slide thuyết trình thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc ứng dụng xử lý ảnh

BÀI TẬP LỚN XỬ LÝ ẢNHĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc ứng dụng xử lý ảnh Giảng viên hướng dẫn: TS... Tổng quan về đề tài 1.1 Một số ứng dụng của hệ thống phân l

BÀI TẬP LỚN XỬ LÝ ẢNH

ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc

ứng dụng xử lý ảnh

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thành Hùng Nhóm : 21

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Quang Sáng 20184600 Nguyễn Văn Nghĩa 20184564 Vương Sỹ Phúc 20184579 Lớp : CĐT-04

Nội dung báo cáo:

I Tổng quan về đề tài 1.1 Một số ứng dụng của hệ thống phân loại sản phẩm ở nước ta 1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

1.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống

II Thiết kế phần mềm điều khiển III Kết luận

I Tổng quan về đề tài

Ở nước ta công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều khiển tự động các quá trình sản xuất, gia công, chế biến sản phẩm dẫn tới việc hình thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, dây chuyền sản xuất tự động hóa phân loại sản phẩm Đặc biệt là phân loại sản phẩm theo màu sắc

Đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong khâu

phân loại mà còn sử dụng nhân công, chính vì vậy nhiều khi cho năng suất thấp chưa đạt hiệu quả

Từ những nhu cầu sản xuất thực tế và quá trình học tập, nghiên cứu tại trường Cơ Khí- Đại học Bách khoa Hà Nội, nhóm em chọn đề tài :” Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm dựa theo màu sắc ứng dụng xử lí ảnh”

1.1 Một số ứng dụng của hệ thống phân loại sản phẩm ở nước ta

Hệ thống phân loại hàng hóa của Lazada Hệ thống tự động hóa dùng để sắp xếp, phân

loại các thanh cái (busbars)

Dây chuyền phân loại quýt theo kích cỡ Dây chuyền phân loại sản phẩm theo số lượng tại

nhà máy sản xuất sữa Vinamilk

1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khi bắt đầu, nếu có vật phẩm đi qua camera sẽ quét và chuyển tín hiệu vào Labview

Labview tính toán phân loại ra sản phẩm:

đỏ, xanh lục, vàng sau đó gửi tín hiệu đến PLC kích hoạt piston đẩy sản phẩm vào thùng tương ứng

Nếu labview không phân loại được (không đúng 3 màu trên ) thì piston không đẩy, sản phẩm đi hết băng tải - phế phẩm

1.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống

1.3.1 PLC S7-1200

PLC (Program Logic Control – thiết bị điều khiển lập trình được) được sử dụng rất rộng rãi để điều khiển các hệ thống từ nhỏ tới vừa do giá thành rẻ, hoạt động chính xác,

Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:

– 3 bộ điều khiển:AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng – 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU – 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP – Bổ sung 4 cổng Ethernet

– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

1.3.2 Băng tải

Cơ cấu chuyển động đai: Truyền động

giữa hai trục song song và quay

cùng chiều :

+ Hai Pulley nhỏ và lớn

+ Dây đai (dây curoa):

Khung băng tải: Sử dụng khung băng tải nhôm định hình 20x20 được ưa chuộng trong công nghiệp sản xuất lắp ráp điện tử chịu tải trọng nhẹ và vừa

Dây băng tải: Tùy theo tải trọng và yêu cầu của sản phẩm ta dùng dây băng PVC dày từ 1- 5mm.

1.3.3 Máy bơm khí nén cao áp mini 12V R5548

Thông số kỹ thuật:

- Điện áp: 12V - Dòng không tải: 3.8A

- Dòng tải tối đa: 8A - Nén tối đa tầm: 60 psi

- Piston hợp kim - Đồng hồ đo sức nén

- Đường kính động cơ: 35.5mm - Chiều dài motor: 50mm

- Đường kính trục: 3.17mm - Chiều dài trục: 12.7mm

- Khối lượng: 350 gram

Máy bơm nén khí cao áp 12V được sử dụng để bơm khí, tạo áp suất lớn , piston được làm bằng hợp kim có độ bền cao, không gỉ Trục bánh răng nhỏ, trục khuỷu hay van xả đều được làm bằng kim loại giúp đảm bảo độ bền tốt

1.3.4 Xilanh đẩy ( khí nén )

Xi lanh khí nén (ben khí nén) là thiết bị cơ được vận hành bằng khí nén dựa vào hoạt động chuyển đổi năng lượng tiềm năng của khí nén thành động năng

Nguyên lý hoạt động: Xi lanh khí nén thường được sử dụng với van điện từ khí nén (thường là loại 3/2 hoặc 5/2) Hoạt động là nhờ vào hệ thống cấp khí nén từ bên ngoài vào

Khi khí nén được cấp vào, nó đẩy xi lanh trượt lên, theo hướng trục của

xi lanh Khi hết hành trình, xi lanh lại đẩy khí nén ra ngoài tiếp tục vòng tuần hoàn

1.3.5 Van khí nén

Van điện từ 5/2

Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng mở hay thay đổi vị trí các cửa van để thay đổi hướng của dòng khí nén

Thông số kỹ thuật:

- Kích thước cổng: 1/8” (ren 9.6)

- Kích thước cổng xả: 1/8” (ren 9.6) -Áp suất hoạt động: 0.15 – 0.8 MPa

- Loại van hơi 5 cửa 2 vị trí (1 đầu coil điện)

- Nhiệt độ hoạt động: -20 ~ C

1.3.6 Van tiết lưu

Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dòng khí nén, có nghĩa

là thay đổi vận tốc của cơ cấu chấp hành

Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện

Van tiết lưu có tiết diện thay đổi làm lưu lượng dòng chảy qua van thay đổi được nhờ vào một vít điều chỉnh làm thay đổi tiết diện của khe hở

Đối với một số loại xilanh, người ta có thể tích hợp van tiết lưu ngay trên 2 cổng nạp/xả khí

1.3.7 Cảm biến vật cản hồng ngoại OMDHON DS30C4

Đặc điểm kỹ thuật:

- Khoảng cách phát hiện: 5 – 30 cm

- Loại ngõ ra: dòng kích 300 mA

- Điện áp hoạt động: 20 30 VDC

- Nhiệt độ hoạt động: -25 to 70 °C

- Ngõ ra: cực thu hở, kết nối 3 dây

- Chuẩn bảo vệ: IP65

- Vật liệu chế tạo: nhựa

*Sơ đồ kết nối của xilanh và van trên Automation Studio

LH - Các cảm biến tiệm cận theo dõi hành trình khi piston di chuyển Van tiết lưu trên cả 2 đường khí nạp vào của xilanh

Van điện từ 5/2 tự trở về vị trí ban đầu khi không có tín hiệu

Mô phỏng kết nối các chân cảm biến và van điện từ với PLC

II Thiết kế phần mềm điều khiển

2.1 Chương trình xử lý ảnh trên Labview:

2.2 Giao diện điều khiển trên Labview

2.3 Giao diện mô phỏng trên TIA PORTAL

III Kết luận

3.1 Kết luận

Ưu điểm

- Khả năng phát hiện màu của chương trình

viết bằng labview là cực kì nhanh chóng

- Có thể sử dụng các chức năng mở rộng có

sẵn trong labview để tăng khả năng phân biệt

nhiều sản phẩm khác nhau theo hình dạng,

màu sắc hoặc đúng theo mẫu có sẵn

Nhược điểm

- Khó khăn về kết hợp giữa các phần mềm labview với các chương trình gọi từ

bên ngoài

- Thuật toán kết hợp của C++ dưới DLL và Dataflow của labview còn chưa tốt, hình ảnh thu được từ camera tương đối chậm dẫn đến mất nhiều thời gian trong việc phát hiện màu

3.2 Hướng phát triển của đề tài trong tương lai

- Xây dựng được sản phẩm thực tế

- Giảm thời gian nhận biết sản phẩm để giảm thời gian phân loại

- Tìm hiểu về các thuật toán phát hiện hình dạng (shape detection) để có thể phân

biệt đa dạng sản phẩm hơn