Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước bằng vi điều khiển

LỜI MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển, nhu cầu vật chất tinh thần người ngày cao, tồn cung – cầu nhà sản xuất tìm cách giải Tự động hóa dây chuyền sản xuất phương án tối ưu, địi hỏi nhanh chóng, xác giảm thiểu nhân cơng lao động Q trình sản xuất tự động hóa cao nâng cao suất sản xuất giảm chi phí tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp Vì đề tài nghiên cứu thực nhằm góp phần nhỏ vào mục đích nêu trên, đồng thời giúp cho học sinh sinh viên thấy mối liên hệ kiến thức học trường với ứng dụng bên thực tế Đề tài mà em thực có nhiều ứng dụng quan trọng nhiều lĩnh vực vận chuyển sản phẩm, đếm sản phẩm phân loại sản phẩm Với hệ thống tự động hóa giảm thiểu nhân cơng kèm với giảm chi phí sản xuất Trên đề tài : “Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thƣớc vi điều khiển” Thạc sĩ Nguyễn Trọng Thắng hướng dẫn thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Sơ lược hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước Chương 2: Tổng quan vi điều khiển PIC16F877A Chương 3: Thiết kế xây dựng mô hình Trong q trình thực chương trình cịn gặp nhiều khó khăn tài liệu tham khảo cho vấn đề hạn hẹp Mặc dù cố gắng khả năng, thời gian có hạn kinh nghiệm chưa nhiều nên tránh khỏi sai sót mong đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo để đồ án hoàn thiện Chƣơng SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 CÁC BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM HIỆN NAY Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều thực tế Dùng sức người, cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Chưa kể đến có phân loại dựa chi tiết kĩ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu sống Tùy vào mức độ phức tạp yêu cầu phân loại, hệ thống phân loại tự động có quy mơ lớn, nhỏ khác Tuy nhiên có đặc điểm chung chi phí cho hệ thống lớn, đặc biệt điều kiện Việt Nam Vì đa số hệ thống phân loại tự động đa phần áp dụng hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp, lượng lớn doanh nghiệp Việt Nam sử dụng trực tiếp sức lực người để làm việc Bên cạnh băng chuyền để vận chuyển sản phẩm yêu cầu cao đặt phải có hệ thống phân loại sản phẩm Bởi trước ngành công nghiệp chưa phát triển, công việc người đảm nhận mắt thường, kinh nghiệm ghi nhớ, trực tiếp phân loại sản phẩm đạt yêu cầu loại bỏ phế phẩm tay Tuy cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Điều ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì hệ thống tự động phân loại sản phẩm đời để đáp ứng nhu cầu cấp bách Còn nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh ảnh v.v… Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nên có nhiều thuật tốn, hướng giải khác cho sản phẩm, đồng thời thuật tốn đan xen, hỗ trợ lẫn Ví dụ muốn phân loại vải cần phân loại kích thước màu sắc, nước uống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch granite theo hình ảnh v.v… Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy băng chuyền ngang qua cảm biến quang thứ chưa kích cảm biển thứ phân loại vật thấp nhất, sản phẩm qua cảm biến đồng thời phân loại vật cao Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết đc sản phẩm thuộc màu cửa phân loại tự động mở để sản phẩm đựợc phân loại Phát màu sắc cách sử dụng yếu tố tỷ lệ phản chiếu màu (ví dụ đỏ, xanh xanh trời) phản xạ màu khác theo thuộc tính màu đối tượng Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi FAO (góc quang tự do), cảm biến E3MC phát màu đỏ, xanh màu xanh sáng trục quang học đơn E3MC thu ánh sáng phản chiếu đối tượng thông qua cảm biến nhận xử lý tỷ lệ màu xanh cây, đỏ, xanh lam ánh sáng để phân biệt màu sắc vật cần cảm nhận Phân loại sản phẩm dùng webcam: sử dụng camera chụp lại sản phẩm chạy qua đưa ảnh so sánh với ảnh gốc Nếu giống cho sản phẩm qua, cịn khơng loại sản phẩm Nhận thấy thực tiễn đó, luận văn này, em làm mô hình nhỏ có chức gần tương tự ngồi thực tế Đó là: tạo dây chuyền băng tải để vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm theo kích thước đặt trước 1.2 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ đợt thực tập tốt nghiệp nhà máy, khu công nghiệp tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa q trình sản xuất Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn tồn chưa áp dụng khâu phân loại, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng, nhiều cho suất thấp chưa đạt hiệu Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao kích thước Nên chúng em định thiết kế thi công mô hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất địi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với phát triển giới 1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI Hiện đất nước ta trình Cơng nghiệp hóa, đại hóa Chính có nhiều khu cơng nghiệp hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị hoạt động đại với đầu tư góp vốn đến từ nước khác giới Trong thập niên gần đây, thiết bị điện tử ứng dụng rộng rãi khắp giới Sự đa dạng phát triển nghành không ngừng biến đổi Điện tử ngành kĩ thuật tinh vi giới, phương tiện gần thiếu lĩnh vực : Viễn thơng, y khoa, phịng thí nghiệm, nghiên cứu, v v đảm bảo hiệu suất cơng việc độ tin cậy thõa mãn cho người sử dụng, điện tử ngành mà tín hiệu vận động đặt sở dòng điện điện áp Từ linh kiện nhỏ đơn giản ta tạo thiệt bị thật hữu dụng sống hàng ngày đặc biệt sản xuất Những thiết bị tinh vi giúp giải phóng sức lao động, tạo hiệu suất lao động chưa có máy hoạt động thay cho vài chục nhân cơng, chí cịn Sự kết hợp ngành điện – điện tử ngành khí bước tiến quan trọng phát triển tự động hóa cơng nghiệp Hiện Đất nước ta trình phát triển hội nhập, mặt hàng sản xuất đạt tiều chuẩn chất lượng, mà cịn địi hỏi phải có độ xác cao hình dạng, kích thước, trọng lượng…Cho nên từ khu cơng nghiệp hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc phối hợp với nhu cầu sản xuất, để tạo suất cao trình sản xuất Trong Nhà máy, sản phẩm sản xuất trước xuất xưởng phải trải qua nhiều giai đoạn kiểm tra sản phẩm Tuỳ theo sản phẩm sản xuất mà phải kiểm tra qua khâu khác nhau, chẳng hạn kiểm tra chất lượng, kích thước, hình dạng, trọng lượng …Trong đề tài này, chúng em xin thực việc : “ Ứng dụng vi điều khiển PIC phân loại sản phẩm theo kích thước” Đề tài giúp cho chúng em phần hiểu rõ cách thức hoạt động dây chuyền thiết bị dùng việc phân loại sản phẩm, đồng thời ứng dụng vi điều khiển PIC vào việc điều khiển chúng, hệ thống băng chuyền Đề tài trình bày theo dạng mơ hình mơ Nên trình thực luận văn khơng tránh khỏi sai sót Kính mong q Thầy Cơ góp ý để hồn thiện tốt Ngày nay, việc tập trung hóa - tự động hóa cơng tác quản lý, giám sát điều khiển hệ thống tự động nhằm nâng cao hiệu sản xuất, tránh rủi ro, tiết kiệm chi phí, hạn chế nhân cơng xu hướng tất yếu q trình sản xuất Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật truyền thông công nghệ phần mềm thời gian qua, điều khiển tự động đời phát triển ngày đa dạng đáp ứng yêu cầu, đòi hỏi q trình tự động lĩnh vực cơng nghiệp Chính phải lựa chọn q trình điều khiển cho phù hợp với yêu cầu thực tế, điều kiện sở vật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu sản xuất, dễ dàng bảo trí, sửa chữa hệ thống có cố Thực tiễn đặt vấn đề để quản lý nhà máy sản xuất hiệu nhất, tiết kiệm an toàn 1.4 CÁC LOẠI BĂNG TẢI SỬ DỤNG HIỆN NAY 1.4.1 Giới thiệu chung Băng tải thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, loại xỉ lò trạm thủy điện dùng vận chuyển nhiên liệu Trên kho bãi dùng để vận chuyển loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt số sản phẩm khác Trong số ngành công nghiệp nhẹ, cơng nghiệp thực phẩm, hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hoàn thành chưa hồn thành cơng đoạn, phân xưởng, đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng 1.4.2 Ƣu điểm băng tải - Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng - Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn 1.4.3 Cấu tạo chung băng tải H b L1 L2 L Hình 1.1: Băng tải truyền động Bộ phận kéo yếu tố làm việc trực tiếp mang vật Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho phận kéo Bộ phận căng, tạo giữ lực căng cần thiết cho phận kéo Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ ) làm phần trượt cho phận kéo yếu tố làm việc Bộ phận đổi hướng cho phận kéo 1.4.4 Các loại băng tải thị trƣờng - Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn suất băng tải loại đạt 1,5 tấn/h tốc độ chuyển động 0,2m/s Chiều dài băng tải không hạn chế phạm vi kéo 10kN - Băng tải xoắn vít : có kiểu cấu tạo : + Băng tải buồng xoắn: Băng tải buồng xoắn dùng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt tấn/h với chiều dài 80cm + Băng tải buồng xoắn: có buồng xoắn song song với nhau, có chiều xoắn phải, có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào buồng xoắn thực nhờ tốc độ phân phối chuyển động Cả loại băng tải buồng xoắn đặt máng thép xi măng Lựa chọn loại băng tải : Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại lựa chọn số loại băng tải sau: Tuy nhiên chọn loại băng tải nên quan tâm đến trạng thái mục đích sử dụng theo bảng sau : Loại băng tải Băng tải dây đai Tải trọng < 50 kg Phạm vi ứng dụng Vận chuyển chi tiết nguyên công vận chuyển thùng chứa gia công lắp ráp Băng tải 25 ÷ 125 kg Vận chuyển chi tiết vệ tinh gia công chuẩn bị phôi lắp ráp Băng tải đẩy 50 ÷ 250 kg Vận chuyển chi tiết lớn phận khoảng cách >50m Băng tải lăn 30 ÷ 500 kg Vận chuyển chi tiết vệ tinh nguyên công với khoảng cách