Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát và phân loại sản phẩm theo mã QR code bằng camera công nghiệp

Nghiên cứu "Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát và phân loại sản phẩm theo mã QR code bằng camera công nghiệp" đã xây dựng một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh bao gồm: hệ thống giám sát (HMI, SCADA), hệ thống điều khiển (PLC), hệ thống truyền động (Step Drive và Step Motor), camera công nghiệp (Cognex) để nhận dạng mã QR và các thiết bị trường như rơ le, cảm biến và van khí nén. Với hệ thống đã được xây dựng, người sử dụng có thể giám sát và kiểm tra quá trình vận hành của hệ thống qua HMI và SCADA (được xây dựng trên phần mềm WinCC), hệ thống phân loại sản phẩm bằng QR code một cách chính xác và ổn định.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát và phân loại sản phẩm theo mã QR code bằng camera công nghiệp Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ QR CODE BẰNG CAMERA CÔNG NGHIỆP GV HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Thanh Lịch Sinh Viên thực hiện: Nguyễn Quang Tùng Lê Đình Kiên Lưu Đức Thiện Lê Thành Long. Tóm Tắt: Camera công nghiệp đang dần trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất như hỗ trợ, thay thế nhân công trong quá trình làm việc cũng như xử lý, phát hiện sản phẩm lỗi một cách nhanh chóng. Trong các nhà máy, xi nghiệp hiện nay, các camera được dùng để giám sát các giai đoạn sản xuất tự động với mục đích giám sát sản xuất, phân loại và đo lường sản phẩm, kiểm tra sản phẩm tự động, điều hướng robot, quét mã vạch, mà không cần tiếp xúc. Để đạt được mục tiêu đề ra, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh bao gồm: hệ thống giám sát (HMI, SCADA), hệ thống điều khiển (PLC), hệ thống truyền động (Step Drive và Step Motor), camera công nghiệp (Cognex) để nhận dạng mã QR và các thiết bị trường như rơ le, cảm biến và van khí nén. Với hệ thống đã được xây dựng, người sử dụng có thể giám sát và kiểm tra quá trình vận hành của hệ thống qua HMI và SCADA (được xây dựng trên phần mềm WinCC), hệ thống phân loại sản phẩm bằng QR code một cách chính xác và ổn định. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Ngày nay, các sản phẩm, hàng hóa của các doanh nghiệp luôn phải tuân thủ những quy chuẩn khắt khe cũng như sự cạnh tranh lẫn nhau về thị trường. Nên các doanh nghiệp luôn ưu tiên việc sử dụng hiệu quả các nguồn lực để sản xuất sản phẩm có thể đáp ứng những nhu cầu của họ cũng như quy chuẩn của hàng hóa. Giải pháp camera kiểm tra và phân loại sản phẩm là hệ thống tích hợp camera, chiếu sáng. Cùng với đó là thuật toán kiểm tra nhằm thay thế con người trong một số công đoạn. Mục đích để kiểm tra, phân loại đánh giá sản phẩm là sản phẩm đạt tiêu chuẩn hay sản phẩm bị lỗi dựa theo các thông số. Các thông số được lập trình, quy định sẵn theo một quy chuẩn nhất định. Từ đó giải pháp camera kiểm tra và phân loại sản phẩm là giải ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 1 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- pháp tối ưu giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy chuẩn này. Đồng thời tăng năng suất cùng chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất. Giải pháp camera kiểm tra và phân loại sản phẩm có thể được áp dụng trên một phạm vi rộng. Đặc biệt là ứng dụng vào các ngành công nghiệp điện tử bao gồm thiết bị điện tử, linh kiện điện tử. Ngoài ra còn ứng dụng các ngành khác như y tế, dược phẩm và sản xuất nói chung. Bằng kiến thức đã tìm hiểu cùng nền tảng kiến thức đã học, nhóm tác giả đã thực hiện đề tài nghiên cứu: “Thiết kế điều khiển và giám sát hệ thống phân loại sản phẩm bằng mã vạch QR code dùng camera công nghiệp”. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH. 2.1. Tính toán chọn thiết bị. Bước đầu tiên của việc xây dựng mô hình là tính chọn các thiết bị tự động hóa. Các thiết bị được tính toán, lựa chọn sao cho đảm bảo công suất của hệ thống, đảm bảo tính năng an toàn của các thiết bị điện và việc đóng cắt thuận tiện cũng như đảm bảo độ ổn định trong hoạt động của hệ thống. Sau khi tính toán, nhóm tác giả đã lựa chọn được các thiết bị như sau: Hình 2.1: Các thiết bị được sử dụng. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 2 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.2. Thiết kế đồ gá Để lắp đặt được hệ thống cơ khí thì cần thiết kế một số đồ gá cho động cơ, xi lanh, camera và các máng đựng sản phẩm. Nhóm tác giả đã sử dụng phần mềm Solid Art để thiết kế đồ gá sau đó xuất file trên máy in 3D để ra thành phẩm. Các mẫu đồ gá được thể hiện như trong Hình 2.2 ÷ Hình 2.4: Hình 2.2 Đồ gá mặt bích xi lanh và chân step motor. Hình 2.3: Đồ gá chân cột xy lanh và kẹp xy lanh. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kỷ yếu NCKHSV năm học 2021-2022 3 Trường Đại học Giao thông vận tải https://www.utc.edu.vn/ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Hình 2.4: Đồ gá camera và máng đựng sản phẩm. 2.3. Thiết kế sơ đồ điện, đấu nối tủ điện. Sơ đồ thiết kế chi tiết mạch điện – điều khiển (Schematic) được vẽ trên phần mềm chuyên dụng EPLAN. Sau đó Layout 3D bố trí thiết bị trong tủ điện được thiết kế vẫn trên phần mềm EPLAN đó (Hình 2.5 ...