Đặt vấn đề Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động đã được ứng dụng rộng rãi ở các nghành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn một cách nhanh chóng. Tuy nhiên những doanh nghiệp có quy mô sản xuất vừa và nhỏ chưa được áp dụng nhiều, đặc biệt ở khâu phân loại và đóng gói sản phẩm, vẫn còn sử dụng sức người, vì vậy năng suất chưa cao. Ở khâu phân loại sản phẩm, lĩnh vực thị giác máy đang được ứng dụng ngày càng phổ biến. Trên cơ sở thực tế khách quan, yêu cầu của xã hội của thế giới cũng như trong nước, đề tài này có nhiều tiềm năng nghiên cứu ứng dụng và khai thác một cách khả thi để áp dụng vào thực tế sản xuất.
Đối với các giải thuật xử lý ảnh hiện nay, mong muốn của các giải thuật là tiến dần đến sự nhận biết của con người thông qua đôi mắt. Cùng với xu hướng này, đề tài nghiên cứu và ứng dụng giải thuật trí thông minh nhân tạo để tạo ra và sử dụng một mạng nơ-ron nhân tạo vào phần mềm của hệ thống. Nội dung chính của hệ thống bao gồm nhận dạng, kiểm tra khuyết tật bề mặt sản phẩm là các loại thuốc sau khi được sản xuất sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo trên phần mềm trên máy tính sau đó truyền tín hiệu xuống bộ điều khiển để có thể điều khiển được các cơ cấu chấp hành phân loại sản phẩm đến vị trí mong muốn. Qua đó, hệ thống đã giải quyết được phần nào bài toán năng suất với việc phân loại và kiểm tra chất lượng bề mặt sản phẩm ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong sản xuất.2 Lí do chọn đề tài Trong nền công nghiệp hóa hiện đại hóa phát triển mạnh mẽ của nước ta hiện nay, đi kèm với đó là vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng tăng, biện pháp xử lý chưa triệt để dẫn đến số lượng người mắc bệnh tăng lên.
Vì vậy mà nhu cầu sử dụng thuốc và sản xuất thuốc tăng cao. Điều này dẫn tới việc hình thành các hệ thống đóng hộp thuốc sản xuất với quy mô loạt lớn và hàng khối để đảm bảo năng suất đáp ứng nhu cầu chữa bệnh của con người. Bên cạnh đó, việc sản Tieu luan suất với một số lượng lớn thì không thể tránh khỏi việc xuất hiện lỗi trên sản phẩm. Vậy câu hỏi được đặt ra là làm thế nào để loại bỏ các sản phẩm lỗi đó ra khỏi dây chuyền để gửi đến người tiêu dùng những sản phẩm tốt nhất.
Từ những thực tế và nhu cầu đó, là sinh viên ngành Cơ điện tử với những kiến thức đã được trang bị, nhóm đồ án đã chọn và thực hiện đề tài này. Việc tạo ra một hệ thống như vậy sẽ giúp được các doanh nghiệp loại bỏ các sản phẩm lỗi và nâng cao năng suất, cung cấp những sản phẩm chất lượng đến tay khách hàng từ đó tạo nên lòng tin cho người tiêu dùng.3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài Hệ thống yêu cầu thực hiện được các nhiệm vụ sau: - Phân loại và loại bỏ sản phẩm (viên thuốc) lỗi ứng dụng xử lý ảnh. - Tiến hành đóng lọ thuốc. Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm đã chế tạo một mô hình đáp ứng cơ bản các yêu cầu trên.4 Nguyên lí hoạt động của toàn bộ hệ thống Hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng camera thu nhận hình ảnh sản phẩm khi di chuyển trên băng tải, sau đó tiến hành xử lí hình ảnh nhận được thông qua chương trình xử lí ảnh trên máy tính ứng dụng trí tuệ nhân tạo.
Sau khi xử lý xong kết quả được gửi xuống PLC để điều khiển cơ cấu chấp hành. Nếu sản phẩm lỗi, chương trình sẽ gửi tín hiệu cho hệ thống điều khiển để loại sản phẩm khỏi dây chuyền. Ngược lại, sản phẩm đúng sẽ được giữ lại và tiến hành đóng gói.1 Sơ đồ tín hiệu điều khiển.5 Hệ thống phân loại sản phẩm bằng xử lí ảnh Hệ thống sử dụng camera để thu nhận hình ảnh của sản phẩm. Hình ảnh sau đó được xử lý theo yêu cầu của nhà sản xuất như kiểm tra kích thước, kiểm tra Tieu luan màu, kiểm tra vết nứt v.
Hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng camera rất linh hoạt đáp ứng được nhiều lĩnh vực công nhiệp. Tuy nhiên hệ thống này tương đối phức tạp và giá thành cao.2 Xử lý ảnh trong công nghiệp[ CITATION bao \l 1033 ] Hệ thống kiểm tra sản phẩm dựa trên ứng dụng của việc xử lý ảnh. Hệ thống này bao gồm ba phần chính: - Thứ nhất là bộ phận thu thập thông tin ảnh xử lý và ra quyết định bao gồm một hệ thống camera và đèn chiếu sáng chuyên dụng được đặt trong buồng chắn sáng gá trên giá đỡ đầu hề thống. Buồng chắn sáng có nhiệm vụ chặn ánh sáng tự nhiên từ bên ngoài chỉ để lại ánh sáng do hệ thống chiếu sáng cung cấp (đảm bảo với môi trường ánh sáng bên ngoài).
Khi một sản phẩm đi qua buồng chắn sáng camera sẽ nhận thông tin về bề mặt của sản phẩm (chụp lại ảnh) sau đó gửi về phần mềm nhận dạng và phân loại (đối chiếu với các dự liệu ảnh về sản phẩm đã được nạp sẵn). Phần mềm sẽ xử lý và xác nhận, nhận dạng sản phẩm thuộc dạng nào, chất lượng ra sao. - Thứ hai là bộ phận xử lý tín hiệu hồi đáp, điều khiển và giao tiếp giữa người và máy bao gồm các nút bấm màn hình và các phím điều khiển - Thứ ba là hệ thống bao gồm một băng tải và các hệ thống phụ trợ trong việc loại sản phẩm lỗi. Khi sản phẩm đã được nhận dạng thì hệ thống cơ khí sẽ nhận lệnh và đưa ra đáp ứng phù hợp.
Hệ thống phụ trợ này sử dụng các xy lanh để thực hiện việc đẩy sản phẩm lỗi vào khoảng đã định sẵn. Một số ưu điểm của ứng dụng xử lý ảnh trong việc kiểm tra sản phẩm so với một số ứng dụng khác có thể ra như sau: - Linh hoạt trong việc thay đổi mẫu mã sản phẩm kiểm tra. - Có khả năng kiểm tra được nhiều loại sản phẩm khác nhau. Tieu luan Kiểm tra được những sản phẩm phức tạp.
Bên cạnh đó ứng dụng cũng có một số nhược điểm: - Hệ thống có giá thành cao, phù hợp với dây chuyền sản xuất các sản phẩm phức tạp mà các công nghệ thông thường không áp dụng được. - Đòi hỏi đội ngũ kỹ sư bảo dưỡng có kiến thức cơ bản về xử lý ảnh.6 Đóng hộp Đóng lọ dược phẩm được thực hiện với mục đích bảo vệ an toàn cho các chế phẩm dược phẩm, giữ cho chúng không bị nhiễm bẩn, cản trở sự phát triển của vi sinh vật và đảm bảo an toàn sản phẩm trong suốt thời hạn sử dụng. Ngoài ra bao bì dược phẩm còn giúp bảo vệ thuốc trong quá trình vận chuyển, bảo quản, bán lẻ, logistics… Quy trình đóng gói thuốc gồm các bước: − Đóng gói thuốc vào lọ (secondary packaging). − Đóng gói lọ vào thùng (final packaging).1 Đóng thuốc vào lọ – secondary packaging.
Đóng gói thứ cấp là bước tiếp theo của “primary packaging”. Tất cả các viên thuốc từ khu vực đóng gói chính di chuyển đến khu vực đóng gói thứ cấp thông qua băng chuyền. Tại băng chuyền, các viên thuốc sẽ được kiểm tra để phát hiện lỗi. Các viên thuốc đạt yêu cầu được cơ cấu đẩy viên thuốc vào lọ.
Sau đó, băng chuyền đóng gói thực hiện quá trình đóng gói, dán nhãn. - Các bước đóng gói: Chú thích: Hình 1.3 Quy trình đóng gói[1] 11 – Cấp vỏ hộp, lọ. – Gấp các mép và nắp 12 – Mở vỏ hộp, lọ. 16 hộp 13 – Vận chuyển thuốc.
17 – Kết thúc đóng gói.2 Đóng gói hộp, lọ vào thùng Đóng gói là bước cuối cùng trong quá trình sản xuất, được tiến hành khi cần lưu trữ kho, vận chuyển. Các hộp, lọ thuốc từ “secondary packaging” được xếp vào các thùng carton, sau đó dán nhãn và niêm phong.7 Ý nghĩa của hệ thống Hệ thống phân loại sản ra đời hình thành và phát triển trong giai đoạn kinh tế của thế giới nói chung và của đất nước như hiện nay đã đánh dấu thêm những bước ngoặt quan trọng cho sự tiến bộ của khoa học- công nghệ kĩ thuật thực tế đã ứng dụng một cách tốt nhất cho những mục đích cao, khó của con người. Có một tầm quan trọng ảnh hưởng lớn đến nền công nghiệp đặc biệt là đối với tình hình nước Việt Nam ta hiện nay làm tăng nhiều mặt tốt phục vụ cho lại đáng kể cho cuộc sống cũng như sự phát triển kinh tế của con người hứa hẹn một sự phát triển vững mạnh và ổn định lâu dài. Đồng thời cũng là nền tảng cho sự phát triển các tập đoàn kinh tế trên thế giới.
Một lần nữa khẳng định nó có vai trò rất quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới con người một cách tốt nhất, giúp đời sống con người được nâng cao hơn. Vấn đề số lượng và chất lượng sản phẩm thay đổi đáng kể có thể nhận thấy rõ sự phân hóa và đa dạng về mẫu mã chủng loại của sản phẩm và cũng thấy rõ chất lượng ngày càng được nâng cao và đáp ứng nhu cầu sức khỏe con người một cách hoàn hảo nhất. Từ đây sự thay thế của máy móc của các thiết bị hiện đại, đã giảm thiểu lớn thời gian lao động sức tiếp cho quá trình sản xuất cũng như trong các qua trình khác để tạo ra sản phẩm. Nhận thấy một thế mạnh nữa rằng những công việc khó khăn phức tạp đã được thay thế bằng máy móc tự động rất nhiều, khi đó con người chỉ cần điều khiển hệ thống, máy móc, thiết bị… tại một buồng điều khiển riêng biệt.
Nhờ vậy mà sức khỏe và đời sống vật chất tinh thần ngày càng nâng cao và cải thiện một cách rõ rệt. Không những vậy kể từ khi ra đời thì các vấn đề về sinh thái, sự ô nhiễm môi trường sống đang ở mức báo động, hay những biến đổi khí hậu của thiên nhiên đã có sự hình thành nhanh chóng gây ra những hậu quả vô cùng nguy hiểm. Lâu dài nó sẽ làm cho sự tồn tại của con người không được bền lâu. Bởi vậy, hệ thống đóng gói thuốc nói riêng và hệ thống đóng gói sản phẩm nói chung trong nhiều hệ thống tự động khác có ý nghĩa hơn vào thế kỉ này.
Tieu luan CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 2.1 Yêu cầu của hệ thống cơ khí. Các yêu cầu thiết kế hệ thống cơ khí cần đạt thỏa mãn các điều kiện sau: - Hệ thống cần đảm bảo độ cứng vững, độ bền, hoạt động ổn định và rung động ít.