Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu của đề tài là thiết kế đầu dán keo và điều khiển tay máy di chuyển đầucông tác rà theo biên dạng của đế giày để thực hiện công đoạn dán keo. Tay máy phải dán keo đúng chính xác biên dạng của đế giày trong thời gian quy định, đế giày xoay nhiều hướng trên băng tải.Nhiệm vụ cần phải thực hiện của luận văn bao gồm:Tìm hiểu tổng quan và nguyên lý hoạt động của tay máy. Thiết kế cụm dán keo gắn tay máy.Thiết kế mạch điều khiển, chương trình điều khiển.Thực hiện kiểm nghiệm
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH CHO TAY MÁY THỰC HIỆN TỰ ĐỘNG DÁN KEO ĐẾ GIÀY SVTH: NGUYỄN THÀNH NHẤT MSSV: 1412663 GVHD: TS LÊ ĐỨC HẠNH TP HỒ CHÍ MINH, 2018 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy mơn Cơ Điện Tử, khoa Cơ khí, trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh tận tình dạy em qua năm đại học Thầy cô không truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm mà truyền đạt cách sống hành trang vững cho em mang theo suốt năm tháng sau Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy TS Lê Đức Hạnh tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm luận văn Thầy tận tình tháo gỡ khó khăn, vướng mắc, định hướng cho em giải vấn đề cách hiệu phù hợp Thầy truyền đạt kinh nghiệm hiểu biết sâu sắc khoa học Thầy cách dễ hiểu sinh viên qua em học nhiều từ Thầy phương pháp nguyên cứu giải vấn đề Sự tậm tâm Thầy việc hướng dẫn học sinh điều làm em cảm phục Con xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, người động viên lúc khó khăn, ba mẹ điểm tựa niềm động lực to lớn giúp học tập sống tốt Rất khó để nói lời cảm ơn trực tiếp tới ba mẹ, với trân trọng thành tâm nhất, xin cảm ơn! Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Đỗ Tấn Khoa, anh Trần Nguyên Hải anh Hồ Ngọc Phú tạo điều kiện, cho mượn thiết bị để em thực tốt đề tài phòng thí nghiệm tự động hóa, Trung tâm đào tạo Khu Cơng Nghệ Cao Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2018 Nguyễn Thành Nhất i TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, tự động hóa sản xuất hầu hết công ty quan tâm đầu tư phát triền nhằm nâng cao suất chất lượng sản phầm, robot thiết bị giúp tự động hóa q trình sản xuất Trong luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp sử dụng robot thay người số công đoạn quy trình sản xuất, cụ thể cơng đoạn dán keo đế giày Luận văn tập trung nguyên cứu giải thuật nhận dạng biên dạng đế giày xử lý ảnh, dùng kinect để đọc tọa độ 3D điểm biên dạng đế giày, xử lý biên dạng đế giày Tìm hiểu điều khiển tay máy bật tự NZ07 hãng Nachi, thiết kế cụm dán keo gắn tay máy Sử dụng tay máy NZ07 cụm dán keo để kiểm nghiệm giải thuật nhận dạng biên dạng dán keo đế giày, tiến hành đánh giá sai số trình thực nghiệm Luận văn gồm có chương liệt kê Chương 1: Tổng quan Chương 2: Nguyên cứu lựa chọn phương án Chương 3: Thiết kế cụm dán keo hệ thống điện Chương 4: Phân tích động học tay máy NZ07 Chương 5: Điều khiển tay máy NZ07 Chương 6:Giải thuật dán keo đế giày Chương 7: Thực nghiệm đánh giá sai số Chương 8: Kết luận hướng phát triển đề tài ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan công đoạn dán keo công nghiệp giày da 11 1.2 Tổng quan robot công nghiệp 12 1.3 Các phương pháp nhận diện 3D 13 1.3.1 Nhận diện vật 3D dùng camer 3D 14 1.3.2 Phương pháp CMM(Coordinate measuring machines) 15 1.4 Các hệ thống thị trường: 15 iii 1.4.1 Máy dán keo giày Orisol 15 1.4.2 Máy dán keo tự động Cerim K300 17 1.5 Mục tiêu, nhiệm vụ phạm vi đề tài .18 1.5.1 Mục tiêu 18 1.5.2 Nhiệm vụ 19 1.5.3 Phạm vi đề tài 19 1.5.4 Tổ chức luận văn .19 CHƯƠNG 2: NGUYÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 20 2.1 Cơ khí : 20 2.1.1 Lựa chọn dạng robot 20 2.1.2 Cơ cấu chấp hành 21 2.2 Camera 26 2.2.1 Lựa chọn loại camera 26 2.2.2 Lựa chọn cách gá đặt camera .28 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤM DÁN KEO VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 31 3.1 Thiết kế cụm dán keo 31 3.1.1 Chọn động cơ: 33 3.1.2 Tính tốn truyền vit me bi .34 3.1.3 Tính tốn chọn ổ lăn cho vit me đai ốc bi 36 3.1.4 Tính tốn mối ghép ren tool robot 37 3.2 Thiết kế tính tốn hệ thống điện 39 3.2.1Sơ đồ hệ thống điện 39 3.2.2 Vi điều khiển arduino uno 40 3.2.3 Driver A4988 41 iv 3.2.4 PLC Misubishi 42 3.2.5 Relay 42 3.2.6 Nguồn điện 43 3.2.7 Điều khiển PLC máy tính 44 3.3 Kết luận 46 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY MÁY VÀ THIẾT KẾ TOOL DÁN KEO 47 4.1 Động học thuận: 47 4.2 Động học ngược: .50 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY MZ07 59 5.1 Tay máy Nachi NZ07 59 5.2 Bộ điều khiển CFD .60 5.3 Dụng cụ lập trình cầm tay Tech pendant 62 5.4 Robot language[] .63 5.5 Giao tiếp với Robot 64 5.5.1 Tổng quan giao tiếp máy tính Nachi robot.[ ] 64 5.4.1 TCP/IP 65 5.4.2 Socketcomnication 66 5.4.3 Giải thuật 69 CHƯƠNG 6: GIẢI THUẬT DÁN KEO ĐẾ GIÀY 75 6.1.Kinect V1 75 6.2.Thư viện OpenCV 76 6.3 Giải thuật chương trình dán keo đế giày 76 6.4 Xử lý ảnh tìm biên dạng đế giày .78 v 6.4.1 Ảnh 2D Ma trận tọa độ thực 3D Kinect 79 6.4.2 Lấy ngưỡng HSV 80 6.4.3 Xử lý nhiễu tìm contour 80 6.4.4 Xác định tâm góc vật 83 6.5 Giải thuật tiền xử lý biên dạng, nội suy tách điểm .84 6.4.1Xử lý biên dạng, tìm điểm nội suy biên dạng 85 6.4.2 Tìm lại biên cho đế giày 87 6.6 Calib camera với Robot 88 6.7 Giải thuật tracking đế giày 93 6.7.1 Tính vận tốc băng tải 94 6.7.2 Tính tốn điểm gặp robot đế giày 95 CHƯƠNG 7: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SAI SỐ .96 7.1 Thực nghiệm đánh giá sai số kinect: .96 7.2 Đánh giá biên dạng nội suy biên dạng thực 98 7.3 Đánh giá thời gian trình 99 7.3 Thực nghiệm trình dán keo 100 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 101 8.1 Đánh giá kết 101 8.1.1 Nội dung hoàn thành 101 8.1.2 Hạn chế luận văn 101 8.2 Hướng phát triển đề tài 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 PHỤ LỤC 102 vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng đoạn dán keo đế giày 12 Hình 1.2 Robot song song Yaskawa tay máy cơng nghiệp Nachi .13 Hình 1.3 Nguyên lý hoạt động stereo vision 14 Hình 1.4 Hoạt động structure light camera .15 Hình 1.5 Tay máy scan 3D 15 Hình 1.6 Máy phun keo ORISOL 16 Hình 1.7 Đầu phun keo máy 16 Hình 1.8 Cảm biến laze 3D Scanner .17 Hình 1.9 Máy dán keo tự động Cerim K300 18 Hình 2.1 Robot Delta HIWIN 20 Hình 2.2 Robot Nachi MZ07 21 Hình 2.3 Động DC Servo 22 Hình 2.4 Động step 22 Hình 2.5 Động RC servo 23 Hình 2.6 Vime đai ốc 23 Hình 2.7 Thanh bánh 24 vii Hình 2.8 Arduino Uno 25 Hình 2.9 PLC misubishi 25 Hình 2.10 Hình 3D tool dán keo .26 Hình 2.11 Camera Logitech 26 Hình 2.12 Stereo camera 27 Hình 2.13 Camera Creative 27 Hình 2.14 Kinect V1 28 Hình 2.15 Bố trí gá đặt camera tool 29 Hình 2.16 Bố trí gá đặt camera gắn liên kết với bàn Robot 30 Hình 3.1 Cơ cấu dán keo 31 Hình 3.2: Lực tác động lên pittong 32 Hình 3.3: Sơ đồ truyền vitme- đai ốc bi 35 Hình 3.4 Bản vẽ 2D cặp vit me –đai ốc bi 36 Hình 3.5 Bảng đặc điểm ổ bi 37 Hình 3.6 Gá cụm dán keo lên tay máy .38 Hình 3.7: Sơ đồ khối hệ thống điện .40 Hình 3.8 Giao diện chương trình điều khiển PLC 45 Hình 3.9: Lưu đồ SFC 46 Hình 3.10: Mơ hình 3D cụm dán keo solidworks 46 Hình 4.1 Hệ trục tọa độ tay máy 47 Hình 5.1 Robot Nachi MZ07 .59 Hình 5.2 Tủ điều khiển CFD 61 Hình 5.3 Kết nối an toàn cho robot 61 Hình 5.4 Teach Pendant 62 viii Hình 5.5: Chuyển đổi dạng ngơn ngữ nguồn chương trình thực thi .64 Hình 5.6 Giao tiếp thông qua thư viện OpenNR 65 Hình 5.7 Mơ hình TCP/IP 66 Hình 5.8: Mơ hình giao thức TCP UDP 66 Hình 5.9: Giải thuật khởi tạo socket .69 Hình 5.10: Giải thuật truyền liệu .70 Hình 5.11:Lưu đồ liên hệ chương trình thực thi User task 74 Hình 6.1 Kinect V1 75 Hình 6.2 Kết nối Kinect PC 76 Hình 6.3 Lưu đồ trình tìm biên dạng vật 78 Hình 6.4 Mơ hình sơ đồ ảnh 79 Hình 6.5 a) Hình trước lọc ngưỡng HSV, b) Hình sau lọc ngưỡng HSV80 Hình 6.6: a) ảnh trước xử lý, b) ảnh sau xử lý 82 Hình 6.7 a) Hình trước tìm contour, b) hình sau tìm contour 82 Hình 6.8: Tọa độ tâm góc vật 84 Hình 6.9: Giải thuật trình xử lý biên dạng đế giày .84 Hình 6.10: a) Biên dạng đế giày trước xử lý, b) biên dạng đế giày sau xử lý .85 Hình 6.11: Nội suy y theo x 86 Hình 6.12: Tập hợp điểm nội suy biên dạng đế giày .86 Hình 6.13:Vị trí tương quan hai hệ trục đế giày camera 87 Hình 6.14: 3D viewer pcl 92 Hình 6.15: a) tìm tâm hệ camera, b) tìm tâm hệ robot 93 Hình 6.16: Giải thuật tracking đế giày 94 Hình 6.17 Sơ đồ băng tải robot .95 ix Tp=[ 𝑅 𝑐𝑜𝑠𝑎 𝑇 ] , Rz,a=[sin 𝑎 −𝑠𝑖𝑛𝑎 cos 𝑎 𝑥 𝑦 0], ma trận xoay quanh trục z, T=[ ] 1 ma trận tịnh tiến theo phương x, y Như vậy, sau lần chụp, ta cần tìm thơng tin tâm biên dạng đế giày tọa độ x, y, z góc xoay suy điểm nội suy đế giày 6.6 Calib camera với Robot Trong thực tế, điểm biểu diễn hệ trục tọa độ 3D Vật ta vậy, ta biểu diễn điểm biên vật tọa độ tâm vật, hay tọa độ camera tùy ý Tuy nhiên, từ liệu đọc tọa độ thực vật so với gốc tọa độ camera, để robot sử dụng liệu tọa độ từ camera đọc về, ta cần trải qua bước calib để chuyển tọa độ camera tọa độ gắn với robot Giả sử ta điểm M không gian biểu diễn hệ tọa độ camera C bất kỳ, ký hiệu MC, Trong hệ tọa độ thực W, kí hiệu Mw ta có cơng thức chuyển đổi sau 𝑀𝑊 = (𝑅)𝑀𝐶 + 𝑇 Với R ma trận xoay theo phương (x,y,z) T ma trận chứa vector tịnh tiến từ hệ tọa độ thực đến hệ tọa độ camera Như vậy, để chuyển đổi tọa độ vật hệ trục camera sang tọa độ vật hệ trục gắp với tay máy hoàn toàn tương tự, tay máy đóng vai trò hệ tọa độ W cần chuyển đổi Ta có cơng thức chuyển đổi sau: 𝑀𝑅 = (𝑅)𝑀𝐶 + 𝑇 Với MR tọa độ điểm M hệ trục robot Với Kinect, ảnh 640x480, với tọa độ pixel 2D cho phép ta truy xuất tọa độ thực xyz ứng với điểm ảnh - Xác định điểm hệ tọa độ camera nhờ camera màu map xyz - Xác định tọa độ điểm hệ tọa độ tay máy 88 Do để xác việc calib,ta thực sau: - Tìm tâm hình tròn in sẵn giấy dán vào mặt hộp, sử dụng camera 2D xác định tâm hình tròn, truy xuất tọa độ thực tâm hình tròn - Sử dụng teach pendant di chuyển đầu dò nhỏ gắng tay máy, đầu dò nhỏ, nhọn để tăng độ xác.Sau ta ghi lại tọa độ điểm hệ tọa độ tay máy a) b) c) 89 Hình 5.9: a) lấy tọa độ hệ camera, b),c) Lấy tọa độ hệ tay máy Ta thực với vị trí khác để tìm ma trận chuyển Điểm Tọa độ camera(mm) -0.066.589 , 0.046524 , 0.623 -0.058706 , -0.048920, 0.801 -0.01728 , 0.015074 , 0.752 -0.098 00 , 0.0762 00 , 0.673 Tọa độ tay máy 389.5226, -419.0890, 207 494.5120, -411.2068, 32 424.1186, -369.7810, 80 356.8820, -450.5010, 157 Theo công thức () chuyện hệ từ camera sang hệ tay máy , với tọa độ gắn với camera [𝑥 𝑦 𝑧 ]𝑇 , tọa độ gắn với tay máy [𝑋 𝑌 𝑍]𝑇 Thông qua ma trận xoay R ma trận tịnh tiến T 𝑥 𝑋 [ 𝑌 ] = [𝑦 ] 𝑅 + 𝑇 𝑧 𝑍 𝑎11 𝑎12 𝑎13 𝑥 𝑡1 𝑋 < > [𝑌 ] = [𝑎21 𝑎22 𝑎23 ] [𝑦] + [𝑡2 ] 𝑎31 𝑎32 𝑎33 𝑧 𝑡3 𝑍 Từ ta viết 12 phương trình: 𝑋1 = 𝑎11 𝑥1 + 𝑎12 𝑦1 + 𝑎13 𝑧1 + 𝑡1 𝑌1 = 𝑎21 𝑥1 + 𝑎22 𝑦1 + 𝑎23 𝑧1 + 𝑡2 𝑍1 = 𝑎31 𝑥1 + 𝑎32 𝑦1 + 𝑎33 𝑧1 + 𝑡3 𝑋2 = 𝑎11 𝑥2 + 𝑎12 𝑦2 + 𝑎13 𝑧2 + 𝑡1 𝑌2 = 𝑎21 𝑥2 + 𝑎22 𝑦2 + 𝑎23 𝑧2 + 𝑡2 𝑍2 = 𝑎31 𝑥2 + 𝑎32 𝑦2 + 𝑎33 𝑧2 + 𝑡3 𝑋3 = 𝑎11 𝑥3 + 𝑎12 𝑦3 + 𝑎13 𝑧3 + 𝑡1 𝑌3 = 𝑎21 𝑥3 + 𝑎22 𝑦3 + 𝑎23 𝑧3 + 𝑡2 𝑍3 = 𝑎31 𝑥3 + 𝑎32 𝑦3 + 𝑎33 𝑧3 + 𝑡3 𝑋4 = 𝑎11 𝑥4 + 𝑎12 𝑦4 + 𝑎13 𝑧4 + 𝑡1 𝑌4 = 𝑎21 𝑥4 + 𝑎22 𝑦4 + 𝑎23 𝑧4 + 𝑡2 𝑍4 = 𝑎31 𝑥4 + 𝑎32 𝑦4 + 𝑎33 𝑧4 + 𝑡3 Với tọa độ Xi, Yi,Zi,xi,yi,zi tọa độ robot tọa độ camera điểm ta tìm 90 Ta viết lại hệ 12 phương trình dạng ma trận 𝑋1 𝑥1 𝑌1 𝑍1 𝑋2 𝑥2 𝑌2 𝑍2 = 𝑥 𝑋3 𝑌3 0 𝑍3 𝑥2 𝑋1 𝑌1 [ [𝑍1 ] 𝑦1 𝑧1 0 0 0 𝑥1 𝑦1 𝑧1 0 0 0 𝑥1 𝑦1 𝑦2 𝑧2 0 0 0 𝑥2 𝑦2 𝑧2 0 0 0 𝑥2 𝑦2 𝑦1 𝑧1 0 0 0 𝑥1 𝑦1 𝑧1 0 0 0 𝑥1 𝑦1 𝑦2 𝑧2 0 0 0 𝑥2 𝑦2 𝑧2 0 0 𝑥2 𝑦2 𝑧2 0 0 𝑧1 0 𝑧2 0 𝑧1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 𝑎11 𝑎12 𝑍1 𝑋2 𝑌2 𝑍2 𝑋3 𝑌3 𝑍3 𝑋1 𝑌1 0] [ 𝑍1 ] ↔ 𝐴 = 𝐵𝐼 Từ () thông số R t tìm qua cơng thức: 𝐼 = 𝐵−1 𝐼 Phương pháp calibration thực nghiệm Tuy nhiên giải hệ phương trình ta nghiệm gần đúng, thực nghiệm tác giả calib phương pháp sau: Liên hệ tọa độ hệ tọa độ gắn với camera hệ tọa độ robot thể qua ma trận chuyển: 𝑥 𝑋 [ 𝑌 ] = 𝑅 [𝑦 ] + 𝑇 𝑧 𝑍 𝑎11 𝑋 𝑎 [𝑌 ] = [ 21 𝑎31 𝑍 𝑎12 𝑎22 𝑎32 𝑎13 𝑥 𝑡1 𝑎23 ] [𝑦] + [𝑡2 ] 𝑎33 𝑧 𝑡3 Trong đó, X Y Z tọa độ hệ robot, xyz tọa độ hệ camera Ma trận xoay 𝑎11 𝑎12 𝑎13 𝑡1 𝑅 = [𝑎21 𝑎22 𝑎23 ] , ma trận tịnh tiến 𝑇 = [𝑡2 ] 𝑎31 𝑎32 𝑎33 𝑡3 Để thực nghiệm tìm ma trận chuyển, tác giả tìm ma trận xoay R phương pháp sau: 91 -Gắn vào tool robot bút, ta dùng tecch pendant di chuyển đầu bút theo phương X,Y đánh đầu chiều phương tờ giấy dán sẵn lên mặt phẳng -Sử dụng 3D Viewer thư viện PCL( Point Cloud Liblary) để điều chỉnh camera cho: + Trục x y camera song song vng góc với trục X trục Y robot Vì x, y camera song song vng góc với X , Y robot nên đương nhiên z camera robot song song với +Từ việc điều chỉnh ta dễ dàng tìm thơng số góc quay quanh trục x ( C), góc quay quanh trục y ( ꞵ )và góc quay quanh trục z ( γ ) để hệ trục xyz hướng với hệ XYZ Hình 6.14: 3D viewer pcl Từ việc điều chỉnh camera, ta dễ dàng xác định ma trận xoay R sau: 92 𝑅 = 𝑄𝑥,α 𝑄𝑦,ꞵ 𝑄𝑧,γ Sau tìm ma trận xoay R, ta tìm ma trận tịnh tiến T cách sau: -Dùng hình tròn màu đỏ đánh dấu điểm tâm, sử dụng chương trình findcontour để tìm tâm hình tròn -Ta sử dụng đầu nhỏ nhọn đầu viết, gắn lên tay máy di chuyển tay máy tâm đường tròn đánh dấu ghi lại tọa độ hiển thị teach pendant a) b) Hình 6.15: a) tìm tâm hệ camera, b) tìm tâm hệ robot Sau có thơng số tọa độ điểm tâm hình tròn hệ tọa độ ta tìm ma trận chuyển T sau: 𝑥 𝑋 [ 𝑌 ] = 𝑅 [𝑦 ] + 𝑇 𝑧 𝑍 𝑥 𝑋 𝑦 [ ] [ ↔𝑇 = 𝑌 −𝑅 ] 𝑧 𝑍 Như vây, sau calib ta có thơng số ma trận xoay R ma trận tịnh tiến T 6.7 Giải thuật tracking đế giày Để tăng suất trình gián keo, ta xây dựng giải thuật cho robot dán keo vật chuyển động băng tải Dưới sơ đồ giải thuật trình 93 Start Start Move Move robot robot về home home Tính Tính vận vận tốc tốc băng băng tải tải Dự Dự đoán đoán điểm điểm gặp gặp nhau Move Move robot robot đến đến điểm điểm gặp gặp nhau NO Điểm Điểm cuối cuối profile profile YES Move Move robot robot về home home END END Hình 6.16: Giải thuật tracking đế giày 6.7.1 Tính vận tốc băng tải Để tính vận tốc băng tải ta tiến hành chụp ảnh thời điểm, từ tọa độ tâm vật đọc thời điểm ta tính vận tốc băng tải 𝑣𝑏𝑡𝑥 = |𝑥2 − 𝑥1 | 𝑡 𝑣𝑏𝑡𝑦 = |𝑦2 − 𝑦1 | 𝑡 Với 𝑣𝑏𝑡𝑥 , 𝑣𝑏𝑡𝑦 vận tốc băng tải theo phương x, y; (𝑥 , 𝑦1 ) ( 𝑥2, 𝑦2 ) tọa độ tâm đế giày điểm thứ điểm thứ 94 Tuy nhiên gá đặt băng tải song song với phương X Robot nên vận tốc theo phương Y hệ tọa độ robot Do vận tốc băng tải phụ thuộc vào tọa độ X tâm vật Hình 7.2: Ảnh chụp tọa độ tâm đế giày thời điểm Để xác ta tiến hành chụp lần để lấy vận tốc Sau tính trung bình để vận tốc băng tải 6.7.2 Tính tốn điểm gặp robot đế giày Vì vận tốc băng tải robot cố định, để di chuyển robot bắt đế giày chuyển băng tải ta cần tính tốn điểm mà đế giày robot gặp khoảng thời gian t(s) Mối quan hệ vận tốc robot băng tải thể qua mô hình cơng thức sau Hình 6.17 Sơ đồ băng tải robot Trong đó: tâm đế giày, vị trí gặp nhau,3 băng tải, TCP tool dán keo Vì sau thời gian xử lý ảnh sau lần chụp tọa độ vật bị thay đổi ta tính tọa độ điểm đế giày tới lúc robot bắt đầu di chuyển Trong khoảng thời gian t, đế giày robot đồng thời di chuyển gặp điểm P băng tải Điểm P xác định theo công thức sau: 95 CHƯƠNG 7: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SAI SỐ 7.1 Thực nghiệm đánh giá sai số kinect: Để đánh giá sai số 3D kinect trả về, ta sử dụng bàn cờ với kích thước bàn cờ biết trước (1 ô =30mm), Khoảng cách z camera so với bàn cờ 0.67m, sau ta sử dụng thuật tốn Shi-tomashi Coner detetor để xác định góc cờ truy xuất tọa độ thực điểm đó, ta tiến hành tính tốn khoảng cách điểm để lấy số liệu đánh giá sai số Dưới hình ảnh chụp bàn cờ số liệu đánh giá: Hình 7.1: Tính kích thước bàn cờ camera 96 Bảng 7-1 Bảng thống kê sai số Kinect theo phương X Lần 3 3 Phương Số ô bàn cờ (1 ô=30mm) X Kết quả(mm) 26.71 26.52 26.8 53.5 53.8 53.58 81.77 80.32 82.34 108.25 107.26 106.31 136.95 135.47 134.06 Sai số (mm) 3.29 3.48 3.2 6.5 6.2 6.42 8.23 9.68 7.66 11.75 12.74 13.69 13.05 14.53 15.94 Trung bình Sai số (%) 10.96 11.6 10.6 10.83 10.3 10.7 9.14 10.75 8.51 9.79 10.61 11.41 8.7 9.68 10.62 10.28 Bảng 7-2 Bảng thống kê sai số Kinect theo phương Y Lần 3 3 Phương Số ô bàn cờ (1 ô=30mm) Y Kết quả(mm) 26.32 26.38 26.56 53.46 54.08 52.76 81.32 80.04 82.13 108.26 107.43 106.26 134.55 135.37 134.26 97 Sai số (mm) 3.68 3.62 3.44 6.54 5.92 7.24 8.68 9.96 7.87 11.74 12.57 13.74 15.45 14.63 15.74 Sai số (%) 12.27 12.07 11.47 10.90 9.87 12.07 9.64 11.07 8.74 9.78 10.48 11.45 10.30 9.75 10.49 Trung bình 10.68 Theo số liệu thống kê từ trên, ta thấy sai số theo phương X Kinect 10.28% sai số theo phương Y 10.68% Giá trị gần với số liệu sai số nhà sản xuất đưa 10% 7.2 Đánh giá biên dạng nội suy biên dạng thực Để kiểm nghiệm trình nội suy biên dạng đế giày, ta tiến hành so sánh biên dạng đế giày thực tế biên dạng đế giày sau nội suy, cụ thể ta tiến hành sau: -Vẽ lại biên dạng đế giày sau nội suy lệnh Curve solidworks Lệnh cho phép ta tạo đối tượng với tọa độ cho trước Do đó, ta cung cấp tọa độ điểm biên dạng đế giày sau nội suy ta vẽ biên dạng Hình 7.2 Vẽ lại biên dạng đế giày lệnh Curve solidworks - Xuất đối tượng sang vẽ 2D, in vẽ theo tỉ lệ 1:1 đem so sánh với vật mẫu 98 Hình 7.3 Xuất biên dạng qua vẽ 2D Như vậy, theo quan sát biên dạng đế giày thực biên dạng đế giày sau nội suy ta thấy biên dạng sau nội suy phù hợp với biên dạng thực 7.3 Đánh giá thời gian trình Thời gian thực quy trình dán keo thể hình dưới, q trình dán keo robot đặt 15s Ta tiến hành thực nghiệm, khoảng thời gian trình xử lý ảnh move robot dán keo hàm GettickCount Opencv Kết thực nghiệm thể bảng(7.2) 99 Bảng 7-3 Bảng phân bố thời gian xử lý ảnh dán keo Lần 10 Trung bình Thời gian xử lý ảnh 1.311 1.312 1.301 1.313 1.32 1.30 1.315 1.312 1.314 1.32 1.311 Thời gian dán keo 11.83 12.01 11.76 12.03 12.05 11.84 11.89 11.86 11.87 11.85 11.899 Theo bảng(7-3), thời gian xử lý ảnh 1.311s, thời gian di chuyển robot dán keo 11.899s Hình 7.4: Biểu đồ phân bố thời gian trình dán keo Như vậy, thời gian dán keo 11.89s, đạt nhiệm vụ đề 15s 7.3 Thực nghiệm trình dán keo 100 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 8.1 Đánh giá kết 8.1.1 Nội dung hồn thành Giao tiếp thành cơng với tay máy NZ07 Thiết kế cụm dán keo gắn tay máy Xậy dựng thuật toán dán keo biên dạng đế giày, đế giày xoay góc khác băng tải Kiểm nghiệm thành công giải thuật dán keo đế giày với tay máy NZ07 8.1.2 Hạn chế luận văn Việc đánh giá sai số dán keo thực phương pháp trực quan nên chưa có thước đo để kiểm tra độ xác sai số Kinect có sai số 10% nên để đảm bảo biên dạng xác khó khăn, nên sử dụng camera 3D khác có độ xác cao Tool dán keo chưa dán theo hướng điểm biên dạng, đo thích hợp cho loại giày đế Tốc độ dán keo thấp, chưa đáp ứng tốc độ dán keo công nghiệp 8.2 Hướng phát triển đề tài Từ hạn chế tồn tại, để đáp ứng nhu cầu độ xác xuất công nghiệp, theo tác giả cần cải thiện phát triền đề tài theo hướng sau: Dán keo theo biên dạng đầu dán keo có hướng vng góc với điểm cần dán Thiết kế băng tải hoạt động với vận tốc ổn định để kiểm nghiệm chức tracking đế giày băng tải 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Fanuc M-1iA Catalogue [2] Phil Crowther (4/2015), YuMi – IRB 14000 Overview [3] ABB Group, YuMi BackGrounder [4] Epson SCARA G-Series Catalogue [5] http://robots.epson.com/product-detail/1 [6] Vương Quốc & Phan Đình Quang (2005) Thiết kế dây chuyền lắp ráp bút bi (TL 034) Luận văn đại học, Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [7] https://lhu.edu.vn/195/Nghien-cuu-khoa-hoc.html [8] KINCO CD Series Servo Drives User Manual [9] KINCO Servo System CD/FD/JD Catalogue [10] Limit Switches, Proximity Switches, Photoelectric Switches Catalogue, Hitachi [11] PCI-8164/MPC-8164/PXI-8164 User’s Manual, ADLINK [12] E R Davies (2012), Computer & Machine Vision: Theory Algorithms Practicalities [13] James Hay, Edge/boundary detection [14] J.Canny, Computational Aproach To Edge Detection, IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8:679-714, 1986 PHỤ LỤC 102 ... có, luận văn giới hạn đặt yêu cầu toán sau: -Hệ thống tự động nhận biên dạng lần -Thời gian dán keo nhỏ 2s -Mẫu đế giày mẫu có màu đồng nhất, kích thước 160x40 mm 1.5.4 Tổ chức luận văn Luận văn. .. TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, tự động hóa sản xuất hầu hết công ty quan tâm đầu tư phát triền nhằm nâng cao suất chất lượng sản phầm, robot thiết bị giúp tự động hóa q trình sản xuất Trong luận văn. .. dạng dán keo đế giày, tiến hành đánh giá sai số trình thực nghiệm Luận văn gồm có chương liệt kê Chương 1: Tổng quan Chương 2: Nguyên cứu lựa chọn phương án Chương 3: Thiết kế cụm dán keo hệ thống