Робот PhantomX Pincher - сортировщик яблок: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Требования безопасности к продуктам питания растут. И потребители, и власти все чаще требуют, чтобы пища, которую мы едим, была высокого качества и с высокой степенью безопасности. Если во время производства продуктов питания возникают проблемы, необходимо быстро найти и исправить источник ошибки. Качество еды можно разделить на объективное и субъективное. Объективное качество пищевых продуктов связано с характеристиками, которые могут быть измерены и задокументированы, в то время как субъективное качество пищевых продуктов - это восприятие пищевых продуктов потребителями.

Ориентированные на продукт свойства, которые могут быть измерены и задокументированы посредством самоконтроля, могут, например, включать цвет, текстуру и питательную ценность продукта. Самоконтроль, гигиена и оценка рисков - все это важные элементы, которые являются обязательными для всех компаний, производящих продукты питания.

Программа самопроверки должна гарантировать, что продукты питания, производимые компанией, соответствуют требованиям законодательства. В рамках этого проекта будет изучена возможность создания программы самоконтроля корпоративного питания.

Постановка задачи

Как разработать программу самоконтроля, чтобы яблоки, покупаемые в магазине, имели правильный цвет, когда они уходят от производителя?

Шаг 1. Настройка проекта

По очевидным причинам этот проект будет действовать только как макет реального сценария программы самоконтроля. Программа настроена так, что только красные яблоки проходят контроль качества. Плохие яблоки, отличные от красного цвета, будут отсортированы в другую кучу.

Робот подберет яблоки и будет держать их перед камерой, затем программа определит цвет и отсортирует их соответственно. Из-за отсутствия доступных яблок программа будет смоделирована с помощью цветных деревянных блоков.

Шаг 2: оборудование и материалы

Оборудование и материалы, используемые в этом проекте, следующие:

Комплект манипулятора PhantomX Pincher Mark II

5 серводвигателей AX-12A

Робот-контроллер ArbotiX-M

Pixy камера

2 кнопки

Светодиодный

Блоки разных цветов

Шаг 3: Программное обеспечение

Программное обеспечение, использованное для этого проекта, было найдено на следующих сайтах:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Программное обеспечение, необходимое для выполнения этого проекта, следующее:

1. Комплект манипулятора PhantomX Pincher Mark II (для привода / манипулятора)

2. Робот-контроллер Arbotix-M (для контроллера Arbotix-M)

3. AX-12A (ПО для серводвигателей)

4. Arduino (для программирования)

5. CMUcam5 Pixy (для камеры)

6. PixyMon (показывает то, что видит пикси-камера)

Шаг 4: Настройка камеры Arbotix-M и Pixy

Подключения платы Arbotix-M и камеры можно увидеть на фотографиях выше. Подключения описаны ниже.

Для платы Arbotix-M:

1. Цифровой вывод 0: кнопка остановки

2. Цифровой вывод 1: кнопка запуска.

3. Цифровой контакт 7: светодиодный индикатор зеленого цвета.

4. PIN-код интернет-провайдера: подключение камеры Pixy.

5. BLK: подключение платы к ПК.

6. 3 3-контактных порта DYNAMIXEL (TTL): управление сервоприводами

7. Блок питания для камеры Pixy.

Для камеры Pixy:

8. Объектив камеры

9. RGB-светодиодный свет (показывает цвет, который обнаруживает камера)

10. USB-подключение платы к ПК.

11. Кнопка регистрации цвета перед камерой.

12. ПИН-код ISP: для подключения к плате Arbotix-M.

Шаг 5: Программа

Полный код программы сортировки по цвету включен в этот шаг, не стесняйтесь копировать.

Далее поясняются действия робота:

Роботизированная рука начнется в исходном положении (направлено прямо вверх). Затем он будет наклоняться назад, пока зажим не окажется в положении вокруг уже установленного блока, а затем сожмется вместе. Затем рука поднимется и переместится вверх, пока щипец не окажется перед платформой. Затем он будет удерживать блок перед камерой, пока цвет блока не будет определен. Если блок должен быть отсортирован как красный, рука переместится вправо, опустится так, чтобы блок оказался на столе, а затем отпустит блок. Если блок не красный, рука вместо этого переместится влево и сделает то же самое. После этого роботизированная рука немного приподнимется, снова переместится вверх и вниз, пока не окажется над следующим блоком, который нужно отсортировать, а затем повторите программу.

На следующем шаге будет показано видео работающего робота.

Обратите внимание, что этот робот-манипулятор размещен на платформе с небольшими регулировочными винтами. Если вам нужно, чтобы он работал на другой высоте, переместите рычаг вручную и отметьте положения каждого конечного положения, а затем измените положения сервопривода в коде.

Шаг 6: Заключение

Была создана программа для контроля качества яблок, в частности процесс сортировки по цвету между хорошими красными яблоками и плохими яблоками любого другого цвета. Роботизированная рука сортирует хорошие яблоки в стопке справа и плохие яблоки в стопке слева. Процесс сортировки продуктов с помощью робота очень полезен в пищевой промышленности из-за растущих требований к качеству, а также для снижения затрат на заработную плату и повышения эффективности.

В руководстве рассматриваются темы мотивации для выбора этого конкретного проекта, настройки проекта, используемого оборудования и программного обеспечения, настройки и подключения Arbotix-M и платы PixyCam, а также полная программа системы сортировки в коде. Подводя итоги проекта, можно сказать, что процесс сортировки по цвету прошел успешно, что можно увидеть на видео ниже.

Это руководство было выполнено по заданию студентов инженерного факультета Университетского колледжа Нордъюлланда в Дании: Рольфом Кьерсгаардом Якобсеном, Мартином Норгаардом и Нанной Вестергаард Клемменсен.