Robot PhantomX Pincher - sortownik jabłek: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Rosną wymagania dotyczące bezpieczeństwa żywności. Zarówno konsumenci, jak i władze coraz częściej domagają się, aby spożywana przez nas żywność była wysokiej jakości i bezpieczna. W przypadku wystąpienia problemów podczas produkcji żywności, źródło błędu musi zostać szybko odnalezione i skorygowane. Jakość żywności można podzielić na jakość obiektywną i subiektywną. Obiektywna jakość żywności dotyczy cech, które można zmierzyć i udokumentować, podczas gdy subiektywna jakość żywności to postrzeganie żywności przez konsumentów.

Właściwościami zorientowanymi na produkt, które można zmierzyć i udokumentować poprzez samokontrolę, mogą być na przykład kolor, konsystencja i wartość odżywcza żywności. Samokontrola, higiena i ocena ryzyka to podstawowe elementy, które obowiązują wszystkie firmy produkujące żywność.

Program samokontroli musi gwarantować, że żywność produkowana przez firmę spełnia wymagania przepisów. Ten projekt zbada możliwość stworzenia programu samokontroli żywności firmowej.

Stwierdzenie problemu

Jak opracować program samokontroli, aby jabłka, które konsumenci kupowali w sklepie, miały właściwy kolor, gdy opuszczają producenta?

Krok 1: Konfiguracja projektu

Z oczywistych względów ten projekt będzie działał jedynie jako makieta rzeczywistego scenariusza przypadku programu samokontroli. Program jest tak skonfigurowany, że tylko czerwone jabłka przejdą kontrolę jakości. Złe jabłka, określone kolorami innymi niż czerwony, zostaną posortowane na inny stos.

Robot podniesie jabłka i przytrzyma je przed kamerą, a następnie program wykryje kolor i odpowiednio je posortuje. Ze względu na brak dostępnych jabłek program będzie symulowany za pomocą kolorowych drewnianych klocków.

Krok 2: Sprzęt i materiały

Sprzęt i materiały użyte w tym projekcie to:

Zestaw ramienia robota PhantomX Pincher Mark II

5 x serwosilniki AX-12A

Kontroler robota ArbotiX-M

Kamera Pixy

2 x przyciski

Lampka ledowa

Klocki w różnych kolorach

Krok 3: Oprogramowanie

Oprogramowanie użyte do tego projektu zostało znalezione na następujących stronach:

www. TrossenRobotics.pl

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Wymagane oprogramowanie do wykonania tego projektu to:

1. Zestaw ramienia robota PhantomX Pincher Mark II (dla siłownika/ramienia robota)

2. Kontroler robota Arbotix-M (dla kontrolera Arbotix-M)

3. AX-12A (oprogramowanie do serwomotorów)

4. Arduino (do programowania)

5. CMUcam5 Pixy (do aparatu)

6. PixyMon (pokazuje, co widzi kamera pixy)

Krok 4: Konfiguracja Arbotix-M i aparatu Pixy

Połączenia dla płytki Arbotix-M i kamery widać na powyższych zdjęciach. Połączenia opisano poniżej.

Dla płyty Arbotix-M:

1. Cyfrowy pin 0: Zatrzymanie przycisku

2. Cyfrowy Pin 1: Przycisk Start

3. Pin cyfrowy 7: zielone światło LedPin

4. ISP PIN: połączenie z kamerą Pixy

5. BLK: Połączenie z tablicy do komputera

6. 3x 3-pinowe porty DYNAMIXEL (TTL): sterowanie serwami

7. Zasilanie kamery Pixy

W przypadku aparatu Pixy:

8. Obiektyw aparatu

9. Światło LED RGB (pokazuje kolor wykrywany przez kamerę)

10. Połączenie USB z płyty do komputera;

11. Przycisk do rejestracji koloru przed kamerą

12. PIN ISP: do połączenia z płytą Arbotix-M

Krok 5: Program

Cały kod programu do sortowania kolorów jest zawarty w tym kroku, prosimy o skopiowanie.

Działania robota są wyjaśnione poniżej:

Ramię robota wystartuje w swojej pozycji startowej (skierowanej prosto do góry). Następnie przechyli się do tyłu, aż szczypce znajdzie się na miejscu wokół już umieszczonego klocka, a następnie ściśnie się razem. Ramię podniesie się i przesunie nad sobą, aż dociskacz znajdzie się przed platformą. Następnie utrzyma klocek nieruchomo przed kamerą, aż zostanie wykryty kolor klocka. Jeśli klocek ma być posortowany jako czerwony, ramię przesunie się w prawo, opadnie tak, aby klocek znalazł się na stole, a następnie zwolni klocek. Jeśli klocek nie jest czerwony, ramię przesunie się w lewo i zrobi to samo. Następnie ramię robota uniesie się nieco, przesunie się w górę i w dół, aż znajdzie się nad następnym blokiem, który ma zostać posortowany, a następnie powtórz program.

W następnym kroku będzie można obejrzeć film przedstawiający pracującego robota.

Zwróć uwagę, że to ramię robota jest umieszczone na platformie z małymi śrubami poziomującymi. Jeśli potrzebujesz, aby pracował na innej wysokości, przesuń ramię ręcznie i zanotuj pozycje każdej pozycji końcowej, a następnie zmień pozycje serwa w kodzie.

Krok 6: Wniosek

Opracowano program do kontroli jakości jabłek, a konkretnie proces sortowania kolorów między dobrymi czerwonymi jabłkami a złymi jabłkami w dowolnym innym kolorze. Ramię robota sortuje dobre jabłka w stosie po prawej stronie, a złe jabłka w stosie po lewej stronie. Proces sortowania żywności za pomocą robota jest bardzo korzystny w przemyśle spożywczym ze względu na rosnące wymagania dotyczące jakości oraz obniżenia kosztów płac i wzrostu wydajności.

Instruktor przechodzi przez motywy wyboru tego konkretnego projektu, konfigurację projektu, używany sprzęt i oprogramowanie, konfigurację i okablowanie Arbotix-M i tablicy PixyCam oraz pełny program systemu sortowania w kodzie. Podsumowując projekt, proces sortowania kolorów zakończył się sukcesem, co można zobaczyć na poniższym filmie.

To trudne zadanie zostało wykonane jako zadanie przez studentów inżynierii automatyki z University College Nordjylland w Danii: Rolfa Kjærsgaarda Jakobsena, Martina Nørgaarda i Nanna Vestergaard Klemmensen.