PhantomX Pincher-Roboter - Apple Sorter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Die Sicherheitsanforderungen an Lebensmittel steigen. Sowohl Verbraucher als auch Behörden fordern zunehmend, dass die von uns verzehrten Lebensmittel von hoher Qualität und mit hoher Sicherheit sind. Sollten bei der Herstellung von Lebensmitteln Probleme auftreten, muss die Fehlerquelle schnell gefunden und behoben werden. Die Lebensmittelqualität kann in objektive und subjektive Qualität unterteilt werden. Die objektive Lebensmittelqualität befasst sich mit Merkmalen, die gemessen und dokumentiert werden können, während die subjektive Lebensmittelqualität die Wahrnehmung des Lebensmittels durch den Verbraucher ist.

Produktbezogene Eigenschaften, die durch Selbstkontrolle gemessen und dokumentiert werden können, können beispielsweise Farbe, Textur und Nährwert des Lebensmittels sein. Selbstkontrolle, Hygiene und Risikobewertung sind wesentliche Elemente, die für alle Lebensmittel produzierenden Unternehmen gesetzlich vorgeschrieben sind.

Ein Selbstkontrollprogramm muss sicherstellen, dass die vom Unternehmen produzierten Lebensmittel den Anforderungen der Gesetzgebung entsprechen. In diesem Projekt wird die Möglichkeit untersucht, ein Selbstkontrollprogramm für Unternehmensnahrungsmittel zu erstellen.

Problemstellung

Wie kann ein Selbstkontrollprogramm entwickelt werden, um sicherzustellen, dass die Äpfel, die die Verbraucher im Laden kaufen, die richtige Farbe haben, wenn sie den Hersteller verlassen?

Schritt 1: Projekteinrichtung

Aus offensichtlichen Gründen wird dieses Projekt nur als Nachbildung eines realen Fallszenarios eines Selbstkontrollprogramms dienen. Das Programm ist so eingestellt, dass nur rote Äpfel die Qualitätskontrolle durchlaufen. Schlechte Äpfel, die durch andere Farben als Rot definiert sind, werden in einen anderen Stapel sortiert.

Der Roboter nimmt die Äpfel auf und hält sie vor eine Kamera, dann erkennt das Programm die Farbe und sortiert sie entsprechend. Aufgrund des Mangels an verfügbaren Äpfeln wird das Programm mit farbigen Holzklötzen simuliert.

Schritt 2: Hardware und Material

Die in diesem Projekt verwendete Hardware und das Material sind wie folgt:

PhantomX Pincher Roboterarm-Kit Mark ll

5 x AX-12A Servomotoren

ArbotiX-M Robotersteuerung

Pixy-Kamera

2 x Tasten

LED-Licht

Blöcke in verschiedenen Farben

Schritt 3: Software

Die für dieses Projekt verwendete Software wurde auf den folgenden Seiten gefunden:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixicam.com/

www.cmucam.org

Die erforderliche Software, um dieses Projekt abzuschließen, ist wie folgt:

1. PhantomX Pincher-Roboterarm-Kit Mark ll (für den Aktuator/Roboterarm)

2. Arbotix-M Robotersteuerung (für die Arbotix-M Steuerung)

3. AX-12A (Software für die Servomotoren)

4. Arduino (für die Programmierung)

5. CMUcam5 Pixy (für die Kamera)

6. PixyMon (Zeigt, was die Pixy-Kamera sieht)

Schritt 4: Arbotix-M- und Pixy-Kamera-Setup

Anschlüsse für das Arbotix-M Board und die Kamera sind in den obigen Bildern zu sehen. Die Anschlüsse sind unten beschrieben.

Für Arbotix-M-Board:

1. Digitaler Pin 0: PushButton Stop

2. Digitaler Pin 1: PushButton Start

3. Digitaler Pin 7: LedPin Grünes Licht

4. ISP-PIN: Pixy-Kameraverbindung

5. BLK: Verbindung vom Board zum PC

6. 3x 3-Pin DYNAMIXEL Ports (TTL): Steuerung zu den Servos

7. Stromversorgung für die Pixy-Kamera

Für die Pixy-Kamera:

8. Kameraobjektiv

9. RGB-LED-Licht (zeigt die Farbe an, die die Kamera erkennt)

10. USB-Verbindung vom Board zum PC

11. Taste zur Registrierung der Farbe vor der Kamera

12. ISP-PIN: zum Anschluss an das Arbotix-M-Board

Schritt 5: Das Programm

Der gesamte Code für das Farbsortierprogramm ist in diesem Schritt enthalten, bitte kopieren Sie ihn.

Die Aktionen des Roboters werden im Folgenden erklärt:

Der Roboterarm startet in seiner Startposition (gerade nach oben zeigend). Dann beugt es sich nach hinten, bis die Zange um den bereits platzierten Block in Position ist, und drückt sie dann zusammen. Der Arm hebt sich dann und bewegt sich über sich selbst nach oben, bis sich die Zange vor der Plattform befindet. Dann hält es den Block still vor der Kamera, bis die Farbe des Blocks erkannt wurde. Wenn der Block rot sortiert werden soll, bewegt sich der Arm nach rechts, senkt sich ab, bis der Block auf dem Tisch liegt, und lässt dann den Block los. Wenn der Block nicht rot ist, bewegt sich der Arm stattdessen nach links und macht dasselbe. Danach hebt sich der Roboterarm etwas, bewegt sich wieder über sich selbst nach oben und wieder nach unten, bis er über dem nächsten zu sortierenden Block ist, und wiederholen Sie dann das Programm.

Im nächsten Schritt ist ein Video des Arbeitsroboters zu sehen.

Beachten Sie, dass dieser Roboterarm mit kleinen Nivellierschrauben auf einer Plattform platziert wird. Wenn Sie auf einer anderen Höhe arbeiten möchten, bewegen Sie den Arm manuell und notieren Sie die Positionen jeder Endposition, dann ändern Sie die Servopositionen im Code.

Schritt 6: Fazit

Es wurde ein Programm zur Qualitätskontrolle von Äpfeln entwickelt, insbesondere ein Farbsortierverfahren zwischen guten roten Äpfeln und schlechten Äpfeln in jeder anderen Farbe. Der Roboterarm sortiert die guten Äpfel rechts in einen Stapel und die schlechten Äpfel links in einen Stapel. Das Sortieren von Lebensmitteln mit Hilfe eines Roboters ist in der Lebensmittelindustrie aufgrund der steigenden Anforderungen an die Qualität und um die Lohnkosten niedrig und die Effizienz hoch zu halten, von großem Vorteil.

Das anweisbare geht durch die Themen der Motivation für die Auswahl dieses spezifischen Projekts, der Projekteinrichtung, der verwendeten Hard- und Software, der Einrichtung und Verdrahtung des Arbotix-M und der PixyCam-Platine und des vollständigen Programms des Sortiersystems im Code. Zum Abschluss des Projekts war die Farbsortierung erfolgreich, die im folgenden Video zu sehen ist.

Diese ausführbare Aufgabe wurde von Studenten der Automatisierungstechnik am University College Nordjylland in Dänemark erstellt: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard und Nanna Vestergaard Klemmensen.