Slide đồ án thiết kế dây chuyền đóng chai tự động

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

 Hệ thống cơ khí dây chuyền đóng chai tự động

• Kết quả thực hiện thuật toán

Nội dung thuyết trình





Các hệ thống đóng chai tự động đang ngày càng được sử dụng

rộng rãi trong công nghiệp như một xu hướng tất yếu

Một số dây chuyền vẫn phải sử dụng công nhân phân loại sản

phẩm

Tổng quan cơ khí

4

 Sản phẩm đóng gói: Nước tinh khiết đạt chuẩn TCVN

6096:2004.

 Loại chai: Nhựa PET.

 Loại nắp: Nắp nhựa vặn xoáy.

 Công suất: 450 chai/giờ.

Tổng quan cơ khí

 Cơ cấu mante

6

 Xi lanh

7

Thiết kế

hệ thống điều khiển

bằng PLC Mitsubishi

8

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 1 trục, tần số phát xung max 100kHz

 Mức tín hiệu đầu vào: 5VDC/24VDC

PLC Mitsubishi FX3U

FX2N-1PG FX2N-1HC

10

• Điều khiển cơ cấu

1 Cảm biến quang Vị trí loại chai ra khỏi hệ thống

2 Cảm biến tiệm cận Có chai đi vào để chiết rót

Có chai đi vào để vặn nắp

Hành trinh lên xuống của hệ thống đưa vặn nắp xuống Hành trình vào ra của hệ thống kẹp chai

Có chai đi qua vị trí gạt chai.

Có chai đi qua vị trí chụp ảnh của xử lý hình ảnh

• Đặt cảm biến

1 Băng tải đầu vào Servo và Biến tần

2 Cơ cấu man Servo và Driver

3 Băng tải đầu ra Servo và Biến tần

4 Van 3 cổng chiết rót Servo và Driver

5 Hệ thống vặn nắp Servo và Driver

6 Hệ thống đưa vặn nắp xuống Pittong 4 cửa 3 vị trí

7 Hệ thống kẹp chai Pittong 4 cửa 3 vị trí

8 Hệ thống gạt chai Servo và Driver

11

Thiết kế hệ thống điều khiển

 Lựa chọn cảm biến quang BR100-DDT

 Độ phân giải encoder: 131072 xung/vòng.

Lập trình hệ thống

14

1 D130 Tần số quay của man (Hz)

5 D138 Thời gian bắt đầu chiết rót.

6 D140 Thời gian kết thúc chiết rót.

7 D142 Thời gian cơ cấu vặn nắp có thể đi xuống.

8 D144 Thời gian cơ cấu vặn nắp có thể đi lên.

10 D148 Số xung quay gạt chai.

11 D150 Tần số quay chiết rót.

12 D152 Số xung quay chiết rót.

13 D154 Lưu giá trị tức thời HSC

14 D156 Thời gian reset M202, M204

15 D158 Thời gian reset M30, M32

16 D160 Thời gian reset M60, M62

17 D162 Tốc độ lớn nhất băng tải.

15

Lập trình hệ thống

16

 Sơ đồ thuật toán

17

Sơ đồ thuật toán

Đầu vào, ra hệ thống

1 X010 Cảm biến quang đẩy chai ra nếu chai không đủ tiêu chuẩn.

2 X011 Cảm biến tiệm cận báo hiệu hành trình pittong đẩy (chai khuyết tật).

3 X012 Cảm biến tiệm cận báo hiệu hành trình pittong về (chai khuyết tật).

4 X020 Giá trị nhận được ở xử lý hình ảnh Nếu chai có khuyết tật sẽ báo tín hiệu lại.

5 X023 Cảm biến đếm 6 dãy chai đã được xếp

6 X026 Cảm biến tiệm cận báo hiệu pittong đi hết hành trình khi đẩy 6 chai ra.

7 X027 Cảm biến tiệm cận báo hiệu pittong lùi hết hành trình khi đẩy 6 chai ra.

8 X030 Cảm biến tiệm cận đếm sản phẩm.

9 X042 Cảm biến Pittong kẹp chặt các chai.

10 X043 Cảm biến Pittong mở kẹp các chai.

11 X044 Cảm biến Pittong đưa toàn bộ chai xuống theo phương thẳng đứng.

12 X045 Cảm biến Pittong đưa bộ 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 6 chai)

18 Y011 Pittong thu (đủ 6 chai).

19 Y032 Pittong kẹp chặt các chai.

20 Y033 Pittong mở kẹp các chai.

21 Y034 Pittong đưa toàn bộ chai xuống theo phương thẳng đứng.

22 Y035 Pittong đưa bộ 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

Các thành phần phần cứng

21

g t ha

m ch iế

u v

à t rích x uấ

t t oá

n k iể

m t

ra n ắp

t t oá

n k iể

m t

ra m

ức ch

ất l ỏn g

t t oá

n k iể

m t

ra n hã n

Thuật toán xử lý hình ảnh

Các thành phần của chương trình

24

 Đường cơ sở để định vị các ROI

 Gốc tham chiếu cho các tính toán khác

Vùng ảnh trung

tâm

trùng khớp nhất

Template Matching: Đối sánh mẫu

Template Matching

25

Thuật toán xử lý hình ảnh

Kiểm tra nắp

Quá trình xử lý hình ảnh trên ROI1

Lọc màu Aquafina: Trắng (HSV: [60,0,25] ÷[126,32,160])

Tìm đường bao có diện tích lớn nhất Xác định đỉnh của

đường bao

Phát hiện nắp Kiểm tra vị trí nắp

contour_area: diện tích đường bao lớn nhất ROI1

Đường mức

Quá trình xử lý hình ảnh trên ROI2

Template Matching

match_score: tỉ lệ trùng khớp lớn nhất so với mẫu

• match_score [match_score] “Tìm thấy”

• match_score [match_score] “Không tìm thấy”

Dựng đường ngang

đi qua trung điểm

27

Tìm đường bao lớn nhất

Phát hiện nhãn Kiểm tra loại nhãn

contour_area: diện tích đường bao lớn nhất ROI3

• contour_area [contour_area] “Có nhãn”

• contour_area [contour_area] “Không nhãn”

key_num: Số đặt trưng trùng khớp

• key_num [key_num] “Đúng nhãn”

• key_num [key_num] “Không đúng nhãn”

Phát hiện nhãn Kiểm tra loại nhãn

Lọc màu Aquafina: Xanh lam

Quá trình xử lý hình ảnh trên ROI3

Đối sánh đặc trưng giữa mẫu và ROI3 Tìm kiếm các đặc trưng trong ROI3

29

Thuật toán xử lý hình ảnh

Kết quả thực hiện thuật toán

30

 Nâng cao tốc độ dây chuyền, mở rộng chiết rót cho các loại chai có thể tích lớn hơn 500ml

 Cải thiện các cơ cấu để làm việc ổn định và năng suất cao hơn

 Hoàn thiện hệ thống cấp chai, cấp nắp, dán nhãn, hệ thống xuất kho và đóng thùng chai

 Phát triển thuật toán xử lý hình ảnh để kiểm tra khuyết tật chai.

31

32