PhantomX Pincher Robot - Apple Sorter: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Sikkerhedskrav til fødevarer vokser. Både forbrugere og myndigheder kræver i stigende grad, at den mad, vi spiser, skal være af høj kvalitet og med høj sikkerhed. Skulle der opstå problemer under madproduktionen, skal fejlkilden hurtigt findes og rettes. Fødevarekvalitet kan opdeles i objektiv og subjektiv kvalitet. Objektiv fødevarekvalitet omhandler egenskaber, der kan måles og dokumenteres, mens subjektiv madkvalitet er forbrugernes opfattelse af maden.

Produktorienterede egenskaber, der kan måles og dokumenteres gennem selvkontrol, kan for eksempel være madens farve, tekstur og næringsindhold. Selvkontrol, hygiejne og risikovurdering er alle væsentlige elementer, der er lovpligtige for alle virksomheder, der producerer fødevarer.

Et egenkontrolprogram skal sikre, at de fødevarer, der produceres af virksomheden, opfylder kravene i lovgivningen. Dette projekt vil undersøge muligheden for at oprette et selvkontrolprogram for virksomheders mad.

Problemformulering

Hvordan udvikler man et selvkontrolprogram for at sikre, at æbler, forbrugerne køber i butikken, har den korrekte farve, når de forlader producenten?

Trin 1: Projektopsætning

Af indlysende årsager vil dette projekt kun fungere som en mock-up af et reelt case-scenario for et selvkontrolprogram. Programmet er konfigureret sådan, at kun røde æbler vil gennemgå kvalitetskontrollen. Dårlige æbler, defineret af andre farver end rød, sorteres i en anden bunke.

Robotten vil hente æblerne og holde dem foran et kamera, derefter vil programmet registrere farven og sortere dem i overensstemmelse hermed. På grund af manglen på tilgængelige æbler vil programmet blive simuleret med farvede træklodser.

Trin 2: Hardware og materiale

Hardware og materiale, der bruges i dette projekt, er som følger:

PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark ll

5 x AX-12A servomotorer

ArbotiX-M robotstyring

Pixy kamera

2 x knapper

Led lys

Blokke i forskellige farver

Trin 3: Software

Den software, der blev brugt til dette projekt, blev fundet på følgende websteder:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Den nødvendige software til at fuldføre dette projekt er som følger:

1. PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark ll (til aktuatoren/robotarmen)

2. Arbotix-M Robot Controller (til Arbotix-M controller)

3. AX-12A (software til servomotorer)

4. Arduino (til programmering)

5. CMUcam5 Pixy (til kameraet)

6. PixyMon (viser, hvad pixy -kameraet ser)

Trin 4: Opsætning af Arbotix-M og Pixy kamera

Forbindelser til Arbotix-M-kortet og kameraet kan ses på billederne ovenfor. Forbindelserne er beskrevet nedenfor.

Til Arbotix-M Board:

1. Digital pin 0: PushButton Stop

2. Digital pin 1: PushButton Start

3. Digital Pin 7: LedPin Grønt lys

4. ISP PIN: Pixy kameraforbindelse

5. BLK: Tilslutning fra kortet til pc'en

6. 3x 3-pins DYNAMIXEL-porte (TTL): Kontrol til servoerne

7. Strømforsyning til Pixy -kameraet

Til Pixy -kameraet:

8. Kameralinse

9. RGB- LED-lys (viser den farve, kameraet registrerer)

10. USB-forbindelse fra kortet til pc'en

11. Knap til registrering af farven foran kameraet

12. ISP-pinkode: til tilslutning til Arbotix-M-kortet

Trin 5: Programmet

Hele koden til farvesorteringsprogrammet er inkluderet i dette trin. Du er velkommen til at kopiere.

Robotens handlinger forklares i det følgende:

Robotarmen starter i startpositionen (peger lige opad). Derefter vil den læne sig bagover, indtil kniberen er på plads omkring blokken, der allerede er placeret, og derefter klemme sammen. Armen vil derefter stige og bevæge sig op over sig selv, indtil klemmeren er foran platformen. Derefter holder den blokken stadig foran kameraet, indtil farven på blokken er blevet registreret. Hvis blokken skal sorteres som rød, bevæger armen sig til højre, sænker sig, så blokken er på bordet, og frigiver derefter blokken. Hvis blokken ikke er rød, bevæger armen sig til venstre i stedet for og gør det samme. Herefter vil robotarmen stige en smule, bevæge sig op over sig selv igen og ned, indtil den er over den næste blok, der skal sorteres, og derefter gentage programmet.

En video af den fungerende robot skal ses i det næste trin.

Bemærk, at denne robotarm er placeret på en platform med små nivelleringsskruer. Hvis du har brug for det til at arbejde i en anden højde, skal du flytte armen manuelt og notere positionerne for hver endeposition, og derefter ændre servopositionerne i koden.

Trin 6: Konklusion

Der er lavet et program til kvalitetskontrol af æbler, specifikt en farvesorteringsproces mellem gode røde æbler og dårlige æbler i enhver anden farve. Robotarmen sorterer de gode æbler i en bunke til højre og de dårlige æbler i en bunke til venstre. Processen med at sortere mad ved hjælp af en robot er yderst gavnlig i fødevareindustrien på grund af de stigende krav til kvalitet og for at holde lønomkostningerne nede og effektiviteten oppe.

Den instruerbare går gennem temaerne for motivationen til at vælge dette specifikke projekt, projektopsætningen, den anvendte hardware og software, opsætning og tilslutning af Arbotix-M og PixyCam-kortet og det fulde program for sorteringssystemet i kode. Som afslutning på projektet var farvesorteringsprocessen en succes, som kan ses i videoen herunder.

Denne uforgængelige blev lavet som en opgave af automationstekniske studerende på University College Nordjylland i Danmark: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard og Nanna Vestergaard Klemmensen.