1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc

116 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết kế mô hình hệ thống lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Tác giả Nguyễn Ngọc Tuấn Anh
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Tuấn Anh
Trường học Trường Đại học Phenikaa
Chuyên ngành Kĩ thuật Điều khiển - Tự động hóa
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2024
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 116
Dung lượng 6,16 MB

Cấu trúc

  • PHẦN I: MỞ ĐẦU (18)
    • 1. Lý do chọn đề tài (18)
    • 2. Mục đích của đề tài (19)
    • 3. Đối tượng nghiên cứu (19)
    • 4. Phạm vi nghiên cứu (20)
    • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài (20)
    • 6. Các nội dung của đồ án (21)
  • PHẦN II: NỘI DUNG (22)
    • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƯU KHO TỰ ĐỘNG (21)
      • 1.1. Khái niệm (22)
      • 1.2. Thực tại (22)
      • 1.3. Đặc điểm (23)
      • 1.4. Phân loại (23)
      • 1.5. Quy trình lưu kho tự động (25)
      • 1.6. Phạm vi nghiên cứu (26)
      • 1.7. Đối tượng nghiên cứu (26)
      • 1.8. Phương pháp thực hiện (27)
    • CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU (21)
      • 2.1. Cấu tạo & quy trình công nghệ (28)
        • 2.1.1. Mô tả hệ thống (28)
        • 2.1.2. Sơ đồ khối hệ thống (29)
      • 2.2. Các nền tảng và phần mềm sử dụng (29)
        • 2.2.1. Solidworks (29)
        • 2.2.2. Arduino IDE (30)
        • 2.2.3. Fritzing (31)
        • 2.2.4. Git (31)
      • 2.3. Danh sách thiết bị điện (33)
      • 2.4. Phương pháp nhận dạng (33)
        • 2.4.1. Phương pháp nhận diện màu sắc (33)
        • 2.4.2. Phương pháp nhận diện phôi bằng cảm biến vật cản hồng ngoại 19 2.5. Cơ sở lý thuyết nhận diện màu sắc (36)
      • 2.6. Phương pháp điều khiển (38)
        • 2.6.1. Khái niệm về hệ thống nhúng (38)
        • 2.6.2. Đặc điểm của một hệ thống nhúng (39)
        • 2.6.3. Cấu tạo của hệ thống nhúng (39)
        • 2.6.4. Ứng dụng của hệ thống nhúng (40)
    • CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 26 3.1. Tính toán thiết kế cơ khí (21)
      • 3.1.1. Thiết kế phôi (43)
      • 3.1.2. Thiết kế giá đỡ hàng hóa (44)
      • 3.1.3. Thiết kế băng tải vận chuyển hàng (48)
      • 3.1.4. Thiết kế robot lưu kho tự động (50)
      • 3.1.5. Tính toán thiết kế bộ truyền vitme (54)
      • 3.1.6. Thiết kế bảng điện (57)
      • 3.2. Tính toán thiết kế hệ thống điện (60)
      • 3.3. Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển (61)
        • 3.3.1. Vi điều khiển (61)
        • 3.3.2. Driver cho step motor (62)
        • 3.3.3. Động cơ DC (65)
        • 3.3.4. Mạch hạ áp buck converter (66)
        • 3.3.5. Aptomat (67)
        • 3.3.6. Nguồn tổ ong 12V (68)
        • 3.3.7. Relay (69)
      • 3.4. Lưu đồ thuật toán (71)
        • 3.4.1. Sơ đồ điều khiển chính (71)
        • 3.4.2. Sơ đồ chế độ điều khiển tự động (73)
        • 3.4.3. Sơ đồ chế độ điều khiển thủ công (75)
      • 3.5. Thiết kế màn hình điều khiển LabView (76)
        • 3.5.1. Thiết kế giao diện màn hình hiển thị Laview (76)
        • 3.5.2. Thiết kế giải thuật màn hình hiển thị (79)
      • 3.6. Thử nghiệm (80)
        • 3.6.1. Thử nghiệm thuật toán nhận diện màu sắc (80)
        • 3.6.2. Thử nghiệm giới hạn các trục di chuyển của tay máy (81)
      • 3.7. Khảo sát hoạt động của mô hình (82)
        • 3.7.1. Mục tiêu và yêu cầu (82)
        • 3.7.2. Phạm vi (82)
        • 3.7.3. Mô hình đồ án hoàn chỉnh (83)
    • CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN (21)
      • 4.1. Kết quả (85)
        • 4.1.1. Kết quả đạt được (85)
        • 4.1.2. Kết quả chưa đạt được (85)
      • 4.2. Thảo luận (85)
      • 4.3. Khả năng ứng dụng thực tiễn (86)
      • 4.4. Khả năng phát triển (86)
  • PHẦN III: KẾT LUẬN (87)

Nội dung

Kết quả đạt được: Sinh viên đã đạt được các kỹ năng cần thiết để thiết kế một hệ thống điều khiển tự động hoá gồm kỹ năng thiết kế cơ khí bằng SolidWork, lắp ráp phần cứng theo bản vẽ ch

NỘI DUNG

THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Copies for internal use only in Phenikaa University

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 26 3.1 Tính toán thiết kế cơ khí

Copies for internal use only in Phenikaa University

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Copies for internal use only in Phenikaa University

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƯU KHO TỰ ĐỘNG 1.1 Khái niệm

Hệ thống lưu kho tự động còn được gọi là AS/RS (Automated Storage and Retrieval System) là một hệ thống sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện các nhiệm vụ gồm nhận hàng, lưu trữ hàng, xuất hàng và vận chuyển hàng hóa Hệ thống này bao gồm các thiết bị phần cứng như robot, xe tự hành, băng tải, hệ thống nhận dạng, và phần mềm quản lý kho hàng [1]

Hệ thống lưu kho tự động (AS/RS) đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là trong các ngành logistics, sản xuất, và thương mại điện tử

Theo một báo cáo của Grand View Research, thị trường AS/RS toàn cầu dự kiến sẽ đạt giá trị 123,2 tỷ USD vào năm 2028

Một số doanh nghiệp lớn ở Việt Nam và cả trên thế giới cũng đã áp dụng hệ thống lưu kho tự động đang hoạt động rất tốt và mang lại hiệu quả cao như:

Amazon, Alibaba, Walmart, FedEx, Shopee

Hình 1 2: Các hãng thương mại điện tử lớn trên thế giới

Copies for internal use only in Phenikaa University

Hình 1 3: Minh hoạ một hệ thống kho hàng hoá

Hệ thống lưu kho tự động là một hệ thống sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện các nhiệm vụ lưu kho, bao gồm nhận hàng, lưu trữ hàng, xuất hàng và vận chuyển hàng hóa Hệ thống này bao gồm các thiết bị phần cứng, chẳng hạn như robot, xe tự hành, băng tải, hệ thống nhận dạng, và phần mềm quản lý kho hàng Các đặc điểm chính của hệ thống lưu kho tự động bao gồm:

- Tự động hóa: Hệ thống lưu kho tự động sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện các nhiệm vụ lưu kho, thay thế cho lao động thủ công Điều này giúp tăng năng suất và hiệu quả hoạt động của kho hàng

- Tính linh hoạt: Hệ thống lưu kho tự động có thể được thiết kế để phù hợp với nhiều loại hàng hóa và quy trình lưu kho khác nhau Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của hệ thống

- Khả năng mở rộng: Hệ thống lưu kho tự động có thể được mở rộng để đáp ứng nhu cầu lưu trữ ngày càng tăng

Có thể phân loại các hệ thống lưu kho tự động theo các cách sau: a) Theo phương thức lưu trữ:

Copies for internal use only in Phenikaa University

- Hệ thống lưu kho tự động theo chiều dọc: Hệ thống này sử dụng các giá đỡ cao tầng để lưu trữ hàng hóa Các thiết bị tự động như xe tự hành hoặc robot sẽ được sử dụng để di chuyển hàng hóa lên và xuống các giá đỡ

- Hệ thống lưu kho tự động theo chiều ngang: Hệ thống này sử dụng các băng tải để lưu trữ hàng hóa Các thiết bị tự động như xe tự hành hoặc robot sẽ được sử dụng để di chuyển hàng hóa trên băng tải b) Theo loại hàng hóa:

- Hệ thống lưu kho tự động cho hàng hóa pallet: Hệ thống này được thiết kế để lưu trữ hàng hóa được đặt trên pallet Các thiết bị tự động như xe tự hành hoặc robot sẽ được sử dụng để di chuyển pallet hàng hóa

- Hệ thống lưu kho tự động cho hàng hóa nhỏ: Hệ thống này được thiết kế để lưu trữ hàng hóa nhỏ, chẳng hạn như sản phẩm đóng gói sẵn hoặc đồ điện tử Các thiết bị tự động như robot sẽ được sử dụng để di chuyển hàng hóa c) Theo mức độ tự động hóa:

- Hệ thống lưu kho tự động hoàn toàn (fully automated): Hệ thống này sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện tất cả các nhiệm vụ lưu kho, bao gồm nhận hàng, lưu trữ hàng, xuất hàng và vận chuyển hàng hóa

- Hệ thống lưu kho tự động bán tự động (semi-automated): Hệ thống này sử dụng các thiết bị tự động để thực hiện một số nhiệm vụ lưu kho, chẳng hạn như lưu trữ hàng hoặc xuất hàng Các nhiệm vụ khác, chẳng hạn như nhận hàng, có thể được thực hiện thủ công

Lựa chọn loại hệ thống lưu kho tự động phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại hàng hóa được lưu trữ, quy mô của kho hàng và nhu cầu của doanh nghiệp

Copies for internal use only in Phenikaa University

1.5 Quy trình lưu kho tự động

Hình 1 4: Quá trình lưu kho của các kiện hàng trong mô hình thực tế Quá trình lưu kho tự động được bắt đầu khi hàng hóa được vận chuyển đến kho Hàng hóa sẽ được đưa vào khu vực tiếp nhận hàng, nơi nhân viên kho sẽ kiểm tra số lượng, chất lượng và tình trạng của hàng hóa Sau khi kiểm tra, các thiết bị tự động trong kho sẽ phân loại và xác định hàng hóa để hệ thống máy tính nhận diện vị trí sẽ sắp xếp kiện hàng đó, các kiện hàng phải đảm bảo các yêu cầu về tính chính xác thì mới được phép lưu vào kho chứa Đây là quy trình sắp xếp

Hệ thống máy tính sẽ phân loại hàng hóa theo loại, kích thước, trọng lượng và các yếu tố khác Sau đó, hệ thống sẽ tự động điều khiển các thiết bị tự động để đưa hàng hóa đến vị trí lưu trữ phù hợp Sau khi hàng hóa được lưu trữ, hệ thống máy tính sẽ cập nhật vị trí lưu trữ của hàng hóa vào hệ thống quản lý kho hàng Điều này giúp cho các thiết bị tự động có thể dễ dàng tìm kiếm và lấy hàng hóa khi cần thiết Đây là quy trình lưu kho

Ngày đăng: 25/05/2024, 11:46

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1. 3: Minh hoạ một hệ thống kho hàng hoá - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 1. 3: Minh hoạ một hệ thống kho hàng hoá (Trang 23)
Hình 1. 4: Quá trình lưu kho của các kiện hàng trong mô hình thực tế - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 1. 4: Quá trình lưu kho của các kiện hàng trong mô hình thực tế (Trang 25)
2.1.2. Sơ đồ khối hệ thống - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
2.1.2. Sơ đồ khối hệ thống (Trang 29)
Hình 2. 3: Hình ảnh mô tả cách thức làm việc của Git - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 2. 3: Hình ảnh mô tả cách thức làm việc của Git (Trang 32)
Bảng 2. 3: Ý nghĩa các chân cảm biến TCS3200  Lựa chọn bộ lọc: - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Bảng 2. 3: Ý nghĩa các chân cảm biến TCS3200 Lựa chọn bộ lọc: (Trang 35)
Hình 2. 13: Một số ứng dụng của hệ thống nhúng trong đời sống - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 2. 13: Một số ứng dụng của hệ thống nhúng trong đời sống (Trang 42)
Hình 3. 2: Kệ Selective trong kho lưu trữ lớn - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 2: Kệ Selective trong kho lưu trữ lớn (Trang 44)
Hình 3. 5: Kệ Pallet trong kho lưu trữ lớn - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 5: Kệ Pallet trong kho lưu trữ lớn (Trang 46)
Hình 3. 8: Hình ảnh thiết kế 3D của kệ lưu kho trong mô hình. - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 8: Hình ảnh thiết kế 3D của kệ lưu kho trong mô hình (Trang 47)
Hình 3. 9: Băng tải dây đai trong kho lưu trữ lớn - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 9: Băng tải dây đai trong kho lưu trữ lớn (Trang 48)
Hình 3. 12: Hình bằng đứng của băng tải  Phối cảnh 3D của băng tải sử dụng trong đồ án: - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 12: Hình bằng đứng của băng tải Phối cảnh 3D của băng tải sử dụng trong đồ án: (Trang 50)
Hình 3. 16: Open Type Telescopic Robot - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 16: Open Type Telescopic Robot (Trang 52)
Hình 3. 17: Hình chiếu đứng robot lưu kho - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 17: Hình chiếu đứng robot lưu kho (Trang 53)
Hình 3. 19: Thiết kế 3D robot lưu kho - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 19: Thiết kế 3D robot lưu kho (Trang 54)
Hình 3. 20: Tủ điện trong công nghiệp - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 20: Tủ điện trong công nghiệp (Trang 58)
Hình 3. 22: Hình chiếu đứng bảng điện - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 22: Hình chiếu đứng bảng điện (Trang 59)
Hình 3. 24: Sơ đồ đấu nối mạch điện của hệ thống - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 24: Sơ đồ đấu nối mạch điện của hệ thống (Trang 61)
Bảng 3. 4: Bảng định nghĩa tín hiệu đầu vào driver TB6600 - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Bảng 3. 4: Bảng định nghĩa tín hiệu đầu vào driver TB6600 (Trang 63)
Hình 3. 28: Mạch giảm áp DC-DC Buck LM2596 3A có hiển thị  Thông số kỹ thuật: - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 28: Mạch giảm áp DC-DC Buck LM2596 3A có hiển thị Thông số kỹ thuật: (Trang 67)
Hình 3. 31: Relay 5 VDC - 1 kênh  Thông số kỹ thuật của relay được sử dụng trong đồ án: - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 31: Relay 5 VDC - 1 kênh Thông số kỹ thuật của relay được sử dụng trong đồ án: (Trang 70)
3.4.1. Sơ đồ điều khiển chính - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
3.4.1. Sơ đồ điều khiển chính (Trang 71)
3.4.2. Sơ đồ chế độ điều khiển tự động - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
3.4.2. Sơ đồ chế độ điều khiển tự động (Trang 73)
3.4.3. Sơ đồ chế độ điều khiển thủ công - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
3.4.3. Sơ đồ chế độ điều khiển thủ công (Trang 75)
Hình 3. 35: Chú thích các thành phần màn hình LabView hiển thị điều khiển - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 35: Chú thích các thành phần màn hình LabView hiển thị điều khiển (Trang 77)
Hình 3. 36: Màn hình LabView hiển thị ở chế độ Auto - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 36: Màn hình LabView hiển thị ở chế độ Auto (Trang 77)
Bảng 3. 12: Bảng chú thích các vùng chức năng của giao diện màn hình LabView điều  khiển qua máy tính - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Bảng 3. 12: Bảng chú thích các vùng chức năng của giao diện màn hình LabView điều khiển qua máy tính (Trang 78)
Hình 3. 38: Giải thuật thiết kế màn hình hiển thị - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 38: Giải thuật thiết kế màn hình hiển thị (Trang 79)
Hình 3. 39: Mô hình robot kèm trục tọa độ - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 39: Mô hình robot kèm trục tọa độ (Trang 81)
Hình 3. 40: Mô hình đồ án hoàn chỉnh - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 40: Mô hình đồ án hoàn chỉnh (Trang 83)
Hình 3. 41: Bảng mạch hệ thống điện – điều khiển - thiết kế mô hình lưu kho tự động kết hợp phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hình 3. 41: Bảng mạch hệ thống điện – điều khiển (Trang 84)
w