Hệ thống thị giác công nghiệp trong việc xác nhận nhãn chai thuốc

Tài liệu nghiên cứu Industrial vision system in confirming label madicine bottles, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyen Tri Duc
• Người hướng dẫn: MEng. Le Hoang Lam
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automation and Control Engineering Technology
• Đề tài: Hệ thống thị giác công nghiệp xác nhận nhãn chai thuốc
• Loại tài liệu: graduation thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENTS
• LIST OF CONTENTS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. BACKGROUND OF THE RESEARCH
• 1.2. REASON TO CHOOSE THE PROJECT
• 1.3. RESEARCH OBJECTIVES
• 1.4. RESEARCH CONTENT
• 1.5. THE LIMITATION OF THE PROJECT
• 2. CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS
• 2.1. GENERAL INTRODUCTION ABOUT PLC
• 2.2. What is PLC
• 2.3. Characteristics and Function of PLC
• 2.3.1. Q-Series Mitsubishi PLC
• 2.4. SERVO MOTOR AND DRIVER SERVO
• 2.5. AC Servo function
• 2.6. Structure of an AC Servo motor
• 2.7. Driver Servo MR-J3
• 2.8. AC Servo positioning control
• 2.9. Electronic positioning setup
• 2.10. NPN and PNP Sensors
• 2.11. Barcode Camera Scanner
• 2.12. Cognex Vision Technology
• 2.13. CC-Link System
• 2.14. CC-Link Characteristics
• 3. CHAPTER 3: SYSTEM CALCULATION, DESIGN AND CONSTRUCTION
• 3.1. System calculation and design
• 3.2. Mechanical Block Diagram
• 3.3. Model parameters and Design Drawing
• 3.4. Electrical Block Diagram
• 3.5. Choose devices and system design
• 3.6. Positioning module QD75MH4
• 3.7. Output module QY41P
• 3.8. Input module QX80
• 3.9. CC-Link module QJ61BT11N
• 3.10. Driver Servo Station
• 4. CHAPTER 4: ALGORITHMS AND PROGRAMS
• 4.1. SYSTEM OPERATION AND ALGORITHMS
• 4.2. Algorithm to process information from images of objects
• 4.3. System program installation software
• 4.4. Insight Explorer Software
• 5. CHAPTER 5: EXPERIMENT RESULTS, COMMENT AND EVALUATION
• 5.1. COMMENT AND EVALUATION
• 6. CHAPTER 6: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống thị giác công nghiệp xác nhận nhãn chai thuốc

Hệ thống thị giác công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc xác nhận nhãn chai thuốc. Công nghệ này giúp tự động hóa quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm, đảm bảo rằng các nhãn chai thuốc được gán đúng cách và chính xác. Việc áp dụng hệ thống này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn giảm thiểu sai sót trong quy trình phân phối thuốc.

1.1. Hệ thống thị giác máy và ứng dụng trong ngành dược

Hệ thống thị giác máy sử dụng công nghệ nhận diện hình ảnh để kiểm tra nhãn chai thuốc. Công nghệ này giúp phát hiện các lỗi như nhãn sai, nhãn thiếu thông tin, hoặc nhãn không rõ ràng.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng hệ thống thị giác trong sản xuất

Việc sử dụng hệ thống thị giác giúp tăng cường độ chính xác trong quy trình sản xuất, giảm thiểu thời gian kiểm tra thủ công và đảm bảo rằng sản phẩm đến tay người tiêu dùng là an toàn và chất lượng.

II. Vấn đề và thách thức trong xác nhận nhãn chai thuốc

Mặc dù hệ thống thị giác công nghiệp mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc triển khai. Các vấn đề như độ chính xác của cảm biến, khả năng xử lý hình ảnh và sự tương thích với các thiết bị khác là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Độ chính xác của cảm biến trong hệ thống

Độ chính xác của cảm biến là yếu tố quyết định trong việc nhận diện nhãn. Nếu cảm biến không đủ nhạy, có thể dẫn đến việc bỏ sót các nhãn sai hoặc không chính xác.

2.2. Khả năng xử lý hình ảnh và tốc độ

Khả năng xử lý hình ảnh nhanh chóng và chính xác là rất quan trọng. Hệ thống cần phải xử lý hàng trăm nhãn mỗi phút mà không làm giảm chất lượng kiểm tra.

III. Phương pháp triển khai hệ thống thị giác công nghiệp hiệu quả

Để triển khai hệ thống thị giác công nghiệp một cách hiệu quả, cần có một kế hoạch chi tiết và các công nghệ phù hợp. Việc lựa chọn cảm biến, camera và phần mềm xử lý hình ảnh là rất quan trọng.

3.1. Lựa chọn thiết bị cảm biến và camera

Việc lựa chọn cảm biến và camera phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của hệ thống. Cần xem xét các yếu tố như độ phân giải, tốc độ chụp và khả năng nhận diện hình ảnh.

3.2. Phát triển phần mềm xử lý hình ảnh

Phần mềm xử lý hình ảnh cần được phát triển để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của ngành dược. Các thuật toán nhận diện hình ảnh cần phải được tối ưu hóa để đảm bảo độ chính xác cao nhất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống thị giác trong ngành dược

Hệ thống thị giác công nghiệp đã được áp dụng rộng rãi trong ngành dược để kiểm tra chất lượng sản phẩm. Các ứng dụng này không chỉ giúp tăng cường độ chính xác mà còn cải thiện quy trình sản xuất.

4.1. Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Hệ thống giúp kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách xác nhận nhãn chai thuốc, đảm bảo rằng thông tin trên nhãn là chính xác và đầy đủ.

4.2. Tự động hóa quy trình sản xuất

Việc tự động hóa quy trình sản xuất giúp giảm thiểu sai sót do con người và tăng cường hiệu quả sản xuất, từ đó tiết kiệm chi phí và thời gian.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống thị giác công nghiệp

Hệ thống thị giác công nghiệp xác nhận nhãn chai thuốc đang trở thành một phần không thể thiếu trong ngành dược. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến hơn nữa trong quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ

Công nghệ nhận diện hình ảnh sẽ tiếp tục phát triển, với các thuật toán ngày càng thông minh hơn, giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ xử lý.

5.2. Tác động đến ngành dược

Sự phát triển của hệ thống thị giác công nghiệp sẽ có tác động tích cực đến ngành dược, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING GRADUATION THESIS AUTOMATION AND CONTROL ENGINEERING TECHNOLOGY INDUSTRIAL VISION SYSTEM IN CONFIRMING LABEL MEDICINE BOTTLES ADVISOR : MENG. LE HOANG LAM STUDENTS : NGUYEN TRI DUC LAM HOAN TIN SKL011155 Ho Chi Minh City, July 2023 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING  GRADUTATION THESIS Project: INDUSTRIAL VISION SYSTEM IN CONFIRMING LABEL MEDICINE BOTTLES Advisor : MEng. Le Hoang Lam Student’s name : Nguyen Tri Duc Student’s ID : 19142083 Student’s name : Lam Hoan Tin Student’s ID : 19151045 Major : Automation and Control Engineering Technology Class : 19151CLA1 Ho Chi Minh City, July 2023 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence- Freedom- Happiness ----***---- Ho Chi Minh city, June 1th , 2023 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Student’s name: Nguyen Tri Duc Student’s ID number: 19142083 Student’s name: Lam Hoan Tin Student’s ID number: 19151045 Major: Automation and Control Technology Class: 19151CLA1 Advisor: MEng. Le Hoang Lam Phone number: 0949253277 Date of assignment: 28/02/2023 Date of submission: 25/06/2023 1.

Project title: Industrial Vision System in confirming label medicine bottle 2. Initial materials provided by the advisor: - http://dl.com/dl/fa/document/manual/ssc/ib0300117/ib03 00117b.com/fa/vn_vi/download/manual/pdf/cnt/plc0 07. Content of project: Design the electrical and mechanical part of the Industrial Vision system to control, monitor and sort medicine bottles into boxes. Synchronous and interpolation position control are used to handle cartesian robot and rotary table and transport medicine bottles, while Cognex camera determines labels of medicine bottles.

The final results: Electrical panel, Mechanical system model and the thesis. CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence- Freedom- Happiness ----***---- Ho Chi Minh city, July 1th ,2023 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Student’s name: Nguyen Tri Duc ID number: 19142083 Student’s name: Lam Hoan Tin ID number: 19151045 Major: Automation and Control Engineering Technology Project title: Industrial Vision System in confirming label medicine bottle Advisor: MEng. Le Hoang Lam EVALUATION: 1. Content of the project:.

Approval for oral defense? (Approved or denied). Ho Chi Minh City, ADVISOR (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence- Freedom- Happiness ----***---- Ho Chi Minh city, July 1th ,2023 PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student’s name: Nguyen Tri Duc ID number: 19142083 Student’s name: Lam Hoan Tin ID number: 19151045 Major: Automation and Control Engineering Technology Project title: Industrial Vision System in confirming label medicine bottle Name of reviewer:. Content and workload of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied).

Ho Chi Minh City, ADVISOR (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence- Freedom- Happiness ----***---- Ho Chi Minh city, July …th ,2023 EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student’s name: Nguyen Tri Duc ID number: 19142083 Student’s name: Lam Hoan Tin ID number: 19151045 Major: Automation and Control Engineering Technology Name of Defense Committee Member:. Content and workload of the project:. Ho Chi Minh City, COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam ACKNOWLEDGEMENTS First of all, I would like to show appreciation for Ho Chi Minh City University of Technology and Education and the Faculty of High Quality for giving conditions and opportunities for us to carry out this graduation thesis. The group's project is mainly the content of theoretical and practical knowledge that we have been introduced and taught from teachers during the time being students here and at the same time in conjunction with the seeking, research, discussion as well as synthesis of knowledge that we grasp in the learning process.

In addition, my group has received a lot of attention and support from teachers, brothers and sisters, and friends both in university and internship duration who have given advices to us to apply what we have obtained in the process of evolving and completing the topic. And we would also like to express our sincere thanks to: Instructor MEng Le Hoang Lam, a passionate teacher, had discussions and suggestions, dedicated to guiding and giving advices to us, supporting us with high-quality electrical and mechanical devices as well as orienting the group so that we are able to accomplish this project at our best. Besides, we gave our regards to Faculty of High-Quality Training Administrators and lecturers, especially our head of department Mrs. Nguyen Tran Minh Nguyet, for inspiring and spreading their enthusiasm, as well as giving feedback and answers to us during project implementation based on their practical experience to be able to bring effective information to group’s project.

Finally, we would like to thank our family and friends who have always encouraged and created the best conditions for us to try our best to complete this graduation thesis. The authors 1 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam LIST OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENTS. 1 LIST OF CONTENTS. 2 LIST OF FIGURES.

6 LIST OF TABLES. BACKGROUND OF THE RESEARCH:. REASON TO CHOOSE THE PROJECT. THE LIMITATION OF THE PROJECT.

14 CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS. GENERAL INTRODUCTION ABOUT PLC. What is PLC. Characteristics and Function of PLC:.

Q-Series Mitsubishi PLC:. SERVO MOTOR AND DRIVER SERVO:. 28 2 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam 2. AC Servo function :.

Structure of an AC Servo motor:. Driver Servo MR-J3. AC Servo positioning control. Electronic positioning setup.

NPN and PNP Sensors. Barcode Camera Scanner:. Cognex Vision Technology:. CC-Link System.

CC-Link Characteristics. 49 CHAPTER 3: SYSTEM CALCULATION, DESIGN AND CONSTRUCTION. 51 3 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam 3. System calculation and design.

Mechanical Block Diagram. Model parameters and Design Drawing. Electrical Block Diagram. Choose devices and system design.

Positioning module QD75MH4. Output module QY41P. Input module QX80. CC-Link module QJ61BT11N.

Driver Servo Station. 88 4 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam 3. 91 CHAPTER 4: ALGORITHMS AND PROGRAMS. SYSTEM OPERATION AND ALGORITHMS.

Algorithm to process information from images of objects:. System program installation software. Insight Explorer Software:. 124 CHAPTER 5: EXPERIMENT RESULTS, COMMENT AND EVALUATION.

COMMENT AND EVALUATION. 138 CHAPTER 6: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS. Error! Bookmark not defined. 5 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam LIST OF FIGURES Figure 2.

5: Series HF Servo Motor. 6: AC Servo motor. 13: Return Home using Near-point dog method. 14: Movement limit of the structure.

15: Op1cal sensor Omron SX674A. 16: NPN and PNP. 17: NPN 3-wire sensor wiring. 18: PNP 3-wires sensor wiring.

19: Popular barcode symbols. 20: In-sight Vision System 5000. 22: CC-Link Industrial Network. 1: X-Axis THK-KR45H.

2: Lead screw X-Axis parameters. 3: Y-Axis Misumi LX30. 4: Lead Screw Y-Axis parameters. 5: Z-Axis THK-KR20.

6: Lead Screw Z-Axis parameters. 7: Electrical Block Diagram. 8: QY41P Specifica1ons. 9: QY41P Pin-Outs.

10: 2D QY41P Pin-Outs. 11: QX80 Specifica1ons. 12: QX80 Pin-Outs. 14: Module CC-Link QJ61BT11N.

15: QJ61BT11N Specifica1ons. 16: QJ61BT11N Characteris1cs. 19: SSCNET III network. 20: Camera Cognex In-sight 5110.

76 6 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam Figure 3. 21: 2D Driver Brushless Wiring. 22: Driver Brushless Bled6C-CC. 23: 2D Sensors connec1ng QD75MH4.

24: MR-J3BUS1M cable. 27: Cognex In-sight 5110 Cable\. 28: Ethernet cable Cognex In-Sight I5110 Pin-outs. 29: Breakout cable Cognex In-Sight I5110 Pin-outs.

30: Encoder cable with two connectors. 31: Power supply cable with two connectors. 34: Switching source TDK-Lambda. 35: Relay MY2N-D2 Figure 3.

36: Relay Omron LY2N. 37: SSCNET III Network connec1on. 38: System Ethernet network. 39: X axis construc1on.

40: Y-Axis Construc1on. 41: Conveyor and Motor Base construc1on. 42: Z-Axis construc1on beyond Y-Axis. 43: XYZ-Axes and Rotary table.

44: SoB limit switch for X-Axis. 45: Wiring motors and sensors of all motors and axes. 46: Electromagne1c, Camera Base and Limit Sensor Y-Axis construc1on. 48 AC servo and sensor wiring.

49 PLC modules and domino wiring. 1 Interpola1on algorithms of X,Y,Z, axis. 2 State diagram in main func1on. 3 State diagram of Stop mode.

4 State diagram in manual mode. 5 State diagram in automode. 6 State diagram in sub func1on classify. 7 State diagram in sub func1on Berberin, Vitamin,VITAMIN.

8 State diagram sub func1on error. 9 State diagram sub func1on alarm mode. 10 State diagram sub func1on emergency. 12 Configura1on of Gx works2.

14 Declare to connect CC-link. 15 Choose Sta1on for CC link module. 104 7 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam Figure 4. 16 Manual terminal name of CC-link.

17 Informa1on default of BLE series. 18 Configura1on parameter. 19 Confit OPR basic parameters. 20 Confit Servo amplifier series.

21 Data Axis1 in project. 22 Posi1oning data in axis 1. 23 The data of the buffer memory. 24 The data of buffer memory for reser error.

26 Introduce task bar in GT Designer3. 27 SeHng lamp in GT Designer 3. 28 Window of Project, Screen, System. 29 Type of screen in GT Designer3.

30 SeHng bit switch in GT Designer3. 31 Confit GOT TYPE. 32 Window of securiity. 33 Confit script in login buIon.

34 Confit scipt in cancel buIon. 35 Creat buIon for switching screen. 36 Firt Screen in HMI project. 37 Confit advance security.

38 Creat passwword and security device. 39 Choose level of security device. 43 Auto mornitor when running. 44 Delare bit set and reset in emergency buIon.

45 Confit alarm screen. 46 SeHng data buffer memory for alarm screen. 47 Contents display in alarm mornitor. 49 Communica1on in Gt soBGOT 2000.

50 In-Sight SoBware. 51 Chossing IP Address for camera. 52 User configured. 53 Configured IP address in insight explorer.

54 Choosing subnet mask. 55 Get connect insight explorer with computer. 56 Set up image. 57 Read barcode in edit tool.

58 Train characters Berberin. 59 Choose segment and modify characters. 131 8 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam Figure 4. 60 Font of characters.

61 Differnce table of characters. 62 SeHng to configure in onl mode. 63 informa1on to seHng in onl mode. 64 Configure in Gx works2.

65 Test communicate in insight explorer. 66 Configured data memory to transmit to PLC. 67 Device address and value transmit to PLC. 68 The value transmit from insight explorer to PLC.

1 Pick,place and arrange product in to the correct posi1on. 2 Complete arrange boIles in the box. 138 9 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam LIST OF TABLES Table 2. 1: Q- Series PLC symbols.

2: Q-Series CPU devices. Q-Series CPU Configura1on. Q-Series Power Supply Module. 5: Q-Series Input module.

6: Q-Series Output Modules. 7: Pulse Train Method. 1: Modules in PLC sta1on. 4: CPU Q04UDE parameters.

5: Posi1oning Module QD75MH4. 6: Motors for Driver. 7: Servo Driver MR-J3-10B Parameters. 8: Servo Driver MR-J3-40B Parameters.

10: Camera Cognex I5110 parameters. 11: Brushless DC Driver BLED6C-CC parameters. 14: Circuit Breaker parameters. 86 10 GRADUATION THESIS ADVISOR:Meng.Le Hoang Lam ABSTRACT This graduation thesis presents the design, development, and evaluation of a pharmaceutical automation sorting system aimed at enhancing efficiency and accuracy in the pharmaceutical industry.

As the demand for pharmaceutical products continues to rise, there is a growing need for reliable and efficient systems to handle the sorting and packaging of medications. The thesis begins with an in-depth review of existing sorting systems and their limitations, as well as an examination of the pharmaceutical industry's unique requirements and regulations.