- 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 để 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) để 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 cấu hình tham số đầu vào CN3) để 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
- Đe 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 xuất 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 - Mô tả
- Pr. 1: Unit
setting -vị Đơn vị của các trục X, Y được gán là 0: mm; đơncủa trục R là 2: degree (độ)
- Pr.2: No. of pulses
per rotation
- Độ phân giải của encoder, ở đây tất cả động cơ đều
giống nhau nên giá trị mặc định sẽ là 4194304
- Pr.2:Moveme
nt
amount per rotation
- Độ dịch chuyển trên một vòng quay. Với các trục
X, Y
đó là bước răng của vít me, bước răng vít me của trục X, Y là 3750 lim. Với trục Z, độ dịch chuyển là 360°
- Pr.3:Unit
- Magnificatio n
- Tỉ số truyền cơ khí của cơ cấu, với tay máy được
đặt là
1:1 - Pr.9 và Pr.10: - Acc.time và
- Dec.time
- Thời gian tăng tốc và giảm tốc của động cơ
- Pr.12:
Software
- Giới hạn hành trình trên bằng phần mềm. Với
trục X là
450 mm, với trục Y là 350 mm
- Pr.13:
Software
- Giới hạn hành trình dưới bằng phần mềm. Với
trục X là -10 mm, với trục Y là -5 mm - Pr.22: Input signal logic selection:
- Cài đặt dạng tín hiệu logic cho các tín hiệu đầu
vào công
tắc hành trình. Ở đây ta chỉ dùng công tắc hành trình cho trục X, Y và dạng logic được cài là 0: Negative Logic (đầu vào sink)
- Pr.116: FLS signal
selection: Input type
- Chọn đầu vào cho tín hiệu công tắc hành trình
giới hạn
trên. Ở đây ta chọn 1: Servo Ampliíier để sử dụng DI1 của giắc CN3 biến tần servo làm đầu vào tín hiệu công -
- - tắc hành trình giới hạn trên - Pr.117: RLS
signal
selection: Input type
- Chọn đầu vào cho tín hiệu công tắc hành trình giới hạn
dưới. Ta cũng chọn 1: Servo Amplifer để sử dụng DI2 của giắc CN3 của biến tần servo làm đầu vào tín hiệu công tăc hành trình giới hạn dưới
- Phần cài đặt từ Pr1-Pr3 sẽ giúp việc lập trình đơn giản hơn rất nhiều. Người dùng chỉ cần nhập tọa độ hoặc lượng dịch chuyển và vận tốc dịch chuyển, việc cấp bao nhiêu xung để thực hiện yêu cầu chuyển động đó sẽ do module RD77MS2 chịu trách nhiệm. Đây thực sự là một ưu điểm vượt trội khi sử dụng module RD77MS2 để điều khiển 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 khiển và giám sát tay máy. Giao diện phải được thiết kế sao cho tối ưu nhất, 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 để thực hiện chức năng điều khiển 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 nhất 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 để kết nối PLC với máy tính và phần mềm Visual Studio 2019 với ngôn ngữ lập trình C# để thiết kế giao diện.
- Vùng số 1 (tab Connect to PLC) : Được dùng để 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 nhấn 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 khiển chuyển 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 khiển.
- Error detection: Có lỗi 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 chuyển. - Tab điều khiển thứ hai : Chế độ chạy JOG
- Enable : Cho phép hoạt động ở chế độ chạy JOG. - Disable : Tắt chế độ chạy JOG.
- Forward : Các trục được chọn quay thuận theo chiều kim đồng (tịnh tiến ra xa so với vị trí gốc).
- Reverse : Các trục được chọn quay ngược chiều kim đồng hồ (di chuyển lại gần vị trí gốc).
- Hold : Bật van khí nén dùng để kẹp vật. - Release : Tắt van khí nén dùng để thả vật. - Jog speed : Cài đặt tốc độ ở chế độc chạy JOG.
- Teaching : Dạy điểm, nạp tọa độ vị trí hiện tại của trục được chọn và số vị trí được ghi trong textbox
- Position : Định vị điểm, chạy đến vị trí được định vị của trục được chọn
-
-
- Hình 6.11 : Giao diện chạy JOG
- Tab điều khiển thứ ba là AUTO RUN có chức năng thực hiện chu trình phân loại sản phẩm theo kích thước một cách tự động.
- Tab này chia ra gồm bốn vùng chính :
- Vùng 1 : là vùng tọa độ của các vị trí trong quá trình tay máy hoạt động. Ở đây do vị trí băng tải và tay máy cố định nên "tọa độ chụp ảnh" và "tọa độ thả vật" sẽ được xác định trước nhờ chương trình chạy JOG và TEACHING điểm. Còn "tọa độ gắp vật" sẽ được cập nhật sau mỗi lần chụp ảnh và xử lý ảnh. Số liệu nhập vào các tọa độ là đơn vị xung, có quy đổi là 100000 xung đượng đương với 1cm.
- Vùng 2 : Các thông số dữ liệu về vật như chiều dài, góc lệch sau khi đã xử lý ảnh
- Vùng 3 : Các button để khởi động và dừng chương trình auto run
- Vùng 4 : là vùng hiển thị ảnh sau khi ảnh được chụp từ camera và được xử lý. Ảnh sẽ hiển 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 tất 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 chuyển sang tab Run JOG để 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. Đe di chuyển trục X đến vị trí cần dạy điểm, ta giữ nút FORWARD liên tục cho đến khi trục chạy đên vị trí ta cần, nếu trục chạy quá có thể giữ nút REVERSE để quay lại. Cuối cùng ta nhập số 1
- vào ô text ngay trên button TEACHING và nhấn nút TEACHING ngay sau đó để dạy điểm 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 để chụp ảnh. Tương
tự, ta cũng làm như trên với các vị trí khác và trục khác.
- Trong quá trình TEACHING điểm, nếu xảy ra lỗi ta có thể nhấn nút RESET ERROR để reset lỗi của 2 module định vị RD77MS2. Sau đó có thể dùng nút POSITION để kiểm tra xem đã dạy được điểm chưa.
-
-
- Hình 6.14 : TEACHING điểm
- Sau khi đã hoàn thành phần TEACHING điểm cho các vị trí làm việc, ta chuyển sang tab Operation để vận hành chương trình phân loại sản phẩm tự động. Ô text ở vị trí Specidied piece’s length để nhập chiều dài của vật cần gắp. Ở đây, ta sẽ chọn gắp vật có kich thước 10 cm. Sau đó nhấn Start để bắt đầu chạy chương trình.
-
-
- Hình 6.15 : Nhập kích thước cần phân loại
- Chu trình chạy của hệ thống :
- Ban đầu tay máy đang ở vị trí gốc, có hai cách xác định vị trí gốc đó là bằng phần cứng dùng công tắc hành trình và bằng phần mềm được set trong chương trình PLC. Trong đồ án này nhóm em chọn cách xác định gốc bằng phần mềm.
- Vật cần phân loại được đưa lên băng tải.
- Vật đi qua cảm biến quang phát hiện có vật thì lập tức dừng lại
- Tay máy từ vị trí gốc di chuyển đến vị trí chụp ảnh đã được TEACHING từ trước
- Chụp ảnh và xử lý ảnh : xác định kích thước chiều dài vật.
- Nếu vật có chiều dài 10 cm thì tay máy sẽ đi ra gắp và đem đến vị trí băng tải 2 để 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 để 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 thể 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 để 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 các lần thử nghiệm với việc thay đổi kích thước vật cần phân
loại khác nhau em đưa ra được các đánh giá như sau :
- Về tính năng : hệ thống tay máy này đã làm việc đáp ứng được yêu
cầu đề
ra của đồ án, có thể ứng dụng trong sản xuất
- 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 điểm mà hệ thống cần phải giải quyết để có thể đưa vào hoạt động sản xuất thực tế
- về độ chính xác : tay máy hoạt động khá chính xác khi được điều khiển
định vị đến các vị trí. Tuy nhiên ở phần camera calibration, tức là phần hiệu chỉnh các tỷ lệ về kích thước để hệ thống thông qua xử lý ảnh có thể định vị chính xác vị trí của vật còn thiếu chính xác. Trong đó cách đo thủ công của nhóm có thể là nguyên nhân dẫn đến độ thiếu chính xác của công thức để tính tọa độ gắp vật. Tuy việc xảy ra sự sai lệch về vị trí gắp chỉ là thiểu số nhưng nó cho thấy sự hạn chế của quy mô đồ án này, cần phải nâng cấp để 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 điểm
yếu cần cải thiện và nâng cấp để 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 triển của đồ án này có thể dùng các phương pháp mới để đo đạc tính toán cũng như giảm tacktime của máy để tăng năng suất 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 thể nâng cấp lên thông qua màu sắc hoặc các hình dạng phức tạp hơn,...
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Ị
Ị quốc gia, 9/2014. Ị
- kv-r k” -*---- 77 , TTrrrr N
- [2] Nguyễn Văn Long - Ứng dụng xử lý ảnh trong thực tế với thư viện
ỉ ỉ OpenCV. ỉ
- Ị_[3] .I.R.Packer. Algorithms for Image Processing and Computer Vision. John
j j Wiley & Sons. Inc, 1997. j
-