Ρομπότ PhantomX Pincher - Apple Sorter: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Οι απαιτήσεις ασφάλειας για τα τρόφιμα αυξάνονται. Τόσο οι καταναλωτές όσο και οι αρχές απαιτούν όλο και περισσότερο ότι τα τρόφιμα που τρώμε πρέπει να είναι υψηλής ποιότητας και με υψηλή ασφάλεια. Εάν προκύψουν προβλήματα κατά την παραγωγή τροφίμων, η πηγή του σφάλματος πρέπει να βρεθεί και να διορθωθεί γρήγορα. Η ποιότητα των τροφίμων μπορεί να χωριστεί σε αντικειμενική και υποκειμενική ποιότητα. Η αντικειμενική ποιότητα των τροφίμων ασχολείται με χαρακτηριστικά που μπορούν να μετρηθούν και να τεκμηριωθούν ενώ η υποκειμενική ποιότητα των τροφίμων είναι η αντίληψη των τροφίμων από τους καταναλωτές.

Οι ιδιότητες προσανατολισμένες στο προϊόν που μπορούν να μετρηθούν και να τεκμηριωθούν μέσω αυτοελέγχου μπορούν, για παράδειγμα, να είναι το χρώμα, η υφή και το θρεπτικό περιεχόμενο των τροφίμων. Ο αυτοέλεγχος, η υγιεινή και η εκτίμηση κινδύνου είναι όλα τα απαραίτητα στοιχεία που είναι νόμιμα για όλες τις εταιρείες που παράγουν τρόφιμα.

Ένα πρόγραμμα αυτοελέγχου πρέπει να διασφαλίζει ότι τα τρόφιμα που παράγονται από την εταιρεία πληρούν τις απαιτήσεις της νομοθεσίας. Αυτό το έργο θα διερευνήσει τη δυνατότητα δημιουργίας προγράμματος αυτοελέγχου εταιρικών τροφίμων.

Δήλωση προβλήματος

Πώς να αναπτύξετε ένα πρόγραμμα αυτοελέγχου για να διασφαλίσετε ότι τα μήλα που αγοράζουν οι καταναλωτές στο κατάστημα έχουν το σωστό χρώμα, όταν φεύγουν από τον κατασκευαστή;

Βήμα 1: Διαμόρφωση έργου

Για προφανείς λόγους, αυτό το έργο θα λειτουργήσει μόνο ως μακέτα ενός πραγματικού σεναρίου για ένα πρόγραμμα αυτοελέγχου. Το πρόγραμμα έχει ρυθμιστεί έτσι ώστε μόνο τα κόκκινα μήλα να περνούν από τον ποιοτικό έλεγχο. Τα κακά μήλα, που ορίζονται από άλλα χρώματα εκτός από το κόκκινο, θα ταξινομηθούν σε διαφορετικό σωρό.

Το ρομπότ θα πάρει τα μήλα και θα τα κρατήσει μπροστά από μια κάμερα, τότε το πρόγραμμα θα ανιχνεύσει το χρώμα και θα τα ταξινομήσει ανάλογα. Λόγω της έλλειψης διαθέσιμων μήλων, το πρόγραμμα θα προσομοιωθεί με χρωματιστά ξύλινα τετράγωνα.

Βήμα 2: Υλικό και υλικό

Το υλικό και το υλικό που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτό το έργο έχουν ως εξής:

PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark ll

5 x σερβοκινητήρες AX-12A

Ελεγκτής ρομπότ ArbotiX-M

Pixy κάμερα

2 x κουμπιά

Φως LED

Μπλοκ σε διαφορετικά χρώματα

Βήμα 3: Λογισμικό

Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για αυτό το έργο βρέθηκε στους ακόλουθους ιστότοπους:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Το απαιτούμενο λογισμικό για την ολοκλήρωση αυτού του έργου είναι το ακόλουθο:

1. PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark ll (για τον ενεργοποιητή/ρομποτικό βραχίονα)

2. Ελεγκτής ρομπότ Arbotix-M (για το χειριστήριο Arbotix-M)

3. AX-12A (λογισμικό για τους σερβοκινητήρες)

4. Arduino (για τον προγραμματισμό)

5. CMUcam5 Pixy (για την κάμερα)

6. PixyMon (Δείχνει τι βλέπει η pixy κάμερα)

Βήμα 4: Ρύθμιση Arbotix-M και Pixy Camera

Οι συνδέσεις για την πλακέτα Arbotix-M και την κάμερα φαίνονται στις παραπάνω εικόνες. Οι συνδέσεις περιγράφονται παρακάτω.

Για τον πίνακα Arbotix-M:

1. Digitalηφιακή ακίδα 0: Διακοπή κουμπιού

2. Digitalηφιακή ακίδα 1: Έναρξη κουμπιού

3. Digitalηφιακή ακίδα 7: Πράσινο φως LedPin

4. Κωδικός πρόσβασης ISP: Σύνδεση Pixy κάμερας

5. BLK: Συνδεσιμότητα από την πλακέτα στον υπολογιστή

6. Θύρες DYNAMIXEL 3x 3 ακίδων (TTL): Έλεγχος στα servos

7. Τροφοδοσία για την κάμερα Pixy

Για την κάμερα Pixy:

8. Φακός κάμερας

9. Φωτεινή ένδειξη RGB- LED (Εμφάνιση του χρώματος που ανιχνεύει η κάμερα)

10. Σύνδεση USB από την πλακέτα στον υπολογιστή

11. Κουμπί για την καταχώριση του χρώματος μπροστά από την κάμερα

12. Κωδικός πρόσβασης ISP: για σύνδεση με την πλακέτα Arbotix-M

Βήμα 5: Το πρόγραμμα

Ολόκληρος ο κωδικός για το πρόγραμμα ταξινόμησης χρωμάτων περιλαμβάνεται σε αυτό το βήμα. Αντιγράψτε τον.

Οι ενέργειες του ρομπότ εξηγούνται στη συνέχεια:

Ο ρομποτικός βραχίονας θα ξεκινήσει στην αρχική του θέση (δείχνοντας ευθεία προς τα πάνω). Στη συνέχεια, θα γείρει προς τα πίσω έως ότου η τσιμπίδα βρίσκεται στη θέση της γύρω από το μπλοκ που έχει ήδη τοποθετηθεί και στη συνέχεια πιέζεται μεταξύ τους. Ο βραχίονας στη συνέχεια θα σηκωθεί και θα ανέβει πάνω του μέχρι το τσιμπίδι να βρίσκεται μπροστά από την πλατφόρμα. Στη συνέχεια, θα κρατήσει το μπλοκ ακόμα μπροστά από την κάμερα, μέχρι να εντοπιστεί το χρώμα του μπλοκ. Εάν το μπλοκ πρέπει να ταξινομηθεί ως κόκκινο, ο βραχίονας θα μετακινηθεί προς τα δεξιά, θα χαμηλώσει έτσι ώστε το μπλοκ να είναι στο τραπέζι και στη συνέχεια να απελευθερώσει το μπλοκ. Εάν το μπλοκ δεν είναι κόκκινο, ο βραχίονας θα κινηθεί προς τα αριστερά και θα κάνει το ίδιο πράγμα. Μετά από αυτό, ο ρομποτικός βραχίονας θα ανέβει λίγο, θα ανέβει πάνω του ξανά και κάτω μέχρι να βρίσκεται πάνω από το επόμενο μπλοκ που πρόκειται να ταξινομηθεί και, στη συνέχεια, επαναλάβετε το πρόγραμμα.

Ένα βίντεο του ρομπότ που λειτουργεί θα φανεί στο επόμενο βήμα.

Σημειώστε ότι αυτός ο ρομποτικός βραχίονας τοποθετείται σε μια πλατφόρμα με μικρές βίδες ισοπέδωσης. Εάν το χρειάζεστε για διαφορετικό ύψος, μετακινήστε το χέρι χειροκίνητα και σημειώστε τις θέσεις κάθε τελικής θέσης και, στη συνέχεια, αλλάξτε τις θέσεις σερβο στον κωδικό.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Έχει δημιουργηθεί ένα πρόγραμμα για τον ποιοτικό έλεγχο των μήλων, συγκεκριμένα μια διαδικασία διαλογής χρώματος μεταξύ καλών κόκκινων μήλων και κακών μήλων σε οποιοδήποτε άλλο χρώμα. Ο ρομποτικός βραχίονας θα ταξινομήσει τα καλά μήλα σε ένα σωρό προς τα δεξιά και τα κακά μήλα σε ένα σωρό προς τα αριστερά. Η διαδικασία ταξινόμησης τροφίμων με τη βοήθεια ενός ρομπότ είναι ιδιαίτερα επωφελής στη βιομηχανία τροφίμων λόγω των αυξανόμενων απαιτήσεων για ποιότητα και της μείωσης του κόστους των μισθών και της αποδοτικότητας.

Το διδακτικό περνά από τα θέματα του κινήτρου για την επιλογή αυτού του συγκεκριμένου έργου, τη ρύθμιση του έργου, το υλικό και το λογισμικό που χρησιμοποιούνται, τη ρύθμιση και την καλωδίωση του Arbotix-M και τον πίνακα PixyCam και το πλήρες πρόγραμμα του συστήματος ταξινόμησης σε κώδικα. Ολοκληρώνοντας το έργο, η διαδικασία ταξινόμησης χρωμάτων ήταν επιτυχής που μπορείτε να δείτε στο παρακάτω βίντεο.

Αυτό το άκαμπτο έγινε ως εργασία από φοιτητές μηχανικής αυτοματισμού στο University College Nordjylland στη Δανία: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard και Nanna Vestergaard Klemmensen.