Nghiên cứu và thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng cánh tay robot điều khiển và giám sát thông qua plc s7 1200

Họ tên sinh viên: Trần Ánh Ngân & Lê Minh Thịnh & Nguyễn Trần Thanh LâmLớp: 22DATNCTM02 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng cánh tay robot điều khiển giám sát thông qua PLC S7- ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THÔNG QUA PLC S7-1200 Người hướng dẫn : Ngô Tấn Thống Sinh viên thực hiện: Trần Ánh Ngân MSSV: 1911504110225 MSSV: 1911504110238 Lê Minh Thịnh MSSV: 1911504110221 Nguyễn Trần Thanh Lâm Lớp : 22DATNCTM02 1200 Đà Nẵng, …./06/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THÔNG QUA PLC S7-1200 Người hướng dẫn : Ngô Tấn Thống Sinh viên thực hiện: Trần Ánh Ngân MSSV: 1911504110225 MSSV: 1911504110238 Lê Minh Thịnh MSSV: 1911504110221 Nguyễn Trần Thanh Lâm Lớp : 22DATNCTM02 Đà Nẵng, …./06/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA: CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn) I Thông tin chung: Sinh viên thực hiện: Trần Ánh Ngân Mã SV:1911504110225 Lê Minh Thịnh Mã SV:1911504110238 Nguyễn Trần Thanh Lâm Mã SV:1911504220221 Lớp: 22DATNCTM02 Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THÔNG QUA PLC S7-1200” Giảng viên hướng dẫn: TS Ngô Tấn Thống II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: (điểm tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TĨM TẮT Tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng cánh tay robot điều khiển giám sát thông qua plc s7-1200” Sinh viên thực hiện: Trần Ánh Ngân Mã SV:1911504110225 Lê Minh Thịnh Mã SV:1911504110238 Nguyễn Trần Thanh Lâm Mã SV:1911504220221 Lớp: 22DATNCTM02 Nội dung tóm tắt: Hệ thống phân loại sản phẩm cánh tay robot ứng dụng công nghệ xử lí ảnh Sản phẩm với màu sắc chiều cao khác nằm băng tải động, đến vùng xử lí.Q trình phân loại sản phẩm thực dựa việc thu thập thông tin về, màu sắc, hình dạng góc lệch sản phẩm thông qua hệ thống camera Camera lấy liệu, qua phân tích tính tốn máy tính Xuất tín hiệu để điều khiển cánh tay robot thực công việc phân loại Các sản phẩm phân loại theo mào sắc phân chia vào khay theo yêu cầu LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THÔNG QUA PLC S7-1200” Là hệ thống nghiên cứu tất thành viên nhóm Những phần sử dụng tài liệu tham khảo nêu rõ phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết trình bày đồ án hồn tồn trung thực Nếu có sai sót nhóm chúng em xin chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên thực LỜI NĨI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thế giới trình cách mạng cơng nghiệp 4.0, mang đến cho nhận loại hội để thay đổi mặt kinh tế Cùng với hứa hẹn ‘đổi đời’ doanh nghiệp Việt Nam Tự động hóa robot xu hướng quan trọng tương lai công nghiệp Tự động hóa đem lại mức độ xác xuất cao Cơng nghệ chí hoạt động tốt số mơi trường làm việc khắc nhiệt khơng an tồn với người Ngành công nghiệp robot giới phát triển mạnh mẽ với nhiều hãng sản xuất robot cơng nghiệp khác Có nhiều quốc gia giới nghiên lĩnh vực : Nhật Bản, Mỹ, Úc, Nga Và kết đạt khiến người không ngạc nhiên Các sản phẩm robot công nghiệp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau, robot ứng dụng môi trường đa dạng cơng xưởng, ngồi vũ trụ, biển hay chí đường ống nước thải Mục đích để phục vụ sản xuất, chí phục vụ nhu cầu giải trí chăm sóc người Trên thị trường có nhiều mơ hình robot phục vụ học tập nghiên cứu với giá thành hợp lý Với phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp máy tính cách mạng công nghiệp 4.0 giới nước ta Cơng nghiệp tự động hóa robot phát triển nở rộ kèm theo nhu cầu nguồn lao động có trình độ làm chủ cơng nghệ Do em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SỬ DỤNG CÁNH TAY ROBOT ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THÔNG QUA PLC S7-1200”, để nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý hoạt động robot áp dụng xử lý ảnh vào mơ hình, vận dụng kiến thức học Mục đích đề tài Mục đính đề tài nghiên cứu cấu tạo phương pháp điều khiển thích hợp sở ứng dụng kỹ thuật tiên ứng dụng kỹ thuật tiên tiến xây dựng giải pháp phần cứng phần mềm để chế tạo điều khiển cánh tay robot bậc tự Vận dụng kiến thức học tìm hiểu xây dựng mơ hình cánh tay robot hoạt động lập trình xử lý ảnh để phân loại màu sắc Nhằm làm chủ kỹ thuật chế tạo robot, áp dụng vào phịng thí nghiệm trường cao đẳng, đại học ứng dụng sản xuất công nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn chế tạo, điều khiển robot - Nghiên cứu ứng dụng phần gia cơng khí để chế tạo cánh tay robot - Nghiên cứu ứng dụng PLC để điều khiển cánh tay robot - Phạm vi nghiên cứu cánh tay robot mơ hình gắp vật nhẹ từ 0.5kg trở xuống - Đối tượng nghiên cứu đề tài mơ hình cánh tay robot bậc tự sử dụng PLC để điều khiển - Nghiên cứu tổng quan cấu tạo nguyên lý hoạt động cánh tay robot mạch điều khiển Vận dụng kiến thức để vận hành lập trình điều khiển cánh tay robot - Nghiên cứu hệ thống phân loại dung xử lý ảnh kết hợp với PLC Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu đề tài ứng dụng xây dựng cánh tay robot tự động gắp phân loại sản phẩm dựa theo màu sắc Ngoài cánh tay máy cịn có thể ứng dụng vào hàn, cắt hay đơn giản nâng vật nặng Mơ hình kết đề tài làm thiết bị thí nghiệm thực hành tốt trực quan cho sinh viên chuyên ngành Tự Động Hóa Kế hoạch thực Bước 1: Tìm hiểu phương pháp cánh tay robot gắp vật Bước 2: Thu thập liệu liên quan Bước 3: Tìm hiểu ngun lí làm việc Bước 4: Lên ý tưởng thiết kế điều khiển cho robot Bước 5: Thi công lắp đặt cánh tay robot Bước 6: Vận hành, thử nghiệm đánh giá giải thuật thực tế Bước 7: Thu thập liệu thực tế Bước 8: Chỉnh sửa hoàn thành cánh tay robot SV thực LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em thực đề tài nhận nhiều giúp đỡ,quan tâm tận tình, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cô, bạn bè Đầu tiên em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Ngô Tấn Thống giảng viên trường Đại Học sư phạm kỹ thuật chuyên ngành khí chế tạo máy giáo viên hướng dẫn tróng đồ án tốt nghiệp này, thầy tận tình bảo, hướng dẫn truyền dạy kiến thức từ đến chuyên ngành, giúp em có kiến thức vững vàng hồn thành tốt đồ án Với lượng kiến thức kinh nghiệm cịn hạn chế, đồ án khơng thể tránh thiếu sót tìm hiểu Rất mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy cô để em khắc phục, nâng cao kiến thức để thực tốt công việc thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn NHIỆM VỤ DANH MỤC HÌNH Hình 1: Tự động hóa Hình 2: Robot lắp ráp khung tơ Hình 3: Máy phân loại khối lượng công nghiệp 10 Hình 4: Ứng dụng phân loại theo mã vạch hàng hóa 11 YHình 1: Phần mềm Auto CAD 14 Hình 2: Ảnh minh họa cho Auto CAD 14 Hình 3: Auto CAD khí 15 Hình 4: Phần mềm Solidworks 16 Hình 5: PYCHAM .17 Hình 6: Ngôn ngữ python 18 Hình 7: Phần mềm TIA Portal 21 Hình 8: Các bước thiết kế chương trình điều khiển 22 Hình 9: Giao diện simatic tia portal V17 22 Hình 10: Download chương trình xuống PLC 23 Hình 11: Giao tiếp máy tính với PLC 23 Hình 12: Xử lý ảnh 24 Hình 13: Thư viện openCV .26 Hình 14: Cảm biến quang 39 Hình 15: Băng tải PVC 40 Hình 16: Băng tải xích .41 Hình 17: Băng tải lăn 41 Hình 18: Băng tải dạng lưới 41 Hình 19: Các loại băng tải thông dụng 42 Hình 20: Băng tải phân loại hàng công nghiệp .42 Hình 21: Băng chuyền nhà máy sản xuất Bia 43 Hình 22: Các thành phần băng tải .43 Hình 23: Động giảm tốc 370CH 46 Hình 24: Nguồn tổ ong 24V 5A 46 Hình 2.25: Bộ chuyển đổi nguồn 5V 70A .47 Hình 2.26: Động DC Servo .49