBeast, smo demonstrirali v kategoriji freestyle FRE_24 tekmovanja, kjer smo osvojili prvo mesto. Kljucne besede: FRE, FarmBeast, YOLO, ROS, tekmovanje, FKBV, FERI, Realsense TESTIRANJE MEMS SENZORJA AVGUST SAKELŠEK Letnik: 2., Projekt doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo doc. dr. Božidar Bratina Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko doc. dr. Suzana Uran Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko Franci Žižek, univ. dipl. inž .str. (RTC d.o.o) mentorji V projektni nalogi je opisan postopek testiranja z MEMS (micro-electromechanical system) senzorjem. Ideja je med sabo primerjati dva razlicna MEMS senzorja, razlicnih proizvajalcev in razlicnih cenovnih razredov. V primerjavi sta senzorja proizvajalcev STM in Silicon Sensing, vendar zaradi daljših dobavnih rokov senzor proizvajalca Silicon Sensing ni prispel pravocasno. Kljub temu sem izvedel analizo senzorja proizvajalca STM. Ti MEMS senzorji se uporabljajo danes v veliki vecini aplikacij kot so recimo telefoni, droni, na avtomobilskem tržišcu in še marsikje. V našem primeru bo nadalje uporabljen na tiskanini, ki bo služila nadzoru zdrsa motornega kolesa. Zato je v projektu zajet del katerega sem omenil, ostalo pa se bo nadaljevalo v magistrsko nalogo. Gre za ASM330LHH oznako senzorja, ta ima 6 prostostnih stopenj (3 osi za pospešek in 3 osi za kotno hitrost). Prvotno se je testiral samo senzor na že pripravljeni tiskanini. Projekt zajema celoten postopek inicializacije senzorja za pravilno delovanje in vracanje vrednosti s katerimi lahko racunamo in primerjamo vrednosti med sabo. To pomeni postopek programiranja in nastavljanja registrov. V projektu je prikazana tudi naprava za testiranje pospeška in kotne hitrosti senzorja. Tukaj je prikazana primerjava izmerjenih vrednosti z izracunanimi. Za primerjavo pa je dodan tudi Matlab model žiroskopa. Na koncu pa sta še predstavljena strošek komponent oz. projekta in porabljene ure za celoten projekt. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Tabela 1: Tabela stroškov Komponenta Cena (eur) 1. Nucleo F446RE 15,09 2. STM STEVAL-MKI193V1 17 3. 2x koracni motor + gonilnik 70 4. Material za sestavo naprave 40 Slika 1: Testni nacini in odcitek Vir: lasten Kljucne besede: MEMS, pospeškometer, žiroskop, testna naprava, razvojna plošcica VIZUALIZACIJA VODENJA HIDRAVLICNEGA CILINDRA ALJAŽ JERENKO Letnik: 2., Projekt izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Projekt zajema vizualizacijo vodenja hidravlicnega cilindra na elektro-hidravlicnem servo-sistemu. Osnovne komponente sistema so hidravlicni agregat, hidravlicni dvosmerni cilinder v horizontalnem položaju, sani stroja, ki drsijo na kroglicnih vodilih, premocrtni potenciometricni merilnik, elektro-hidravlicni servo-ventil in industrijski krmilnik Siemens S7-1200 z razširitvenim analognim izhodom. Krmilni program je izdelan s pomocjo programske opreme TIA Portal. Vizualizacijski vmesnik je narejen s pomocjo TIA WinCC RunTime. Uporabniški oziroma vizualizacijski vmesnik tece preko Windows operacijskega sistema na zaslonu osebnega racunalnika. Operater lahko preko vmesnika doloca v katerem režimu naj deluje sistem, t.j. v avtomatskem ali rocnem. V avtomatskem režimu lahko doloci v katero želeno pozicijo se bo hidravlicni cilinder pomaknil, prav tako pa lahko doloci hitrost pomika z drsnikom. Po potrditvi želene pozicije in hitrosti se cilinder s hitrim gibom premakne iz zacetne pozicije in približa v bližino želene pozicije ter nato nadaljuje s pocasnim gibom v le-to. V želeni poziciji pocaka in se vrne s hitrim gibom v bližino zacetne tocke, od koder pa nadaljuje s pocasnim gibom do te tocke. V rocnem režimu lahko operater poljubno premika cilinder ven oziroma noter do skrajnih pozicij z izbrano hitrostjo. Na zaslonu osebnega racunalnika operater spremlja trenuten položaj batnice preko merilne skale in graficnega prikaza cilindra. 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV Vizualizacijski vmesniki se uporabljajo v razlicnih industrijskih procesih. Vmesniki pripomorejo k lažjemu razumevanju sistema in lažjemu ter hitrejšemu upravljanju le teh. Slika 1: Elektro-hidravlicni servo-sistem Vir: lasten Slika 3: Siemens S7-1200 Vir: lasten Kljucne besede: vizualizacija, vodenje po poziciji, industrijski krmilnik, hidravlicni cilinder IZDELAVA IN AKTIVACIJA HASEL UMETNE MIŠICE MIHA CIGLARIC Letnik: 2., Projekt doc. dr. Timi Karner Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo izr. prof. dr. Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko mentorja Narava s pomocjo selekcijskih mehanizmov tisocletja izpopolnjuje osnovne gradnike organizmov za ucinkovito delovanje v širokem spektru razlicnih pogojev delovanja. Inženirji zaradi tega, išcemo inspiracijo za reševanje kompleksnih problemov v naravnem okolju. Mehki HASEL( hydraulically amplified, self-healing, electrostatic actuators) aktuatorji, so relativna novost na tržišcu. Predstavljajo ogromen korak v razvoju bioloških robotskih aplikacij. HASEL aktivatorji, posnemajo delovanje mišicnih vlaken in izkazujejo podobne, ali boljše lastnosti glede na njihovo biološko ekvivalenco. Mišice sesalcev izkazujejo vsestransko delovanje in možnost regeneracije tkiva ob njegovi poškodbi. S paralelno zgradbo dosegajo vecjo specificno moc. S pomocjo živcevja zaznavajo deformacijo in delujejo na principu mehanske amplifikacije. HASEL izkazujejo možnost regeneracije oz. izolacije poškodovanega mesta ob porušitvi materiala. Ob pojavu dielektricne porušitve tekocina (dielektricni izolator) izolira poškodovane dele materiala. S paralelno zgradbo vec aktuatorjev povecamo specificno energijo. S spremembo oblike aktuatorja, se spreminja tudi njegova kapacitivnost. Preko spremembe te snovno oblikovne lastnosti lahko sklepamo o deformaciji aktuatorja brez dodatnih senzorjev. Polimerno telo aktuatorja, ki se deformira, zaradi Maxwellovega pritiska med elektrodama. Deformacija geometrijsko preoblikuje telo aktuatorja in povzroci tok dielektricno izolativne tekocine, ki služi kot mehanski amplifikator ( Pascallov zakon). Izdelava HASEL aktuatorjev zahteva popolno razumevanje principov in zakonitosti, na katerih sloni sam aktuator, to sem storil s podrobno študijo analiticnega modela »peano«(oblika mehkega aktuatorja s pravoktnimi predeli) HASEL aktuatorja. Na osnovi podrobnega 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV razumevanja delovanja sem razdelal aktuator na bistvene komponente. Telo aktuatorja, dielektricno izolativno tekocino, elektrode in napajalni sistem, sem preucil iz vidika elektromehanskih lastnosti, ki so povezana z lastnostmi okolja v katerem delujejo in njihovim obratovalnim režimom. Za vsak sklop sem izbral vec materialov in z njimi povezanih proizvodnih tehnik. Opredelil sem jih glede na prej dolocen optimalne smernice. Navedel sem njihove prednosti in pomanjkljivosti. Izdelava HASEL aktuatorjev, je navidezno enostavna, v praksi zahteva uporabo specializiranih komponent, materialov in uporabo naprednih proizvodnih tehnik. Z obzirom na dostopna proizvodna sredstva sem se odlocil za izdelavo »peano« HASEL aktuatorja. Izbral sem ustrezne materiale in preizkusil vec opredeljenih tehnik izdelave posamicnih komponent. Kljucne besede: HASEL, aktuator, bionika SISTEM ZA DALJINSKI (IOT) NADZOR SISTEMOV ELEKTRICNEGA PLOVILA ERIK VOH Letnik: 2., Projekt doc. dr. Mitja Truntic Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko izr. prof. dr. Uroš Župerl Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo dr. Miran Rodic (Piktronik d.o.o.) mentorji Projekt opisuje zacetek razvoja komunikacijske enote (modula) za daljinski nadzor (Internet stvari) sistemov elektricnega plovila, ki bo namenjen zajemanju podatkov na plovilu ter njihovemu prenosu na zaledno infrastrukturo, s ciljem sledenja delovanja v daljšem obdobju za potrebe analize, prediktivnega vzdrževanja in zagotavljanja sledljivosti ter prikaza podatkov, tudi s pomocjo aplikacije na pametnemu telefonu. Zajeti podatki bodo služili za potrebe sekundarne uporabe baterij in omogocali temeljno infrastrukturo za potrebe predikitvnega vzdrževanja, nadzora nad samim sistemom ter nadaljnji razvoj interneta stvari v podjetju – npr. GEO-fencing, posodobitve preko interneta, ipd. V naslednjih letih bo potrebno zaradi nove direktive EU (2023/1542), beležiti dolocene podatke, ki bodo kasneje služili kot potni list baterije – zato je eden izmed ciljev projekta pripraviti tudi ustrezno infrastrukturo za cim hitrejšo integracijo takega potnega lista. Preko 4G ali NB-IOT omrežja se bo razvita enota, v okviru interneta stvari (IoT), povezovala v splet, podatke pa v obliki JSON formata preko MQTT protokola prenašala na zaledno infrastrukturo – strežnik. Modul je sproti zmožen prenašati podatke o stanju sistema in okolice ter v primeru napake preko alarmov obvešca uporabnika, ustrezne osebe in službe. Naprava bo omogocala funkcionalnosti zajemanja in javljanja dogodkov oz. podatkov sistema v realnem casu, v prihodnosti pa bo mogoce njeno funkcionalnost 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV brez posegov ali z minimalnimi posegi v strojno opremo nadgraditi tudi za izvajanje drugih funkcij, kot je npr. FOTA (Firmware Over The Air, daljinsko spreminjanje in parametriranje programske opreme). Ker smo pri izvedbi testov na realnem demonstracijskem plovilu omejeni zaradi vremena (zimski cas) in z dosegom (casom trajanja testa – kapaciteto baterij), smo obremenitvene teste izvajali preko prenašanja podatkov iz simulirane platforme. Izdelana je bila definicija modela, ki zajema model plovila, model pogonskega sistema, model baterije, model polnjenja (baterija in polnilnik) ter upoštevala tudi modele izkoristkov posameznih naprav. Model se je nato integriral v simulator, kjer so se ciklicno izvajali obremenitveni testi modula, pri cemer se je uporabljala enaka komunikacijska platforma, kot se uporablja na realnem sistemu. Po uspešnih testih s pomocjo simulacije, se je, s prikljucenimi vsemi komponentami realnega plovila, testiranje enote izvajalo še v laboratoriju. Slika 1: Izvajanje testov na realni opremi demonstracijskega plovila v laboratoriju Vir: lasten Kljucne besede: IOT, baterijski potni list, simulacija, model plovila, Hardware in the loop 13. LETNA KONFERENCA MEHATRONIKE 2024: ZBORNIK POVZETKOV ŠTUDENTSKIH PROJEKTOV UROŠ ŽUPERL,1 ALEŠ HACE2 (UR.) 1 Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo, Maribor, Slovenija uros.zuperl@um.si 2 Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko, Maribor, Slovenija ales.hace@um.si Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko (FERI) in Fakulteta za strojništvo (FS) Univerze v Mariboru (UM) sta edini v Sloveniji, ki izvajata kakovostne samostojne študijske programe Mehatronike na dodiplomski univerzitetni in visokošolski strokovni 1. stopnji ter na podiplomski magistrski 2. stopnji študija. Diplomirani inženir Mehatronike je v domaci industriji, še bolj pa v naši sosešcini, izredno in vedno bolj iskan profil, strokovnjaki na tem podrocju pa sodelujejo v proizvodnji in razvoju najsodobnejših mehatronskih izdelkov. Študijski programi Mehatronike na Univerzi v Mariboru se odlikujejo s projektno orientiranim nacinom izobraževanja, kjer študenti delajo v skupinah na razlicnih prakticnih mehatronskih problemih. Rezultate svojega projektnega dela predstavijo študenti javno konec zimskega semestra in konec študijskega leta na Letni konferenci Mehatronike. Tako so letos na konferenci predstavili (organizirani v dveh delih 22. 2. 2024 in 27. 6. 2024) 48 projektov, od tega 15 projektov študenti visokošolskega strokovnega programa, 20 projektov študenti univerzitetnega dodiplomskega študijskega programa in 13 projektov študenti podiplomskega magistrskega študijskega programa. Povzetke teh projektov smo zbrali v pricujoci zbornik, kjer so predstavljene osnovne informacije, vec podrobnosti pa so ekipe študentov predstavile na javni konferenci. Vsi projekti so zanimivi, zato vas v imenu organizatorjev FERI in FS vabimo, da se udeležite tudi naslednje Letne konference Mehatronike! DOI https://doi.org/ 10.18690/um.fs.4.2024 ISBN 978 961 286 887 1 Kljucne besede: mehatronika, robotika, avtomatika, industrija, študentski projekti DOI https://doi.org/ 10.18690/um.fs.4.2024 ISBN 978 961 286 887 1 Keywords: mechatronics, robotics, automatization, industry, student projects 13 TH ANNUAL CONFERENCE OF MECHATRONICS 2024: BOOK OF ABSTRACTS, STUDENT PROJECTS UROŠ ŽUPERL,1 ALEŠ HACE2(EDS.) 1 University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Maribor, Slovenia uros.zuperl@um.si 2 University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Maribor, Slovenia ales.hace@um.si Faculty of Electrical Engineering and Computer Science (FERI) and Faculty of Mechanical Engineering (FS) of University of Maribor (UM) are the only ones in Slovenia to conduct quality independent study programmes of Mechatronics at the undergraduate academic, higher professional and at the postgraduate master level. The study programs of Mechatronics at the University of Maribor are distinguished by the project-oriented method of education, where students work in groups on various practical mechatronic problems. The results of their project work are presented at the end of the study semesters at the Mechatronics Annual Conference. Thus, this year, our students at the conference organized (in two parts on February 22 and on June 27, 2024) represent a total of 48 projects. 15 projects were represented by students of a professional study programme, 20 projects by students of an academic undergraduate study program, and 13 projects by students of the postgraduate master study programme. Summaries of these projects have been gathered in the present Proceedings where basic information is shown. More details you can find out at the conference. All the projects are interesting and therefore we invite you on behalf of the FERI and FS organizers to take part in next year's Annual Mechatronic Conference!