BỘ GIÁO DỤC &amp ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT SCARA GẮP
VẬT VỚI CAMERA 3D

GVHD:

ThS. LÊ HOÀNG LÂM

SVTH:

NGUYỄN THÀNH LONG 19151149
HUỲNH ĐẮC HUY

19151131

Ngành: CNKT ĐIỀU KHIỂN &amp TỰ ĐỘNG HOÁ
Ngày 29 tháng 12 năm 2023, Thành Phố Hồ Chí Minh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 12 năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên 1:

Nguyễn Thành Long

MSSV: 19151149

Họ và tên sinh viên 2:

Huỳnh Đắc Huy

MSSV: 19151131

Ngành : CNKT Điều khiển và Tự động hoá

Mã ngành: 151

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

Mã hệ: 18

Giảng viên hướng dẫn:

Ths.Lê Hoàng Lâm

Khoá: 2019

Lớp: 19151CL1A

Ngày nhận đề tài: 23/08/2023
I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ĐIÊU KHIỂN ROBOT SCARA GẮP
VẬT VỚI CAMERA 3D
II. CÁC SỐ LIỆU, TÀI LIỆU BAN ĐẦU:
Thông số, tài liệu về bộ điều khiển Mitsubishi Q26UDVCPU.
Thông số, tài liệu về bộ điều khiển motion Mitsubishi Q172DSCPU.
Thông số, tài liệu về module ngõ ra Mitsubishi QY42P.
Thông số, tài liệu về bộ động cơ servo và Driver MR-J3W-44B Mitsubishi.
Thông số, tài liệu về bộ động cơ servo và Driver MR-J4W2-22B
Mitsubishi.
Thông số phần khung Robot Scara YK600XG YAMAHA.
Tỉ số Gear hộp số giảm tốc của các động cơ.
Thông số, tài liệu camera 3D intel D435
III. NỘI DUNG THỰC HIỆN:
Tìm hiểu lí thuyết, nguyên lí hoạt động bộ điều khiển lập trình
Q26UDVCPU, bộ điều khiển chuyển động Q172DSCPU, module ngõ ra
QY42P, động cơ servo, các driver MR-J3, MR-J4.

Tìm hiểu các thông số kĩ thuật Robot Scara YK600XG của hãng
YAMAHA.
Thiết kế phần tủ điều khiển cho hệ thống.
Xây dựng phần cơ khí cho hệ thống gồm: bàn sắt, miếng nhôm được bắt
trên bàn sắt, Robot Scara G6-551S, bàn xoay, phần đế đặt sản phẩm.
Tìm tỉ số Gear hộp số giảm tốc các động cơ servo gắn ở các trục robot và
bàn xoay dùng phần mềm MR Configurator2.
Xác định không gian làm việc, tính toán động học, quy hoạch quỹ đạo cho
Robot scara, mô phỏng trên Matlab.
Thiết kế chương trình điều khiển hệ thống trên bộ điều khiển
Q26UDVCPU và bộ điều khiển chuyển động Q172DSCPU dùng phần mềm GX
Works2, MT Developer2.
Thiết kế giao diện điều khiển HMI trên GT Designer3.
Đọc tài liệu camera 3D intel D435
Nghiên cứu mô hình nhận dạng , phát hiện, phân loại đối tượng YOLO
(You Only Look Once)
Xây dựng thuật toán tính toán tọa độ của đối tượng trong không gian
Thực hiện bài toán điều khiển robot di chuyển theo quỹ đạo, gắp xếp vật
phẩm t
...

...
ụng, đấu nối phần tủ điều khiển.
Phần cứng tương đối chắc chắn, cơ cấu dễ dàng tháo lắp, dễ thay thế hay
sửa chữa nếu có sự cố.
Về phần mềm:
86

Xây dựng được giao diện điều khiển dễ quan sát và sử dụng, có đầy đủ
tính năng để hiệu chỉnh robot.
Xây dựng được chương trình điều khiển giải quyết được bài toán đặt ra,
trong quá trình vận hành, cho chạy thực nghiệm nhiều lần để rút ra các thông số
hiệu chỉnh cho phù hợp, đạt độ ổn định tốt nhất.
Khi tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng sai số, Cho chạy thử gắp thả
sản phẩm liên tục 10 lần, đo đạc lấy sai lệch giữa vị trí gắp các vật được đặt trên
băng tải và sai số vị trí điểm đầu cuối Robot lệch so với lúc ban đầu.
Tốc độ bàn xoay

Số lần thử

Sai số cộng dồn

3000 độ/phút

10

~1 mm

4000 độ/phút

10

~2 mm

5000 độ/phút

10

~3 mm

Bảng 5.2. Bảng sai số cộng dồn hệ thống.
5.2 Vấn đề còn tồn động
Thuật toán điều khiển chưa tối ưu, trong tính toán có làm tròn dẫn đến sai
số khi vận hành.
Khi tăng tốc độ băng tải càng nhanh, độ chính xác càng giảm do chênh
lệch thời gian tăng tốc và giảm tốc, thời gian trì hoãn khi cho nam châm hút vật.
Camera bị ảnh hưởng bởi ánh sáng môi trường.
Chỉ phân loại các vật bằng kim loại (Nam châm có thể hút)
5.3 Hướng phát triển
Cải thiện thuật toán điều khiển vận tốc, quy hoạch quỹ đạo đường tròn,
tính toán thời gian tăng tốc giảm tốc hạn chế sai số để robot gắp vật chính xác
mượt mà hơn khi tăng tốc độ băng tải.
Xây dựng giao diện điều khiển Websever.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Đức Thiện (2021), giáo trình Thực tập Robot, Trường Đại
87

học Sư phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh.

[2] MELSEC-Q/L, serial communication module users manual (application)
[3] Q173D(S)CPU/Q172D(S)CPU motion controller (SV13/SV22)
programming manual (real mode).

[4] MELSERVO-J4, sscnet iii/h interface model MR-J4-_B_(-RJ)
servo amplifier instruction manual.

[5] John J.Craig, Introduction to Robotics-Mechanic and Control (Third
Edition).
[6] Mehmet Erkan KÜTÜK, Forward and Inverse Kinematics Analysis
of Denso Robot, Mechanical Engineering Department, University of
Gaziantep.

[7] YK600XG YAMAHA Medium type
[8] Q173CPU(N)/Q172CPU(N)

Motion

Controller

(SV13/SV22)

Controller

(SV13/SV22)

Programming Manual (Motion SFC).

[9] Q173CPU(N)/Q172CPU(N)

Motion

Programming Manual (Real Mode).

[10]

OpenCV - Open Computer Vision Library, https://opencv.org/.

[11]

Lê Mỹ Hà(2017), “Giáo trình Máy và hệ thống xử lý ảnh trong

công nghiệp”, Nhà xuất bản ĐHQG, Tp. HCM, Việt Nam.

88

89