IV. Tiêu chuẩn đề tài
1. Lập trình PLC với phần mềm Step7 Microwin
1.3 Lƣu đồ thuật giải sau khi đã xác định đƣợc vật
Mô tả giải thuật:
Trong đề tài này một khâu của cánh tay máy có thể quay nhiều góc khác nhaụ Mỗi lần nhƣ vậy ta chỉ cần thay đổi giá trị xung phát ra bằng cách dử dụng lệnh MOVE_DW thay đổi giá trị của SMD72 (đối với Q0.0) và SMD82 (đối với Q0.1) và lệnh PLS cho việc phát xung.
Vật vuông Gọi chƣơng trình con đƣa
về vị trí đặt vật vuông Xử lí ảnh phân loại vật 1 0 Vật tròn Vật tam giác
Gọi chƣơng trình con đƣa về vị trí đặt vật tròn
Gọi chƣơng trình con đƣa về vị trí đặt vật tam giác 1
1 0
Vật lỗi Đẩy vật ra khỏi băng
chuyền 1
0
End 0
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 63 Dƣới đây là ví dụ minh họa cho việc thay đổi số xung phát ra cho cả Q0.0 và
Q0.1
Vậy :
-Động cơ bƣớc 1 sẽ quay đƣợc 89x = . Nhƣng do cơ cấu truyền động dây cuaroa tỉ lệ 2:1 nên tay máy khâu 1 chỉ quay đƣợc
-Động cơ bƣớc 2 sẽ quay đƣợc 198x = . Nhƣng do cơ cấu truyền động dây cuaroa tỉ lệ 2:1 nên tay máy khâu 2 chỉ quay đƣợc
BẢNG GIÁ TRỊ XUNG VÀ GÓC CỦA TAY MÁY QUAY ĐƢỢC TỪ VỊ TRÍ HÚT VẬT ĐẾN VỊ TRÍ ĐẶT VẬT Vật Khâu 1 Khâu 2 Xung Góc Xung Góc Vuông 89 198 Tròn 73 183 Tam giác 69 138
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 64
2. LẬP TRÌNH XỬ LÝ ẢNH VỚI PHẦN MỀM MATLAB
*Sơ đồ chƣơng trình Matlab
Khởi động video Kết nối PLC Đọc giá trị từ PLC Chờ… Có sản phẩm Xử lí ảnh Tròn Vuông Tam giác Gửi giá trị xuống PLC Không sản phẩm Cảm biến quang Timer = 0.1s
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 65
2.1 Lƣu đồ giải thuật xử lý ảnh
2.1.1 Thu ảnh từ Webcame
Start
Chạy Video Tạo Video input Object
Thiết lập chế độ nhận ảnh là manual Số frame ảnh cần cho để xử lý
Start = true
Frame ảnh đƣợc load nhƣng không load vào
Buffer
Fram ảnh không đƣợc load
Trigger
Frame ảnh đƣợc load vào Buffer
Lấy frame ảnh trong Buffer và xóa nó khỏi Buffer
End True
False False
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 66
2.1.2 Xử lý ảnh
START
Lấy Frame ảnh trong buffer
Chuyển ảnh RGB sang ảnh Gray
Chuyển ảnh Gray sang ảnh Binary
Object >= 200 pixel Remove object
Object là vật cần xử lý
Số Object là 1
Thêm số Pixel vào vung rỗng của object
Tính chu vi và diện tích của object Tính ngƣỡng metric Xác định hình dạng vật bằng PP định lƣợng ( mục IỊỊ5.1) () End False True False True
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 67
2.2 Lƣu đồ giải thuật trên matlab
Sự Kiện doan2_OpeningFcn
doan2_Openin gFcn
Không cho phép nhấn stop Không cho phép nhấn Reset
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 68 Sự Kiện nhấn nút start True False True False start_Callback
Gọi OPC client cần kết nối Tạo nhóm biến cần sử dụng Connect = true
Connect=true
Set biến sta = 1
Khởi tạo timer,tạo thời gian lấy mẫu
Đọc giá trị từ PLC (sensor,sltron,stvuong....) Cho nút start và stop hoạt động
Sensor =1 Chƣa có sản phẩm
Thiết lập số cho dòng ảnh từ video Cho phép load frame ảnh
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 69 SP hình tròn
Set biến tron =1 Đếm sl thung và sp
SP hình vuông Set biến vuong =1 Đếm sl thung và sp
SP hình tam giac Set biến tamgiac =1 Đếm sl thung và sp
End Trigger
Đƣa frame ảnh vào bộ nhớ buffer
Lấy frame ảnh và xóa dữ liệu trong buffer
Xử lý ảnh thu đƣợc Tính ra ngƣỡng để phân loại sản phẩm 0.8 <= metric <= 1 Hình chữ nhật có 2 cạnh bằng nhau Vật có 3 cạnh Sản phẩm lỗi True False True False True True False False
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 70 Sự kiện nút Stop_callback Sự kiện nút exit_callback Stop_callback Dừng load frame ảnh Xóa video
Xóa các frame ảnh trong bộ nhớ
End
Exit_callback
Ngắt kết nối
Đóng các figure đang mở
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 71
PHẦN D: KẾT LUẬN
Ị NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC
Qua việc tìm hiểu và nghiên cứu đề tài chúng em thu đƣợc kết quả:
- Vấn đề về lý thuyết đƣợc học từ trƣớc đƣợc áp dụng vào thực tế có hiệu quả
- Tìm hiểu đƣợc phần mềm Matlab dùng thiết kế giao diện và sử dụng đƣợc công cụ xử lý ảnh trong Matlab
- Tìm hiểu đƣợc phần mềm Step 7 Microwin viết chƣơng trình PLC điều khiển đƣợc hệ thống
- Kết nối các phần mềm lại đƣợc với nhau, kết nối các thiết bị điều khiển và chấp hành với nhau, điều khiển đƣợc hệ thống theo yêu cầu
- Hiểu đƣợc cách điều khiển động cơ DC, động cơ bƣớc và cách sử dụng các thiết bị công nghiệp nhƣ cảm biến, Rờ le, van khí nén
IỊ NHỮNG KẾT QUẢ CHƢA ĐẠT ĐƢỢC
- Điều khiển động cơ bƣớc của cánh tay còn chậm do chƣa thực hiện đƣợc Driver cho mạch công suất hoàn hảo nhất.
- Dùng bộ kết nối và truyền dữ liệu giữa bộ điều khiển và máy tính với tốc độ chƣa cao, vì vậy việc xử lí chuyển đổi giữa các lệnh chậm
IIỊHƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
-Đề tài có thể phát triển theo hƣớng phân loại và đóng thùng sản phẩm theo đúng kích cỡ.
-Có thể sử dụng giọng nói để điều khiển cánh tay gắp vật dựa trên ứng dụng của MatLab.
-Có thể thiết kế những mô hình lớn gồm rất nhiều công đoạn cho những quy trình sản xuất sản phẩm
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 72 -Thiết kế cánh tay robot với độ chính xác cao hơn có thể sử dụng để lắp ráp các
linh kiện điện tử trên Board mạch
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Simatic S7-200 Programmable Controller System Manual _Siemens 2. Bài giảng thực hành kĩ thuật Robot_Ths Trần Văn Trinh
3. Hƣớng dẫn sử dụng S7-200 _Biên soạn Hà Văn Trí
4. Giáo trình lý thuyết điều khiển logic _Ths Nguyễn Bá Hội
5. Giáo trình thực hành điều khiển logic khả trình_Ths Trần Hữu Toàn_Ths Trần Văn Trinh
6. Xử lý ảnh _Học viện bƣu chính viễn thông 7. Image processing toolbox
8. http://www.dientuvietnam.net 9. http://www.diendanplc.info 10.http://www.hiendaihoạcom 11.http://4tech.com.vn 12.http://diendientụforumh.net 13.http://www.mathworks.com 14.http://www.labbookpages.cọuk/software/imgProc/otsuThreshold.html
15.Soille, P., Morphological Image Analysis: Principles and Applications, Springer-Verlag, 1999, pp. 173-174.
Phân loại sản phẩm và điều khiển tay máy gắp vật dùng PLC S7 200 73
PHỤ LỤC
ỊGIỚI THIỆU PHẦN MỀM VÀ CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH