Hệ thống giám sát và phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng cánh tay robot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY ROBOT Ngành Kỹ Thuật Điện Giảng viên hướng dẫn ThS HUỲNH PHÁT HUY Sinh viên thực hiện NGUYỄN ĐINH BÁCH MSSV 1815020001 Lớp 18HDCA1 PHAN THANH SANG MSSV 1815020013 Lớp 18HDCA1 THÂN TRỌNG HOÀNG MSSV 1815020008 Lớp 18HDCA1 TP Hồ Chí Minh Tháng 8 Năm 2021 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm em xin chân thành cảm ơn đến quý “Thầy Cô Việ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO

CHIỀU CAO DÙNG CÁNH TAY ROBOT

Ngành: Kỹ Thuật Điện

Giảng viên hướng dẫn: ThS HUỲNH PHÁT HUY

Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN ĐINH BÁCH MSSV: 1815020001 Lớp: 18HDCA1

PHAN THANH SANG MSSV: 1815020013 Lớp: 18HDCA1

THÂN TRỌNG HOÀNG MSSV: 1815020008 Lớp: 18HDCA1

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm em xin chân thành cảm ơn đến quý “Thầy

Cô Viện Kỹ Thuật HUTECH – Trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh” đã

truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường

Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các Thầy Cô nên “Đồ án tốt nghiệp” lần

này của nhóm em mới có thể hoàn thành tốt đẹp

Một lần nữa, nhóm em xin chân thành cảm ơn Thầy Huỳnh Phát Huy, người đã trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn nhóm em hoàn thành “Đồ án tốt nghiệp” lần

này

Trong quá trình thực hiện do kiến thức còn hạn hẹp không tránh khỏi những thiếu sót, nhóm em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để kiến thức của nhóm em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn đồng thời có điều kiện

bổ sung, nâng cao ý thức của mình

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 2

1.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch 2

1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng 3

1.3 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước 4

1.4 Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 6

2.1 Giới thiệu về Arduino 6

2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18 – D80NK 8

2.3 LCD 1602 10

2.4 Cánh tay robot 16

2.5 Mạch Giảm Áp LM2596 17

2.6 Băng tải và động cơ kéo băng tải 18

2.6.1 Băng tải 18

2.6.2 Động cơ DC giảm tốc GA25 60RPM 21

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 24

3.1 Tình hình nghiên cứu 24

3.2 Mục đích nghiên cứu 24

3.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 24

3.4 Phương pháp nghiên cứu 24

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 26

4.1 Sơ đồ tổng quát của hệ thống 28

4.2 Lưu đồ giải thuật 31

4.3 Thiết kế giao diện giám sát trên phần mềm Visual Studio 34

4.3.1 Giới thiệu về Visual Studio 34

4.3.2 Ngôn ngữ lập trình trên Visual Studio 34

4.3.3 Thiết kế giao diện trên Windows Form 35

CHƯƠNG 5: THI CÔNG MÔ HÌNH 37

5.1 Lắp đặt kết nối vào hệ thống: 37

5.2 Vận hành mô hình: 42

5.3 Hướng dẫn vận hành: 45

5.4 Video vận hành mô hình: 45

CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 46

6.1 Đánh giá kết quả giao diện điều khiển và giám sát hệ thống trên VS 46

6.2 Kết luận đề tài 46

6.4 Hạn chế 47

6.5 Hướng phát triển đề tài 47

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Hình 1.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch 3

Hình 1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng cho nông sản 4

Hình 1.3 Dây chuyền phân loại trứng, cà chua theo kích thước 4

Hình 1.4 Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP Hình 2.1 Sơ lược phần cứng của board Arduino Nano CH340 6

Hình 2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18 – D80NK 8

Hình 2.3 Sơ đồ chân của E18-D80NK 9

Hình 2.4 Hình ảnh LCD 1602 10

Hình 2.5 Module chuyển giao tiếp LCD sang I2C 12

Hình 2.6 Cấu tạo bên trong RC Servo 13

Hình 2.7 Điều khiển vị trí trục động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung 14

Hình 2.8 Sơ đồ chân RC Servo 14

Hình 2.9 Động cơ RC Servo SG90 15

Hình 2.10 Cánh tay robot 17

Hình 2.11 Mạch Module giảm áp LM2596 17

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý LM2596 18

Hình 2.13 Băng tải vận chuyển sản phẩm 20

Hình 2.14 Vị trí các thành phần cần có trong băng tải 21

Hình 2.15 Động cơ DC giảm tốc GA25 60rpm 23

Hình 2.16 Thông số kích thước DC giảm tốc 37GB520R 23

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ Hình 4.1 Các thiết bị chính của mô hình 27

Hình 4.2 Sơ đồ khối mô phỏng hệ thống 28

Hình 4.3 Sơ đồ bố trí thiết bị 29

Hình 4.4 Bảng vẽ kích thước mô hình 30

Hình 4.5 Lưu đồ giải thuật 31

Hình 4.6 Sơ đồ đấu dây 33

Hình 4.7 Giao diện khởi động của VS 2019 34

Hình 4.8 Giao diện giám sát đếm số lượng sản phẩm 35

Hình 4.9 Giao diện giám sát trạng thái hoạt động băng tải và cánh tay robot 36

Hình 4.10 Giao diện giám sát toàn bộ hệ thống 36

CHƯƠNG 5: THI CÔNG MÔ HÌNH Hình 5.1 Giao thức kết nối với mô hình 37

Hình 5.2 Kết nối chân Nano V3 37

Hình 5.3 Kết nối mạch giảm áp và relay 38

Hình 5.4 Kết nối LCD 16x2 I2C 38

Hình 5.5 Kết nối Servo RC 39

Hình 5.6 Kết nối cảm biến, băng tải vào mô hình 40

Hình 5.7 Gắn các khu vực phân loại sản phẩm 40

Hình 5.8 Cấp nguồn vào hệ thống 41

Hình 5.9 Giao thức kết nối với mô hình 42

Hình 5.10 Sản phẩm di chuyển trên băng tải cánh tay ở vị trí góc 43

Hình 5.11 Cánh tay di chuyển gắp sản phẩm trên băng tải 43

Hình 5.12 Cánh tay gắp về vị trí chứa sản phẩm 44

Hình 5.13 Hiển thị kết quả 44

CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN Hình 6.1 Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống 46

DANH MỤC VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt

Hệ thống của em sử dụng là Arduino Nano CH340 – một board mạch tích hợp và rất phổ biến hiện nay trên thế giới Ngoài ra em còn sử dụng cảm biến hồng ngoại, động

cơ servo, sử dụng ngôn ngữ C# để tạo giao diện điều khiển và xử lý trên phần mềm Visual Studio

• Kết cấu của đồ án tốt nghiệp:

Đồ án của nhóm em gồm 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan giải pháp

Chương 3: Phương pháp giải pháp

Chương 4: Quy trình thiết kế

Chương 5: Thi công mô hình

Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại, các hệ thống phân loại tự động

có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau Tuy nhiên, có một đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn, đặc biệt đối với điều kiện của Việt Nam Vì vậy, hiện nay đa

số các hệ thống phân loại tự động đa phần mới chỉ được áp dụng trong các hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp, còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam vấn đề sử dụng trực tiếp sức lực con người để làm việc Bên cạnh các băng chuyền để vận chuyển sản phẩm thì một yêu cầu cao hơn được đặc ra đó là phải có hệ thống phân loại sản phẩm Còn rất nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh v.v

Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên có nhiều thuật toán, hướng giải quyết khác nhau cho từng sản phẩm, đồng thời các thuật toán này có thể đan xen, hỗ trợ lần nhau Ví dụ: như muốn phân loại vải thì cần phân loại về kích thước và màu sắc, vẻ nước uống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v

Một số dây chuyền phân loại sản phẩm hiện nay:

1.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch

Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch được sử dụng rất phổ biến hiện nay Dây chuyền sorting này được sử dụng để phân loại các kiện hàng, bưu phẩm, sản phẩm thành phẩm đã được đóng thùng carton, đóng túi và dán mã vạch barcode, mã QR Với các thông tin lưu trữ trên mã vạch dán trên sản phẩm, hệ thống có thể dễ dàng sàng lọc và lựa chọn, gom sản phẩm vào các vị trí tập kết (hub) theo yêu cầu đặt ra như:

Với sản phẩm điện tử, công nghệ: phân theo cùng lô sản xuất, ngày sản xuất, Với các bưu phẩm, đơn hàng chuyển phát nhanh: phân loại theo ngày lên đơn, cách thức đóng gói, địa điểm giao hàng, hàng chuyển nhanh tiêu chuẩn…

Với các sản phẩm nông sản đóng gói: phân loại theo hạn sử dụng, số lô chế biến, cấp sản phẩm…

Các hộp, thùng hàng được đặt lên băng tải phân loại bởi công nhân hoặc cánh tay

robot cộng tác, robot xếp hàng lên pallet từ băng tải cấp hoặc xe tự hành AGV trong các

nhà máy thông minh

Hệ thống phân loại sản phẩm có thể đạt công suất tới 10000 sản phẩm/giờ Năng suất cao gấp 3-5 lần so với cách quét mã vạch và phân loại bởi công nhân truyền thống

Hình 1.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch

1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng

Là hệ thống phân cỡ sản phẩm ứng dụng đa dạng các loại/kiểu sản phẩm theo nguyên tắc kiểm tra khối lượng online, sau đó phân ra từng cỡ trọng lượng theo yêu cầu Phạm vi phân loại: 10g~5000g

Tốc độ: 110 – 200 sản phẩm/ phút

Tốc độ: 60m/ phút

Số lượng cỡ phân loại: 12 cỡ

Vật liệu: inox SS304 đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Hình 1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng cho nông sản

1.3 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước

Là hệ thống phân loại tự động cho sản phẩm hàng hóa, trái cây và rau quả trên cơ sở kích thước bao gồm bộ phận cấp, phân loại, thả và thu hồi sản phẩm Máy phân loại sản phẩm theo kích thước điều khiển tự động, độ chính xác cao, hoạt động ổn định, phù hợp cho nhiều loại sản phẩm khác nhau

Năng suất: 3-5 tấn/ giờ ~ 1000-1100 sản phẩm/ phút

Cấp phân loại: 4-10 cấp

Ứng dụng phân loại sản phẩm theo khối lượng cho ngành thực phẩm, nông sản,

Hình 1.3 Dây chuyền phân loại trứng, cà chua theo kích thước

1.4 Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc

Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc có thể sử dụng trong các ngành nông nghiệp, thực phẩm, dầu, hóa chất, công nghiệp dược phẩm,…

Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc có thể phân loại các sản phẩm như: trà, vừng, đậu, hạt giống, nho khô, lúa, lúa mạch, thủy tinh, nhựa, than, quặng, óc chó,…

• Đặc tính kỹ thuật máy phân loại sản phẩm theo màu sắc:

Năng suất: 0.8-15 tấn/ giờ (tùy vào mỗi loại model)

Tỉ lệ phân loại chính xác: >99%

Nguồn điện: 220V, 50Hz

Nguồn khí nén: 0.6-0.8 MPa

Khối lượng máy: 400 – 1200 KG

Hình 1.4 Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

Để xây dựng được mô hình, chúng ta phải nghiên cứu về nguyên lý hoạt động cũng như những thành phần cấu tạo nên hệ thống

2.1 Giới thiệu về Arduino

Giới thiệu về Arduino: Arduino được giới thiệu vào năm 2005, một nền tảng mã nguồn mở gồm phần cứng và phần mềm Phần cứng Arduino (các board mạch vi xử lý) xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8 bit, hoặc ARM Atmel 32 bit Những Model hiện tại được trang bị gồm 1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau

Arduino được dùng khá phổ biến trong việc điều khiển Robot đơn giản Đi cùng với nó là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính thông thường

và cho phép người dùng viết các chương trình cho Aduino bằng ngôn ngữ C hoặc C++

Hình 2.1 Sơ lược phần cứng của board Arduino Nano CH340 Arduino Nano CH340 được trang bị chip ATmega328P-AU, với bộ nhớ flash memory 32 KB, 2KB cho bộ nhớ SRAM, 1 KB cho bộ nhớ EEPROM

Board Arduino Nano CH340 có thông số kỹ thuật như sau:

- IC chính: ATmega328P-AU

- IC nạp và giao tiếp UART: CH340

- Điện áp cấp: 5VDC cổng USB hoặc 6-9VDC chân Raw

- Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL 5VDC

- Dòng GPIO: 40mA

- Số chân Digital: 14 chân, trong đó có 6 chân PWM

- Số chân Analog: 8 chân (hơn Arduino Uno 2 chân)

- Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader)

- Nhỏ gọn, dễ giao tiếp máy tính

- Thư viện hỗ trợ tốt, được đông đảo người dùng chia sẻ

- Dễ dàng điều chỉnh và thay đổi code, phù hợp trong việc điểu chỉnh tọa độ Servo

2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18 – D80NK

Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK xác định khoảng cách đến vật cản bằng hồng ngoại cho phản hồi nhanh chóng, chính xác và ít bị nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt

Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách hoạt động thông qua biến trở ở phần cuối thân cảm biến Ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở nên cần thêm 1 trở kéo lên nguồn ở chân tín hiệu khi sử dụng

Hình 2.2 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18 – D80NK

• Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên

áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu

• Chất liệu sản phẩm: nhựa

• Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ

• Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)

Sơ đồ dây:

E18-D80NK có cách nối dây tương đối đơn giản:

• Màu nâu: VCC, nguồn dương 5VDC

• Màu xanh dương: GND, nguồn âm 0VDC

• Màu đen: Chân tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN, cần phải có trở kéo để tạo thành

2.3 LCD 1602

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD 1602 (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng của Vi Điều Khiển LCD 1602 có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác như: khả năng hiển thị kí tự đa dạng (chữ, số, kí tự đồ họa); dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống, giá thành rẻ, …

Thông số kĩ thuật của sản phẩm LCD 1602:

Chức năng của từng chân LCD 1602:

- Chân số 1 - VSS: chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều khiển

- Chân số 2 – VDD: chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V của mạch

điều khiển

- Chân số 3 - VE: điều chỉnh độ tương phản của LCD

- Chân số 4 - RS: chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1":

+ Logic “0”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi”

- write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read)

+ Logic “1”: Bus DB0 - DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD

- Chân số 5 - R/W: chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic “0”

để ghi hoặc nối với logic “1” đọc

- Chân số 6 - E: chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus

DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân này như sau:

+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trong khi

phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E

+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức

thấp

- Chân số 7 đến 14 - D0 đến D7: 8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là: Chế độ 8 bit(dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7) và Chế độ 4 bit (dữ liệu được truyền trên 4

đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7)

- Chân số 15 - A: nguồn dương cho đèn nền

- Chân số 16 - K: nguồn âm cho đèn nền

- Trên đây là một số thông tin về thông số kỹ thuật của LCD 1602 mà có thể tìm

hiểu

Module chuyển giao tiếp LCD sang I2C như hình 2.5

Hình 2.5 Module chuyển giao tiếp LCD sang I2C

Thông số mạch chuyển đổi giao tiếp I2C:

+ Kích thước: 41,5 mm (L) x 19 mm (W) x 15,3 mm (H)

+ Trọng lượng: 5g

+ Điện áp hoạt động: 2,5v-6v

+ Jump chốt: Cung cấp đèn cho LCD hoặc ngắt

+ Biến trở xoay độ tương phản cho LCD

Đề tài sử dụng động cơ RC Servo để điều khiển cánh tay Robot vì động cơ RC Servo điều khiển góc quay chính xác nhờ kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM, RC Servo chỉ quay khi được điều khiển với góc quay nằm trong khoảng giới

Cấu tạo động cơ RC Servo:

Hình 2.6 Cấu tạo bên trong RC Servo Trong hệ thống này, Servo là đáp ứng của một dãy các xung số ổn định Cụ thể hơn, mạch điều khiển là đáp ứng của một tín hiệu số có các xung biến đổi từ 1ms - 2,3ms Các xung này được gởi đi 50 lần/giây không phải số xung trong một giây điều khiển servo mà là chiều dài của các xung Servo đòi hỏi khoảng 30 - 60 xung/giây Nếu số này quá thấp, độ chính xác và công suất để duy trì Servo sẽ giảm Với độ dài xung 1ms, Servo được điều khiển quay theo một chiều (giả sử là chiều kim đồng hồ) Với độ dài xung 2ms, Servo quay theo chiều ngược lại

Điều khiển vị trí của trục ra của động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung như hình 2.7

Hình 2.7 Điều khiển vị trí trục động cơ bằng cách điều chế độ rộng xung

Để quay động cơ, tín hiệu số được gởi tới mạch điều khiển Tín hiệu này khởi động động cơ, thông qua chuỗi bánh răng, nối với vôn kế Vị trí của trục vôn kế cho biết vị trí trục ra của Servo Khi vôn kế đạt được vị trí mong muốn, mạch điều khiển sẽ tắt động

cơ

Động cơ Servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước Dù có thể chỉnh động cơ Servo RC quay liên tục nhưng công dụng chính của động cơ Servo vẫn là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ

90 độ – 180 độ Việc điều khiển này có thể ứng dụng để điều khiển Robot, di chuyển các tay máy lên xuống, quay một cảm biến để quét khắp phòng…

Sơ đồ chân RC Servo có ba chân kết nối như hình 2.8

Hình 2.8 Sơ đồ chân RC Servo

PWM GND VCC

Trong đó:

VCC: Chân nối nguồn dương

PWM: Chân phát xung

GND: Chân nối nguồn âm

Trong mô hình này động cơ servo có vai trò phân loại sản phẩm theo chiều cao với cách dùng góc quay cản vật xuống ô phù hợp Mỗi sản phẩm có khối lượng không quá 0.1kg nên em đã chọn loại RC Servo SG90

Thông số kỹ thuật Servo SG90:

2.4 Cánh tay robot

Cánh tay robot là mô hình chuẩn của cánh tay robot dạng nhỏ, có chức năng gắp sản phẩm tại mọi vị trí trong không gian cho phép, nó được thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn, đầy đủ chức năng của 1 cánh tay thông thường Làm từ chất liệu nhựa, và có 4 động cơ servo Cánh tay robot có thể thao tác rất linh hoạt nhờ vào thiết kế chuẩn kỹ thuật, không

có tiếng kêu từ các khớp nối Part xoay của cánh tay được thiết kế xoay trên vòng bi được gá cố định Bao gồm:

Khung cánh tay robot bằng nhựa và 4 động cơ servo SG90 đã ghép vào khung cánh tay robot với điện áp hoạt động từ 5V, tiêu thụ năng lượng ít

Phần tay gắp sản phẩm có thông số:

- Chất liệu: nhựa

- Chiều dài tối đa: 18cm

- Chiều rộng tối đa: 14cm

- Độ mở tối đa: 5cm

- Trọng lượng: 200g

Thông số kỹ thuật của cánh tay robot:

- Góc quay của servo đáy: 180 độ

- Bán kính của chuyển động gập: 15cm

- Chiều cao tối đa: 18cm

- Độ mở rộng nhất của tay kẹp: 5cm

- Dòng ngõ ra: định mức 2A (tối đa 3A)

- Công suất ra: 10W

độ hoạt động của cánh tay robot thông qua Servo

2.6 Băng tải và động cơ kéo băng tải

2.6.1 Băng tải

Giới thiệu: là một hệ thống ứng dụng trong sản xuất với nhiều tiện ích với chức năng là vận chuyển đồ từ một điểm này đến một điểm nào đó mà không phải tốn sức

Cấu tạo chung của băng tải:

- Khung băng tải: thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện hoặc inox

- Dây băng tải: Thường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm hoặc dây băng PU dày 1,5mm

- Động cơ truyền động: Là động cơ giảm tốc công suất 0,2KW, 0,4KW, 0,75KW, 1,5KW, 2,2KW

- Cơ cấu truyền động: Rulo kéo, con lăn đỡ, nhông xích,

- Bộ điều khiển băng chuyền: Thường gồm có biến tần, sensor, timer, PLC

- Các hệ thống đường khí nén và đường điện nếu có

- Trong phạm vi đồ án sử dụng mô hình băng tải truyền động không yêu cầu trọng tải lớn nên chỉ cần các yêu cầu sau:

- Băng tải chạy liên tục, có thể dừng khi cần

- Không đòi hỏi độ chính xác, trọng tải băng tải nhẹ

- Dễ điều khiển, giá thành rẻ

Với yêu cầu của đề tải, sản phẩm là các khối chữ trụ chữ i, khối lượng mỗi sản phẩm rất nhỏ, để đưa sản phẩm qua cảm biến xử lý nhóm em đã chọn băng tải phù hợp

để vận chuyển sản phẩm có cấu tạo như sau:

- Con lăn kéo (con lăn truyền lực chủ động) bằng thép, truyền động kéo từ động cơ qua dây curoa đến con lăn khung truyền

- Hệ thống khung băng tải thường được làm bằng nhựa cứng hoặc nhôm định hình, dài 50 cm, chiều ngang 6 cm

- Hệ thống dây băng dài 50 cm, chiều ngang 5 cm, màu xanh

- Động cơ kéo chính là động cơ DC giảm tốc GA25 60RPM

- Cơ cấu truyền động: 2 con lăn được gắn ở 2 đầu khung truyền

- Ngoài ra, còn một số bộ phận liên quan như chân băng tải, giá đỡ…

Hình 2.13 Băng tải vận chuyển sản phẩm

Lưu ý:

Con lăn là bộ phận rất quan trọng, ngoài nhiệm vụ nhận lực kéo của động cơ và truyền động dây đai cho băng tải hoạt động, nó còn phải chịu lực tì của băng tải Vì vậy chọn con lăn có hoạt động ổn định, độ bám với băng tải đủ lớn

Ứng dụng của băng tải:

+ Ứng dụng của băng tải trong sản xuất công nghiệp rất quan trọng, băng tải giúp giảm được sức người sản lượng được vận chuyển nhanh hơn

+ Băng tải được dùng phổ biến đa số trong dây chuyền sản xuất như: Dây chuyền sản xuất bánh kẹo, bia, các loại hàng hóa dùng để di chuyển chúng nhanh hơn

+ Các băng tải có kích cỡ nhỏ vừa đủ được ứng dụng trong môi trường học tập nhằm giúp sinh viên tiếp cận dây chuyền sản xuất như ngoài thực tế…

Hình 2.14 Vị trí các thành phần cần có trong băng tải

2.6.2 Động cơ DC giảm tốc GA25 60RPM

Tính toán chọn động cơ băng tải:

Bước 1: Phân tích tải trọng

Đối với mô hình băng tải truyền tải với khối lượng vật phẩm rất nhỏ chỉ vài gam Nên ta chọn:

Tổng tải trọng khối hàng trên băng tải: W=1kg

Tốc độ gói hàng băng tải: V= 3 m/phút

Hệ số ma sát: µ=0.15

Hệ số ma sát pully: η1=0.95

Hệ số ma sát hộp giảm tốc: η2=0.9

Đường kính bánh răng puli: D1 = 22 mm

Đường kính bánh răng trên hộp số: D2 = 12 mm

Bước 2: Tính chọn tỉ số truyền