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

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

Tieu luan


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

Tieu luan


I. Tổng quan về đề tài

Ở nước ta công cuộc cơng nghiệp hóa hiện đại hóa sử dụng ngày càng nhiều thiết bị hiện đại để điều khiển tự
động các q trình sản xuất, gia cơng, 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 hồn tồn chưa được áp dụng trong khâu
phân loại mà cịn sử dụng nhân cơng, chính vì vậy nhiều khi cho năng suất thấp chưa đạt hiệu quả

Từ những nhu cầu sản xuất thực tế và q 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”.

Tieu luan


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

Hệ thống phân loại hàng hóa của Lazada

Dây chuyền phân loại sản phẩm theo số lượng tại
nhà máy sản xuất sữa Vinamilk

Hệ thống tự động hóa dùng để sắp xếp, phân
loại các thanh cái (busbars)

Dây chuyền phân loại quýt theo kích cỡ

Tieu luan


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 tốn 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
(khơng đúng 3 màu trên ) thì piston không
đẩy, sản phẩm đi hết băng tải - phế phẩm

Tieu luan


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

Tieu luan


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 nhơm định
hình 20x20 được ưa chuộng trong công nghiệp sản xuất
lắp ráp điện tử chịu tải trọng nhẹ và vừa

Tieu luan


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

Tieu luan


1.3.3 Máy bơm khí nén cao áp mini 12V R5548
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, khơng gỉ. Trục bánh răng
nhỏ, trục khuỷu hay van xả đều được làm bằng kim loại giúp đảm bảo độ
bền tốt.

Thông số kỹ thuật:
- Điện áp: 12V
- Dòng tải tối đa: 8A
- Piston hợp kim
- Đường kính động cơ: 35.5mm

- Đường kính trục: 3.17mm
- Khối lượng: 350 gram

Tieu luan

- Dịng khơng tải: 3.8A
- Nén tối đa tầm: 60 psi
- Đồng hồ đo sức nén
- Chiều dài motor: 50mm
- Chiều dài trục: 12.7mm


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 ngồi 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 ngồi tiếp
tục vịng tuần hồn.

Tieu luan


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

Thơng 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

Van điện từ 5/2

Tieu luan


1.3.6 Van tiết lưu

Van tiết lưu có nhiệm vụ thay đổi lưu lượng dịng 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 dịng 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

Tieu luan


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: dịng 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

Tieu luan


*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 khơng có tín hiệu

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

Tieu luan


II. Thiết kế phần mềm điều khiển
2.1 Chương trình xử lý ảnh trên Labview:

Tieu luan


2.2 Giao diện điều khiển trên Labview

Tieu luan

2.3 Giao diện mô phỏng trên TIA PORTAL

Tieu luan


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 ngồi.
- Thuật toán kết hợp của C++ dưới .DLL và Dataflow của labview cịn
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 tốn phát hiện hình dạng (shape detection) để có thể phân
biệt đa dạng sản phẩm hơn.

Tieu luan


Tieu luan