Đang tải... (xem toàn văn)
Slide Đồ án thiết kế hệ thống chiết rót, đóng chai PET tự động1. Thiết kế hệ thống cơ khí (cơ cấu Mante)2. Thiết kế hệ thống điều khiển PLC3. Thiết kế hệ thống phân loại ứng dụng xử lý ảnhHệ thống có khả năng: Sắp chai Chiết rót Đóng nắp Phân loại: Mức nước, nắp, nhãn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY VÀ MA SÁT HỌC ******** ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN ĐÓNG CHAI TỰ ĐỘNG SVTH : Đặng Xuân Hải MSSV: 20131217 : Trần Bảo Khánh MSSV: 20132083 GVHD : TS Trần Thị Thanh Hải GVD : PGS.TS Phạm Văn Hùng Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2018 Nội dung thuyết trình Lý chọn đề tài Hệ thống khí dây chuyền đóng chai tự động • Hệ thống điều khiển • • • Thiết kế hệ thống điều khiển Lập trình hệ thống Hướng phát triển Hệ thống kiểm tra sản phẩm ứng dụng xử lý hình ảnh • • • Tổng quan khí Mơ hình hệ thống (các thành phần mơ hình lựa chọn thiết bị) Thuật tốn xử lý hình ảnh Kết thực thuật toán Kết luận Lý chọn đề tài Các hệ thống đóng chai tự động ngày sử dụng rộng rãi công nghiệp xu hướng tất yếu Một số dây chuyền phải sử dụng công nhân phân loại sản phẩm Tổng quan khí Tổng quan khí Yêu cầu đầu vào Sản phẩm đóng gói: Nước tinh khiết đạt chuẩn TCVN 6096:2004 Loại chai: Nhựa PET Loại nắp: Nắp nhựa vặn xốy Cơng suất: 450 chai/giờ Dung tích: 300ml Tốc độ chiết rót: 2.3s Tốc độ nước chảy: 1.3s Tốc độ vặn nắp: 2s Tổng quan khí Cơ cấu mante Tổng quan khí Van chiết rót Xi lanh Thiết kế hệ thống điều khiển PLC Mitsubishi Thiết kế hệ thống điều khiển Bộ điều khiển Phương án điều khiển Cảm biến Servo Biến tần Thiết kế hệ thống điều khiển Lựa chọn PLC Mitsubishi FX-3U Có thể quản lý tối đa 256 I/O Mức tín hiệu đầu vào 24VDC Lựa chọn Module mở rộng FX2N-1HC Tần số max 50kHz Mức tín hiệu đầu vào 24VDC Lựa chọn Module mở rộng FX2N-1PG Module điều khiển vị trí trục, tần số phát xung max 100kHz Mức tín hiệu đầu vào: 5VDC/24VDC PLC Mitsubishi FX3U 10 FX2N-1HC FX2N-1PG Sơ đồ thuật toán Hướng phát triển Đầu vào, hệ thống X010 Cảm biến quang đẩy chai chai không đủ tiêu chuẩn X011 Cảm biến tiệm cận báo hiệu hành trình pittong đẩy (chai khuyết tật) X012 Cảm biến tiệm cận báo hiệu hành trình pittong (chai khuyết tật) X020 Giá trị nhận xử lý hình ảnh Nếu chai có khuyết tật báo tín hiệu lại X023 Cảm biến đếm dãy chai xếp X026 Cảm biến tiệm cận báo hiệu pittong hết hành trình đẩy chai X027 Cảm biến tiệm cận báo hiệu pittong lùi hết hành trình đẩy chai X030 Cảm biến tiệm cận đếm sản phẩm X042 Cảm biến Pittong kẹp chặt chai 10 X043 Cảm biến Pittong mở kẹp chai 11 X044 Cảm biến Pittong đưa toàn chai xuống theo phương thẳng đứng 12 X045 Cảm biến Pittong đưa phận kẹp quay trở lại theo phương đứng 13 X046 Cảm biến Pittong đưa chai theo trục nằm ngang 14 X047 Cảm biến Pittong quay ngược trở lại theo phương ngang 15 Y000 Pittong đẩy (chai khuyết tật) 16 Y001 Pittong thu (chai khuyết tật) 17 Y010 Pittong đẩy (đủ chai) 18 Y011 Pittong thu (đủ chai) 19 Y032 Pittong kẹp chặt chai 20 Y033 Pittong mở kẹp chai 21 Y034 Pittong đưa toàn chai xuống theo phương thẳng đứng 22 Y035 Pittong đưa phận kẹp quay trở lại theo phương đứng 23 Y036 Pittong đưa chai theo trục nằm ngang 24 Y037 Pittong quay ngược trở lại theo phương ngang 19 Thiết kế hệ thống kiểm tra sản phẩm ứng dụng xử lý hình ảnh 20 Mơ hình hệ thống Các thành phần phần cứng 21 Mơ hình hệ thống Camera Webcam HP HD 4310 • Độ phân giải: 1920x1080 (2MP) • Tự động lấy nét cân sáng • Tốc độ khung hình tối đa: 30fps • Kết nối: USB 2.0 • Đèn nền: LED ánh sáng trắng • Khoảng cách đến chai: từ 150mm đến 250mm 22 Thuật toán xử lý hình ảnh Region Of Interest (ROI) Tiết kiệm tài nguyên hệ thống Nâng cao tốc độ xử lý Cải thiện độ xác thuật tốn 23 24 ROI3 ROI2 Thuật tốn kiểm tra nắp • Thuật tốn kiểm tra mức chất lỏng • Thuật tốn kiểm tra nhãn • ROI1 Ảnh gốc Các thành phần chương trình • Tìm đường tham chiếu trích xuất ROI Thuật tốn xử lý hình ảnh Thuật tốn xử lý hình ảnh Xác định đường tham chiếu REF_LINE Đường sở để định vị ROI Gốc tham chiếu cho tính tốn khác Template Matching: Đối sánh mẫu Tìm kiếm mẫu Trong Template Matching Vùng ảnh trung trùng tâm khớp 25 Thuật toán xử lý hình ảnh Kiểm tra nắp Phát nắp Kiểm tra vị trí nắp contour_area: diện tích đường bao lớn ROI1 h: chiều cao nắp • • • • contour_area [contour_area] “Có nắp” contour_area [contour_area] “Khơng nắp” Mặt nạ ROI1 h “Nắp vị trí” h h] “Nắp khơng vị trí” Đường bao lớn Đường đỉnh nắp Quá trình xử lý hình ảnh ROI1 Lọc màu Aquafina: Trắng (HSV: [60,0,25] ÷[126,32,160]) Tìm đường bao có diện tích lớn Xác định đỉnh đường bao 26 Thuật tốn xử lý hình ảnh Kiểm tra mức chất lỏng Phát mức chất lỏng match_score: tỉ lệ trùng khớp lớn so với mẫu • • match_score [match_score] “Tìm thấy” match_score [match_score] “Khơng tìm thấy” “mức chất lỏng không đạt” ROI2 Kiểm tra mức chất lỏng delta_level = |level – [level]|: dung sai thực tế • • delta_level [] “mức chất lỏng đạt” delta_level [] “không đạt” Đường mức Vùng trùng khớp Quá trình xử lý hình ảnh ROI2 Template Matching Dựng đường ngang qua trung điểm Mẫu 27 Thuật tốn xử lý hình ảnh Kiểm tra nhãn Phát nhãn Kiểm tra loại nhãn contour_area: diện tích đường bao lớn ROI3 key_num: Số đặt trưng trùng khớp • • • • contour_area [contour_area] “Có nhãn” contour_area [contour_area] “Khơng nhãn” key_num [key_num] “Đúng nhãn” key_num [key_num] “Không nhãn” Đường bao lớn Mặt nạ ROI3 Quá trình xử lý hình ảnh ROI3 Lọc màu Tìm đường bao lớn Aquafina: Xanh lam (HSV: [110,50,50] ÷[130,255,255]) 28 Thuật tốn xử lý hình ảnh Kiểm tra nhãn Quá trình xử lý hình ảnh ROI3 Tìm kiếm đặc trưng ROI3 Đối sánh đặc trưng mẫu ROI3 29 Thuật toán xử lý hình ảnh Kết thực thuật tốn 30 Hướng phát triển đề tài Nâng cao tốc độ dây chuyền, mở rộng chiết rót cho loại chai tích lớn 500ml Cải thiện cấu để làm việc ổn định suất cao Hoàn thiện hệ thống cấp chai, cấp nắp, dán nhãn, hệ thống xuất kho đóng thùng chai Phát triển thuật tốn xử lý hình ảnh để kiểm tra khuyết tật chai 31 32 ... lựa chọn thiết bị) Thuật tốn xử lý hình ảnh Kết thực thuật toán Kết luận Lý chọn đề tài Các hệ thống đóng chai tự động ngày sử dụng rộng rãi công nghiệp xu hướng tất yếu Một số dây chuyền phải...Nội dung thuyết trình Lý chọn đề tài Hệ thống khí dây chuyền đóng chai tự động • Hệ thống điều khiển • • • Thiết kế hệ thống điều khiển Lập trình hệ thống Hướng phát triển Hệ... Van chiết rót Xi lanh Thiết kế hệ thống điều khiển PLC Mitsubishi Thiết kế hệ thống điều khiển Bộ điều khiển Phương án điều khiển Cảm biến Servo Biến tần Thiết kế hệ thống điều khiển