Luận văn Thiết kế và chế tạo mô hình robot scara phân loại sản phẩm theo màu sắc và hình dạng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

----------  ----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ROBOT SCARA

PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC VÀ HÌNH DẠNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

PHAN PHÚC HẬU

Ths: ĐƯỜNG KHÁNH SƠN

MSSV: 1600061

Ngành: Công nghệ kỹ thuật

Cơ điện tử - 2016

Cần Thơ - 2020

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

.......................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2020

GVHD

Nhận xét của giáo viên phản biện

.......................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2020

GVPB

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ

Cán bộ hướng dẫn: Ths. ĐƯỜNG KHÁNH SƠN

Luận văn đại học được bảo vệ tại Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ

ngày 22 tháng 07 năm 2020.

Thành phần Ban chấm đánh giá luận văn đại học gồm:

1. Trưởng ban:..........................................................................................................

..................................................................................................................................

2. Uỷ viên phản biện: ...............................................................................................

..................................................................................................................................

3. Thư ký ban chấm:.................................................................................................

..................................................................................................................................

Xác nhận của Ban chấm đánh giá sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

TRƯỞNG BAN

UỶ VIÊN PHẢN BIỆN

THƯ KÝ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC

Họ và tên sinh viên: PHAN PHÚC HẬU MSSV: 1600061

Ngày, tháng, năm sinh: 30/07/1998

Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử

TÊN ĐỀ TÀI:

Nơi sinh: Cần Thơ

Mã số: 7510203

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ROBOT SCARA PHÂN LOẠI SẢN

PHẨM THEO MÀU SẮC VÀ HÌNH DẠNG

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

 Nhiệm vụ:

Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh cho Robot SCARA để phân loại sản phẩm theo

màu sắc và hình dạng từ đó đưa ra quyết định cho cánh tay.

 Nội dung:

- Thiết kế, chế tạo mô hình Robot Scara hoàn chỉnh.

- Thiết kế mạch điều khiển cho Robot Scara.

- Xây dựng giao diện người dùng trên máy tính bằng phần mềm Matlab.

- Ứng dụng xử lý ảnh vào mô hình Robot để phân loại sản phẩm.

THỜI GIAN GIAO ĐỀ TÀI: 10/01/2020

THỜI GIAN HOÀN THÀNH: 07/07/2020

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2020

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài luận văn và kết thúc khóa học, em xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc đến trường Đại học kỹ thuật – công nghệ Cần Thơ đã tạo điều kiện cho em

có môi trường học tập tốt trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Đặc

biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Đường Khánh Sơn đã tận tình hướng dẫn và

giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành luận văn. Đồng thời, em cũng gửi lời cảm ơn

chân thành đến các thầy cô trong khoa Kỹ thuật cơ khí, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ

và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn

thành luận văn tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang I

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài: “Thiết kế và chế tạo mô hình Robot SCARA phân

loại sản phẩm theo màu sắc và hình dạng” là một công trình nghiên cứu được thực

hiện bởi cá nhân em dưới sự hướng dẫn của thầy Đường Khánh Sơn. Trong bài báo

cáo, tất cả các số liệu, hình ảnh và thông tin trong đề tài này đều được em thu thập

với một thái độ khách quan và trung thực. Ngoài ra, một số nguồn tài liệu tham khảo

đã được trích dẫn nguồn và chú thích rõ ràng, không sao chép bất cứ tài liệu nào mà

không có trích dẫn. Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước bộ môn, khoa và nhà

trường về sự cam đoan này.

Sinh viên thực hiện

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang II

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài luận văn “Thiết kế và chế tạo mô hình Robot Scara phân loại sản phẩm

theo màu sắc và hình dạng” bao gồm các nội dung cốt lõi như: tìm hiểu các khái

niệm và kiến thức cơ bản về Robot, thiết kế và chế tạo mô hình Robot Scara 3 bậc tự

do hoạt động linh hoạt và chính xác, thiết kế mạch điều khiển và giao diện điều khiển

cho Robot, xây dựng giải thuật PID điều khiển vị trí động cơ DC, ứng dụng xử lý ảnh

vào mô hình để phân loại sản phẩm.

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang III

MỤC LỤC

L Ờ I C ẢM Ơ N ............................................................................................................ I

L ỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... II

TÓM T Ắ T LU ẬN VĂ N ..........................................................................................III

M Ụ C L Ụ C ...................................................................................................................i

DANH M Ụ C HÌNH Ả N H ........................................................................................iv

DANH M Ụ C B Ả N G .................................................................................................iv

CHƯƠNG 1: T Ổ NG QUAN .....................................................................................2

1.1 T ổng quan đề tài........................................................................................2

1.1.1 Đặ t v ấn đ ề ...........................................................................................2

1.1.2 M ục tiêu đề tài ....................................................................................3

1.1.3 Gi ớ i h ạn đề tài ....................................................................................3

1.2 Gi ớ i thi ệu sơ lượ t v ề Robot công nghi ệ p ..................................................4

1.2.1 L ị ch s ử hình thành và phát tri ể n .........................................................4

1.2.2 C ấu trúc cơ bả n c ủ a Robot công nghi ệ p.............................................5

1.2.3 Ứ ng d ụ ng ..........................................................................................10

1.3 Gi ớ i thi ệu sơ lượ t v ề Robot Scara...........................................................11

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U ...................14

2.1 Đối tượ ng nghiên c ứ u .............................................................................14

2.2 Phương pháp nghiêm cứ u .......................................................................14

2.2.1 Ph ầ n m ề mMatla b ..............................................................................14

2.2.2 Matlab GUI.......................................................................................17

2.2.3 X ử lý ả nh trên Matlab.......................................................................21

2.2.4 Ph ầ n m ề m Invertor ...........................................................................27

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang i

MỤC LỤC

2.2.5 Arduin o .............................................................................................29

2.2.6 Ph ầ n m ề m Arduino IDE ...................................................................32

2.2.7 PI D ....................................................................................................34

2.2.8 Chu ẩ n giao ti ế p I2C..........................................................................37

CHƯƠNG 3: THI Ế T K Ế VÀ CH Ế T Ạ O MÔ HÌN H ..........................................41

3.1 Bài toán độ ng h ọ c ...................................................................................41

3.1.1 Độ ng h ọ c thu ậ n.................................................................................41

3.1.2 Độ ng h ọc ngượ c ...............................................................................42

3.2 Thi ế t k ế mô hình cơ khí cho Robot .........................................................43

3.2.1 Cơ sở thi ế t k ế ....................................................................................43

3.2.2 B ả n v ẽ thi ế t k ế Robot trên Inventor .................................................44

3.2.3 Ch ế t ạo mô hình cơ khí .....................................................................50

3.2.4 L ắ p ráp mô hình Robot Scara hoàn ch ỉ nh ........................................55

3.3 Thi ế t k ế m ạch điề u khi ể n ........................................................................57

3.3.1 Lưu đồ gi ả i thu ật điề u khi ể n Robo t ..................................................57

3.3.2 Sơ đồ m ạ c h điề u khi ể n Robot...........................................................58

CHƯƠNG 4: X Ử LÝ Ả NH VÀ THI Ế T K Ế GIAO DI ỆN NGƯỜ I DÙN G .......66

4.1 X ử lý ả nh.................................................................................................66

4.1.1 Gi ớ i thi ệ u v ề h ệ th ố ng x ử lý ả nh ......................................................66

4.1.2 Sơ lượ t v ề quá trình x ử lý ảnh trong đề tài.......................................68

4.1.3 Thu nh ậ n ảnh đầ u vào.......................................................................69

4.1.4 Xác đị nh vùng ho ạt độ ng c ủ a Robot ................................................70

4.1.5 Phân vùng ả nh và tách s ả n ph ẩ m......................................................72

4.1.6 Nh ậ n d ạng đối tượ ng ........................................................................74

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang ii

MỤC LỤC

4.1.7 K ế t qu ả c ủ a quá trình x ử lý ả nh........................................................77

4.2 Thi ế t k ế giao di ện ngườ i dùng ................................................................77

CHƯƠNG 5: K Ế T QU Ả VÀ HƯỚ NG PHÁT TRI Ể N ........................................79

5.1 K ế t qu ả ....................................................................................................79

5.1.1 K ế t qu ả mô ph ỏ ng trên Matlab Simulink .........................................79

5.1.2 K ế t qu ả th ự c t ế c ủ a mô hình Robot Scara ........................................80

5.1.3 K ế t qu ả ch ạ y th ự c t ế c ủ a mô hình Robot Scara................................83

5.2 Đánh giá ..................................................................................................90

5.3 K ế t lu ậ n ...................................................................................................90

5.3.1 K ế t qu ả đạt đượ c...............................................................................91

5.3.2 Nh ữ ng h ạ n ch ế c ủa đề tài .................................................................91

5.4 Hướ ng phát tri ể n .....................................................................................91

TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O ......................................................................................93

PH Ụ L Ụ C .................................................................................................................94

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Dây chuy ề n s ả n xu ấ t ô tô t ự độ ng b ằ ng Robot ...........................................2

Hình 1.2 : Robot Scara phân lo ạ i s ả n ph ẩ m .................................................................3

Hình 1.3 : Cánh tay Robot 5 b ậ c t ự do c ủ a hãng YASKAWA MOTOMAN..............4

Hình 1.4 : Sơ đồ kh ố i c ủ a Robot công nghi ệ p .............................................................5

Hình 1.5 : Các thành ph ầ n chính c ủ a h ệ th ố ng Robot..................................................6

Hình 1.6 : Phân lo ạ i Robot theo hình d ạ ng hình h ọ c c ủ a không gian ho ạt độ ng.........8

Hình 1.7: Sơ đồ điề u khi ể n h ở ....................................................................................9

Hình 1.8: Sơ đồ điề u khi ể n kín ...................................................................................9

Hình 1.9 : Robot x ế p các hàng thùng hàng lên pallet ................................................10

Hình 1.10: Robot phun sơn tự độ ng trong s ả n xu ấ t ô t ô ...........................................10

Hình 1.11 : Robot hàn Panasoni c ...............................................................................11

Hình 1.12 : Ứ ng d ụ ng c ủ a Robot trong m ộ t s ố lĩnh vự c............................................11

Hình 1.13 : Robot Scar a .............................................................................................12

Hình 1.14 : Robot SCARA c ủ a hãng MITSUBISHI .................................................12

Hình 1.15 : Robot SCARA trong dây chuy ề n s ả n xu ấ t linh ho ạ t ..............................13

Hình 2.1 : Ph ầ n m ề m Matlab .....................................................................................15

Hình 2.2 ; Giao di ệ n làm vi ệ c c ủ a Matlab .................................................................16

Hình 2.3 : C ử a s ổ GUIDE Quick Start.......................................................................18

Hình 2.4 : Giao di ệ n Blank GUI m ặc đị nh ................................................................18

Hình 2.5 : H ộ p tho ạ i Inspecto r ...................................................................................20

Hình 2.6 : Ả nh Index..................................................................................................22

Hình 2.7 : Ả nh xá m ....................................................................................................23

Hình 2.8 : Ả nh nh ị phân.............................................................................................23

Hình 2.9 : Ả nh RGB...................................................................................................24

Hình 2.10 : Arduino Mega 2560 và Arduino Uno R3 ...............................................29

Hình 2.11 : Ph ầ n c ứ ng c ủ a Arduino Uno R3 .............................................................30

Hình 2.12 : Ba lo ạ i Arduino ph ổ bi ế n ........................................................................31

Hình 2.13 : M ộ t s ố lo ạ i Arduino nâng cao.................................................................31

Hình 2.14 : Ph ầ n m ề m Arduino IDE..........................................................................32

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.15 : M ột chương trình Arduino cơ bả n ..........................................................33

Hình 2.16 : Giao di ệ n c ủ a ph ầ n m ề m Arduino IDE...................................................33

Hình 2.17 : Ba thành ph ầ n c ủ a b ộ điề u khi ể n PID....................................................35

Hình 2.18 : Mô hình h ệ th ống điề u khi ể n v ớ i b ộ PID................................................35

Hình 2.19: Sơ đồ truy ề n d ữ li ệ u I2 C .........................................................................38

Hình 2.20: Điề u ki ệ n START và STOP....................................................................38

Hình 2.21: Điề u ki ệ n REPEATED START..............................................................39

Hình 2.22 : Giao th ứ c truy ề n nh ậ n d ữ li ệ u I2C..........................................................39

Hình 3.1 : G ắ n h ệ t ọa độ cho Robot...........................................................................41

Hình 3.2 : S ắ t t ấ m.......................................................................................................50

Hình 3.3 : S ắ t h ộ p.......................................................................................................50

Hình 3.4 : Nhôm t ấ m..................................................................................................50

Hình 3.5: Động cơ M555 ..........................................................................................51

Hình 3.6: Động cơ Plane t ..........................................................................................52

Hình 3.7 : B ộ truy ền Pully và dây đai ........................................................................52

Hình 3.8 : B ộ thanh tr ụ c vít-me đai ố c.......................................................................53

Hình 3.9 : B ộ thanh trượt, ray trượ t và g ối đỡ ...........................................................54

Hình 3.10 : B ạc đạn đỡ tr ụ c KFL08...........................................................................54

Hình 3.11 : Vòng bi tr ụ c ............................................................................................54

Hình 3.12 : Kh ớ p n ố i m ặ t bích c ố đị nh......................................................................54

Hình 3.13: Bulong đai ố c ..........................................................................................54

Hình 3.14 : Ph ần đế th ự c t ế c ủ a mô hình Robot Scara ..............................................55

Hình 3.15 : Khâu t ị nh ti ế n th ự c t ế c ủ a mô hình Robot Scara ....................................55

Hình 3.16 : Hai khâu quay th ự c t ế c ủ a mô hình Robot Scara....................................56

Hình 3.17: Mô hình cơ khí hoàn thiệ n c ủ a Robot Scar a ...........................................56

Hình 3.18: Lưu đồ gi ả i thu ật điề u khi ể n ...................................................................57

Hình 3.19 : M ạch điề u khi ể n Robo t ...........................................................................58

Hình 3.20: Sơ đồ chân c ủ a Arduino Un o ..................................................................59

Hình 3.21: Sơ đồ chân c ủ a Arduino Nano ................................................................61

Hình 3.22: Sơ đồ chân c ủ a Module L298N ..............................................................63

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang v

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3.23 : Ngu ồ n t ổ ong 12V-10A ..........................................................................64

Hình 3.24 : Động cơ Servo MG99 5 ...........................................................................65

Hì nh 4.1: Quá trình x ử lý ả nh ...................................................................................66

Hình 4.2: Các bước cơ bả n trong x ử lý ả nh ..............................................................67

Hình 4.3: Sơ đồ quá trình x ử lý ảnh trong đề tài.......................................................69

Hình 4.4 : Webcam logitech HD C27 0 ......................................................................69

Hình 4.5: Kích thướ c vùng ho ạt độ ng.......................................................................70

Hình 4.6 : Ảnh quá trình xác đị nh vùng ho ạt độ ng c ủ a Robot ..................................70

Hình 4.7: Sơ đồ quá trình tìm vùng ho ạt độ ng c ủ a Robot ........................................71

Hình 4.8 : Vùng ho ạt độ ng c ủ a Robot .......................................................................71

Hình 4.9: Sơ đồ quá trình nh ị phân ả nh ....................................................................72

Hình 4.10 : Ả nh quá trình nh ị phân ả nh.....................................................................72

Hình 4.11: Sơ đồ gi ả i thu ật phân vùng và tách đối tượ ng ........................................73

Hình 4.12 : Ả nh k ế t qu ả c ủ a quá trình phân vùng .....................................................73

Hình 4.13 : Gi ả i thu ậ t quá trình nh ậ n d ạ ng màu s ắ c..................................................74

Hình 4.14 : Ả nh nh ị phân t ừ ng màu c ủ a v ậ t ..............................................................75

Hình 4.15 : Ả nh k ế t qu ả c ủ a quá trình nh ậ n d ạ ng màu s ắ c........................................75

Hình 4.16 : Gi ả i thu ậ t quá trình nh ậ n d ạ ng hình d ạ n g ...............................................76

Hình 4.17 : Ả nh k ế t qu ả c ủ a quá trình nh ậ n d ạ ng hình d ạ ng.....................................76

Hình 4.18 : Ả nh k ế t qu ả c ủ a quá trình nh ậ n d ạ ng màu s ắ c và hình d ạ ng..................77

Hình 4.19 : Giao di ện người dùng điề u khi ể n Robot Scar a .......................................78

Hình 5.1 : Mô hình hóa Robot Scara trên Matlab Simulink ......................................79

Hình 5.2 : Mô hình 3D khi mô ph ỏ ng trên Matlab Simulink ....................................79

Hình 5.3 : K ế t qu ả ch ạ y th ự c nghi ệ m PID trên kh ớ p 1..............................................80

Hình 5.4 : K ế t qu ả ch ạ y th ự c nghi ệ m PID trên kh ớ p 2..............................................80

Hình 5.5 : K ế t qu ả ch ạ y th ự c nghi ệ m PID trên khâu 3 ..............................................81

Hình 5.6 : Tay g ắ p th ự c hi ệ n g ắ p v ậ t .........................................................................81

Hình 5.7 : Tay g ắ p th ự c hi ệ n th ả v ậ t ..........................................................................81

Hình 5.8 : K ế t qu ả ch ạ y th ự c t ế độ ng h ọ c thu ậ n c ủ a Robot Scara.............................82

Hình 5.9 : K ế t qu ả ch ạ y th ự c t ế độ ng h ọc ngượ c c ủ a Robot Scara ...........................82

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 5.10 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng màu s ắ c các v ậ t hình tròn.........................................83

Hình 5.11 : Quá trình phân lo ạ i màu s ắ c các v ậ t hình tròn c ủ a Robot Scara ............84

Hình 5.12 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng màu s ắ c các v ậ t hình vuôn g .....................................84

Hình 5.13 : Quá trình phân lo ạ i màu s ắ c các v ậ t hình vuông c ủ a Robot Scar a .........85

Hình 5.14 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng hình d ạ ng các v ật màu đỏ ........................................85

Hình 5.15 : Quá trình phân lo ạ i hình d ạ ng các v ật màu đỏ c ủ a Robot Scara ............86

Hình 5.16 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng hình d ạ ng các v ậ t màu xanh lá.................................86

Hình 5.17 : Quá trình phân lo ạ i hình d ạ ng các v ậ t màu xanh lá c ủ a Robot Scara.....87

Hình 5.18 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng hình d ạ ng các v ật màu xanh dương .........................87

Hình 5.19 : Quá trình phân lo ạ i hình d ạ ng các v ật màu xanh dương củ a Robo t .......88

Hình 5.20 : K ế t qu ả nh ậ n d ạ ng màu s ắ c và hình d ạ ng c ủ a t ấ t c ả các v ậ t ..................88

Hình 5.21 : Quá trình phân lo ạ i màu s ắ c và hình d ạ ng c ủ a Robot Scara...................90

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang vii

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới

là những tiến bộ trong lĩnh vực điều khiển và tự động hoá sản xuất. Một trong những

thành tựu nổi bật của quá trình tự động hoá là những cánh tay máy Robot. Những

Robot từ đơn giản đến phức tạp, đã đóng góp rất nhiều trong việc thay thế con người

ở môi trường làm việc cường độ cao, độc hại và đòi hỏi chính xác cao.

Để có thể phát triển và ứng dụng Robot rộng rãi trong sản xuất, bên cạnh những

kiến thức về điện, điện tử…thì việc nghiên cứu tính toán động học và điều khiển

Robot cũng là một yếu tố rất quan trọng để tạo nên cơ sở và nền tảng cho việc chế

tạo Robot.

Với đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình Robot Scara phân loại sản phẩm theo

màu sắc và hình dạng” em tin rằng với những kết quả đạt được trong quá trình thực

hiện đề tài sẽ là một bước đệm quan trọng cho việc phát triển nhiều hơn nữa những ý

tưởng trong tương lai về tính toán và thiết kế các loại Robot công nghiệp.

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan đề tài

1.1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nhằm mục

đích giúp cho cuộc sống tốt hơn và việc giải phóng sức lao động của con người trong

các môi trường làm việc khó khăn là vấn đề cần thiết thì công nghệ Robot cũng ngày

càng được phát triển và sử dụng phổ biến trong sản xuất cũng như trong cuộc sống

của con người. Robot được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc

biệt là trong các ngành sản xuất có tính dây chuyền và công nghệ cao vì Robot có thể

vừa đảm bảo tính chính xác vừa đảm bảo tính liên tục của dây chuyền mà con người

và máy móc khó có thể đạt được. Đồng thời, Robot có thể thay thế con người làm

việc trong những môi trường nặng nhọc, độc hại, nhiệt độ cao, ...

Hꢀnh 1.1: Dây chuyền sản xuất ô tô tự động bằng Robot

Nhận thấy được tầm quan trọng của Robot đối với đời sống con người, các nước

phát triển luôn cạnh tranh với nhau về nghiên cứu và chế tạo nhiều thế hệ Robot tốt

nhất. Vì vậy nhiều công ty trên thế giới đã và đang sản xuất, phát triển, nghiên cứu

để đưa Robot lên một tầm cao có thể tư duy như con người. Do đó, lĩnh vực Robot

đang ngày càng chiếm được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và xã hội. Dự đoán

trong tương lai thì Robot sẽ là tâm điểm của một cuộc cách mạng lớn sau Internet.

Với xu hướng này thì thị trường Robot sẽ vô cùng to lớn.

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Từ những nhu cầu thực tế và niềm đam mê với Robot, cùng với sự góp ý và

hướng dẫn của thầy Đường Khánh Sơn. Em đã chọn đề tài “ROBOT SCARA ỨNG

DỤNG XỬ LÝ ẢNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC VÀ HÌNH

DẠNG” cho luận văn tốt nghiệp của mình.

Hꢀnh 1.2: Robot Scara phân loại sản phẩm

1.1.2 Mục tiêu đề tài

Thiết kế và chế tạo mô hình Robot SCARA hoàn chỉnh. Từ đó, thiết kế bộ điều

khiển và giao diện điều khiển cho Robot.

Vận dụng xử lý ảnh vào quá trình phân loại sản phẩm tự động nhằm cải thiện

năng suất và chất lượng cũng như giải phóng sức lao động cho con người trong quá

trình sản xuất.

Nhằm làm chủ kỹ thuật chế tạo Robot để có thể phục vụ mục đích học tập và

nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của các trường cao đẳng, đại học cũng như ứng

dụng trong sản xuất công nghiệp.

Vận dụng và củng cố lại những kiến thức đã học được để tìm hiểu và xây dựng

mô hình cánh tay Robot có thể đạt được mục tiêu đặt ra. Bên cạnh đó nâng cao khả

năng sử dụng các phần mềm bổ trợ như Inventor, Matlab, Arduino IDE, ...

1.1.3 Giới hạn đề tài

Đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình Robot Scara phân loại sản phẩm theo

màu sắc và hình dạng” dùng một camera đặt cố định để thu nhận ảnh, ảnh thu được

sẽ được máy tính xử lý để xác định các thông số của đối tượng bao gồm: vị trí, màu

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

sắc và hình dạng từ đó điều khiển cánh tay Robot Scara thực hiện chuyển động gắp

và phân loại sản phẩm ở bất kỳ vị trí nào trong phạm vi hoạt động của nó.

1.2 Giới thiệu sơ lượt về Robot công nghiệp

Robot là một loại máy có thể thực hiện công việc một cách tự động bằng sự điều

khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình. Robot công nghi ệ p được

lập trình sẵn theo một trình tự nhất định và sử dụng nhằm mục đích phục vụ công

việc lắp ráp, sản xuất hoặc chế biến sản phẩm. Robot hỗ trợ rất nhiều cho con người.

Đặc biệt là trong những môi trường khắc nghiệt, độc hại và nguy hiểm. Robot công

nghiệp có tính chính xác cao và hiệu quả vượt trội so với sản xuất thủ công.

Hꢀnh 1.3: Cánh tay Robot 5 bậc tự do của hãng YASKAWA MOTOMAN

1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Thuật ngữ Robot xuất hiện vào năm 1920 trong một tác phẩm văn học của nhà

văn tiệp khắc có tên là Karel Capek.

Thuật ngữ Inducstrial Robot (IR) xuất hiện đầu tiên ở Mỹ do công ty AMF

(Americal Machine and Foundry Company) quảng cáo mô phỏng một thiết bị mang

dáng dấp và có một số chức năng như tay người được điều khiển tự động thực hiện

một số thao tác để sản xuất thiết bị có tên gọi Versatran.

Quá trình phát triển của IR được tóm tắt như sau:

- Từ những năm 1950 ở Mỹ xuất hiện viện nghiên cứu đầu tiên.

- Vào đầu những năm 1960 xuất hiện sản phẩm đầu tiên có tên gọi là Versatran

của công ty AMF.

SVTH: Phan Phúc Hậu

Trang 4