I. Tổng quan về đề tài và phân loại sản phẩm
Đề tài "Thiết kế thi công mô hình phân loại sản phẩm dùng mã QR" tập trung vào việc ứng dụng công nghệ mã QR và xử lý ảnh để tự động hóa quá trình phân loại sản phẩm. Việc kiểm tra và phân loại sản phẩm lỗi trong sản xuất truyền thống thường tốn thời gian, nhân công và kém hiệu quả. Đề tài này đề xuất giải pháp sử dụng camera để quét mã QR, từ đó xác định và phân loại sản phẩm một cách tự động.
Hiện nay, có nhiều phương pháp phân loại sản phẩm khác nhau như phân loại theo mã vạch, khối lượng, màu sắc, kích thước... Tuy nhiên, việc sử dụng mã QR mang lại nhiều ưu điểm hơn. Mã QR có thể chứa nhiều thông tin hơn mã vạch truyền thống, cho phép lưu trữ thông tin chi tiết về sản phẩm như nguồn gốc, thành phần, ngày sản xuất, hạn sử dụng... Việc ứng dụng xử lý ảnh kết hợp với mã QR giúp tăng độ chính xác, giảm thời gian và nhân công lao động.
Đề tài đặt ra mục tiêu thiết kế một hệ thống nhỏ gọn, dễ lắp đặt, bảo trì và sửa chữa. Hệ thống bao gồm phần cứng (camera, PLC, xy lanh khí nén, cảm biến...) và phần mềm (chương trình điều khiển PLC, giao diện HMI, giao diện web server). Kết quả mong đợi là một hệ thống có khả năng phân loại sản phẩm theo mã QR một cách chính xác và hiệu quả.
II. Công nghệ cốt lõi và phần mềm
Hệ thống sử dụng các công nghệ cốt lõi như mã QR, xử lý ảnh, PLC S7-1200, và giao tiếp web server. Mã QR được sử dụng để lưu trữ thông tin sản phẩm, camera ghi lại hình ảnh mã QR, sau đó thông tin được giải mã và xử lý bởi chương trình viết trên Visual Studio Code. PLC S7-1200 đóng vai trò điều khiển hệ thống, bao gồm việc điều khiển xy lanh khí nén để phân loại sản phẩm dựa trên thông tin từ mã QR.
Phần mềm TIA Portal V15 được sử dụng để lập trình PLC và thiết kế giao diện HMI WinCC. Giao diện HMI cho phép giám sát và điều khiển hệ thống trực tiếp. Ngoài ra, hệ thống còn được tích hợp web server, cho phép giám sát hệ thống từ xa thông qua trình duyệt web. Ngôn ngữ lập trình Python được sử dụng để xử lý ảnh và giao tiếp với PLC thông qua thư viện Snap7. Ngôn ngữ HTML được sử dụng để thiết kế giao diện web server. Việc kết hợp các công nghệ này tạo nên một hệ thống tự động hoàn chỉnh, có khả năng giám sát và điều khiển từ xa.
III. Thiết kế và thi công phần cứng
Phần cứng của hệ thống bao gồm các thành phần chính như băng tải, máng trượt sản phẩm, giá đỡ camera, ống chứa phôi, khung mô hình, PLC S7-1200, nguồn cấp, xy lanh khí nén, cảm biến quang, cảm biến áp suất, camera, relay, cầu dao, nút bật/tắt, nút dừng khẩn cấp. Đề tài đã trình bày chi tiết bản vẽ thiết kế 2D của các bộ phận cơ khí bằng phần mềm CAD.
Việc lựa chọn thiết bị được thực hiện dựa trên các yêu cầu kỹ thuật và tính toán cụ thể. Ví dụ, PLC S7-1200 được chọn vì khả năng xử lý nhanh, giao tiếp linh hoạt và dễ dàng lập trình. Xy lanh khí nén được sử dụng để đẩy sản phẩm vào hệ thống phân loại. Cảm biến quang và cảm biến áp suất được sử dụng để phát hiện vị trí sản phẩm. Camera được sử dụng để chụp ảnh mã QR. Các thiết bị được kết nối với PLC theo sơ đồ đấu nối được thiết kế chi tiết.
IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Đề tài đã thành công trong việc xây dựng mô hình phần cứng và phần mềm của hệ thống phân loại sản phẩm dùng mã QR. Kết quả chạy thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, có khả năng phân loại sản phẩm theo mã QR đã được quy định. Giao diện web server và HMI WinCC hoạt động tốt, cho phép giám sát và điều khiển hệ thống một cách thuận tiện.
Hệ thống này có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý kho hàng, sản xuất, logistics, bán lẻ... giúp tự động hóa quá trình phân loại sản phẩm, giảm thiểu sai sót, tiết kiệm thời gian và nhân công. Một số ứng dụng tiềm năng khác bao gồm theo dõi sản phẩm trong chuỗi cung ứng, kiểm soát chất lượng sản phẩm, phân loại sản phẩm theo loại, kích thước, màu sắc... Đề tài cũng đề xuất một số hướng phát triển trong tương lai như nâng cao tốc độ xử lý, tích hợp thêm các tính năng thông minh, ứng dụng trí tuệ nhân tạo để nhận dạng sản phẩm.
