Robot PhantomX Pincher - Selezionatore di mele: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

I requisiti di sicurezza per gli alimenti sono in crescita. Sia i consumatori che le autorità chiedono sempre più che il cibo che mangiamo sia di alta qualità e con un'elevata sicurezza. Se si verificano problemi durante la produzione di cibo, la fonte dell'errore deve essere rapidamente individuata e corretta. La qualità del cibo può essere suddivisa in qualità oggettiva e soggettiva. La qualità oggettiva del cibo riguarda le caratteristiche che possono essere misurate e documentate mentre la qualità soggettiva del cibo è la percezione del cibo da parte dei consumatori.

Le proprietà orientate al prodotto che possono essere misurate e documentate attraverso l'autocontrollo possono, ad esempio, essere il colore, la consistenza e il contenuto nutrizionale dell'alimento. L'autocontrollo, l'igiene e la valutazione dei rischi sono tutti elementi imprescindibili che sono statutari per tutte le aziende che producono alimenti.

Un programma di autoispezione deve garantire che gli alimenti prodotti dall'azienda soddisfino i requisiti della normativa. Questo progetto indagherà la possibilità di creare un programma di autocontrollo del cibo aziendale.

Dichiarazione problema

Come sviluppare un programma di autocontrollo per garantire che le mele che i consumatori acquistano al negozio abbiano il colore corretto, quando lasciano il produttore?

Passaggio 1: configurazione del progetto

Per ovvie ragioni questo progetto fungerà solo da mock-up di uno scenario reale di un programma di autocontrollo. Il programma è impostato in modo tale che solo le mele rosse passeranno attraverso il controllo di qualità. Le mele marce, definite da colori diversi dal rosso, verranno ordinate in una pila diversa.

Il robot prenderà le mele e le terrà davanti a una telecamera, quindi il programma rileverà il colore e le ordinerà di conseguenza. A causa della mancanza di mele disponibili, il programma verrà simulato con blocchi di legno colorati.

Passaggio 2: hardware e materiale

L'hardware e il materiale utilizzati in questo progetto sono i seguenti:

PhantomX Pincher Kit braccio robotico Mark ll

5 servomotori AX-12A

Controller robot ArbotiX-M

Fotocamera Pixy

2 x pulsanti

Luce a led

Blocchi in diversi colori

Passaggio 3: software

Il software utilizzato per questo progetto è stato reperito sui seguenti siti:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

I software necessari per completare questo progetto sono i seguenti:

1. Kit braccio robotico Pincher PhantomX Mark II (per l'attuatore/braccio robotico)

2. Controller robot Arbotix-M (per il controller Arbotix-M)

3. AX-12A (software per i servomotori)

4. Arduino (per la programmazione)

5. CMUcam5 Pixy (per la fotocamera)

6. PixyMon (mostra ciò che vede la fotocamera pixy)

Passaggio 4: configurazione della fotocamera Arbotix-M e Pixy

I collegamenti per la scheda Arbotix-M e la fotocamera sono visibili nelle immagini sopra. I collegamenti sono descritti di seguito.

Per la scheda Arbotix-M:

1. Pin digitale 0: pulsante di arresto

2. Pin digitale 1: pulsante di avvio

3. Pin digitale 7: LedPin luce verde

4. PIN ISP: connessione fotocamera Pixy

5. BLK: Connessione dalla scheda al PC

6. 3 porte DYNAMIXEL a 3 pin (TTL): controllo ai servi

7. Alimentazione per la fotocamera Pixy

Per la fotocamera Pixy:

8. Obiettivo della fotocamera

9. Luce LED RGB (mostra il colore rilevato dalla fotocamera)

10. Connessione USB dalla scheda al PC

11. Pulsante per la registrazione del colore davanti alla telecamera

12. PIN ISP: per il collegamento alla scheda Arbotix-M

Passaggio 5: il programma

L'intero codice per il programma di ordinamento dei colori è incluso in questo passaggio, non esitate a copiare.

Le azioni del robot sono spiegate di seguito:

Il braccio robotico si avvierà nella sua posizione iniziale (punta verso l'alto). Quindi si inclinerà all'indietro finché il pincher non sarà in posizione attorno al blocco già posizionato e quindi si stringerà insieme. Il braccio quindi si solleverà e si sposterà su se stesso finché il pincher non si troverà davanti alla piattaforma. Quindi manterrà il blocco fermo davanti alla telecamera, fino a quando non verrà rilevato il colore del blocco. Se il blocco deve essere ordinato come rosso, il braccio si sposterà a destra, si abbasserà in modo che il blocco si trovi sul tavolo, quindi rilascerà il blocco. Se il blocco non è rosso, il braccio si sposterà invece a sinistra e farà la stessa cosa. Dopodiché il braccio robotico si solleverà un po', si sposterà su se stesso di nuovo e in basso finché non si troverà sopra il blocco successivo che deve essere ordinato, quindi ripetere il programma.

Un video del robot funzionante deve essere visto nel passaggio successivo.

Notare che questo braccio robotico è posizionato su una piattaforma con piccole viti di livellamento. Se è necessario che funzioni a un'altezza diversa, spostare manualmente il braccio e annotare le posizioni di ciascuna posizione finale, quindi modificare le posizioni dei servi nel codice.

Passaggio 6: conclusione

È stato creato un programma per il controllo della qualità delle mele, in particolare un processo di selezione del colore tra mele rosse buone e mele marce di qualsiasi altro colore. Il braccio robotico smisterà le mele buone in un mucchio a destra e le mele marce in un mucchio a sinistra. Il processo di selezione degli alimenti con l'aiuto di un robot è estremamente vantaggioso nell'industria alimentare a causa delle crescenti richieste di qualità e per mantenere bassi i costi dei salari e l'efficienza.

L'istruttore passa attraverso i temi della motivazione per la scelta di questo progetto specifico, l'impostazione del progetto, l'hardware e il software utilizzati, l'installazione e il cablaggio della scheda Arbotix-M e PixyCam e il programma completo del sistema di smistamento in codice. Per concludere il progetto, il processo di selezione del colore è stato un successo che può essere visto nel video qui sotto.

Questo intricato è stato assegnato come incarico dagli studenti di ingegneria dell'automazione presso l'University College Nordjylland in Danimarca: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard e Nanna Vestergaard Klemmensen.