Thiết Kế Robot SCARA - Ứng Dụng Phân Loại Sản Phẩm Bằng Hình Ảnh

• Tác giả: Phạm Nguyễn Minh Khang
• Người hướng dẫn: Thầy Trần Quang Nguyên
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính
• Đề tài: Thiết Kế Robot SCARA: Ứng Dụng Phân Loại Sản Phẩm Bằng Hình Ảnh
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: NỀN TẢNG LÝ THUYẾT. TỔNG QUAN VỀ CÁNH TAY ROBOT
• 1.1. Quá trình phát triển của robot
• 1.2. Các loại cánh tay robot
• 1.3. Giới thiệu về robot SCARA
• 1.4. KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH
• 1.4.1. Các khía cạnh cần xem xét trong việc xử lý ảnh
• 1.5. TỔNG QUAN VỀ PYTHON VÀ THƯ VIỆN OPENCV
• 1.6. PHÂN LOẠI THEO MÀU SẮC
• 1.6.1. Không gian màu
• 1.7. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
• 1.7.1. Driver điều khiển động cơ bước TB6600
• 1.7.2. Động Cơ DC Servo Giảm Tốc JGB
• 1.7.3. Nguồn tổ ong 12V
• 1.7.4. Raspberry Pi 3
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. ĐỘNG LỰC HỌC THUẬN
• 3.2. ĐỘNG LỰC HỌC NGHỊCH
• 3.2.1. Động lực học của robot bằng phương pháp Lagrangian Dynamic
• 3.3. TÍNH TOÁN THÔNG SỐ HSV CHO TỪNG MÀU
• 3.4. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 3.5. Lập trình hệ thống
• 3.5.1. Lưu đồ giải thuật trên STM32
• 3.5.2. Lưu đồ giải thuật trên Raspberry
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ
• 5.1. Kết quả cố nẽ
• 5.2. Kết quả phân loại
• 5.3. Thời gian thực hiện xử lý ảnh
• 5.4. Kết quả thời gian xử lý
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Thiết Kế Robot SCARA và Ứng Dụng

Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) là một trong những loại robot công nghiệp phổ biến nhất hiện nay. Với khả năng di chuyển linh hoạt trong một mặt phẳng, robot SCARA thường được sử dụng trong các ứng dụng phân loại sản phẩm bằng hình ảnh. Thiết kế của robot SCARA cho phép nó thực hiện các tác vụ tự động hóa với độ chính xác cao và tốc độ nhanh, giúp tăng cường hiệu suất sản xuất trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

1.1. Đặc điểm nổi bật của Robot SCARA

Robot SCARA có cấu trúc đơn giản nhưng hiệu quả, cho phép thực hiện các nhiệm vụ như lắp ráp, đóng gói và phân loại sản phẩm. Đặc điểm nổi bật của nó là khả năng di chuyển theo chiều ngang và độ chính xác cao trong việc xử lý các sản phẩm.

1.2. Lịch sử phát triển của Robot SCARA

Robot SCARA được phát triển lần đầu tiên vào năm 1979 tại Nhật Bản. Kể từ đó, nó đã trở thành một phần quan trọng trong ngành công nghiệp tự động hóa, đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất hiện đại.

II. Thách thức trong Ứng Dụng Robot SCARA cho Phân Loại Sản Phẩm

Mặc dù robot SCARA mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó trong phân loại sản phẩm vẫn gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, thiếu nhân lực có chuyên môn và sự hiểu biết về công nghệ là những rào cản lớn đối với nhiều doanh nghiệp.

2.1. Chi phí đầu tư và tài chính

Chi phí đầu tư ban đầu cho robot SCARA có thể rất cao, đặc biệt đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Điều này khiến nhiều công ty do dự trong việc áp dụng công nghệ này.

2.2. Thiếu hụt nhân lực có chuyên môn

Nhiều doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc tìm kiếm nhân lực có kỹ năng và chuyên môn để vận hành và bảo trì robot SCARA, dẫn đến hiệu suất không đạt yêu cầu.

III. Phương Pháp Thiết Kế Robot SCARA cho Phân Loại Sản Phẩm

Thiết kế robot SCARA cho ứng dụng phân loại sản phẩm bao gồm việc lựa chọn các thành phần phù hợp và phát triển các thuật toán xử lý hình ảnh. Việc tích hợp công nghệ xử lý hình ảnh giúp robot nhận diện và phân loại sản phẩm một cách chính xác.

3.1. Lựa chọn thành phần cho robot SCARA

Các thành phần như động cơ, cảm biến và hệ thống điều khiển cần được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo robot hoạt động hiệu quả trong quá trình phân loại sản phẩm.

3.2. Phát triển thuật toán xử lý hình ảnh

Sử dụng các thuật toán xử lý hình ảnh tiên tiến giúp robot SCARA nhận diện và phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc và hình dạng, từ đó nâng cao độ chính xác trong sản xuất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Robot SCARA trong Phân Loại Sản Phẩm

Robot SCARA đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất điện tử, thực phẩm và y tế. Việc sử dụng robot trong phân loại sản phẩm không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong ngành sản xuất điện tử

Trong ngành sản xuất điện tử, robot SCARA được sử dụng để phân loại và lắp ráp các linh kiện, giúp tăng tốc độ sản xuất và giảm thiểu lỗi.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Robot SCARA cũng được sử dụng trong ngành thực phẩm để phân loại và đóng gói sản phẩm, đảm bảo vệ sinh và an toàn thực phẩm.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Robot SCARA trong Tương Lai

Robot SCARA có tiềm năng lớn trong việc cải thiện quy trình sản xuất và phân loại sản phẩm. Với sự phát triển của công nghệ, việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy vào robot SCARA sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp.

5.1. Tiềm năng phát triển trong ngành công nghiệp

Sự phát triển của công nghệ robot SCARA sẽ tiếp tục thúc đẩy tự động hóa trong ngành công nghiệp, giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

5.2. Hướng đi mới cho nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới sẽ giúp cải thiện khả năng của robot SCARA, từ đó mở rộng ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực khác nhau.