Chương 1: Giới thiệu Nội dung đề cập đến tính cấp thiết của đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, các phương pháp nghiên cứu được sử dụng và kết cấu của đề tài. Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài 5 Chương này nêu ngắn gọn các khái niệm , các kiến thức cần thiết khác liên quan đến chủ đề nghiên cứu. Tóm tắt những lý thuyết, nghiên cứu trong và ngoài nước trước đây có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu hẹp của đề tài. Chương 3: Cơ sở lý thuyết Nội dung đề cập đến cơ sở lý thuyết của đề tài, các kiến thức nền tảng để thực hiện đồ án gồm lý thuyết về điều khiển trong tự động hoá, các phương thức điều khiển và cơ sở lý thuyết về cơ khí, điện tử, xử lý ảnh và lập trình.
Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về thiết kế Trình bày các yêu cầu của đề bài, các phương hướng và các giải pháp cụ thể để giải quyết vấn đề (tính toán, thiết kế, chế tạo, công nghệ,.) Chương 5: Tính toán, thiết kế và xây dựng hệ thống Nội dung trình bày yêu cầu thiết kế cơ khí băng tải, mâm xoay, sơ đồ khối của hệ thống cơ khí, truyền động, thiết kế cơ khí và kết quả gia công lắp ráp. Chương 6: Kết quả thi công, thực nghiệm và đánh giá Nội dung trình bày yêu cầu của hệ thống kết quả đánh giá hệ thống và thực nghiệm Chương 7: Kết luận và đề nghị Nội dung trình bày kết quả của đề tài, kết luận về ưu, nhược điểm của hệ thống và đưa ra hướng phát triển của đề tài trong tương lai. 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2. Giới thiệu Trong thời đại công nghiệp 4.0, sự tự động hóa và tối ưu hóa quy trình sản xuất là yếu tố quan trọng quyết định sự cạnh tranh và phát triển của doanh nghiệp.
Việc phân loại sản phẩm là một trong những công đoạn then chốt trong dây chuyền sản xuất, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả sản xuất. Đặc biệt, trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao như sản xuất vòng đệm, việc đảm bảo mỗi sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng là điều tối quan trọng. Đề tài "Thiết kế và chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm vòng đệm cao tốc độ cao sử dụng xử lý ảnh" nhằm mục đích nghiên cứu và phát triển một hệ thống phân loại sản phẩm tiên tiến, sử dụng công nghệ xử lý ảnh để nhận diện và phân loại sản phẩm với độ chính xác và tốc độ cao. Đây là một giải pháp công nghệ hiện đại, tích hợp nhiều thành phần kỹ thuật như hệ thống camera, mâm xoay công nghiệp và các thuật toán xử lý ảnh tiên tiến.
Hệ thống phân loại sản phẩm vòng đệm được thiết kế không chỉ để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm mà còn nhằm tối ưu hóa chi phí và nguồn nhân lực trong quá trình sản xuất. Với khả năng tự động hóa cao, hệ thống này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó giảm thiểu sai sót và nâng cao tính nhất quán của sản phẩm. Ứng dụng của hệ thống phân loại sản phẩm bằng mâm xoay công nghiệp và xử lý ảnh không chỉ giới hạn trong ngành sản xuất vòng đệm mà còn có thể mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác như sản xuất điện tử, y tế và nhiều ngành công nghiệp khác. Khả năng tùy chỉnh và linh hoạt của hệ thống cho phép nó đáp ứng được các yêu cầu cụ thể của từng ngành, từ đó mang lại hiệu quả cao nhất cho quy trình sản xuất.
Một trong những lợi ích quan trọng của hệ thống này là khả năng theo dõi và giám sát quy trình sản xuất trong thời gian thực. Nhờ vào các cảm biến và camera tích hợp, hệ thống có thể phát hiện và xử lý các vấn đề phát sinh ngay lập tức, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra suôn sẻ và hiệu quả. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn tăng cường khả năng đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi trong nhu cầu sản xuất và yêu cầu của khách hàng. Bên cạnh đó, việc sử dụng công nghệ xử lý ảnh tiên tiến giúp hệ thống có khả năng phân loại sản phẩm với độ chính xác cao, đặc biệt là trong việc nhận diện các khuyết tật nhỏ mà mắt thường khó phát hiện.
Điều này đảm bảo rằng chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng mới được xuất xưởng, từ đó nâng cao uy tín và độ tin cậy của doanh nghiệp trên thị trường. 7 Tóm lại, việc nghiên cứu và triển khai hệ thống phân loại sản phẩm vòng đệm cao tốc độ cao sử dụng xử lý ảnh không chỉ đáp ứng nhu cầu cấp thiết về nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất mà còn mở ra những cơ hội mới cho sự phát triển của ngành công nghiệp. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại vào quy trình sản xuất, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh và phát triển bền vững của doanh nghiệp. Đặc tính của hệ thống Hệ thống phân loại sản phẩm vòng đệm cao tốc độ cao bằng mâm xoay của nhóm chúng em sử dụng xử lý ảnh.
Được thiết kế nhằm đo chính xác kích thước của sản phẩm cũng như nhận dạng được những sản phẩm không đạt chuẩn sau đó phân loại bằng béc phun với áp suất cao. Dưới đây là các đặc tính chính của hệ thống: Tốc độ cao • Khả năng xử lý nhanh chóng: Hệ thống có khả năng xử lý và phân loại sản phẩm với tốc độ cao, phù hợp với các dây chuyền sản xuất hiện đại yêu cầu hiệu suất cao. Độ chính xác cao • Xử lý ảnh chính xác: Sử dụng thuật toán xử lý ảnh và Yolo detect sản phẩm lỗi để nhận diện và phân loại sản phẩm với độ chính xác cao, đặc biệt là trong việc phát hiện các khuyết tật nhỏ. • Kiểm soát chất lượng chặt chẽ: Hệ thống đảm bảo rằng chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng mới được đưa vào quy trình tiếp theo hoặc xuất xưởng.
Tự động hóa • Giảm sự can thiệp của con người: Hệ thống tự động hóa toàn bộ quá trình phân loại, giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó giảm thiểu sai sót và tăng tính nhất quán. • Tích hợp dễ dàng: Hệ thống có thể dễ dàng tích hợp vào các dây chuyền sản xuất hiện có, nâng cao mức độ tự động hóa của toàn bộ quy trình. Khả năng giám sát và phản hồi thời gian thực • Giám sát liên tục: Hệ thống cung cấp khả năng giám sát liên tục quá trình sản xuất, phát hiện và xử lý các vấn đề kịp thời. • Phản hồi nhanh chóng: Khả năng phản hồi nhanh giúp điều chỉnh quy trình sản xuất theo nhu cầu thực tế và các biến động của thị trường.
• Tiết kiệm chi phí • Giảm chi phí lao động: Tự động hóa quy trình phân loại giúp giảm thiểu nhu cầu về nhân lực, từ đó giảm chi phí lao động. 8 • Tối ưu hóa sử dụng nguyên vật liệu: Phân loại chính xác giúp giảm lãng phí nguyên vật liệu, tối ưu hóa chi phí sản xuất và gia tăng lợi nhuận. Kết Luận Hệ thống phân loại sản phẩm vòng đệm cao tốc độ cao sử dụng xử lý ảnh là một giải pháp công nghệ tiên tiến, mang lại nhiều lợi ích quan trọng cho doanh nghiệp. Với các đặc tính nổi bật như tốc độ cao, độ chính xác, tự động hóa, khả năng giám sát thời gian thực và tiết kiệm chi phí, hệ thống này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Kết cấu của hệ thống Kết cấu của hệ thống được thiết kế để tối ưu hóa quy trình phân loại sản phẩm, bao gồm: Khung sườn cơ khí: Sử dụng nhôm định hình chắc chắn và bền bỉ, chịu được tải trọng của toàn bộ hệ thống. Phần cơ khí đáp ứng được nhu cầu vừa nhanh, chính xác, hiệu quả. Cơ cấu truyền động: Sử dụng động cơ AC servo đặt dưới mâm xoay cho phép tốc độ ổn định. Có thể tùy chỉnh được tốc độ cao hơn cho hệ thống.
Băng tải được chia ra thành hai hướng chạy song song và ngược chiều với nhau. Băng tải dẫn phôi vào mâm xoay trên đó được trang bị cơ cấu gạt phôi tránh để phôi chồng chéo lên nhau, gắn nhiều cơ cấu dẫn hướng phôi vào mâm xoay. Băng tải thứ hai sau khi phôi từ băng tải thứ nhất rơi xuống thì sẽ đưa chúng về lại với cơ cấu cấp phôi và tiếp tục. Hệ thống cảm biến: Phát hiện nhanh chóng, phản hồi nhanh và liên tục về cho PLC, hỗ trợ quá trình phân loại một cách chính xác.
Phần điện điều khiển: Các thiết bị điện cũng như camera đều phải đáp ứng được yêu với yêu cầu của đồ án là tốc độ, trang bị hệ thống ánh sáng để camera ra có thể nhận diện được sản phẩm chính xác nhất. Giao diện giám sát: Giao diện thân thiện, dễ sử dụng, theo dõi và phản hồi về số lượng của vòng đệm đã được phân loại và tổng số lượng của quy trình. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài Nghiên cứu ngoài nước Hình 2.1: Hệ thống phân loại vít tốc độ cao Tại nước ngoài họ phân loại sản phẩm ốc vít trên một mâm xoay có tốc độ cao. Máy kiểm tra này được trang bị ba camera CCD công nghiệp có độ chính xác cao.
CCD1 là camera hướng lên trên được sử dụng để kiểm tra độ dày của sản phẩm. CCD2 là camera nhìn từ trên xuống thẳng đứng được sử dụng để kiểm tra đường kích trong, đường kích ngoài và các thông số khác của từng sản phẩm. CCD3 là camera nhìn từ trên xuống theo chiều dọc được sử dụng để kiểm tra mọi khiếm khuyết về bề ngoài như gờ và vật liệu bị thiếu. Do độ trong suốt cao của kích, chiếc máy này có thể kiểm tra tất cả các sản phẩm có thể được đặt ổn định trên bệ kích.
Có thể lắp thêm từ 2 đến 6 camera CCD theo các thông số kiểm tra trong danh sách kiểm tra của bạn. Tốc độ kiểm tra và phân loại phụ thuộc vào hệ thống cấp liệu, lên tới 500-1200 chiếc/phút. Một máy đếm và đóng gói tự động và bộ nạp tự động có thể được thêm vào theo yêu cầu của bạn. Các bộ phận có thể được thay đổi nhanh chóng và dễ dàng.
Nghiên cứu trong nước GHN ra mắt hệ thống phân loại hàng tự động 100% đầu tiên tại Việt Nam.