Robot PhantomX Pincher - Apple Sorter: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Yêu cầu về an toàn đối với thực phẩm ngày càng lớn. Cả người tiêu dùng và các cơ quan chức năng ngày càng đòi hỏi thực phẩm chúng ta ăn phải có chất lượng cao và có tính bảo mật cao. Nếu sự cố xảy ra trong quá trình sản xuất thực phẩm, phải nhanh chóng tìm ra nguồn gốc của lỗi và sửa chữa. Chất lượng thực phẩm có thể được chia thành chất lượng khách quan và chủ quan. Chất lượng thực phẩm khách quan liên quan đến các đặc tính có thể đo lường và ghi lại được trong khi chất lượng thực phẩm chủ quan là nhận thức của người tiêu dùng về thực phẩm.

Các đặc tính hướng đến sản phẩm có thể được đo lường và ghi lại thông qua việc tự kiểm soát, ví dụ, có thể là màu sắc, kết cấu và hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm. Tự kiểm soát, vệ sinh và đánh giá rủi ro là tất cả các yếu tố cần thiết theo luật định đối với tất cả các công ty sản xuất thực phẩm.

Chương trình tự kiểm tra phải đảm bảo rằng thực phẩm do công ty sản xuất đáp ứng các yêu cầu của luật pháp. Dự án này sẽ nghiên cứu khả năng tạo ra một chương trình tự kiểm soát thực phẩm của doanh nghiệp.

Báo cáo vấn đề

Làm thế nào để phát triển một chương trình tự kiểm soát để đảm bảo rằng táo mà người tiêu dùng mua tại cửa hàng có màu sắc chính xác, khi họ rời khỏi nhà sản xuất?

Bước 1: Thiết lập dự án

Vì những lý do rõ ràng, dự án này sẽ chỉ hoạt động như một mô phỏng của một tình huống thực tế của một chương trình tự kiểm soát. Chương trình được thiết lập để chỉ những quả táo đỏ mới được kiểm tra chất lượng. Những quả táo xấu, được xác định bởi các màu khác với màu đỏ, sẽ được xếp thành một đống khác.

Robot sẽ nhặt táo và giữ chúng trước camera, sau đó chương trình sẽ phát hiện màu sắc và phân loại chúng cho phù hợp. Vì thiếu số táo có sẵn nên chương trình sẽ được mô phỏng bằng các khối gỗ màu.

Bước 2: Phần cứng và Vật liệu

Phần cứng và vật liệu được sử dụng trong dự án này như sau:

PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark ll

5 x động cơ servo AX-12A

Bộ điều khiển Robot ArbotiX-M

Máy ảnh pixy

2 nút x

Đèn LED

Các khối màu khác nhau

Bước 3: Phần mềm

Phần mềm được sử dụng cho dự án này được tìm thấy trên các trang web sau:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Phần mềm cần thiết để hoàn thành dự án này như sau:

1. Bộ cánh tay robot PhantomX Pincher Mark ll (dành cho thiết bị truyền động / cánh tay robot)

2. Bộ điều khiển Robot Arbotix-M (dành cho bộ điều khiển Arbotix-M)

3. AX-12A (phần mềm cho động cơ servo)

4. Arduino (để lập trình)

5. CMUcam5 Pixy (dành cho máy ảnh)

6. PixyMon (Hiển thị những gì camera pixy nhìn thấy)

Bước 4: Thiết lập máy ảnh Arbotix-M và Pixy

Các kết nối cho bo mạch Arbotix-M và máy ảnh có thể được nhìn thấy trong các hình trên. Các kết nối được mô tả dưới đây.

Đối với Bảng Arbotix-M:

1. Chân số 0: PushButton Stop

2. Chân số 1: PushButton Start

3. Chân số 7: Đèn xanh LedPin

4. ISP PIN: Kết nối máy ảnh Pixy

5. BLK: Kết nối từ bảng với PC

6. Cổng DYNAMIXEL 3x 3 chân (TTL): Điều khiển tới các Servos

7. Nguồn cung cấp cho Pixy Camera

Đối với máy ảnh Pixy:

8. Ống kính máy ảnh

9. RGB- Đèn LED (Hiển thị màu mà máy ảnh phát hiện)

10. Kết nối USB từ bo mạch với PC

11. Nút đăng ký màu ở phía trước máy ảnh

12. Mã PIN ISP: để kết nối với bo mạch Arbotix-M

Bước 5: Chương trình

Toàn bộ mã cho chương trình phân loại màu được bao gồm trong bước này, vui lòng sao chép.

Các hoạt động của robot được giải thích sau đây:

Cánh tay robot sẽ bắt đầu ở vị trí ban đầu (hướng thẳng lên trên). Sau đó, nó sẽ nghiêng về phía sau cho đến khi kim ở vị trí xung quanh khối đã được đặt và sau đó ép lại với nhau. Sau đó, cánh tay sẽ vươn lên và tự di chuyển lên cho đến khi chốt ở phía trước bệ. Sau đó, nó sẽ giữ khối vẫn ở phía trước máy ảnh, cho đến khi màu của khối được phát hiện. Nếu khối được sắp xếp là màu đỏ, cánh tay sẽ di chuyển sang bên phải, hạ thấp bản thân để khối nằm trên bàn, sau đó thả khối. Nếu khối không có màu đỏ thì cánh tay sẽ di chuyển sang trái và làm điều tương tự. Sau đó, cánh tay robot sẽ tăng lên một chút, di chuyển lên trên và xuống dưới cho đến khi nó nằm trên khối tiếp theo sẽ được sắp xếp, rồi lặp lại chương trình.

Video về robot hoạt động sẽ được xem trong bước tiếp theo.

Lưu ý rằng cánh tay rô bốt này được đặt trên một bệ có vít cân bằng nhỏ. Nếu bạn cần nó hoạt động ở độ cao khác, hãy di chuyển cánh tay đòn theo cách thủ công và ghi lại vị trí của từng vị trí cuối, sau đó thay đổi vị trí servo trong mã.

Bước 6: Kết luận

Một chương trình đã được thực hiện để kiểm soát chất lượng táo, cụ thể là một quy trình phân loại màu sắc giữa táo đỏ tốt và táo xấu ở bất kỳ màu nào khác. Cánh tay robot sẽ phân loại những quả táo tốt trong một đống ở bên phải và những quả táo xấu trong một đống ở bên trái. Quá trình phân loại thực phẩm với sự trợ giúp của robot rất có lợi trong ngành công nghiệp thực phẩm vì yêu cầu ngày càng cao về chất lượng, đồng thời để giảm chi phí tiền lương và tăng hiệu quả.

Người hướng dẫn đi qua các chủ đề về động lực để chọn dự án cụ thể này, thiết lập dự án, phần cứng và phần mềm được sử dụng, thiết lập và đi dây của bảng Arbotix-M và PixyCam cũng như chương trình đầy đủ của hệ thống phân loại trong mã. Để kết thúc dự án, quá trình phân loại màu đã thành công, bạn có thể xem trong video dưới đây.

Có thể cấu trúc này được thực hiện như một bài tập của các sinh viên kỹ thuật tự động hóa tại Đại học Cao đẳng Nordjylland ở Đan Mạch: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard và Nanna Vestergaard Klemmensen.