Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan về hệ thống đếm và phân loại sản phẩm Ngày nay, việc tập trung hóa - tự động hóa công tác quản lí, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nhằm năng cao hiệu quả của quá trình sản xuất, tránh rủi ro, tiết kiệm được chi phí. Hệ thống phân loại sản phẩm được ứng dụng nhiều trong sản xuất tự động hàng hóa với số lượng lớn, giúp phân loại nhanh những sản phẩm đạt yêu cầu và những sản phẩm bị lỗi (phế phẩm) cũng như phân loại thành những nhóm có đặc điểm khác nhau phục vụ cho những công đoạn sản xuất sau này. Trong các nhà máy sản xuất hàng thực phẩm, nhà máy sản xuất gạch ốp lát cho ngành xây dựng hay sản xuất các chi tiết cơ khí, linh kiện điện tử…, dòng sản phẩm được tạo ra sau hàng loạt những qui trình công nghệ cần được kiểm tra để đảm bảo loại bỏ được những phế phẩm cùng với đó phân loại những sản phẩm đạt chất lượng thành những nhóm cùng loại khác khau, tạo điều khiện thuận lợi cho quá trình lưu kho để phân phối ra thị trường hay phục vụ tốt hơn cho những công đoạn sản xuất tiếp theo. Hơn nữa, nó còn có thể tích hợp thêm chức năng dãn nhãn, đếm và quản lý sản phẩm., giúp nâng chất lượng của sản phẩm và nâng cao hiệu quả hoạt động của dây chuyền sản xuất.
Từ những yêu cầu thực tế đó mà hệ thống tự động phân loại sản phẩm đã sớm được hình thành và phát triển, trở thành một khâu quan trọng trong một hệ thống sản xuất tự động, để thực hiện chức năng kiểm tra, phân loại đảm bảo sự vận hành liên tục của dòng phôi liệu trong quá trình sản xuất tự động. Đạt được mục tiêu nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm, làm chủ giá thành và chất lượng sản phẩm, tăng khả năng linh hoạt phát triển sản phẩm, thay đổi mẫu mã đáp ứng nhu cầu thị trường. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin. Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng.
Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình 3 SVTH: Trần Văn Minh Vũ Đồ án tốt nghiệp với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước. Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng. Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động trên nguyên lý sử dụng webcam để nhận dạng mã QR của sản phẩm trên băng tải và thông qua cơ cấu tay gắp phân loại sản phẩm sang các kho chứa khác nhau. Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyển động cần thiết: Chuyển động của băng chuyền.
Để truyền chuyển động quay cho trục của băng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều thông qua bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian. Giảm sức lao động, tránh được sự nhàm chán trong công việc, cải thiện được điều kiện làm việc của con người, tạo cho con người tiếp cận với sự tiến Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng. Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động trên nguyên lý sử dụng webcam để nhận dạng mã QR của sản phẩm trên băng tải và thông qua cảm biến phân loại sản phẩm sang các kho chứa khác nhau. Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyển động cần thiết: Chuyển động của băng chuyền.
Để truyền chuyển động quay cho trục của băng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều thông qua bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian. Những lợi ích mà hệ thống phân loại sản phẩm đem lại cho chúng ta là rất lớn, cụ thể như: Giảm sức lao động, tránh được sự nhàm chán trong công việc, cải thiện được GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình 4 SVTH: Trần Văn Minh Vũ Đồ án tốt nghiệp điều kiện làm việc của con người, tạo cho con người tiếp cận với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh hơn. Nâng cao năng suất lao động, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản phẩm, cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng. Giúp cho việc quản lý và giám sát trở nên rất đơn giản, bởi vì nó không những thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng công nhân đến mức tối đa… 1.1 Giới thiếu một số nhà máy đếm và phân loại sản phẩm Nhà máy SAO MAI SOLUTION Giải pháp kiểm tra và phân loại sản phẩm bằng camera (Camera Vision System) là một phần của Hệ thống kiểm tra ngoại quan, phát hiện lỗi sản phẩm để kiểm tra kiểm soát chất lượng sản phẩm, theo dõi quá trình sản xuất và hoàn thiện sản phẩm.
Hệ thống này có thể xử lý thuật toán phần mềm và phần cứng để tự động hóa các nhiêm vụ trực quan diễn ra trong quá trình xử lý. Hệ thống được sử dụng cho nhu cầu kiểm tra ngày càng chi tiết và chính xác hơn, cùng với đó vẫn phải duy trì và nâng cao sản xuất. Hệ thống này sẽ giúp tự động chụp ảnh sản phẩm và kiểm tra lỗi 100% trong quy trình sản xuất. Ưu nhược điểm Giải pháp kiểm tra và phân loại sản phẩm bằng camera có thể nhận diện sản phẩm lỗi với độ chính xác cao trên dây chuyền hoạt động liên tục, tốc độ cao.
Đây là việc mà nhân công không thể đáp ứng được. Nhận diện sản phẩm lỗi : Hệ thống này giúp phát hiện thiếu sản phẩm, thiếu chi tiết sản phẩm, thiếu hạn sử dụng, phát hiện vật thể lạ, sai sót về màu sắc, sai hình dáng bao bì sản phẩm, sai ký tự, sai mã vạch Hoạt động độc lập: Camera Vision có thể hoạt động như một trạm kiểm tra độc lập hoặc được lắp trực tiếp trên dây chuyền sản xuất giúp thay thế công nhân kiểm tra sản phẩm theo thời gian thực khi sản phẩm đang di chuyển với tốc độ cao. Chụp hình ảnh sản phẩm chuẩn: Hệ thống sẽ chụp lại hình ảnh sản phẩm chuẩn, thực tế sau đó phân tích các chỉ số trên bức ảnh, như: chỉ số mức sáng, số lượng điểm ảnh… sau đó so sánh với các chỉ số chuẩn để phát hiện sai sót hoặc giải mã mã vạch trên sản phẩm. GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình 5 SVTH: Trần Văn Minh Vũ Đồ án tốt nghiệp Phát hiện sai sót ở kích thước nhỏ: Camera Vision có thể đo kích thước và khoảng cách giữa các chi tiết, kích thước ngoại quan của sản phẩm.
Đồng thời, hệ thống này có thể phát hiện sai sót về kích thước ở mực mm. Giảm thiểu sự hoạt động của con người: Camera Vision mang lại lợi ích an toàn, bổ sung bằng cách giảm sự tham gia của con người vào quy trình sản xuất. Các ngành nghề có thể áp dụng hệ thống: - Thực phẩm và đồ uống - Sản xuất linh kiện điện tử - Y khoa - Sản xuất ô tô - Sản xuất hàng tiêu dùng - Ngành tổng hợp - Sản xuất hàng không vũ trụ Hệ thống bang tải phân loại Hà Anh Băng tải phân loại hay băng tải chia chọn sản phẩm và hệ thống băng tải luôn là sự lựa chọn hàng đầu trong việc phân loại sản phẩm cho các ngành sản xuất và vận chuyển bưu phẩm hàng hóa và may mặc… Đặc điểm của băng tải phân loại : - Dây chuyền phân loại sản phẩm hoạt động theo cơ chế phân loại lựa sản phẩm với máy phân loại, cảm biến nhận diện sản phẩm, camera kiểm tra ngoại quan sản phẩm, cân điện tử, hệ thống đo, cơ cấu chọn, vận chuyển (băng tải, băng chuyền, bẫy, tay gạt, cơ cấu chia, băng tải góc, bộ gạt…) hệ thống băng tải xương cá, hub và hệ thống điều khiển trung tâm kết nối dữ liệu từ xa. - Dây chuyền phân loại lựa được ứng dụng trong nhiều trong ngành công nghiệp: chế biến nông sản, rau củ quả, các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, cơ khí, kho trung chuyển chuyển phát nhanh logistic, bưu chính và thương mại điện tử trong phân loại kiện hàng, bưu phẩm… Lợi ích của hệ thống băng tải phân loại: - Có khả năng đạt được tốc độ lên tới 650 feet mỗi phút và tốc độ xử lý sản phẩm lên tới 18.000 trường hợp mỗi giờ - Lý tưởng để phân loại khối lượng lớn các sản phẩm có kích thước khác nhau - Bộ điều khiển chuyển hướng điện chuyên dụng tốc độ cao – không có khí nén GVHD: PGS TS: Hà Đắc Bình 6 SVTH: Trần Văn Minh Vũ Đồ án tốt nghiệp - Tránh sự cố với bộ xử lý chuyển hướng chuyên dụng - Bề mặt đá phiến UHMW cho ma sát thấp & dễ dàng vệ sinh - Bảo trì thân thiện dễ dàng thả công tắc chuyển hướng, bảng điều khiển truy cập nhanh và loại bỏ đá đen với các công cụ tối thiểu - Dễ dàng truy cập thông qua các bảng điều khiển.2 Các vấn đề đặt ra Mục tiêu đặt ra là thiết kế: Hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng webcam để phát hiện mã QR code, có kiểu dáng nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, bảo trì, sửa chữa.