VŨ VĂN PHONG Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA NHẬN XÉT 1.. VŨ VĂN PHONG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 NGUYỄN CÔNG DANH MSSV: 19151103 Ch
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA GVHD: TS VŨ VĂN PHONG SVTH: NGUYỄN CÔNG DANH NGUYỄN CHÍ THIỆN SKL011042 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA SVTH: MSSV: NGUYỄN CƠNG DANH 19151103 NGUYỄN CHÍ THIỆN 19151178 KHĨA: 2019 - 2023 Chun ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIÈU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: TS VŨ VĂN PHONG Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Giảng viên hướng dẫn: TS VŨ VĂN PHONG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 NGUYỄN CƠNG DANH MSSV: 19151103 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2019 – 2023 I TÊN ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA II NHIỆM VỤ Các nguyên liệu ban đầu: - CPU PLC IQ-R (R04EN) Mitsubishi Động servo hãng Mitsubishi Hệ thống băng tải Màn hình HMI GS2110 -WTBD Module máy ảnh USB HD HBVCAM-F20216HD 2MP 1080P Bộ sản phẩm với hình dạng: chữ nhật, trịn, lục giác Tài liệu sử dụng lấy từ Manual hãng Mitsubishi Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu PLC Mitsubishi IQ-R R04EN - Tìm hiểu Servo HG-KR23, Driver MR-J4-20B, Servo HF-KP053 Driver MRII J4-10B Các cách thức hoạt động mơ hình để lựa chọn thiết bị phù hợp Thiết kế, xây dựng phần cứng mơ hình Xây dựng chương trình điều khiển nhận dạng Chạy thử nghiệm, cân chỉnh sửa lỗi mô hình Viết báo cáo luận văn NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày tháng năm 2023 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 30 tháng năm 2023 IV HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Vũ Văn Phong Cán hướng dẫn Chủ nhiệm môn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o S Tp HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS VŨ VĂN PHONG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CƠNG DANH MSSV: 19151103 NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 Chun ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA Thời gian Nhiệm vụ Tuần (01/03 - 06/03) Tính tốn mơ động học Robot MATLAB Tuần 2-3 (07/03 - 20/03) Thiết kế bố cục tủ điện phần mền AutoCAD Electrical Tuần 4-5 (21/03 - 03/04) Thiết kế mô Robot phần mềm Solidworks Tuần (04/04-10/04) Thiết kế giao diện Winform Tuần 7-8 (11/04 - 24/04) Viết chương trình xử lý ảnh Tuần 9-11 (25/04 - 15/05) Viết chương trình điều khiển PLC iQ-R, kiểm tra chương trình Tuần 12-13 (16/05 - 29/05) Kết nối GX Works3 với C# Xác nhận GVHD Tuần 14-17 (30/05 - 26/06) Thi công lắp đặt Robot tủ điện Tuần 18 (27/06-03/07) Thiết kế giao diện HMI Tuần 19 (04/07-10/07) Xây dựng sở liệu, thiết kế giao diện Webserver Tuần 20-21 (11/07-24/07) Chạy thử nghiệm kiểm tra hoạt động, điều chỉnh hoàn thành hệ thống Tuần 22 (25/07-30/07) Viết báo cáo Sinh viện thực Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 NGUYỄN CƠNG DANH MSSV: 19151103 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: TS VŨ VĂN PHONG Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng công việc thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (bằng chữ: ) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 NGUYỄN CƠNG DANH MSSV: 19151103 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA Giảng viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng công việc thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (bằng chữ: ) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên phản biện năm 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng 07 năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Giảng viên hướng dẫn: TS VŨ VĂN PHONG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CHÍ THIỆN MSSV: 19151178 NGUYỄN CƠNG DANH MSSV: 19151103 Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Tên đề tài: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG ROBOT DELTA Lời cam đoan: “Chúng cam đoan khóa luận tốt nghiệp kết cơng trình nghiên cứu thực chúng tơi Chúng cam đoan không chép nội dung từ viết công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Chúng tơi hồn tồn chịu trách nhiệm phát vi phạm nào.” TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2023 Nhóm thực đề tài LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp trước hết nhóm em xin gửi đến quý thầy, cô giảng viên ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nói chung Khoa Đào tạo Chất lượng cao nói riêng tri ân sâu sắc Trong trình thực đồ án, ban lãnh đạo quý thầy cô tạo điều kiện hết mức sở vật chất tảng kiến thức vững cho sinh viên Nhờ vào nhóm nghiêm túc cố gắng hồn thành đồ án cách tốt Đặc biệt, nhóm xin gửi đến thầy Vũ Văn Phong, người tận tình hướng dẫn nhóm việc lựa chọn đề tài nghiên cứu, giúp đỡ giải khó khăn q trình thực đến lúc hồn thành báo cáo đồ án lời cảm ơn chân thành Dù khơng có nhiều thời gian lịch trình làm việc vơ dày đặc thầy ln xếp đồng hành nhóm từ đề tài bắt đầu kết thúc Nhờ hướng dẫn góp ý thầy, nhóm xây dựng triển khai đề tài cách hồn thiện Sau cùng, nhóm xin kính chúc q thầy có thật nhiều sức khoẻ, thành cơng công việc giảng dạy, đào tạo hệ sinh viên giỏi góp phần đóng góp cho nhà trường đất nước ta Chúc anh chị bạn khoá sức khoẻ, học tập thật tốt để chuẩn bị kiến thức vững vàng cho cơng việc phía tương lai Chúng em xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2023 Nhóm thực đề tài (Ký ghi rõ họ tên) BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG i TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương 6.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Qua thời gian nghiên cứu, thực đề tài với giúp đỡ thầy Vũ Văn Phong, nhóm hồn thành hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng sử dụng PLC kết hợp cánh tay Robot Hệ thống có giao diện điều khiển giám sát HMI PC, truy vấn liệu thơng qua Webserver Có trang cảnh báo Alarm hệ thống gặp cố Hệ thống đáp ứng yêu cầu đề ban đầu như: Nhận dạng vật có hình dạng theo yêu cầu cho trước; Có thể gắp vật di chuyển băng tải đưa vào hộp xác; Hệ thống hoạt động ổn định, hoạt động liên tục thời gian dài; Giao diện dễ sử dụng, hiển thị rõ ràng số lượng sản phẩm, trạng thái hoạt động; Dễ dàng truy xuất liệu theo thời gian Tuy nhiên hệ thống gặp hạn chế sau: - Tốc độ hệ thống phân loại chưa cao Chưa vận hành trường hợp vận tốc băng tải biến thiên Vùng làm việc robot cịn hạn chế Thuật tốn tự thiết kế chưa tối ưu đáp ứng mơi trường có ánh sáng ổn định 6.2 Hướng phát triển - Thiết kế giao diện điều khiển giám sát Smart Phone - Tích hợp trí tuệ nhân tạo, thị giác máy tính để Robot linh hoạt, phù hợp với nhiều điều khiện hoạt động - Nâng cấp thuật toán xử lý ảnh tích hợp nhận dạng thêm như: QRcode, mã vạch, - Có thể kết hợp nhiều Robot Delta dây truyền hoạt động đồng với BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu từ Website, Bài báo, Giáo trình [1] Tổng quan hệ thống phân loại Xem ngày 7/03/2023 https://intech-group.vn/tong-quan-he-thong-phan-loai-sp67.htm [2] Hồ Ngun (01/08/2021), Robot cơng nghiệp gì? Các loại robot công nghiệp sử dụng nhiều Xem ngày 10/03/2023 [3] PGS.TS Nguyễn Trường Thịnh (2014), “Giáo trình Kỹ thuật Robot”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [4] Động servo (servo motor) https://dattech.com.vn/dong-co-servo-la-gi/ gì? Xem ngày 14/03/2023 [5] Động Cơ Bước: Khái Niệm, Phân Loại, Nguyên Lý Hoạt Động Xem ngày 16/03/2023 https://minhmotor.com/dong-co-buoc.html [6] Động Cơ Bước: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Phân loại, Cách Lựa Chọn Xem ngày 27/03/2023 [7] PGS.TS Nguyễn Quang Hoan, “Xử lý ảnh”, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng, 2006 [8] Các loại PLC phổ biến, thịnh hành thị trường Xem ngày 6/04/2023 https://hoangvina.com/cac-loai-plc-pho-bien-thinh-hanh-tren-thi-truong-hien-nay/ [9] Web server gì? Hiểu rõ web server Xem ngày 10/06/2023 https://topdev.vn/blog/web-server/ Tài liệu từ Ebook [10] MELSEC iQ-R Series iQ Platform - Compatible PAC [11] iQ-R CPU Module User Manual Application [12] iQ-R Module DI DO [13] MR-J4-B Servo Amplifier Instruction Manual [14] iQ-R Module Pulse Positioning Output Application [15] iQ-R Module Highspeed Counter Pwm Input Application [16] iQ-R GX Work Training Startup [17] iQ-R GX Work Training Advance BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [18] Software(MELSOFT) Manual [19] Firebase Document [20] Javascript Guide [21] Get started with Firebase Hosting BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 87 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: GX Works3 Chương trình điều khiển BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 88 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 89 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 90 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 91 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 92 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 93 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 94 PHỤ LỤC BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 95 PHỤ LỤC Phụ lục 2: MATLAB Code động học thuận f = 90; rf = 140; re = 450; e = 39; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% sqrt3 = sqrt(3); sin120 = sqrt3/2; cos120 = -0.5; tan60 = sqrt3; sin30 = 0.5; tan30 = 1/sqrt3; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% theta1 = pi*30/180 theta2 = pi*60/180 theta3 = pi*30/180 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% t = (f-e)*tan30/2; y1 = -(t + rf*cos(theta1)); z1 = -rf*sin(theta1); y2 = (t + rf*cos(theta2))*sin30; x2 = y2*tan60; z2 = -rf*sin(theta2); y3 = (t + rf*cos(theta3))*sin30; x3 = -y3*tan60; z3 = -rf*sin(theta3); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% dnm = (y2-y1)*x3-(y3-y1)*x2; w1 = y1*y1 + z1*z1; w2 = x2*x2 + y2*y2 + z2*z2; w3 = x3*x3 + y3*y3 + z3*z3; a1 = (z2-z1)*(y3-y1)-(z3-z1)*(y2-y1); b1 = -((w2-w1)*(y3-y1)-(w3-w1)*(y2-y1))/2.0; y = (a2*z + b2)/dnm; a2 = -(z2-z1)*x3+(z3-z1)*x2; b2 = ((w2-w1)*x3 - (w3-w1)*x2)/2.0; a = a1*a1 + a2*a2 + dnm*dnm; b = 2*(a1*b1 + a2*(b2-y1*dnm) - z1*dnm*dnm); c = (b2-y1*dnm)*(b2-y1*dnm) + b1*b1 + dnm*dnm*(z1*z1 - re*re); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%% d = b*b - 4.0*a*c; if d >0 z0 = -0.5*(b+sqrt(d))/a x0 = (a1*z0 + b1)/dnm y0 = (a2*z0 + b2)/dnm else printf("Vo nghiem") end BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 96 PHỤ LỤC Code động học nghịch f = 90; rf = 140; re = 450; e = 39; sqrt3 = sqrt(3); sin120 = sqrt3/2; cos120 = -0.5; tan60 = sqrt3; sin30 = 0.5; tan30 = 1/sqrt3; z0 = -492.1479; x0 = -147.3032; y0 = -85.0456; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% the syms yj1 zj1 pt1 = (yj1 + 0.5*f/ sqrt3)^2 + zj1^2 - (rf)^2; pt2 = (yj1 - y0 + 0.5*e/(sqrt3))^2 + (zj1- z0)^2 - re^2+x0^2; [yj1,zj1] = solve(pt1,pt2,yj1,zj1); the1_2=atan(zj1(2)/(-f/(2* sqrt3)-yj1(2))); the1_1=atan(zj1(1)/(-f/(2* sqrt3)-yj1(1))); if the1_1