Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế, Chế Tạo và Điều Khiển Robot SCARA Tích Hợp Camera

Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) là một trong những loại robot… 102 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh · 2024.

• Tác giả: Phạm Ngọc Thạch
• Người hướng dẫn: ThS. Tưởng Phước Thọ
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Và Điều Khiển Robot SCARA Tích Hợp Camera
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. Kết cấu của ĐATN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. Tổng quan về Robot gắp thả
• 2.2. Giới thiệu về Scara Robot
• 2.3. Cấu trúc của Scara Robot
• 2.4. Các đặc tính của Scara Robot
• 2.5. Ứng dụng của Scara Robot
• 2.6. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 2.6.1. Nghiên cứu trong nước
• 2.6.2. Nghiên cứu ngoài nước
• 2.7. Tổng quan về thị giác máy tính trong ứng dụng robot
• 2.8. Xác định vấn đề cần nghiên cứu của đề tài
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Cơ sở lý thuyết về Scara Robot
• 3.2. Phương trình động học của Scara Robot
• 3.3. Cơ sở lý thuyết về cơ khí
• 3.4. Cơ sở lý thuyết về điện tử
• 3.5. Cơ sở lý thuyết về lập trình
• 3.6. Các giao thức điều khiển
• 3.7. Lý thuyết về xử lý ảnh
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CƠ KHÍ
• 4.1. Yêu cầu thiết kế cơ khí robot
• 4.2. Sơ đồ khối của hệ thống cơ khí
• 4.3. Truyền động robot
• 4.3.1. Tính toán lựa chọn động cơ
• 4.3.2. Truyền động giữa các khớp nối
• 4.3.3. Phân tích bộ truyền và thiết kế cho động cơ giữa phần đế và cánh tay 1
• 4.3.4. Phân tích bộ truyền và thiết kế cho động cơ giữa cánh tay 1 và cánh tay 2
• 4.3.5. Phân tích bộ truyền và thiết kế cho động cơ giữa cánh tay 2 và khâu tịnh tiến
• 4.3.6. Phân tích bộ truyền và thiết kế cho động cơ giữa khâu tịnh tiến và tay gắp
• 4.3.7. Phân tích cụm tay gắp, tính toán lực cho tay gắp gắp vật
• 4.4. Mô phỏng chuyển động của Scara Robot trong không gian làm việc
• 4.4.1. Không gian làm việc
• 4.4.2. Mô phỏng, kiểm nghiệm động học thuận nghịch sử dụng phần mềm MATLAB và SOLIDWORKS
• 5. CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 5.1. Yêu cầu thiết kế hệ thống điều khiển
• 5.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
• 5.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển
• 5.3.1. Bo mạch điều khiển
• 5.3.2. Driver điều khiển động cơ bước
• 6. CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG PHẦN MỀM
• 6.1. Yêu cầu thiết kế hệ thống phần mềm
• 6.2. Sơ đồ khối hệ thống phần mềm
• 6.3. Các thành phần của hệ thống phần mềm
• 6.4. Lưu đồ giải thuật điều khiển robot
• 6.4.1. Điều khiển thủ công
• 6.4.2. Điều khiển tự động
• 6.5. Chương trình điều khiển
• 6.6. Giao diện điều khiển
• 6.7. Phần mềm xử lý ảnh
• 7. CHƯƠNG 7: THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN
• 7.1. Kết quả hệ thống thực tế và phần mềm điều khiển
• 7.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Robot SCARA Tích Hợp Camera

Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) là một trong những loại robot công nghiệp phổ biến, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp và phân loại sản phẩm. Việc tích hợp camera vào robot SCARA không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong quá trình phân loại mà còn cải thiện hiệu suất làm việc. Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc áp dụng công nghệ này đang trở thành xu hướng tất yếu nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất.

1.1. Đặc Điểm Nổi Bật Của Robot SCARA

Robot SCARA có cấu trúc tay robot linh hoạt, cho phép di chuyển nhanh chóng trong không gian hai chiều. Điều này giúp robot thực hiện các nhiệm vụ gắp và đặt sản phẩm một cách hiệu quả.

1.2. Lợi Ích Của Việc Tích Hợp Camera

Việc tích hợp camera vào robot SCARA giúp nâng cao khả năng nhận diện và phân loại sản phẩm, từ đó giảm thiểu sai sót trong quy trình sản xuất.

II. Thách Thức Trong Việc Phân Loại Sản Phẩm Bằng Robot SCARA

Mặc dù robot SCARA có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc phân loại sản phẩm. Đặc biệt, độ chính xác trong việc xử lý các sản phẩm nhỏ và yêu cầu cao về chi tiết là một vấn đề lớn. Việc sử dụng camera gắn ngoài có thể không đáp ứng được yêu cầu này, do đó, việc tích hợp camera vào robot là cần thiết.

2.1. Độ Chính Xác Trong Phân Loại

Độ chính xác của robot SCARA trong việc phân loại sản phẩm nhỏ thường không đạt yêu cầu, dẫn đến việc cần thiết phải cải thiện công nghệ.

2.2. Giải Pháp Đối Phó Với Thách Thức

Tích hợp camera vào robot SCARA có thể giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất, từ đó giải quyết các vấn đề hiện tại trong quy trình sản xuất.

III. Phương Pháp Thiết Kế Robot SCARA Tích Hợp Camera

Để thiết kế robot SCARA tích hợp camera, cần thực hiện một quy trình nghiên cứu và phát triển bài bản. Các bước bao gồm thiết kế cơ khí, lập trình hệ thống điều khiển và phát triển phần mềm xử lý ảnh. Mỗi bước đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo robot hoạt động hiệu quả.

3.1. Thiết Kế Cơ Khí Robot

Thiết kế cơ khí là bước đầu tiên, bao gồm việc lựa chọn vật liệu và cấu trúc phù hợp để đảm bảo robot hoạt động ổn định.

3.2. Lập Trình Hệ Thống Điều Khiển

Lập trình hệ thống điều khiển cho robot SCARA là rất quan trọng, giúp robot thực hiện các nhiệm vụ một cách chính xác và hiệu quả.

3.3. Phát Triển Phần Mềm Xử Lý Ảnh

Phần mềm xử lý ảnh giúp robot nhận diện và phân loại sản phẩm, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Robot SCARA Tích Hợp Camera

Robot SCARA tích hợp camera đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất công nghiệp đến y tế. Việc sử dụng robot trong quy trình sản xuất giúp tăng cường hiệu quả và giảm thiểu lãng phí. Các ứng dụng cụ thể bao gồm phân loại sản phẩm, đóng gói và kiểm tra chất lượng.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Robot SCARA được sử dụng để tự động hóa quy trình phân loại và đóng gói sản phẩm, giúp tăng năng suất và giảm thiểu sai sót.

4.2. Ứng Dụng Trong Y Tế

Trong lĩnh vực y tế, robot SCARA có thể được sử dụng để phân loại và xử lý các mẫu bệnh phẩm, đảm bảo độ chính xác cao.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Tương Lai Của Robot SCARA

Việc thiết kế và chế tạo robot SCARA tích hợp camera không chỉ mang lại nhiều lợi ích cho quy trình sản xuất mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và phát triển công nghệ. Trong tương lai, việc ứng dụng AI vào hệ thống sẽ giúp nâng cao khả năng nhận diện và phân loại sản phẩm, từ đó cải thiện hiệu suất làm việc.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng robot SCARA tích hợp camera có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và độ chính xác trong quy trình sản xuất.

5.2. Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Trong tương lai, việc tích hợp AI và các công nghệ mới sẽ giúp robot SCARA ngày càng hoàn thiện hơn, đáp ứng tốt hơn nhu cầu của ngành công nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của tự động hóa sản xuất, việc ứng dụng các dòng robot công nghiệp thay thế cho nhân lực vận hành thủ công đã trở thành giải pháp cốt lõi nhằm nâng cao năng suất và đảm bảo tính đồng đều của sản phẩm. Trong số các cấu trúc tay máy công nghiệp, robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) là dòng robot sở hữu đặc tính kết cấu nối tiếp đặc thù: độ cứng vững cao theo trục thẳng đứng song lại có tính mềm dẻo, linh hoạt trên mặt phẳng nằm ngang. Nhờ cấu hình này, robot SCARA được ứng dụng rộng rãi trong các tác vụ lắp ráp linh kiện, phân loại và đóng gói sản phẩm quy mô công nghiệp với tốc độ cao.

Tuy nhiên, trong các dây chuyền phân loại các chi tiết có kích thước nhỏ hoặc số lượng lớn, robot SCARA truyền thống thường gặp hạn chế nếu thiếu hệ thống cảm biến định vị chính xác vị trí và hướng của vật thể. Trong thực tế công nghiệp, hệ thống camera thị giác máy tính kết hợp với robot SCARA hiện tồn tại hai dạng cấu hình chính:

• Hệ thống camera gắn cố định bên ngoài không gian thao tác (cố định trên trần hoặc khung giá đỡ).
• Hệ thống camera tích hợp trực tiếp trên đầu công tác của robot (cấu hình camera di động - "eye-in-hand").

Tại Việt Nam, cấu hình camera cố định bên ngoài tương đối phổ biến nhưng còn tồn tại nhược điểm về điểm mù, giới hạn trường nhìn khi vật thể nằm ngoài góc quét rộng, hoặc suy giảm độ phân giải cục bộ. Ngược lại, cấu hình tích hợp camera trực tiếp trên trục công tác của robot SCARA vẫn chưa được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến, dù mang lại khả năng di chuyển linh hoạt theo đầu gắp để tiếp cận các vùng quan sát khác nhau ở cự ly gần. Xuất phát từ bối cảnh đó, đề tài đồ án tốt nghiệp mã số CDT-21 với tên gọi "Thiết kế, chế tạo và điều khiển robot Scara tích hợp camera" đã được nhóm tác giả lựa chọn và thực hiện tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định gồm 4 nội dung cụ thể:

1. Hoàn thiện phần thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh hệ thống cơ khí của robot SCARA 4 bậc tự do.
2. Hoàn thiện thiết kế và đấu nối hệ thống tủ điện điều khiển phần cứng.
3. Đồng bộ hóa điều khiển giữa cơ cấu robot, camera thu nhận hình ảnh và máy tính xử lý ảnh để phân loại sản phẩm theo mã QR.
4. Chạy thử nghiệm thực tế, đo đạc thông số và đánh giá kết quả vận hành của toàn bộ hệ thống.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm:

• Cơ sở lý thuyết cấu trúc và các phương trình toán học mô tả động học thuận, động học nghịch, vi phân vận tốc Jacobi và phương trình động lực học của robot SCARA.
• Mô hình kết cấu cơ khí thực tế của robot SCARA 4 bậc tự do.
• Mạch điều khiển điện tử, driver công suất và động cơ dẫn động các trục.
• Phần mềm giao diện điều khiển và thuật toán thị giác máy tính nhận dạng mã QR Code.

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn như sau:

• Không gian: Nghiên cứu, thiết kế, gia công và thử nghiệm trực tiếp tại xưởng thực hành và phòng thí nghiệm Bộ môn Cơ điện tử, Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
• Thời gian: Thực hiện trong Học kỳ I năm học 2023 - 2024, bảo vệ vào tháng 03/2024.
• Ứng dụng mục tiêu: Mô hình tập trung vào bài toán gắp - nhả và phân loại các sản phẩm có dán nhãn nhận diện mã QR tĩnh hoặc động trên bề mặt làm việc phẳng, mô phỏng các công đoạn đóng gói sản phẩm bánh kẹo và linh kiện trong nhà máy sản xuất tự động.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng trên sự kết hợp giữa các nguyên lý cơ học robot cổ điển, kỹ thuật cơ điện tử và thị giác máy tính hiện đại:

• Khung lý thuyết toán học động học và động lực học robot:

  • Phương pháp Denavit - Hartenberg (D-H): Thiết lập hệ trục tọa độ cục bộ gắn trên từng khâu chuyển động, xác định 4 tham số hình học đặc trưng ($a_i, \alpha_i, d_i, \theta_i$) để xây dựng ma trận biến đổi thuần nhất tổng quát $H_i^{i-1}$, từ đó thiết lập ma trận động học thuận $H_0^4$ mô tả vị trí và hướng của khâu tác động cuối theo các biến khớp.
  • Phương pháp giải tích động học nghịch: Sử dụng hệ phương trình lượng giác, kết hợp quy tắc Cramer và hàm toán học atan2 nhằm tìm ra các nghiệm góc quay và độ dịch chuyển khớp ($\theta_1, \theta_2, d_3, \theta_4$) tương ứng với tọa độ vị trí mong muốn ($P_x, P_y, P_z$). Hướng của khâu thao tác được đồng nhất thông qua ma trận định hướng góc Cardan.
  • Ma trận vi phân Jacobi: Xây dựng ma trận chuyển đổi Jacobi $[J]$ kích thước $3 \times 3$ nhằm xác định mối liên hệ giữa vận tốc dài của khâu công tác ($v_x, v_y, v_z$) và vận tốc góc, vận tốc dài của các biến khớp ($\dot{\theta}_1, \dot{d}_3, \dot{\theta}_2$).
  • Động lực học Euler - Lagrange: Thiết lập hàm Lagrange $L = K - P$ (hiệu số giữa tổng động năng và thế năng của các khâu), giải phương trình vi phân chuyển động loại 2 để xác định chính xác biểu thức mômen kéo cần thiết ($\tau_1, \tau_2, \tau_3$) tác động lên từng trục chuyển động.

• Cơ sở lý thuyết kỹ thuật cơ khí, điện tử và truyền thông:

  • Áp dụng các định luật tĩnh học và sức bền vật liệu để phân tích lực phân bố, tính toán mômen xoắn danh định và mômen uốn trên cánh tay robot khi chịu tải tĩnh và tải động.
  • Lý thuyết điện tử công suất ứng dụng trong việc chọn nguồn, mạch đệm xung, điều chế độ rộng xung và khống chế dòng định mức qua các cuộn dây động cơ bước.
  • Giao thức truyền thông nối tiếp không đồng bộ UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter): Thiết lập khung truyền dữ liệu (Data Frame) bao gồm bit Start, 8 bit dữ liệu, bit Parity kiểm tra lỗi và bit Stop để truyền thông tin tọa độ giữa máy tính xử lý ảnh và bo mạch vi điều khiển.

• Lý thuyết thị giác máy tính và cấu tạo mã QR Code:

  • Lý thuyết tiền xử lý ảnh số: Lọc nhiễu, chuyển đổi không gian màu, phát hiện cạnh và trích xuất đặc trưng vùng.
  • Cấu trúc chuẩn hóa của mã ma trận 2D QR Code: Định danh các vùng mẫu tìm kiếm (Finder pattern), đường định thời (Timing pattern), mẫu căn chỉnh (Alignment pattern), vùng yên tĩnh (Quiet Zone) và các ô dữ liệu (Data cells) nhằm đảm bảo nhận diện chính xác kể cả khi tem nhãn bị xoay nghiêng trong không gian chụp.

• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

  • Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng số: Ứng dụng phần mềm SOLIDWORKS để thiết kế mô hình 3D, kiểm tra va chạm động lực học; sử dụng MATLAB Simulink để mô phỏng tính toán động học thuận nghịch và không gian làm việc (workspace).
  • Phương pháp chế tạo và thử nghiệm phần cứng: Gia công các chi tiết cơ khí bằng công nghệ cắt kim loại và in 3D, tích hợp linh kiện tiêu chuẩn (hộp giảm tốc Harmonic, động cơ bước, driver, bo mạch STM32), sau đó thực hiện đo kiểm thực tế sai số tọa độ khi gắp - đặt vật mẫu.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu đặc tính kỹ thuật lấy từ datasheet tiêu chuẩn của nhà sản xuất (hộp giảm tốc Harmonic Drive, động cơ bước dòng 57HS, driver TB6600, chip STM32F411RE); dữ liệu thực nghiệm được đo đạc trực tiếp trên hệ thống cánh tay robot trong quá trình vận hành với camera XIAOVV.

---

Thiết kế và triển khai hệ thống

Do đồ án thuộc loại hình xây dựng hệ thống cơ điện tử tích hợp phần mềm điều khiển, toàn bộ thiết kế và quy trình triển khai được nhóm tác giả thực hiện đồng bộ qua ba phân hệ chính:

1. Kiến trúc cơ khí và hệ thống truyền động

Hệ thống cơ khí của robot SCARA 4 bậc tự do được cấu trúc thành các cụm module cơ bản:

• Khâu bệ đế: Kết cấu trục đứng cố định vững chắc, chịu toàn bộ tải trọng tĩnh và phản lực động của các khâu bên trên.
• Cánh tay 1 (Khâu 1): Chiều dài thiết kế $l_1 = 200\text{ mm}$, khối lượng tính toán $m_1 = 2.0\text{ kg}$, quay quanh trục $Z_0$ vuông góc với đế. Khâu này được dẫn động bởi động cơ bước hai pha 57HS7630A4 (bước góc $1.8^\circ$, dòng định mức $3\text{ A}$, mômen xoắn giữ $1.8\text{ N}\cdot\text{m}$) kết hợp hộp giảm tốc trục sóng Harmonic Drive mã hiệu CSD-25-50-2UH có tỉ số truyền $1:50$. Việc sử dụng hộp số Harmonic giúp triệt tiêu độ rơ (backlash) và nâng cao khả năng chịu tải mômen lớn tại gốc cánh tay.
• Cánh tay 2 (Khâu 2): Chiều dài thiết kế $l_2 = 150\text{ mm}$, khối lượng tính toán $m_2 = 1.5\text{ kg}$, liên kết với khâu 1 qua khớp bản lề quay. Khâu 2 sử dụng động cơ bước 57HS5630A4 phối hợp với hộp giảm tốc Harmonic Drive mã hiệu CSF-20-50-2A-GR (tỉ số truyền $1:50$).
• Khâu tịnh tiến (Khâu 3): Hành trình trục tịnh tiến $160\text{ mm}$, sử dụng cơ cấu dẫn hướng bi cầu kết hợp bộ truyền đai răng, dẫn động bằng động cơ bước Nema 17, cho phép đầu thao tác trượt tịnh tiến dọc trục $Z$.
• Khâu quay đầu công tác và cơ cấu gắp (Khâu 4): Trục quay tròn định hướng kết hợp cơ cấu tay kẹp dạng ngón dẫn động bằng động cơ Servo mini MG90S. Tại vị trí đầu công tác, một cụm gá đỡ chuyên dụng được tích hợp để gắn trực tiếp camera XIAOVV hướng thẳng xuống bề mặt thao tác.

Khâu / Trục	Kích thước / Hành trình	Động cơ dẫn động	Hộp giảm tốc / Bộ truyền	Phạm vi hoạt động
Khâu 1 (Khớp quay 1)	$l_1 = 200\text{ mm}$	Động cơ bước 57HS7630A4 ($3\text{ A}$, $1.8\text{ N}\cdot\text{m}$)	Harmonic Drive CSD-25-50-2UH ($1:50$)	$-180^\circ \text{ đến } +180^\circ$
Khâu 2 (Khớp quay 2)	$l_2 = 150\text{ mm}$	Động cơ bước 57HS5630A4	Harmonic Drive CSF-20-50-2A-GR ($1:50$)	$-90^\circ \text{ đến } +90^\circ$
Khâu 3 (Khâu tịnh tiến)	Hành trình $160\text{ mm}$	Động cơ bước Nema 17	Đai răng + dẫn hướng bi cầu	$-90\text{ mm} \text{ đến } +90\text{ mm}$
Khâu 4 (Khớp xoay & kẹp)	Quay định hướng + Kẹp	Động cơ bước + Servo MG90S	Truyền động trực tiếp / cơ cấu kẹp	$-180^\circ \text{ đến } +180^\circ$

2. Thiết kế phần cứng điều khiển và điện tử

Hệ thống điều khiển điện tử được phân tầng rõ ràng nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn công nghiệp:

• Bộ điều khiển trung tâm: Sử dụng bo mạch vi điều khiển STM32F411RE (lõi vi xử lý ARM Cortex-M4 tốc độ cao), đảm nhận vai trò giải mã các khung truyền UART từ máy tính, tính toán nội suy xung nhịp và điều khiển trực tiếp các tầng công suất.
• Tầng điều khiển công suất (Driver):
  • Mạch đệm CNC Shield V3 đóng vai trò phân phối tín hiệu xung/hướng (PUL/DIR).
  • Sử dụng các module Driver TB6600 để điều khiển hai động cơ bước công suất lớn ở khâu 1 và khâu 2, thiết lập các chế độ vi bước (microstepping) nhằm giúp chuyển động quay của cánh tay êm ái, giảm rung giật.
  • Sử dụng Driver A4988 điều khiển động cơ bước Nema 17 của trục tịnh tiến.
• Cảm biến và thu nhận hình ảnh: Camera kỹ thuật số XIAOVV XVV 6320S truyền tín hiệu hình ảnh trực tiếp về máy tính trung tâm qua giao diện cáp USB.

3. Thiết kế phần mềm điều khiển và thị giác máy tính

Hệ thống phần mềm được chia tách giữa phần mềm cấp cao (trên máy tính) và firmware điều khiển cấp thấp (trên vi điều khiển):

• Phần mềm cấp cao (High-level software):
  • Viết trên môi trường phát triển máy tính, tích hợp thư viện thị giác mã nguồn mở OpenCV.
  • Quy trình xử lý ảnh: Khung hình thu nhận từ camera XIAOVV được quét để phát hiện các mẫu định vị của mã QR. Sau khi đọc được dữ liệu nhãn sản phẩm, phần mềm trích xuất tọa độ điểm tâm của mã QR trong hệ trục tọa độ pixel của camera, sau đó áp dụng phép biến đổi ma trận để quy đổi sang hệ tọa độ thực nghiệm trên mặt bàn làm việc của robot.
  • Giao diện người dùng đồ họa (GUI): Cho phép người vận hành kết nối cổng COM UART, giám sát tọa độ hiển thị thực tế, đếm số lượng vật thể đã phân loại và lựa chọn chế độ vận hành.
• Chế độ vận hành:
  • Chế độ thủ công (Manual Mode): Cho phép người dùng điều khiển di chuyển từng khớp hoặc dịch chuyển tọa độ đầu công tác theo từng nấc bằng các nút nhấn trên giao diện.
  • Chế độ tự động (Automatic Mode): Robot di chuyển camera tới các vùng tìm kiếm được lập trình sẵn; khi phát hiện mã QR, hệ thống nhận dạng, tính toán giải thuật động học ngược, truyền gói dữ liệu lệnh qua UART xuống STM32F411RE để robot hạ trục tịnh tiến, kích hoạt servo gắp vật thể và chuyển tới ô phân loại tương ứng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương mở đầu phân tích bối cảnh công nghiệp hóa và nhu cầu ứng dụng cánh tay robot SCARA trong việc tăng tốc độ và độ chính xác ở các công đoạn lắp ráp, phân loại chi tiết nhỏ. Tác giả trình bày thực trạng công nghệ: các hệ thống hiện hữu ở Việt Nam chủ yếu dùng camera gắn cố định bên ngoài, gây hạn chế về góc quan sát và độ linh hoạt khi thao tác các vùng làm việc phức tạp. Từ đó, đồ án xác lập tính cấp thiết của việc tích hợp trực tiếp camera trên đầu công tác robot SCARA. Chương này cũng công bố đầy đủ 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, xác định đối tượng nghiên cứu (lý thuyết động học, mô hình cơ khí 4 bậc tự do, mạch điều khiển, thuật toán nhận diện QR) và giới hạn phạm vi nghiên cứu trong không gian phòng thí nghiệm với sản phẩm thử nghiệm gắp nhả quy mô công nghiệp nhẹ.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương 2 tổng thuật toàn diện về các dòng robot gắp thả (Pick and Place Robot) trong sản xuất hiện đại như robot 6 bậc tự do, robot Cartesian, robot Delta và SCARA. Tác giả đi sâu phân tích lịch sử hình thành của robot SCARA tại Nhật Bản từ những năm 1980, nêu bật các đặc tính ưu việt: tốc độ làm việc cao, độ lặp lại vị trí chính xác, kết cấu nhỏ gọn và khả năng duy trì góc định hướng khâu tác động cuối song song với mặt phẳng bệ. Bên cạnh đó, chương tổng hợp các công trình nghiên cứu về robot SCARA trong nước và quốc tế (của các hãng chế tạo robot hàng đầu như ABB, Fanuc, Yaskawa, Kawasaki), phân tích vai trò của công nghệ thị giác máy tính trong phân loại tự động và đưa ra lý do lựa chọn mã QR thay cho nhận diện màu sắc nhờ khả năng chứa lượng dữ liệu lớn và độ bền vững trước điều kiện ánh sáng thay đổi.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 3 tập trung xây dựng mô hình toán học giải tích chặt chẽ cho cánh tay máy SCARA 4 bậc tự do:

• Lập bảng thông số Denavit - Hartenberg (D-H) với các thông số kích thước hình học: khâu 1 ($l_1 = 200\text{ mm}$), khâu 2 ($l_2 = 150\text{ mm}$), hành trình tịnh tiến ($160\text{ mm}$).
• Xây dựng các ma trận biến đổi thuần nhất $H_0^1, H_1^2, H_2^3, H_3^4$ và ma trận chuyển vị tổng $H_0^4$.
• Giải chi tiết bài toán động học thuận để tìm tọa độ đầu công tác $P(P_x, P_y, P_z)$ và giải bài toán động học nghịch bằng phương pháp giải tích kết hợp ma trận Cardan để biểu diễn góc định hướng khâu thao tác ($\mu = t_1 + t_2 - t_4$).
• Thiết lập ma trận vi phân vận tốc Jacobi $[J]$.
• Phân tích động lực học bằng phương trình Euler - Lagrange loại 2: tính toán chi tiết vị trí khối tâm, vận tốc khối tâm, biểu thức động năng ($K_1, K_2, K_3$) và thế năng ($P_1, P_2, P_3$) của từng khâu, từ đó rút ra hệ phương trình vi phân mômen khớp $\tau_1, \tau_2, \tau_3$.
• Trình bày cơ sở lý thuyết về giao thức truyền thông nối tiếp UART và cấu trúc tiêu chuẩn 7 thành phần của mã QR Code.

Chương 4: Thiết kế cơ khí

Chương 4 là chương trọng tâm về kỹ thuật phần cứng, trình bày chi tiết toàn bộ quy trình tính toán và thiết kế kết cấu cơ khí của robot:

• Đặt ra các yêu cầu kỹ thuật: Tải trọng nâng tĩnh đạt $0.5\text{ kg}$ ($F_P = 5\text{ N}$), khối lượng phân bố giả định khâu 1 là $2\text{ kg}$, khâu 2 là $1.5\text{ kg}$, sử dụng hệ số an toàn $\eta = 1.0$.
• Tính toán mômen xoắn cực đại trên các trục để lựa chọn động cơ bước phù hợp: chọn động cơ 57HS7630A4 cho khớp 1 và 57HS5630A4 cho khớp 2.
• Phân tích kết cấu bộ truyền: Lựa chọn hộp giảm tốc sóng Harmonic Drive mã hiệu CSD-25-50-2UH cho khớp giữa bệ và cánh tay 1; hộp giảm tốc Harmonic Drive mã hiệu CSF-20-50-2A-GR cho khớp giữa cánh tay 1 và cánh tay 2 nhằm đảm bảo tỷ số truyền $1:50$ với kích thước siêu nhỏ gọn và triệt tiêu khe hở ăn khớp.
• Thiết kế hệ thống dẫn động tịnh tiến cho khâu 3 bằng cơ cấu bi dẫn hướng kết hợp đai răng.
• Thiết kế cụm tay kẹp kết hợp giá đỡ gá lắp camera XIAOVV XVV 6320S di động cùng đầu thao tác.
• Mô phỏng không gian làm việc và kiểm nghiệm động học thuận nghịch trên phần mềm MATLAB và SOLIDWORKS.

Chương 5: Hệ thống điều khiển

Chương 5 hiện thực hóa sơ đồ khối hệ thống điện và điều khiển phần cứng của robot:

• Lựa chọn vi điều khiển chính: Bo mạch STM32F411RE với vi xử lý Cortex-M4 làm bộ điều khiển trung tâm để tính toán và phát xung điều khiển các động cơ.
• Thiết kế hệ thống mạch công suất: Ứng dụng mạch mở rộng CNC Shield V3 kết hợp module Driver công suất TB6600 chịu dòng cao để điều khiển hai động cơ bước trục xoay 1 và 2; module Driver A4988 để điều khiển động cơ bước Nema 17 cho trục tịnh tiến.
• Tích hợp động cơ Servo MG90S để điều khiển đóng/mở ngón tay gắp.
• Thiết kế mạch cấp nguồn phân phối điện áp cho toàn bộ hệ thống (nguồn động lực và nguồn nuôi mạch vi điều khiển), hoàn thiện sơ đồ đi dây tủ điện điều khiển an toàn, chống nhiễu.

Chương 6: Hệ thống phần mềm

Chương 6 trình bày kiến trúc phần mềm tích hợp toàn diện của hệ thống:

• Xây dựng lưu đồ giải thuật cho chế độ điều khiển thủ công (Manual) và chế độ điều khiển tự động (Automatic) trên vi điều khiển STM32 (lập trình qua môi trường Arduino IDE).
• Thiết kế giao diện điều khiển GUI trực quan trên máy tính: hỗ trợ kết nối cổng COM UART, điều khiển Jog từng trục, lưu vị trí điểm thao tác và hiển thị số lượng đối tượng đã phân loại.
• Phát triển module thị giác máy tính dựa trên thư viện OpenCV: giải thuật phát hiện vùng biên mã QR, giải mã dữ liệu chuỗi ký tự bên trong QR, tính toán tọa độ tâm của nhãn vật thể trong khung hình và chuyển đổi ma trận tọa độ ảnh sang hệ tọa độ thực nghiệm của cánh tay robot.

Chương 7: Thực nghiệm, đánh giá và kết luận

Chương cuối cùng công bố các kết quả vận hành thực tế của toàn bộ hệ thống cơ điện tử:

• Lắp đặt hoàn chỉnh mô hình robot SCARA và tủ điện thực tế.
• Tiến hành thực nghiệm kiểm tra khả năng nhận dạng mã QR Code của hai vật thể mẫu (vật thể 1 và vật thể 2) trong các vùng không gian chụp khác nhau của camera.
• Đánh giá sự đồng bộ giữa hệ thống xử lý ảnh và giải thuật điều khiển chuyển động của robot: robot nhận diện chính xác tọa độ, di chuyển cánh tay tới đúng vị trí vật thể, hạ trục thao tác gắp vật và vận chuyển thả vào vị trí phân loại định trước.
• Đánh giá ưu điểm, thẳng thắn chỉ ra các nhược điểm còn tồn tại của mô hình và đề xuất các định hướng phát triển tiếp theo.

---

Kết quả và đóng góp

1. Các kết quả cụ thể đạt được

Đồ án đã hoàn thành toàn bộ các mục tiêu đặt ra với những kết quả thực nghiệm có số liệu đo đạc cụ thể:

• Chế tạo hoàn chỉnh mô hình vật lý robot SCARA 4 bậc tự do hoạt động ổn định với các kích thước hình học chuẩn xác: cánh tay 1 dài $200\text{ mm}$, cánh tay 2 dài $150\text{ mm}$, hành trình tịnh tiến trục 3 đạt $160\text{ mm}$ (phạm vi dịch chuyển $-90\text{ mm}$ đến $+90\text{ mm}$).
• Kết hợp thành công động cơ bước với các bộ hộp giảm tốc Harmonic Drive chuyên dụng (CSD-25-50-2UH và CSF-20-50-2A-GR, tỉ số truyền $1:50$), giúp cánh tay chuyển động với độ rơ cơ khí cực thấp và tải trọng gắp mẫu đạt yêu cầu thiết kế $0.5\text{ kg}$.
• Xây dựng thành công hệ thống mạch điều khiển điện tử hoàn chỉnh trên cơ sở vi điều khiển STM32F411RE, mạch đệm CNC Shield V3 cùng các driver TB6600, A4988 và camera XIAOVV XVV 6320S.
• Phần mềm OpenCV trên máy tính đã đọc và nhận dạng ổn định các mã QR Code trên vật thể thử nghiệm tại các tọa độ thực tế khác nhau, truyền thông số tọa độ qua giao thức UART chính xác xuống bo mạch STM32 để thực hiện chu trình gắp - phân loại hoàn toàn tự động.

2. Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật từ nhóm tác giả

• Về cơ khí: Cần tối ưu hóa hơn nữa khối lượng của các khâu cánh tay bằng cách sử dụng vật liệu hợp kim nhôm chuyên dụng hoặc kết cấu rỗng tăng cứng nhằm giảm quán tính quay, cho phép tăng tốc độ chuyển động mà không gây rung lắc cho hệ thống.
• Về điều khiển và truyền thông: Cần nâng cấp tốc độ baud truyền thông nối tiếp UART và tối ưu hóa giải thuật nội suy quỹ đạo (S-curve hoặc đường cong mượt) để giảm thời gian trễ khi chuyển trạng thái giữa nhận dạng ảnh và bắt đầu chuyển động cơ học.

3. Đóng góp của đề tài so với các nghiên cứu trước

• Tác giả đã tự thiết kế, tính toán và chế tạo thành công một cấu hình robot SCARA tích hợp camera di động trực tiếp trên khâu thao tác (cấu hình "eye-in-hand"), khắc phục được nhược điểm góc nhìn chết và phụ thuộc khoảng cách cố định của các hệ thống camera tĩnh lắp đặt bên ngoài thường thấy ở các xưởng sản xuất trong nước.
• Cung cấp một bộ tài liệu hoàn chỉnh từ tính toán giải tích động học (nghiệm giải tích động học nghịch, ma trận Jacobi), động lực học Lagrange đến quy trình lựa chọn hộp giảm tốc Harmonic và phương pháp ghép nối truyền thông xử lý ảnh với vi điều khiển nhúng.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các đánh giá thực nghiệm được nhóm tác giả nêu rõ trong văn bản:

1. Hạn chế hiện tại của mô hình

• Hệ thống thị giác máy tính hiện tại chỉ mới dừng lại ở việc đọc, giải mã và phân loại đối tượng dựa trên nhãn mã QR Code tĩnh; hệ thống chưa có khả năng nhận diện các sản phẩm dựa trên hình thái học phức tạp, nhận diện phân loại đa đặc tính (hình dạng ngẫu nhiên, màu sắc biến thiên, kết cấu bề mặt).
• Tốc độ nhận dạng và chu trình gắp nhả phân loại còn hạn chế do độ trễ truyền dữ liệu qua giao thức nối tiếp và thời gian ổn định hình ảnh khi camera di chuyển theo cánh tay robot.

2. Hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai

• Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) và mạng nơ-ron tích chập (CNN / Deep Learning) vào phân hệ xử lý ảnh nhằm nhận diện, phân loại sản phẩm đa dạng hơn (nhận diện khuyết tật bề mặt, phân loại bao bì không dán mã định danh).
• Nâng cấp phần cứng điều khiển và cải tiến cấu trúc cơ học của robot nhằm tối ưu hóa vận tốc gắp thả, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về chu kỳ làm việc (cycle time) trên các dây chuyền phân loại công nghiệp tốc độ cao.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo học thuật và kỹ thuật thực tế cho nhiều nhóm đối tượng:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử, Công nghệ Chế tạo máy, Tự động hóa và Robot: Tài liệu cung cấp trình tự tính toán động học và động lực học mẫu mực cho cánh tay máy SCARA 4 bậc tự do. Các bước thiết lập bảng D-H, giải phương trình động học ngược bằng phương pháp giải tích và thiết lập hàm Lagrange là nguồn tham khảo chi tiết cho các đồ án chuyên ngành và khóa luận tốt nghiệp tương tự.
• Kỹ sư thiết kế máy và hệ thống nhúng: Phần tính toán mômen khớp, lựa chọn kết hợp động cơ bước với hộp giảm tốc Harmonic Drive (dòng CSD và CSF) cung cấp kinh nghiệm thực tế về lựa chọn cơ cấu truyền động có độ rơ tối thiểu.
• Người phát triển ứng dụng thị giác máy tính trong công nghiệp: Toàn bộ lưu đồ giải thuật phân đoạn ảnh, giải mã mã QR bằng thư viện OpenCV và phương pháp ánh xạ tọa độ ảnh (Pixel Coordinates) sang tọa độ làm việc thực của robot (Robot Base Coordinates) qua chuẩn truyền thông UART là tài liệu thực hành có tính ứng dụng cao.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Robot SCARA trong đồ án có bao nhiêu bậc tự do và kích thước các khâu cơ khí được thiết kế như thế nào?
Robot SCARA trong đồ án có 4 bậc tự do. Cánh tay 1 có chiều dài $200\text{ mm}$ với góc xoay $\theta_1$ từ $-180^\circ$ đến $+180^\circ$; cánh tay 2 có chiều dài $150\text{ mm}$ với góc xoay $\theta_2$ từ $-90^\circ$ đến $+90^\circ$; trục tịnh tiến có chiều dài hành trình $160\text{ mm}$ (dịch chuyển $d_3$ từ $-90\text{ mm}$ đến $+90\text{ mm}$); và khâu 4 là trục xoay tay gắp có góc quay $\theta_4$ từ $-180^\circ$ đến $+180^\circ$.

2. Khớp xoay 1 và khớp xoay 2 của robot sử dụng loại động cơ và cơ cấu giảm tốc nào?
Khớp xoay 1 sử dụng động cơ bước mã hiệu 57HS7630A4 (dòng định mức $3\text{ A}$, mômen giữ $1.8\text{ N}\cdot\text{m}$) kết hợp với hộp giảm tốc Harmonic Drive mã hiệu CSD-25-50-2UH có tỉ số truyền $1:50$. Khớp xoay 2 sử dụng động cơ bước mã hiệu 57HS5630A4 kết hợp với hộp giảm tốc Harmonic Drive mã hiệu CSF-20-50-2A-GR có cùng tỉ số truyền $1:50$.

3. Những linh kiện điện tử nào được sử dụng để xây dựng hệ thống điều khiển phần cứng?
Hệ thống điều khiển phần cứng bao gồm bo mạch vi điều khiển trung tâm STM32F411RE, bo mạch mở rộng CNC Shield V3, hai module Driver công suất TB6600 để điều khiển động cơ bước khớp 1 và khớp 2, module Driver A4988 để điều khiển động cơ bước Nema 17 trục tịnh tiến, động cơ Servo mini MG90S dùng cho tay kẹp và camera XIAOVV XVV 6320S kết nối qua cổng USB.

4. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn phương pháp phân loại sản phẩm bằng mã QR thay vì nhận diện màu sắc?
Theo nhóm tác giả, mã QR được tạo và đọc thông qua công nghệ số hóa, giúp nâng cao độ chính xác, hạn chế sai sót do biến động ánh sáng môi trường hoặc độ phân giải camera gây ra (vốn là nhược điểm lớn của nhận diện màu sắc). Ngoài ra, mã QR chứa được dung lượng thông tin lớn, có khả năng đọc từ nhiều hướng khác nhau, tích hợp các mẫu căn chỉnh sửa lỗi và có tính bảo mật cao hơn.

5. Nhóm nghiên cứu đã giải bài toán động học nghịch của robot SCARA bằng phương pháp toán học nào?
Nhóm tác giả sử dụng phương pháp giải tích để giải bài toán động học nghịch. Từ phương trình động học thuận tổng quát, hệ phương trình tọa độ vị trí được giải thông qua phương pháp Cramer và hàm atan2 nhằm tìm ra chính xác các biến khớp $\theta_1, \theta_2, d_3$, đồng thời sử dụng ma trận định hướng Cardan để xác định hướng của khâu thao tác cuối.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo và điều khiển robot Scara tích hợp camera" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết trọn vẹn chu trình nghiên cứu phát triển một hệ thống cơ điện tử từ mô hình hóa toán học, thiết kế cơ khí, lắp ráp tủ điện đến lập trình thị giác máy tính. Việc ứng dụng hộp giảm tốc Harmonic Drive kết hợp vi điều khiển STM32F411RE và thư viện OpenCV đã tạo nên một mô hình robot SCARA 4 bậc tự do hoạt động chính xác trong tác vụ phân loại sản phẩm theo mã QR. Mặc dù vẫn còn giới hạn ở phạm vi nhận diện mã QR đơn thuần, kết quả nghiên cứu và tập hồ sơ kỹ thuật của đồ án là nền tảng thực nghiệm giá trị cho việc tiếp tục phát triển các hệ thống robot công nghiệp thông minh tích hợp trí tuệ nhân tạo sau này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới Thiệu Trình bày sự cấp thiết và ý nghĩa của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, phạm vi và đối tượng của dự án, cũng như các phương pháp và cấu trúc chung của đề tài. − Chương 2: Tổng Quan về Nghiên Cứu Tóm tắt thông tin cơ bản về robot SCARA, bao gồm các khái niệm, cấu trúc, và các nghiên cứu liên quan đến robot này ở trong và ngoài nước. − Chương 3: Cơ Sở Lý Thuyết Đề cập đến các kiến thức lý thuyết cần thiết cho việc thực hiện dự án, bao gồm các phương trình động học của robot SCARA, các phương pháp điều khiển và kiến thức cơ bản về cơ khí, điện tử, và lập trình. − Chương 4: Thiết Kế Cơ Khí Trình bày yêu cầu và quy trình thiết kế cơ khí cho robot SCARA, bao gồm sơ đồ khối, cấu trúc truyền động, khớp nối, không gian hoạt động và kết quả gia công lắp ráp.

− Chương 5: Hệ Thống Điện Điều Khiển Mô tả yêu cầu và quy trình thiết kế hệ thống điện điều khiển cho robot SCARA, bao gồm sơ đồ khối, bộ điều khiển, động cơ truyền động, cơ cấu chấp hành, hệ thống cung cấp năng lượng, các cảm biến và hệ thống xử lý ảnh. − Chương 6: Hệ Thống Phần Mềm Trình bày yêu cầu của hệ thống phần mềm, bao gồm sơ đồ khối, lưu đồ giải thuật của phần mềm điều khiển, phần mềm trên bo mạch phụ, máy tính, xử lý ảnh và phần mềm tương tác người dùng. − Chương 7: Kết Luận và Hướng Phát Triển Tổng hợp kết quả của dự án, đánh giá ưu và nhược điểm của hệ thống, và đề xuất hướng phát triển tiềm năng của dự án trong tương lai. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.

Tổng quan về Robot gắp thả Trong thời gian gần đây, việc áp dụng hệ thống tự động hóa đã trở thành điều phổ biến không chỉ trong các nhà máy công nghiệp lớn mà còn ở các nhà máy nhỏ. Công nghệ tự động hóa ngày càng thay thế các quy trình làm thủ công trong quá trình sản xuất với mục tiêu tăng cường năng suất và chất lượng sản phẩm. Robot gắp thả, hay còn được biết đến với tên gọi "Pick and Place Robot", là một trong những thiết bị tự động thay thế vai trò của con người trong quá trình sản xuất. Các robot này thường được sắp xếp tại nhiều vị trí khác nhau trong dây chuyền sản xuất tự động và đảm nhận những nhiệm vụ cụ thể.

Với hệ thống điều khiển tích hợp thị giác thông minh, chúng có khả năng nhận diện và xử lý các đặc điểm riêng của từng sản phẩm, từ đó gắp và di chuyển chúng theo yêu cầu. Không chỉ được sử dụng trong các nhà máy, robot gắp thả còn thường được áp dụng để tải, xếp gói hàng có trọng lượng lớn lên đến hàng chục kílogam trong các môi trường hậu cần như nhà kho, tàu thuyền và các ứng dụng khác.1: Các loại robot pick and place Trong thực tế hiện nay, có nhiều loại robot gắp thả khác nhau như cánh 5 tay robot 6 bậc, Cartesian Robot, SCARA Robot và Delta Robot,…. Trong số đó, Scara Robot đáng chú ý với thiết kế đặc biệt cho phép nó thực hiện các thao tác gắp và thả sản phẩm với tốc độ và độ chính xác rất cao. Giới thiệu về Scara Robot "Robot SCARA, hay còn gọi là Selective Compliance Assembly Robot Arm, xuất hiện từ Nhật Bản vào những năm 1980.

Ban đầu, nó được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong ngành công nghiệp sản xuất của đất nước này. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp, cần có những giải pháp tự động hóa linh hoạt và hiệu quả.