6.3.1 Cài đặt, khai báo biến cho bộ nhớ chương trình
Bảng 6.1 : Liệt kê biến đầu/vào ra và biến trung gian sử dụng trong chương
Địa chỉ M1 M2 M3 M4 M5 M6 M0 M10 M11 M12 M20 M21 M22 M30 M31 M32 M40 M41 M42 M43 M20 M4 M300 M301 M302 M303 M304 59
M307 M308 M309 M310 M311 M312 M313 M314 M315 M50 M51 T1 T2 M95 X0A0 X21 X41 Y20 Y40 Y21 Y41 Y68 Y69 Y70 U2\G2400 U2\G6006 U2\G6016 U2\G6026 U2\G2500 U2\G7006 U2\G7016 60 U2\G7026 U4\G2400 U4\G6006 U4\G6016
U4\G7006 D500 D501 D502 D503 D504 D505 D1004 D1005 D1006 D1007 D1008 D1009 D1014 D1015 D1114 D1115
6.3.2 Cài đặt biến tần Servo MR-J4-10B
Việc cài đặt cho biến tần servo cũng được thực hiện tương như cài đặt cho module RD77MS2, cũng được thực hiện ở của sổ ứng dụng MELSOFT Simple Motion Module Setting Function. Sau đó click vào phần Servo Parameter đểể̉ cài đặt thông số. Hai tham số cài đặt cho biến tần cần chú ý bao gồm:
- Trong mục Component Parts: Điều chỉnh tham số pin (sau khi đã lắp pin vào biến tần) đểể̉ sử dụng tín năng encoder tuyệt đối.
- Trong mục I/O: Sửa giá trị tham số PD02 (Input signal automatic on selection 2 – Tự động cấấ́u hình tham số đầu vào CN3) đểể̉ cho phép dùng DI1, DI2 làm đầu vào tín hiệu công tắc giới hạn hành trình.
6.3.3 Cài đặt tham số (parameters) cho 2 module RD77MS2
Đểể̉ cài đặt tham số cho module RD77MS2, trên thanh công cụ Navigation chọn mục Parameter, chọn Module Information, chọn module RD77MS2 muốn cài đặt, chọn Simple Motion Module khi đó xuấấ́t hiện cửa sổ ứng dụng MELSOFT Simple Motion Module Setting Function, click vào Parameter và bắt đầu cài đặt tham số.
Các tham số cần cài đặt trong mục Parameter được mô tả dưới bảng
Bảng 6.2 : Các tham số cần cài đặt cho module RD77MS2
Tham số Pr.1: Unit setting
Pr.2: No. of per rotation Pr.2:Movement amount per rotation Pr.3:Unit Magnification Pr.9 và Pr.10: Acc.time và Dec.time Pr.12: upper limit Pr.13: lower limit Pr.22: Input logic upper limit lower limit Pr.116: FLS
Pr.117: RLS signal selection: Input type
Phần cài đặt từ Pr1-Pr3 sẽ giúp việc lập trình đơn giản hơn rấấ́t nhiều. Người dùng chỉ cần nhập tọa độ hoặc lượng dịch chuyểể̉n và vận tốc dịch chuyểể̉n, việc cấấ́p bao nhiêu xung đểể̉ thực hiện yêu cầu chuyểể̉n động đó sẽ do module RD77MS2 chịu trách nhiệm. Đây thực sự là một ưu điểể̉m vượt trội khi sử dụng module RD77MS2 đểể̉ điều khiểể̉n hệ servo
6.4 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên PC
Phần này sẽ đề cập đến việc thiết kế giao diện điều khiểể̉n và giám sát tay máy. Giao diện phải được thiết kế sao cho tối ưu nhấấ́t, thân thiện với người dùng với những thao tác đơn giản và dễ dàng vận hành.
Hiện nay trên thị trường có khá nhiều công cụ đểể̉ thực hiện chức năng điều khiểể̉n giám sát.Ví dụ như Siemens có phần mềm WinnCC, Allen Bradley có phần mềm Factory Talk hay Mitsubishi có phần mềm GT Designer lập trình giao diện trên HMI. Với dòng PLC được chọn là iQ-R thì phầm mềm tốt nhấấ́t là MC Works64 nhưng do đây là phần mềm bản quyền và không có bản crack nên nhóm đã chọn giải pháp sử dụng hai phần mềm là MX Component đểể̉ kết nối PLC với máy tính và phần mềm Visual Studio 2019 với ngôn ngữ lập trình C# đểể̉ thiết kế giao diện.
Vùng số 1 (tab Connect to PLC) : Được dùng đểể̉ kết nối với PLC có số thứ tự thiết lập kết nối đã tạo với máy tính. Sau khi nhập số thứ tự thiết lập và click vào nút nhấấ́n Connect to PLC, nếu như kết nối thành công thì sẽ có 1 Message box hiện lên thông báo kết nối thành công, đèn Led Ready và P Run sẽ sáng lên.
Vùng số 2: giám sát trạng thái module RD77MS2, các bit trạng thái nội, đầu vào ra của module điều khiểể̉n chuyểể̉n động:
- PLC READY: Trạng thái PLC sẵn sàng, gửi xuống các biến tần servo. - READY: Tín hiệu được nhận từ CPU cho phép RD77MS2 được hoạt
động.
- Synchronization Flag: Tín hiệu đồng bộ truyền thông. - All axes servo ON: Cho phép các biến tần được hoạt động. - Force Stop Input: trạng thái bit tín hiệu dừng khẩn.
- BUSY: cho biết trục nào đang được điều khiểể̉n.
- Error detection: Có lỗỗ̃i xảy ra với biến tần nối với RD77MS2. - Axis warming detection: cảnh báo biến tần servo nối với RD77MS2. Vùng số 3: Thông số các tọa độ X, Y, Z khi tay máy di chuyểể̉n.
Tab điều khiểể̉n thứ hai : Chế độ chạy JOG
- Enable : Cho phep hoat đông ơ chê đô chay JOG. - Disable : Tăt chê đô chay JOG.
- Forward : Cac truc đươc chon quay thuân theo chiêu kim đông (tinh tiên ra xa so vơi vi tri gôc).
- Reverse : Cac truc đươc chon quay ngươc chiêu kim đông hô (di chuyển lai gân vi tri gôc).
- Hold : Bât van khi nen dung để kep vật. - Release : Tắt van khí nén dùng đểể̉ thả vật. - Jog speed : Cai đăt tôc đô ơ chê đôc chay JOG.
- Teaching : Dạy điểể̉m, nạp tọa độ vị trí hiện tại của trục được chọn và số vị trí được ghi trong textbox
- Position : Định vị điểể̉m, chạy đến vị trí được định vị của trục được chọn
Hình 6.11 : Giao diện chạy JOG
Tab điêu khiển thư ba la AUTO RUN co chưc năng thưc hiên chu trinh phân loai san phâm theo kich thươc môt cach tư đông.
Tab nay chia ra gôm bôn vung chinh :
- Vung 1 : la vung toa đô cua cac vi tri trong qua trinh tay may hoat đông. Ơ đây do vi tri băng tai va tay may cô đinh nên "toa đô chup anh" va "toa đô tha vât" se đươc xac đinh trươc nhơ chương trinh chay JOG và TEACHING điểể̉m. Con "toa đô găp vât" se đươc câp nhât sau mỗi lân chup anh va xư ly anh. Sô liêu nhâp vao cac toa đô la đơn vi xung, co quy đôi la 100000 xung đương đương vơi 1cm.
- Vung 2 : Các thông số dữ liệu về vật như chiều dài, góc lệch sau khi đã xử lý ảnh
- Vung 3 : Các button đểể̉ khởi động và dừng chương trình auto run
- Vung 4 : la vung hiển thi anh sau khi anh đươc chup tư camera va đươc xư ly. Ảnh sẽ hiểể̉n thị vật, thứ tự đỉnh vật, góc lệch của vật sao với phương ngang.
Hình 6.12 : Giao diện vận hành phân loại sản phẩm tự động 6.5 Chạy thử nghiệm hệ thống
Sau khi cài đặt hoàn tấấ́t các thông số của hệ thống, nhóm đã tiến hành bắt đầu cho hệ thống hoạt động. Đầu tiên em mở phần mềm giao diện Windows Form lên và kết nối cho nó kết nối với PLC
Hình 6.13 : Kết nối đến PLC
Sau khi đã kết nối với PLC, ta chuyểể̉n sang tab Run JOG đểể̉ tiến hành việc nạp giá trị vị trí làm việc của tay máy cho RD77MS2. Bật chế độ chạy JOG bằng các kích chuột vào button ENABLE. Sau khi chế độ RUN JOG đã được bật, ta chọn trục X, nhập tốc độ chạy JOG cho nó. Đểể̉ di chuyểể̉n trục X đến vị trí cần dạy điểể̉m, ta giữ nút FORWARD liên tục cho đến khi trục chạy đên vị trí ta cần, nếu trục chạy quá có thểể̉ giữ nút REVERSE đểể̉ quay lại. Cuối cùng ta nhập số 1
vào ô text ngay trên button TEACHING và nhấấ́n nút TEACHING ngay sau đó đểể̉ dạy điểể̉m cho trục. Vị trí hiện tại của trục sẽ được lưu vào vị trí số 1 của trục X. Số 1 ở đây được ta quy ước trong chương trình PLC là vị trí đểể̉ chụp ảnh. Tương tự, ta cũng làm như trên với các vị trí khác và trục khác.
Trong quá trình TEACHING điểể̉m, nếu xảy ra lỗỗ̃i ta có thểể̉ nhấấ́n nút RESET ERROR đểể̉ reset lỗỗ̃i của 2 module định vị RD77MS2. Sau đó có thểể̉ dùng nút POSITION đểể̉ kiểể̉m tra xem đã dạy được điểể̉m chưa.
Hình 6.14 : TEACHING điểm
Sau khi đã hoàn thành phần TEACHING điểể̉m cho các vị trí làm việc, ta chuyểể̉n sang tab Operation đểể̉ vận hành chương trình phân loại sản phẩm tự động. Ô text ở vị trí Specidied piece’s length đểể̉ nhập chiều dài của vật cần gắp. Ở đây, ta sẽ chọn gắp vật có kich thước 10 cm. Sau đó nhấấ́n Start đểể̉ bắt đầu chạy chương trình.
Hình 6.15 : Nhập kích thước cần phân loại
Chu trinh chay cua hê thông :
- Ban đâu tay may đang ơ vi tri gôc, co hai cach xac đinh vi tri gôc đo la băng phân cưng dung công tăc hanh trinh va băng phân mêm đươc set trong chương trinh PLC. Trong đô an nay nhom em chon cach xac đinh gôc băng phân mêm.
- Vât cân phân loai đươc đưa lên băng tai.
- Vât đi qua cam biên quang phat hiên co vât thi lâp tưc dưng lai
- Tay may tư vi tri gôc di chuyển đên vi tri chup anh đã được TEACHING từ trước
- Chup anh va xư ly anh : xac đinh kich thươc chiêu dai vât.
- Nêu vât co chiều dài 10 cm thì tay máy sẽ đi ra gắp và đem đến vị trí băng tải 2 đểể̉ thả vật sau đó tiếp tục quay lại vị trí chụp ảnh.
- Nếu vật có chiều dài khác 10 cm thì băng tải 1 tiếp tục chạy loại bỏ vật và đợi vật khác vào đểể̉ phân loại tiếp.
- Sau đây là vật có kích thước đạt yêu cầu sẽ có thông tin như sau - Chiều dài vật : 10,04 cm
- Chiều rộng vật: 1,28 cm - Góc lệch vật : 31,41 độ
Tuy nhiên trong quá trình xử ly ảnh, chiều dài của vật sẽ không tuyệt đối chính xác 10 cm mà có thểể̉ thay đổi trong khoảng nhỏ. Theo thống kê và tính toán về sai số là 0.12 cm đối với vật có kích thước 10 cm nên em đã đểể̉ sai số cho phép trong chương trình là 1.2 %
Hình 6.16 : Phân loại sản phẩm vật thỏa mãn
Hình 6.17 : Tay máy đi đến gắp vật
Sau đây là vật có kích thước không đạt yêu cầu sẽ có thông tin như sau - Chiều dài vật : 8,85 cm
- Chiều rộng vật: 1,32 cm - Góc lệch vật : 43,41 độ
Hình 6.18 : Phân loại sản phẩm không thỏa mãn
CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN
Thông qua cac lân thư nghiêm vơi viêc thay đôi kich thươc vât cân phân loai khac nhau em đưa ra đươc cac đanh gia như sau :
Về tính năng : hệ thống tay máy này đã làm việc đáp ứng được yêu cầu đề ra của đồ án, có thểể̉ ứng dụng trong sản xuấấ́t
Về mặt ổn định : hệ thống làm việc tương đối ổn định ở tốc độ trung bình, tuy nhiên khi đưa tay máy lên tốc độ cao xảy ra hiện tượng rung lắc do quán tính, đây là một yếu điểể̉m mà hệ thống cần phải giải quyết đểể̉ có thểể̉ đưa vào hoạt động sản xuấấ́t thực tế
Về độ chính xác : tay máy hoạt động khá chính xác khi được điều khiểể̉n định vị đến các vị trí. Tuy nhiên ở phần camera calibration, tức là phần hiệu chỉnh các tỷ lệ về kích thước đểể̉ hệ thống thông qua xử lý ảnh có thểể̉ định vị chính xác vị trí của vật còn thiếu chính xác. Trong đó cách đo thủ công của nhóm có thểể̉ là nguyên nhân dẫn đến độ thiếu chính xác của công thức đểể̉ tính tọa độ gắp vật. Tuy việc xảy ra sự sai lệch về vị trí gắp chỉ là thiểể̉u số nhưng nó cho thấấ́y sự hạn chế của quy mô đồ án này, cần phải nâng cấấ́p đểể̉ có đưa vào ứng dụng
Về khả năng giám sát : Phần mềm trên PC cũng như chương trình trong PLC chạy ổn định, việc kết nối và gửi dữ liệu giữa các bên chưa xảy ra sự cố gì. Các trạng thái của hệ thống hạ tầng được gửi lên PC, thông qua giao diện quan sát dễ và trực quan, các thông số được cập nhật liên tục.
Tóm lại, hệ thống phân loại vật thông qua xử lý ảnh này còn một vài điểể̉m yếu cần cải thiện và nâng cấấ́p đểể̉ có ứng dụng trong hoạt động thực tiễn. Bởi vì xử lý ảnh là một mảng khá rộng. Vì vậy trong tương lai, hướng phát triểể̉n của đồ án này có thểể̉ dùng các phương pháp mới đểể̉ đo đạc tính toán cũng như giảm tacktime của máy đểể̉ tăng năng suấấ́t làm việc của máy. Phần nữa là mở rộng hơn về các ứng dụng xử lý ảnh, thay vì chỉ thông qua kích thước , ta có thểể̉ nâng cấấ́p lên thông qua màu sắc hoặc các hình dạng phức tạp hơn,…
TÀI LIỆU THAM KHẢỬ̉O
[1] TS Nguyễn Thanh Hải – Giaó trình xử lý ảnh – Nhà xuấấ́t bản Đại học quốc gia, 9/2014.
[2] Nguyễn Văn Long - Ứng dụng xử lý ảnh trong thực tế với thư viện OpenCV.
[3] J.R.Packer, Algorithms for Image processing and Computer Vision. John Wiley & Sons, Inc, 1997.
[4] Trang web của EmguCV về các thuật toán xử lý ảnh
http://www.emgu.com/wiki/files/3.0.0/document/html/54f2f6fb-b6dc- b974-16f4-f6b4bbb578d8.htm
[5] Mitsubishi Electric, MELSEC IQ-R Simple Motion Module User's Manual (Application).
[6] Mitsubishi Electric, MELSEC IQ-R Simple Motion Module User's Manual (Application).
[7] Mitsubishi Electric, MX Component Version 4 Programing Manual (Revision SH-081085ENG-K), 7/2016.
[8] Mitsubishi Electric, MX Component Version 4 Operating Manual (Revision SH-081084ENG-L), 7/2016.