PhantomX Pincher Robot - Appelsorteerder - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

De veiligheidseisen voor voedsel nemen toe. Zowel consumenten als de autoriteiten eisen steeds vaker dat het voedsel dat we eten van hoge kwaliteit en met een hoge mate van veiligheid moet zijn. Mochten er zich problemen voordoen tijdens de productie van voedsel, dan moet de oorzaak van de fout snel gevonden en verholpen worden. Voedselkwaliteit kan worden onderverdeeld in objectieve en subjectieve kwaliteit. Objectieve voedselkwaliteit heeft betrekking op kenmerken die kunnen worden gemeten en gedocumenteerd, terwijl subjectieve voedselkwaliteit de perceptie van het voedsel door de consumenten is.

Productgerichte eigenschappen die door zelfcontrole kunnen worden gemeten en gedocumenteerd, kunnen bijvoorbeeld de kleur, textuur en voedingswaarde van het voedsel zijn. Zelfcontrole, hygiëne en risicobeoordeling zijn allemaal essentiële elementen die wettelijk verplicht zijn voor alle bedrijven die voedsel produceren.

Een zelfinspectieprogramma moet ervoor zorgen dat het door het bedrijf geproduceerde voedsel voldoet aan de eisen van de wetgeving. Dit project onderzoekt de mogelijkheid om een zelfcontroleprogramma van corporate food te creëren.

Probleemstelling

Hoe ontwikkel je een zelfcontroleprogramma om ervoor te zorgen dat appels die consumenten in de winkel kopen de juiste kleur hebben als ze de fabrikant verlaten?

Stap 1: Projectconfiguratie

Om voor de hand liggende redenen zal dit project alleen fungeren als een mock-up van een reëel scenario van een zelfcontroleprogramma. Het programma is zo opgezet dat alleen rode appels door de kwaliteitscontrole gaan. Rotte appels, gedefinieerd door andere kleuren dan rood, worden op een andere stapel gesorteerd.

De robot pakt de appels op en houdt ze voor een camera, waarna het programma de kleur detecteert en dienovereenkomstig sorteert. Vanwege het gebrek aan beschikbare appels wordt het programma nagebootst met gekleurde houten blokken.

Stap 2: Hardware en materiaal

De hardware en het materiaal dat in dit project wordt gebruikt, is als volgt:

PhantomX Pincher Robotarm Kit Mark II

5 x AX-12A servomotoren

ArbotiX-M-robotcontroller

Pixy-camera

2 x knoppen

LED verlichting

Blokken in verschillende kleuren

Stap 3: Software

De software die voor dit project is gebruikt, is gevonden op de volgende sites:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

De benodigde software om dit project te voltooien is als volgt:

1. PhantomX Pincher Robotarm Kit Mark ll (voor de actuator/robotarm)

2. Arbotix-M-robotcontroller (voor de Arbotix-M-controller)

3. AX-12A (software voor de servomotoren)

4. Arduino (voor het programmeren)

5. CMUcam5 Pixy (voor de camera)

6. PixyMon (laat zien wat de pixy-camera ziet)

Stap 4: Arbotix-M en Pixy Camera Setup

Aansluitingen voor het Arbotix-M-bord en de camera zijn te zien in de bovenstaande afbeeldingen. Hieronder worden de aansluitingen beschreven.

Voor Arbotix-M-bord:

1. Digitale Pin 0: Drukknop Stop

2. Digitale pin 1: Start met drukknop

3. Digitale Pin 7: LedPin Groen licht

4. ISP-pincode: Pixy-cameraverbinding

5. BLK: verbinding van het bord naar de pc

6. 3x 3-pins DYNAMIXEL-poorten (TTL): besturing naar de servo's

7. Voeding voor de Pixy Camera

Voor de Pixy-camera:

8. Cameralens

9. RGB-LED-licht (laat de kleur zien die de camera detecteert)

10. USB-verbinding van het bord naar de pc

11. Knop voor registratie van de kleur voor de camera

12. ISP-pincode: voor verbinding met het Arbotix-M-bord

Stap 5: Het programma

De volledige code voor het kleursorteerprogramma is opgenomen in deze stap. Kopieer deze gerust.

De acties van de robot worden hieronder uitgelegd:

De robotarm start in zijn startpositie (recht omhoog wijzend). Dan zal hij achterover leunen totdat de knijper in positie rond het reeds geplaatste blok zit en dan samenknijpen. De arm zal dan omhoog gaan en over zichzelf heen bewegen totdat de knijper zich voor het platform bevindt. Dan houdt hij het blok stil voor de camera, totdat de kleur van het blok is gedetecteerd. Als het blok als rood moet worden gesorteerd, zal de arm naar rechts bewegen, zichzelf laten zakken zodat het blok op de tafel ligt en dan het blok loslaten. Als het blok niet rood is, zal de arm in plaats daarvan naar links bewegen en hetzelfde doen. Hierna gaat de robotarm een stukje omhoog, gaat weer omhoog en omlaag tot hij boven het volgende blok is dat gesorteerd moet worden, en herhaalt dan het programma.

Een video van de werkende robot is te zien in de volgende stap.

Merk op dat deze robotarm op een platform wordt geplaatst met kleine stelschroeven. Als je het nodig hebt om op een andere hoogte te werken, verplaats je de arm handmatig en noteer je de posities van elke eindpositie, en verander dan de servoposities in de code.

Stap 6: Conclusie

Er is een programma gemaakt voor kwaliteitscontrole van appels, met name een kleursorteerproces tussen goede rode appels en rotte appels in een andere kleur. De robotarm sorteert de goede appels in een stapel aan de rechterkant en de rotte appels in een stapel aan de linkerkant. Het sorteren van voedsel met behulp van een robot is zeer gunstig in de voedingsmiddelenindustrie vanwege de toenemende kwaliteitseisen en om de loonkosten laag en de efficiëntie hoog te houden.

De instructable doorloopt de thema's van de motivatie voor het kiezen van dit specifieke project, de projectopstelling, de gebruikte hardware en software, de opstelling en bedrading van de Arbotix-M en het PixyCam-bord en het volledige programma van het sorteersysteem in code. Om het project af te sluiten, was het kleursorteerproces een succes, wat te zien is in de onderstaande video.

Deze intructable is gemaakt als opdracht door studenten automatiseringstechniek aan het University College Nordjylland in Denemarken: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard en Nanna Vestergaard Klemmensen.