Mục lục thiết kế mô hình xác định đường hàn bằng camera

Contents

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 6

1.1 Quá trình hàn và các yếu tố liên quan. 8

1.2.1  Ảnh hưởng của vật liệu gia công. 8

1.2.2  Ảnh hưởng do trình độ tay nghề. 8

1.2.3 Ảnh hường do điều kiện làm việc. 10

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN MÁY XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG HÀN BẰNG CAMERA.. 11

2.1 Khảo sát thị trường. 11

2.2 Hện trạng tại doanh nghiệp. 13

2.3 Thiết kế hệ thống:14

2.4 Yêu cầu kỹ thuật của mô hình:15

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC – CHỌN THIẾT BỊ. 16

3.1 Chọn dây đai18

3.2 Chọn động cơ. 21

3.2.1 Bộ truyền động trục X.. 22

3. 2.2 Bộ truyền động trục Y.. 23
4. 2.3 Bộ truyền động trục Z. 24
5. .2.3 Chọn motor25

3.3 Tính toán tỷ số truyền. 26

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CƠ KHÍ. 27

4.1 Tổng quan về mô hình sau khi thi công. 27

4.2 Thiết kế bản vẽ lắp. 33

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ. 36

5.1 Sơ đồ khối36

5.2 Bản vẽ thiết kế. 37

5.2.1 Bản vẽ thiết kết tủ điện. 37

5.2.2 Bản vẽ nối dây. 38

5.3 Lựa chọn thiết bị43

5.3.1 Nguồn: Sử dụng bộ nguồn 24VDC 5A Meanwell có công suất 100W.43

5.3.2 Driver44

5.3.3 Công tắc hành trình. 44

5.3.4 Laze. 45

5.3.5Camera. 46

5.3.6 Bộ giác cắm.. 47

5.3.7 Dây điện. 48

5.3.8 Cb Cóc. 50

CHƯƠNG 6: TÌM HIỂU VỀ ARDUINO NANO V3 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH.. 52

6.1  Tìm hiểu về Arduino. 52

6.1.1Cấu trúc về Arduino Nano V3. 52

6.1.2 Sơ đồ chân Aeduino Nano V3. 53

6.1.3 Cách thức kết nối với Arduino Nano V3. 56

6.2 Tìm hiều về phần mềm Visual Studio. 57

6.2.1 Nguyên nhân sử dụng Visual Studio. 57

6.2.2 Những tính năng đa dạng của phần mềm Visual Studio. 58

6.3 Phần mềm Arduino IDE.. 59

6.3.1    Nguyên nhân sử dụng phần mềm Arduino IDE.. 59

CHƯƠNG 7 LẬP TRÌNH VÀ  ĐIỀU KHIỂN.. 63

7.1 Lưu đồ giải thuật63

7.2 Chức năng, nguyên lý hoạt động. 64

7.3 Phương thức xử lý ảnh. 65

7.3.1 Xử lý ảnh từ ảnh màu sang ảnh Gray. 65

7.3.2 Xử lý ảnh từ ảnh Gray sang ảnh Binary. 68

7.4 Thuật toán của chương trình. 69

7.3 Giao diện phần mềm.. 73

7.3 Code lập trình: Thực nghiệm kèm theo. 73

CHƯƠNG 8 TỔNG KẾT.. 74

8.1 Kiến nghị74

8.2 Định hướng phát triển sản phẩm.. 74

Mục lục hình

Hình 1.1 Mối hàn do tốc độ duy chuyển quá nhanh. 8

Hình 2Mối hàn do tốc độ duy chuyển quá chậm.. 9

Hình 3 Mối hàn chưa đạt chất lượng. 9

Hình 4Môi trường thực hiện quá trình hàn. 10

Hình 5 Rùa hàn tự động Huawei HK-8SS. 12

Hình 6 Xe hàn tự động Huawei HCAR01. 13

Hình 7  Xe hàn tự động Huawei HCAR01. 14

Hình 8 Tai nạn lao động trong quá trình hàn. 15

Hình 9 Truyền động đai19

Hình 10 Dây đai GT2. 20

Hình 11 Động cơ KH56KMM2U121. 23

Hình 12 Chọn động cơ KH56 QM2-901. 25

Hình 13 Động cơ KH42JM2-901. 26

Hình 14 Bộ truyền động trục X.. 28

Hình 15 Bộ tryền động trục Z. 30

Hình 16 Thanh chữ U gắn camera. 31

Hình 17 Tủ điện sau khi thi công. 32

Hình 18 Tổng quan máy xác định đường hàn bằng camera trên bản vẽ. 33

Hình 19 Sơ đồ khối của mô hình. 37

Hình 20 Bảng vẽ thiết kế tủ điện. 38

Hình 21 Sơ đồ kết nối hệ thống. 39

Hình 22 Bản vẽ kết nối40

Hình 23 Bản vẽ kết nối  Arduino vs driver41

Hình 24 Bản vẽ kết nối mạch công tắc hành trình. 41

Hình 25 Bản vẽ mạch kết nối driver vs động cơ. 42

Hình 26 Bản vẽ kết nối nguồn vs Driver42

Hình 27 Bản vẽ mạch kết nối driver với motor43

Hình 28 Bản vẽ kết nối Laser vs nguồn. 43

Hình 29 Nguồn MeanWell44

Hình 30 Driver 6600. 45

Hình 31 Công tắc hành trình KW11-3Z-2. 46

Hình 32 Đầu lazer 5v 6mm.. 47

Hình 33 Camera Kisonli HD-1083. 47

Hình 34  Giác cấm GX16-4B.. 48

Hình 35 Dây nối động cơ lõi 0.5mm.. 50

Hình 36 Dây điện 1 lõi 0.3mm.. 50

Hình 37Dây đỏ đen 220V 0.5mm.. 51

Hình 38  Cb con cóc 5A.. 51

Hình 39 Cấu trúc chung cảu Arduino Nano V3. 53

Hình 40 Sơ đồ chân Arduino Nano V3. 54

Hình 41 Sơ đờ chân ICSP. 56

Hình 42 Cáo USB Type A.. 57

Hình 43 Thư viện Library Manager đa dạng của Arduino IDE. 61

Hình 44 Một số tính năng thường xuyên sử dụng cảu phần mềm Arduino IDE. 62

Hình 45 Lưu đồ giải thuật cùa hệ thống. 64

Hình 46 Màu RGB cơ bản của ảnh từ lăng kính. 66

Hình 47 Thông số kích thước hình ảnh theo đơn vị Pixel67

Hình 48 Giao diện xử lý ảnh. 70

Hình 49 Biểu đồ minh họa hương pháp bình phương cực tiểu. 72

Hình 50 Giao diện của phần mềm.. 74

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Kiến thức cơ bản về vật liệu

Trong ngành hàn kim loại, khái niệm kim loại cơ bản dùng để chỉ kim loại hoặc vật liệu sẽ được hàn, cắt hoặc tôi luyện nhờ những đặc tính khó thay thế như không bị cong vênh, mối mọt, co ngót, dễ thi công hay các ưu thế về giá thành, mẫu mã;…

Kim loại có nhiều ưu điểm: Chịu được cường độ cao; chịu đựng được va đập, chấn động;… Kim loại là vật liệu phổ biến không thể thiếu trong kinh tế, đời sống và được ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực: Xây dựng, điện tử, y học, sản phẩm trang trí;…

Các loại kim loại thông dụng trong công nghiệp hiện nay gồm: Nhôm, sắt, thiếc, inox;…

1.1 Quá trình hàn và các yếu tố liên quan

1.2.1  Ảnh hưởng của vật liệu gia công

Thay đổi tính chất cơ lý của vật liệu gia công cũng ảnh hưởng rất lớn đến kết quả cảu sản phẩm.

1.2.2  Ảnh hưởng do trình độ tay nghề

Tốc độ duy chuyển: Tốc độ duy chuyển của tay hàn ảnh hưởng trực tiếp đến mối hàn và chất lượng cảu sản phẩm.

 

Hình 1 Mối hàn do tốc độ duy chuyển quá nhanh

Mối hàn nhô cao, hẹp, không đủ độ liên kết giữa biên mối hàn và vật hàn, độ ngấu không đủ và mối hàn không đều.  

 

Hình 2Mối hàn do tốc độ duy chuyển quá chậm

Hình 1.2 Mối hàn do tốc độ duy chuyển quá chậm

Tốc độ di chuyển mỏ hàn quá chậm tao ra quá nhiều nhiệt vào mối hàn, dẫn đến đường hàn quá rộng và độ ngấu kém. Trên vật liệu mỏng, nó cũng có thể gây cháy thủng.

→ Cần Kỹ thuật viên có trình dộ tay nghề cao để đảm bảo chất lượng của sản phẩm.

→ Gây tốn kém và nâng cao kinh phí tuyển dụng lao động.

Trình độ tay nghề: Nghề hàn là một nghề mà chất lượng của sản phẩm đa phần phải phụ thuộc và nhân viên thực hiện, nên việ xảy ra sai sót kỹ thuật trong quá trình thực hiện là một việc không thể tránh khỏi.

Hình 3 Mối hàn chưa đạt chất lượng

Hình 1.3 Mối hàn chưa đạt chất lượng

Mối hàn chưa đạt chất lượng do vấn đề kỹ thuật của nhân viên như tốc độ duy chuyển, lực tay, phương hướng đạt que hàn, hàn với với nhiệt độ không phù hợi với tính chất kim loại…

Việc sử dụng máy hàn điện tử đòi hỏi cần nhân viên có tay nghề cao và có kinh nghiệm trong việc tiến hành hàn.

1.2.3 Ảnh hường do điều kiện làm việc

Hình 4Môi trường thực hiện quá trình hàn

Hình 1.4 Môi trường thực hiện quá trình hàn

          Nghề hàn là một nghề nghiệp mà kỹ thuật viên khó có thể gắn bó lâu dài trong suốt độ tuổi lao động của thân.

          Không chỉ vậy, do thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao và ánh sáng hồ quan phát ra sẽ dễ gây ra các bệnh về mắt và cơ thể.

→ Ngành công nghệ Kỹ thuật hàn là một ngành nguy hiểm và khó có thể có kỹ thuật viên gắn bó lâu dài với công việc.

Kết luận

Chi phí đầu tư cho quá trình hàn cao, chất lượng của sản phẩm phụ thuộc vào chất lượng tay nghề của nhân viên, không có phương án đảm bảo nên dễ phát sinh thêm phế phẩm trong quá trình hàn.

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN MÁY XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG HÀN BẰNG CAMERA

2.1 Khảo sát thị trường

Rùa hàn tự động Huawei HK-8SS

 

Hình 5Rùa hàn tự động Huawei HK-8SS

Hình 2.1 Rùa hàn tự động Huawei HK-8SS

Thông số kỹ thuật:
Rùa hàn tự động: Huawei HK-8SS.
Nguồn vào: V/Hz    AC220/50.
Trọng lượng: 7.6Kg.
Khoảng điều chỉnh thông số lên xuống: 50mm.
Tiến lùi: 50mm.
Góc làm việc: 360 độ.
Góc nghiêng mỏ: 10 độ.
Kích thước: 280x210x235mm.
Phương thức chuyển động: Bánh xe cao su.
Tốc độ: 0~900 mm/phút.
Hãng sản xuất Huawei

Xe rùa hàn tự động HUAWEI HCAR01

Hình 6 Xe hàn tự động Huawei HCAR01

Hình 2.2 Xe hàn tự động Huawei HCAR01

Thông số kỹ thuật:

Nguồn vào: DC24V

Khoảng điều chỉnh mỏ:

Lên xuống: 110mm

Tiến lùi: 80mm

Góc làm việc: 45 độ

Góc dao động +-15 độ

Tốc độ: 0.2-2.2m/phút

Phương pháp chuyển động: 4 bánh thép

Trọng lượng: 19kg

Kích thước: 470x310x750mm

 

2.2 Hện trạng tại doanh nghiệp

Hiện nay trên lĩnh vực cơ khí nói chung và gia công cơ khí nói riêng các doanh nghiệp thường dùng các loại máy hàn điện tử hoặc máy hàn bán tự động để tiến hành gia công trong công việc.

Hình 7 Xe hàn tự động Huawei HCAR01

Hình 2.3 Công nhân hàn bằng rùa hàn

Rùa hàn tự động hỗ trợ công nhân làm việc. Tuy nhiên thiết bị không thể tự vần hành một cách độc lập. Cần có sự hỗ trợ điều chỉnh của kỹ thuật bên bên cạnh.

Rùa hàn tự động không thể xác định đường hàn mà cần sự hỗ trợ của kỹ thuật viên bên cạnh. Dẫn đến việc dù đảm bảo mối hàn đẹp nhưng chưa đảm bảo được năng suất sản xuất.

Hình 8Tai nạn lao động trong quá trình hàn

Hình 2.4 Tai nạn lao động trong quá trình hàn

Bên cạnh những yếu tố về năng suất sản xuất và trình độ tay nghề của kỹ thuật viên thì an toàn lai động là việc được cả nhân viên và công ty quan tâm hàng đầu. Song, không ai có thể đảm bảo sự an toàn tuyệt đối của bản thân.

Nghề hàn là một công việc khá nguy hiểm khi kỹ thuật viên phải đích thân tham gia vào quá trình thực hiện.

Kết luận: Để đảm bảo năng suất cũng như chất lượng và tăng khả năng làm việc của nhân viên trong dây chuyền sản xuất, ta cần cải tiến, nâng cao điều kiện làm việc về thiết bị, môi trường, mức độ an toàn, khả năng sử dụng cảu sản phẩm. 

2.3 Thiết kế hệ thống:

Theo xu hướng công nghiệp hóa hiện đại ta cần phát triển một mô hình hệ thống  có khả năng khắc phục những hạn chế đã nêu và năng cao khả năng ưu điểm của ngành nghề.

          Yêu chức năng cầu đạt của hệ thống:

• Có thể thực hiện tối đa mức độ công việc của kỹ thuật viên.
• Giảm thiếu khả năng tiếp xúc giữa kỹ thuật viên và quá  trình thực hiện công việc.
• Tăng cao năng suất, hiệu quả làm việc của quá trình.
• Nâng cao điều kiện lao động → tăng thời gian lao động cao nhất có thể

 

 

2.4 Yêu cầu kỹ thuật của mô hình:

• Thiết kế thi công hệ thống duy chuyển tay hàn.
• Xây dựng hệ thống điều khiển bằng phần mềm Vsual sử dụng C# để giao tiếp với arduino và camera.
• Viết chương trình cho điều khiển camera và arduino có khả năng:

-      Điều khiển khoảng cách, vị trí giữa đầu hàn và phôi.

-      Xác định vị trí và đường hàn bằng camera.

-      Thực hiện chạy bằng tia lazer đối chiếu kết quả.

 

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC – CHỌN THIẾT BỊ

Các loại bộ truyền thường được sử dụng:

Cơ cấu vítme đai ốc : Vít me – đai ốc là cơ cấu truyền động biến truyền động quay thành chuyển động tịnh tiến. Truyền đông vít me – đai ốc có 2 loại là vít me – đai ốc trượt và vít me đai ốc bi.

Cơ cấu vít me – đai ốc trượt có những đặc điểm:

• Độ chính xác truyền động cao, tỷ số truyền lớn.
• Truyền động êm, có khả năng tự hãm, lực truyền lớn.
• Có thể truyền động nhanh với vít me có bước ren hoặc số vòng quay lớn.
• Hiệu suất truyền động thấp nên ít dùng để thực hiện những chuyển động chính.
• Cơ cấu vít me đai ốc bi có những đặc điểm sau :
• Tổn thất ma sát ít nên có hiệu suất cao, có thể đạt từ 90 – 95 %.
• Lực ma sát gần như không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động nên đảm bảo chuyển động ở nhựng vận tốc nhỏ.
• Hầu như không có khe hở trong mối ghép và có thể tạo ra lực căng ban đầu, đảm bảo độ cứng vững hướng trục cao.
• Vì những ưu điểm đó vít me đai ốc bi thường được sử dụng cho những máy cần có truyền động thẳng chính xác như máy khoan, doa tọa độ, các máy điều khiển chương trình số.

Tuy nhiên: Do đặc điểm cấu tạo mà trục vítme đai ốc bi có khả năng chịu tải kém hơn các vitme thông thường

Giá thành trục vit me đai ốc bi khá đắt → Gây tốn kém khi tay thế.

Kết cấu vít me đai ốc bi

• Giữa các rãnh của đai ốc 1 và vít me 2, người ta đặt những viên bi 3, vì vậy biến ma sát trượt trở thành ma sát lăn của những viên bi chuyển động một cách liên tục. Nhờ máng nghiêng 4 mà bi được dẫn từ rãnh cuối về rãnh đầu.
• Rãnh của vít me – đai ốc bi được chế tạo dạng cung nửa vòng tròn hoặc rãnh
• Để điều chỉnh khe hở vít me – đai ốc bi, đai ốc kép được sử dung. Giữa các đai ốc 1 và 2, đặt vòng căng 3. Khi xiết chặt vít 4, các rãnh của 2 đai ốc sẽ tì sát vào bề mặt bi, khử được khe hở giữa vít me và đai ốc đồng thời tạo được lực căng ban đầu.
• Ray trượt dẫn hướng
• Ray trượt dẫn hướng có 2 chức năng cơ bản
• Dùng để dẫn hướng cho các bộ phận máy như bàn máy, các cụm trục theo một quỹ đạo hình học cho trước.
• Định vị đúng các bộ phận tĩnh

Do vậy, ray trượt cần có các yêu cầu sau

• Đảm bảo độ chính xác tĩnh và độ chính xác di chuyển cho các bộ phận lắp trên đó. Yêu cầu này chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác gia công sống trượt, cách bố trí sống trượt phù hợp bề mặt chịu lực. Bố trí sao cho lực tác dụng lên sống trượt là nhỏ nhất và biến dạng sống trượt là ít nhất.
• Bề mặt làm việc phải có khả năng chịu mòn cao để đảm bảo độ chính xác lâu dài. Yêu cầu này phụ thuộc vào độ cứng bề mặt của sống trượt, độ bóng bề mặt của sống trượt, chế độ bôi trơn và bảo quản sống trượt.
• Kết cấu sống trượt đơn giản, có tính công nghệ cao.
• Có khả năng điều chỉnh khe hở khi mòn, tránh được phoi và bụi.
• Sống trượt dẫn hướng
• Bảo vệ và bội trơn sống trượt
• Bảo vệ sống trượt khỏi bụi bẩn, phoi, … cũng như bôi trơn hợp lý bề mặt sống trượt có tác dụng làm giảm độ mòn đáng kể của sống trượt và giữ được độ chính xác ban đầu của sống trượt.

→ Cần có phương pháp bảo vệ sóng trượt.

Truyền động đai

Bộ truyền đai là bộ truyền cơ khí được sử dụng sớm nhất và hiện nay vẫn được sử dụng rông rãi, có nhiều loại đai như đai thang, đai dẹt, đai răng,….

Hình 9Truyền động đai

Hình 3.1 Truyền động đai

• So với các bộ truyền khác bộ truyền đai có những ưu điểm như
• Truyền động giữa các trục xa nhau
• Làm việc êm và không ồn do độ bền và dẻo của đai do đó có thể truyền động với vận tốc cao.
• Tránh cho cơ cấu không có sự dao động nhờ vào sự trượt trơn của đai khi quá tải
• Kết cấu và vận hành đơn giản..

→ Để tối ưu hóa độ đa dạng khả năng sử dụng của của sản phẩm. Nhóm chúng em sử dụng bộ truyền dộng đai

3.1 Chọn dây đai

Theo đặc tính của sản phẩm:

• Yêu cầu độ chính xác không quá cao.
• Thiết kế nhỏ gọn; linh hoạt.
• Đáp ứng  theo mức độ phổ biến của thị trường.
• Dễ dàng bảo trì sữa chữa.

→ Chọn dây đai GT2

Hình 10Dây đai GT2

Hình 3.1 Dây đai GT2

Thông số kỹ thuật:

• Vật liệu: Cao su và sợi PU mành tăng cường
• Màu sắc: Đen
• Bước răng: 2mm
• Chiều rộng đai: 6mm

Ưu điểm:

Có sử dụng profin bo tròn đảm bảo các răng khít vừa vặn và chính xác, giúp máy in 3d, cnc, laser hoạt động ổn định.

Bề mặt dây đai có răng cưa được gia công chính xác để tăng độ bám và giảm độ trượt.

Dễ dàng lắp đặt: Vòng dây đai GT2 có thiết kế đơn giản và dễ dàng lắp đặt trên các máy móc và thiết bị khác nhau.

Vật liệu chất lượng cao: Vòng dây đai được làm từ vật liệu cao cấp là cao su và sợi PU mảnh tăng cường để đảm bảo độ chính xác và độ bền khi sử dụng.

Độ bền cao: Vòng dây đai có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài mà không cần bảo trì thường xuyên.

Khả năng truyền động tốc độ cao: Vòng dây GT2 có khả năng truyền động tốc độ cao và khả năng giảm độ rung khi máy hoạt động.

3.2 Chọn động cơ

Để đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường và yêu cầu được đề ra trong khâu thiết kế sản phẩm nhóm quyết định chọn step motor làm thiết bị truyền động chính của sản phẩm

Trong môi trường thích hợp, stepper motor có thể rất lý tưởng vì có đầy đủ mô-men xoắn khi dừng và góc quay của động cơ có tỷ lệ với xung với đầu vào. Về cơ bản, động cơ bước cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ một cách tuyệt vời, khả năng định vị chính xác và còn lặp lại các chuyển động.

Ngoài ra, stepper motor còn có độ tin cậy cao vì chúng không có chổi tiếp xúc ở trong động cơ. Điều này làm giảm thiểu đi những sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành và tối đa hóa tuổi thọ cho động cơ. Động cơ bước có thể được hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau, đạt nhiều tốc độ quay khác nhau vì tốc độ tỷ lệ với tần số của đầu vào xung.

Động cơ bước có ưu điểm:

- Động cơ bước có khả năng cung cấp mô men xoắn lớn ở dải vận tốc trung bình và thấp

- Có thể điều chỉnh chính xác góc quay

- Động cơ bước có tuổi thọ lâu dài, hoạt động bền bỉ

- Động cơ bước dễ dàng lắp đặt, thay thế

- Động cơ bước có giá thành thấp

Động cơ bước có nhược điểm:

Động cơ bước khi hoạt động có hiện tượng bị trượt bước - do lực từ trên nam châm vĩnh cửu đã yếu nên cho vị trí không chính xác hoặc nguồn điện cấp vào không đủ (VD : động cơ bước có góc bước 1.8 độ cần 200 xung thì quay đủ 1 vòng, tuy nhiên nếu có hiện tượng trượt bước thì cần nhiều hơn 200 xung mới đủ 1 vòng).

- Động cơ bước khi hoạt động có hiện tượng bị trượt bước. Về cơ bản dòng từ driver tới cuộn dây động cơ không thể tăng hoặc giảm trong lúc hoạt động. Do đó, nếu bị quá tải động cơ sẽ bị trượt bước gây sai lệch trong điều khiển.

- Động cơ bước sẽ ồn và nóng dần lên khi hoạt động. Các driver điều khiển động cơ bước thế hệ mới nhất thì độ ồn và nóng của động cơ đã giảm đáng kể.

- Đông cơ bước gây ra nhiều nhiễu và rung động hơn động cơ servo.
- Động cơ bước không thích hợp cho các ứng dụng cần tốc độ cao.

3.2.1 Bộ truyền động trục X

Chọn động cơ KH56KMM2U121

Hình 11Động cơ KH56KMM2U121

Thông số kỹ thuật:

• Điệp áp: 1.68V
• Dòng max: 2A
• Mômen: 1500Nm
• Góc bước: 1.8⁰
• Trọng lượng: 700g

3.2.2 Bộ truyền động trục Y

3.2.2.1 Chọn kích thước thanh truyền

    Chọn lực dọc trục Fa= 11KN, chiều dài L=680mm. Bộ truyền được chế tạo từ Inox

Theo điều kiện bền ta có:

  ≥                                    (Sách nguyên lý máy – chi tiết máy)

Trong đó:

Fa: Lực dọc trục (N)

D: Đường kính thanh truyền

 : Giới hạn chảy của vật liệu đối với Inox là 520 Mpa

→ = 520/3= 173.33                                      (Bảng 3.1 sách BTL chi tiết máy)

→  =  = 7.41mm

→ Chọn  = 8mm

3.2.2.2 Chọn motor

Chọn động cơ KH56 QM2-901

Hình 12Chọn động cơ KH56 QM2-901

 

Thông số kỹ thuật

• Điện áp:3.54V
• Dòng max :5A
• Mômen: 1324Nm
• Góc bước 1.8⁰
• Trọng lượng: 700g

3.2.3 Bộ truyền động trục Z

3. .2.3.1 Chọn kích thước thanh truyền

Áp dụng công thức tính toán bộ truyền động trục Y. Ta thấy yêu cầu truyền động của trục Z nhỏ hơn của trục Y. Do yêu cầu về sư đa dạng của sản phẩm và nguồn cung cấp từ thị trường nhóm chúng em quyết định chọn thanh trượt có kích thước 8mm.

Đường kính bi:

 = (0.08 → 0.15). = (0.08 → 0.15)x8                (Sách nguyên lý máy – Chi tiết máy)

→ Chọn d = 1mm

→ Bước ren = +(1 → 5) = 1+1 = 2 (mm)

Trục vitme và trục động cơ được nối trực tiếp qua trục nối cứng

→ 1 vòng motor full step tương đương 1 vòng trục vitme

→ 200 xung trục z sẽ duy chuyển 10mm

3..2.3 Chọn motor

Chọn động cơ KH42JM2-901

Hình 13Động cơ KH42JM2-901

Hình 3.4 Động cơ KH42JM2-901

Thông số kỹ thuật:

- Điện áp: 12/24V
- Dòng: 1.2A/pha (24V)
- Mô men xoắn: 236mN*m
- Góc bước: 1.8 deg/step
- Trọng lượng: 260g

3.3 Tính toán tỷ số truyền

Động cơ bước là một loại động cơ có thể quy định được góc quay của nó. Trong trường hợp này, chúng em sử dụng động cơ bước có góc quay 1.8 độ/ bước, để quay hết 1 vòng 360 độ thì mất 200 bước (gọi là full step) và cũng là loại động cơ bước tại Việt Nam thường dùng. Các chế độ quay nhiều xung thì động cơ quay sẽ êm hơn.

Từ thông số ta  chọn động cơ có:

• Góc quay: 1.8⁰

→ 1 xung cấp từ driver trục motor sẽ quay 1 góc 1.8⁰

→ 1 vòng quay 360⁰ cần   = 200 (xung)                       (1)

• Puly GT2 có số răng là 20   và số bước ren là 2mm

→ 1 vòng trục động cơ quay sẽ đi được 40mm.                      (2)

Từ (1) và (2) ta có:

→ Số xung cần phát để duy chuyển 1mm = 5 xung.

→ Tỷ số truyền của bộ truyền là 0.2 (mm/xung).

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CƠ KHÍ

Thiết kế cơ khí là quá trình tạo ra các thiết bị, máy móc và hệ thống cơ khí bằng cách sử dụng các nguyên lý cơ khí, kỹ thuật và kỹ năng thiết kế.

Quá trình thiết kế cơ khí bao gồm nhiều bước khác nhau, từ việc nghiên cứu và phân tích yêu cầu của khách hàng, đến việc tạo ra các bản vẽ kỹ thuật, kiểm tra và thử nghiệm, để cuối cùng tạo ra sản phẩm hoặc hệ thống hoạt động tốt.

Thiết kế cơ khí là một bộ phận quan trọng của ngành cơ khí, bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau như thiết kế máy móc, kết cấu, hệ thống cơ khí,…  Kỹ sư thiết kế cơ khí phải có kiến thức chuyên môn về cơ khí, vật liệu, kỹ thuật đo đạc, phần mềm thiết kế để tạo ra các sản phẩm, hệ thống có hiệu quả, an toàn và đáp ứng được yêu cầu của khách hàng.

4.1 Tổng quan về mô hình sau khi thi công

Đầu công tác( đầu hàn) được đặt trên z có thể di chuyển trong không gian theo toạ độ x,y,z. Trục x,y được cố định trên các bánh xe đặt trên các thanh nhôm và chuyển động theo phương tịnh tiến x,y. các trục chuyển động thông qua hệ thống dẫn động bánh răng đai răng với động cơ bước có tỉ số truyền là 0.2(mm/xung)

Hình 14Bộ truyền động trục X

Trên trục y còn được trang bị thêm một thanh truyền nhằm tăng khả năng ổn định của hệ thống và tính đồng trục cho hai bên. Trục z được sử dụng bộ chuyển động trục vít me-đai ốc trượt có tỉ số truyền 0.2(mm/xung) quay một vòng của step motor thì đi được 40mm, dùng để thay đổi độ cao của đầu công tác so với mặt làm việc

Hình 15Bộ tryền động trục Z

Hình 4.3 Bộ tryền động trụcZ

Ngoài ra mô hình còn có một khung nhôm chữ U dùng để đặt camera để chụp bao quát phạm vi làm việc phía dưới mô hình.

Hình 16Thanh chữ U gắn camera

Hình 4.4 Thanh chữ U gắn camera

Mô hình còn có tủ điện chứa vi điều khiển, nguồn, và các driver động cơ được kết nối với máy tính và các động cơ trên các trục, Các dây điện và dây tín hiệu được luồng trong các máng điện nhầm tăng tính an toàn và tính thẩm mỹ.

Hình 17Tủ điện sau khi thi công

Mô hình được lót trên tấm bìa màu đen và có phần viền màu trắng. Phần màu đen để đồng bộ với vật liệu và tương phản với đường hàn cần xác định. Phần trắng ởcách cạnh bìa giúp xác định được tọa độ biên của trục x và y..

Đề tài đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống máy xác định máy xác định đường hàn bằng camera, đã góp phần giảm sai lệch về chất lượng đường hàn về mức tối thiểu. Tăng mức độ an toàn khi thực hiện công việ, giảm thiểu tối đa tai nạn lao động có thể xảy ra. Ngoài ra, chúng ta còn có thể thay đổi linh hoạt các loại máy hàn, cố hàn khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng của thị trường

4.2 Thiết kế bản vẽ trên Solidwork

Hình 18Tổng quan máy xác định đường hàn bằng camera trên bản vẽ

4.2 Thiết kế bản vẽ lắp

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

5.1 Sơ đồ khối

Hình 19Sơ đồ khối của mô hình

Khối nguồn: Cung cấp điện áp ổn định cho các khối còn lại trong hệ thống. Khối nguồn có vai trò rất quan trọng trong mạch, nếu điện áp và dòng điện không ổn định thì có thể sẽ ảnh hưởng đến các linh kiện trong mạch.

Khối điều khiển: Điều khiển các chức năng của mô hình bằng cách gửi tín hiệu về khối xử lý để điều chỉnh.

Khối cảm biến: Nhận vị trí của vật và chuyển thành tín hiệu điện để đưa đến khối xử lý trung tâm.

Khối xử lý trung tâm: Chịu trách nhiệm chính trong hoạt động của mạch và cả mô hình. Nhận tín hiệu từ khối điều khiển để xử lý và đưa ra tín hiệu ngõ ra cho khối công suất thực hiện công việc.

Khối công suất: Nhận tín hiệu từ khối điều khiển và thực hiện việc điều khiển steo motor đóng ngắt theo tín hiệu cài đặt trước.

Khối tải: Nhận tín hiệu từ khối công suất và tiến hành hoạt động theo tín hiệu đó.

Khối hiển thị: Nhận tín hiệu từ khối xử lý trung tâm và tiến hành chụp lại hình ảnh cần xử lý sau đó sẽ lưu về máy.

Các thành phần chi tiết:

• Khối nguồn : Nguồn Mean Well, nguồn 5V USB, nguồn pin lazer.
• Khối điều khiển: Arduino.
• Khối cảm biến: Công tắc hành trình.
• Khối xử lý trung tâm: Thiết bị điều khiển( PC, Laptop, máy tính,…)
• Khối công suất: Step driver các trục X,Y,Z
• Khối tải: Step motor các trục X,Y,Z
• Khối hiển thị: Camera, Laser.

5.2 Bản vẽ thiết kế

5.2.1 Bản vẽ thiết kết tủ điện

Hình 20Bảng vẽ thiết kế tủ điện

5.2.2 Bản vẽ nối dây

Hình 21Sơ đồ kết nối hệ thống

Hình 22Bản vẽ kết nối

 

Hình 23Bản vẽ kết nối  Arduino vs driver

Hình 24Bản vẽ kết nối mạch công tắc hành trình

Hình 25Bản vẽ mạch kết nối driver vs động cơ

Hình 26Bản vẽ kết nối nguồn vs Driver

Hình 27Bản vẽ mạch kết nối driver với motor

Hình 28Bản vẽ kết nối Laser vs nguồn

5.3 Lựa chọn thiết bị

5.3.1 Nguồn: Sử dụng bộ nguồn 24VDC 5A Meanwell có công suất 100W.

Với 5A 24V đáp ứng tốt cho những hệ thống tủ điện vừa và nhỏ.

Đủ khả năng cung cấp cho: LED, Camera, PLC , màn hình HMI, Relay trung gian, Cảm biến, …

Bộ nguồn tổ ong 24V 5A của Meanwell có thể hoạt động tốt trong môi trường nhiệt độ tủ điện.

Với thiết kế vỏ bọc hình tổ ong giúp cho việc tản nhiệt cho các linh kiện được tốt hơn giúp kéo dài tuổi thọ có bộ nguồn. Tuy nhiên bạn nên chọn vị trí thoáng mát ít bụi để lắp đặt nhằm giúp bộ nguồn hoạt động tốt.

Bộ nguồn 24V 5A Meanwell còn được đánh giá cao về tính ổn định so với một số loại nguồn của các hãng khác

Hình 29Nguồn MeanWell

Thông số kỹ thuật:

• Điện áp ngõ vào: 220VAC
• Điện áp ngõ ra: 24VDC
• Dòng điện: 4.5 A
• Công suất: 100 W
• Kích thước: 159x97x38 mm
• Khối lượng: 0.55 KgLoại: Nguồn Tổ Ong
• Hiệu suất: 86%
• Hãng sản xuất: Meanwell

5.3.2 Driver

Driver là "cầu nối" giữa phần cứng và phần mềm, cho phép các chương trình máy tính, hệ điều hành và các ứng dụng khác tương tác với một thiết bị phần cứng. 

Driver giúp các chương trình và phần cứng giao tiếp được với nhau để cùng thực hiện nhiệm vụ nào đó.

Hình 30Driver 6600

Thông số kỹ thuật:

• Nguồn đầu vào là 9V – 42V.
• Dòng cấp tối đa là 4A.
• Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao.
• Có tích hợp đo quá dòng quá áp.
• cân nặng : 200G.
• kích thước : 96 * 71 * 37mm.

5.3.3 Công tắc hành trình

Công tắc hành trình được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện bằng cách cho phép hoặc ngăn dòng điện qua mạch.

Nó có 3 đầu nối. Đầu vào nguồn điện được gọi là chân COM, được sử dụng để nối công tắc với nguồn điện. Hai đầu còn lại là tiếp điểm thường mở (NO) và tiếp điểm thường đóng ( NC).

NO có chức năng đóng mạch lại không cho dòng điện chạy từ nguồn đến các thiết bị điện cho đến khi các thiết bị điều khiển của công tắc hành trình được kích hoạt.

NC cho phép dòng điện đi vào các thiết bị cho đến khi thiết bị điều khiển của công tắc được kích hoạt.

Hình 31Công tắc hành trình KW11-3Z-2

5.3.4 Laze

LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) là viết tắt của sự khuếch đại ánh sáng bằng sự phát xạ kích thích. Laser là một thiết bị tạo ra ánh sáng định hướng cao. Nó phát ra ánh sáng thông qua một quá trình gọi là phát xạ kích thích làm tăng cường độ ánh sáng.

Các tia laser rất hẹp và có thể tập trung trên một khu vực rất nhỏ. Điều này làm cho ánh sáng laser có tính định hướng cao.

 

Hình 32Đầu lazer 5v 6mm

• Thông số kỹ thuật:
• Điện áp: 5V
• Bước sóng Laser: 650nm ( màu đỏ)
• Công suất: <5mW
• Dòng điện tiêu thụ: <40mA
• Kích thước điểm sáng: 15 meters spot for φ10 mm ~ φ15mm.
• Đường kính: 6mm.

5.3.5Camera

Là một dụng cụ dùng để thu ảnh thành một ảnh tĩnh hay thành một loạt các ảnhchuyển động (gọi là phim hay video)

 

Hình 33 Camera Kisonli HD-1083

 

Thông số kỹ thuật:

• Webcam: HD-1083
• Độ phân giải: 1920×1080 (1080P)
• Tốc độ khung hình (Frame rate): 30fps
• Góc quay thu hình: 180°
• Định dạng hỗ trợ: MJPG/YUY2
• Kết nối: USB2.0
• Zoom quang học: 10x – 20x
• Sensor: CMOS
• Micro: có Micro tích hợp
• Tương thích hệ điều hành: WIN XP/ WIN7/ WIN10/ Mac OS with UVC/ Chrome OS with UVC

5.3.6 Bộ giác cắm

 

Hình 34 Giác cấm GX16-4B

 

Thông số kỹ thuật:

Tên: Đầu nối 4 đầu
Mô hình: GX16
Vật chất: Đồng mạ niken
Dòng điện định mức: 5A
Điện áp định mức: giắc 2 3 4 400V ; giắc 5 6 7 8 250V max
Kích thước: 7x1.8cm/2.76x0.71inch
Đường kính lắp đặt: 16mm/0,63 inch
Điện trở tiếp xúc: ≤0,005Ω
Nhiệt độ môi trường: -60°~+80°
Chế độ kết nối: Loại kéo đẩy
Tuổi thọ sản phẩm: Sử dụng 500 lần mà không làm hỏng hiệu suất sản phẩm

5.3.7 Dây điện

Chức năng chính của dây dẫn điện chính là nhiệm vụ truyền tải điện năng và đây được coi như một vị trí chủ chốt của cả một hệ thống điện. Dây dẫn điện còn đóng vai trò quan trọng giúp truyền tải điện năng từ những trạm biến áp đến từng phụ tải một cách hiệu quả nhất.

Ngoài ra, dây dẫn điện còn giúp cho việc đảm bảo quá trình cung cấp năng lượng một cách liên tục cho các hoạt động của những thiết bị điện khác nhau. Và nếu nhu cầu sử dụng dây dẫn điện càng dài thì điện năng sẽ hao hụt nhiều. Và điều này được gọi là hiện tượng sụt áp điện năng.

Không chỉ vậy, vai trò của dây dẫn điện còn hạn chế những rủi ro có thể xảy ra như: hở, đứt, gãy, … Nếu sử dụng chất lượng dây dẫn tốt sẽ giúp những vấn đề nguy hiểm khó xảy ra trong quá trình sử dụng.

5.3.7.1 Dây động cơ

Hình 35Dây nối động cơ lõi 0.5mm

 

5.3.7.2  Dây nối Driver

Hình 36Dây điện 1 lõi 0.3mm

 

5.3.7.3  Dây hệ thống

Hình 37Dây đỏ đen 220V 0.5mm

5.3.8 Cb Cóc

CB cóc là một công cụ điện có khả năng ngắt mạch an toàn, ngắt tự động để bảo vệ mạch điện nhà bạn trong các trường hợp dòng điện chạy qua CB vượt mức ampe quy định.

Hình 38 Cb con cóc 5A

Thông số kỹ thuật

• Dòng điện định mức : 5A
• Điện áp : 240V AC
• Tự động off khi dòng phụ tải vượt quá ngưỡng Ampere của CB.
• Đóng ngắt dòng điện chính xác và an toàn .
• Tự động ngắt điện khi xảy ra trường hợp ngắn mạch, quá tải, giật điện.
• Bảo vệ gia đình của bạn không bị giật điện khi bất cẩn.
• Sản phẩm cần thiết trong mùa mưa bão, những nơi có sự cố rò rỉ điện cao.

CHƯƠNG 6: TÌM HIỂU VỀ ARDUINO NANO V3 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH

6.1  Tìm hiểu về Arduino

6.1.1Cấu trúc về Arduino Nano V3

Hình 39Cấu trúc chung cảu Arduino Nano V3

Arduino Nano V3 là một phiên bản mới được xây dựng trên vi điều khiển ATmega168 (16MHz) có kích thước nhỏ và có thể được sử dụng cùng với các bảng mô hình để đi dây không hàn (breadboard). Để giảm kích thước, các thành phần được gắn trên cả hai mặt của PCB.

Arduino Nano V3 có thể hoạt động độc lập và tương tác hiệu quả với các thiết bị điện tử, cũng có thể giúp những người mới tìm hiểu về Arduino có thể kết nối với PC, phối hợp với Flash, Xử lý, Max / Msp, PD,  và các phần mềm khác một cách dễ dàng. Điều này giúp Arduino Nano là sự lựa chọn ưa thích khi muốn thực hiện một projects mà yếu cầu kết nối với các thiết bị ngoại vi ít và đơn giản.

Bo mạch sử dụng chip CH340G làm bộ chuyển đổi UART-USB, với tần số hoạt động tính bằng 12Mhz, mang lại kết quả ổn định của quá trình trao đổi dữ liệu

6.1.2 Sơ đồ chân Aeduino Nano V3

Hình 40Sơ đồ chân Arduino Nano V3

Các chân: 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 và 16

Arduino Nano có 14 ngõ ra/vào digital. Các chân làm việc với điện áp tối đa là 5V. Mỗi chân có thể cung cấp hoặc nhận dòng điện 40mA và có điện trở kéo lên khoảng 20-50kΩ. Các chân có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra, sử dụng các hàm pinMode (), digitalWrite () và digitalRead ().

Ngoài các chức năng đầu vào và đầu ra số, các chân này cũng có một số chức năng bổ sung:

Hai chân nhận RX và truyền TX này được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếp TTL. Các chân RX và TX được kết nối với các chân tương ứng của chip nối tiếp USB tới TTL.

Các chân 6, 8, 9, 12, 13 và 14: Chân PWM

Mỗi chân số này cung cấp tín hiệu điều chế độ rộng xung 8 bit. Tín hiệu PWM có thể được tạo ra bằng cách sử dụng hàm analogWrite ().

Khi chúng ta cần cung cấp một ngắt ngoài cho bộ xử lý hoặc bộ điều khiển khác, chúng ta có thể sử dụng các chân này. Các chân này có thể được sử dụng để cho phép ngắt INT0 và INT1 tương ứng bằng cách sử dụng hàm attachInterrupt (). Các chân có thể được sử dụng để kích hoạt ba loại ngắt như ngắt trên giá trị thấp, tăng hoặc giảm mức ngắt và thay đổi giá trị ngắt.

Khi chúng ta không muốn dữ liệu được truyền đi không đồng bộ, ta có thể sử dụng các chân ngoại vi nối tiếp này. Các chân này hỗ trợ giao tiếp đồng bộ với SCK. Mặc dù phần cứng có tính năng này nhưng phần mềm Arduino lại không có. Vì vậy, chúng ta phải sử dụng thư viện SPI để sử dụng tính năng này.

Khi bạn sử dụng chân 16, đèn led trên bo mạch sẽ sáng.

Chân 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 và 26 : Ngõ vào/ra tương tự

Arduino Nano có 8 đầu vào tương tự (19 đến 26), được đánh dấu A0 đến A7. Điều này có nghĩa là bạn có thể kết nối 8 kênh đầu vào tương tự để xử lý. Mỗi chân tương tự này có một ADC có độ phân giải 1024 bit (do đó nó sẽ cho giá trị 1024). Theo mặc định, các chân được đo từ mặt đất đến 5V. Nếu muốn điện áp tham chiếu là 0V đến 3.3V, có thể nối với nguồn 3.3V cho chân AREF (pin thứ 18) bằng cách sử dụng chức năng analogReference (). Các chân analog cũng có một số chức năng khác.

Khi giao tiếp SPI cũng có những nhược điểm của nó như cần 4 chân và giới hạn trong một thiết bị. Đối với truyền thông đường dài, cần sử dụng giao thức I2C. I2C hỗ trợ chỉ với hai dây. Một cho xung (SCL) và một cho dữ liệu (SDA). Để sử dụng tính năng I2C này, chúng ta cần phải nhập một thư viện có tên là Thư viện Wire.

Điện áp tham chiếu cho đầu vào dùng cho việc chuyển đổi ADC.

Đây là chân reset mạch khi chúng ta nhấn nút rên bo. Thường được sử dụng để được kết nối với thiết bị chuyển mạch để sử dụng làm nút reset.

Hình 41Sơ đờ chân ICSP

ICSP là viết tắt của In Circuit Serial Programming , đại diện cho một trong những phương pháp có sẵn để lập trình bảng Arduino. Thông thường, một chương trình bộ nạp khởi động Arduino được sử dụng để lập trình một bảng Arduino, nhưng nếu bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng, ICSP có thể được sử dụng thay thế. ICSP có thể được sử dụng để khôi phục bộ nạp khởi động bị thiếu hoặc bị hỏng.

Mỗi chân ICSP thường được kết nối với một chân Arduino khác có cùng tên hoặc chức năng. Ví dụ: MISO của Nano nối với MISO / D12 (Pin 15). Lưu ý, các chân MISO, MOSI và SCK được ghép lại với nhau tạo nên hầu hết giao diện SPI.

 

 

Chúng ta có thể sử dụng Arduino để lập trình Arduino khác bằng ICSP này.

Arduino là ISP	ATMega328
Vcc/5V	Vcc
GND	GND
MOSI/D11	D11
MISO/D12	D12
SCK/D13	D13
D10	Reset

6.1.3 Cách thức kết nối với Arduino Nano V3

Arduino Nano được kết nối với máy tính qua cổng Mini - B USB và sử dụng chip CH340 để chuyển đổi USB sang UART thay vì dùng chip ATmega16U2 để giả lập cổng COM như trên Arduino Uno hay Arduino Mega, nhờ vậy giá thành sản phẩm được giảm mà vẫn giữ nguyên được tính năng, giúp Arduino giao tiếp được với máy tính, từ đó thực hiện việc lập trình.Vì sử dụng cổng này nên kích thước board (về chiều cao) cũng giảm đi khá nhiều, ngoài ra chúng ta có thể lập trình thẳng trực tiếp cho Arduino từ máy tính - điều này tạo nhiều điện thuận lợi cho newbie.

Hình 42Cáo USB Type A

• Bộ nguồn Ardiuno Nano V3 thiết kế nhỏ gọn với:
• IC nạp và giao tiếp UART CH340.
• Điện áp hoạt động: 5 VDC.
• Điện áp khuyên dùng: 7 - 12V -  DC.
• Điện áp đầu vào giới hạn: 6 - 20V – DC.
• Dòng tiêu thụ: 30mmA.

6.2 Tìm hiều về phần mềm Visual Studio

Visual Studio được hiểu là một hệ thống bao gồm tất cả những gì có liên quan đến phát triển ứng dụng như trình chỉnh sửa mã, thiết kế, gỡ lỗi, viết code hay chỉnh sửa thiết kế, ứng dụng một cách dễ dàng và nhanh chóng. Có thể nói đây là một phần mềm hỗ trợ đắc lực đối với dân lập trình trong việc lập trình website.

Visual Studio cho phép người dùng có khả năng thiết kế và trải nghiệm giao diện như khi phát triển ứng dụng.

6.2.1 Nguyên nhân sử dụng Visual Studio

Đây là pần mềm được đánh giá là một trong những phần mềm lập trình đặc biệt, độc đáo, và sở hữu những ưu điểm vượt trội. Visual Studio chính là sự lựa chọn hoàn hảo cho các lập trình viên bởi những lý do khác nữa:

• Khả năng hỗ trợ nhiều loại ngôn ngữ lập trình như C/C++, C#, Visual Basic, HTML, CSS,..
• Ít dung lượng, các tính năng đa dạng, phong phú và hoạt động vô cùng mạnh mẽ.
• Giao diện Visual Studio dễ sử dụng đối với những người mới bắt đầu học cách lập trình.
• Là công cụ hỗ trợ Debug vô cùng mạnh mẽ, dễ dàng trong từng câu lệnh và khả năng xem giá trị của biến trong quá trình khởi chạy.
• Visual Studio giúp phát triển nhiều nền tảng khác nhau như: Windows, Linux, Mac,.. và trên các ứng dụng khác nhau.
• Giao diện thân thiện, dễ sử dụng và đa dạng trên các phiên bản, cho phép người dùng có thể lựa chọn phiên bản phù hợp với mục đích sử dụng của mình.

Tuy nhiên, Visual Studio không phù hợp sử dụng với các lập trình viên ngôn ngữ PHP, bởi nó là một dạng mã nguồn mở.

6.2.2 Những tính năng đa dạng của phần mềm Visual Studio

Visual Studio có một số tính năng rất độc đáo như:

• Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình: Tính năng này giúp phát hiện bất kỳ lỗi hoặc tham chiếu ngôn ngữ chéo (cross-language reference) nào một cách dễ dàng.
• Intelli-Sense: Là một tính năng giúp phát hiện có bất kỳ đoạn code nào bị bỏ sót hay không, tự động thực thi cú pháp biến (variable syntaxes) và khai báo biến (variable declarations). Ví dụ: Nếu một biến nào đó đang được sử dụng trong chương trình và người dùng quên khai báo, intellisense sẽ khai báo biến đó cho người dùng.
• Hỗ trợ đa nền tảng: Visual Studio hoạt động trên cả 3 nền tảng Windows, Linux, Mac.
• Tiện ích mở rộng và Hỗ trợ: Các extension hay tiện ích mở rộng của Visual Studio giúp tăng tốc quá trình phát triển ứng dụng mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của editor.
• Repository: Visual Studio được kết nối với Git hoặc có thể được kết nối với bất kỳ Repository nào khác.
• Code editor: Visual Studio có class Code editor tốt nhất hỗ trợ nhiều chức năng. Nó cho phép bookmark trong code để kết hợp Quick Navigation. Visual Studio cũng có chức năng Incremental Search, Regex Search, Multi-item Clipboard và Task-list.
• Web-Support: Các ứng dụng web có thể được xây dựng và hỗ trợ trong Visual Studio.
• Hỗ trợ Terminal: Visual Studio hỗ trợ Terminal hoặc Console tích hợp giúp người dùng không cần chuyển đổi giữa hai màn hình.
• Hỗ trợ Git: Tài nguyên có thể được lấy từ Github Repo trực tuyến và ngược lại giúp tiết kiệm thời gian và công sức.
• Debugger: Đây là một tính năng hữu ích cho phép nhà phát triển kiểm tra trạng thái của chương trình và phát hiện bug ở đâu. Bạn cũng có thể xem source code chương trình của mình bằng cách sử dụng các công cụ gỡ lỗi của debugger.
• Thiết kế đa dạng: Visual Studio cung cấp một số visual designer để trợ giúp trong việc phát triển các ứng dụng:
• WPF Designer: tạo giao diện người dùng cho Windows Presentation Foundation.
• Windows Forms Designer: tạo các ứng dụng GUI bằng Windows Forms.
• Class designer: Class designer cho phép chỉnh sửa các class bao gồm các thành viên và quyền truy cập của chúng bằng cách sử dụng mô hình UML.
• Web designer: Visual Studio cũng hỗ trợ một trình soạn thảo và thiết kế trang web, cho phép tạo các trang web bằng cách kéo và thả các widget.
• Mapping Designer: Mapping Designer được LINQ to SQL sử dụng để thiết kế mapping giữa các lược đồ thông tin và từ đó các class sẽ đóng gói dữ liệu.
• Data Designer: Data Designer được sử dụng để chỉnh sửa các lược đồ thông tin, cũng như các bảng được viết, khóa chính và khóa ngoại và các ràng buộc (constraint).

6.3 Phần mềm Arduino IDE

Arduino là một linh kiện điện tử được nhiều người yêu thích sử dụng. Để có thể sử dụng được Arduino, chúng ta cần một môi trường phần mềm để phát triển chúng, gọi là Arduino IDE.

6.3.1      Nguyên nhân sử dụng phần mềm Arduino IDE

• Phần mềm sử dụng mã nguồn mở miễn phí: IDE trong Arduino IDE là phần có nghĩa là mã nguồn mở. Nghĩa là phần mềm này miễn phí cả về phần tải về lẫn phần bản quyền. Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một số nguyên tắc chung được nhà phát hành cho phép mà không cần xin phép ai, điều mà họ không được phép làm đối với các phần mềm nguồn đóng.

Tuy là phần mềm mã nguồn mở nhưng khả năng bảo mật thông tin của Arduino IDE là vô cùng tuyệt vời, khi phát hiện lỗi nhà phát hành sẽ vá nó và cập nhật rất nhanh khiến thông tin của người dùng không bị mất hoặc rò rỉ ra bên ngoài.

• Sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ thân thiện với lập trình viên: Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ rất phổ biến trong giới lập trình. Bất kỳ đoạn code nào của C/C++ thì Arduino IDE đều có thể nhận dạng, giúp các lập trình viên thuận tiện trong việc thiết kế chương trình lập cho các bo mạch Arduino.
• Hỗ trợ lập trình tốt cho bo mạch Arduino: Arduino có một module quản lý bo mạch, nơi người dùng có thể chọn bo mạch mà họ muốn làm việc cùng và có thể thay đổi bo mạch thông qua Menu. Quá trình sửa đổi lựa chọn cũng liên tục tự động cập nhật để các dữ liệu có sẵn trong bo mạch và dữ liệu sửa đổi đồng nhất với nhau. Bên cạnh đó, Arduino IDE cũng giúp bạn tìm ra lỗi từ code mà bạn viết, qua đó giúp bạn sửa lỗi kịp thời tránh tình trạng bo mạch Arduino làm việc với code lỗi quá lâu dẫn đến hư hỏng hoặc tốc độ xử lý bị giảm sút.
• Thư viện hỗ trợ phong phú: Arduino IDE tích hợp với hơn 700 thư viện, được viết và chia sẻ bởi nhà phát hành Arduino Software và thành viên trong cộng đồng Arduino. Mọi người có thể tận dụng chúng cho dự án của riêng mình mà không cần phải bỏ ra bất kỳ chi phí nào.

Hình 43Thư viện Library Manager đa dạng của Arduino IDE

Giao diện đơn giản, dễ sử dụng: Arduino IDE có một giao diện đơn giản, dễ sử dụng giúp người dùng thuận tiện hơn trong thao tác. Dưới đây là một số tính năng chúng ta thường sử dụng:

Hình 44Một số tính năng thường xuyên sử dụng cảu phần mềm Arduino IDE

-        Nút kiểm tra chương trình (Verify): giúp dò lỗi phần code định truyền xuống bo mạch Arduino.

-        Nút tải đoạn code vào bo mạch Arduino (Upload): giúp nhập đoạn code vào bo mạch Arduino.

-        Vùng lập trình: người dùng sẽ viết chương trình tại khu vực này.

-        Thanh Menu: gồm những thẻ chức năng nằm trên cùng như File, Edit, Sketch, Tools, Help.

• Hỗ trợ đa nền tảng như Windows, MacOS, Linux: Arduino IDE hoạt động trên 3 hệ điều hành phổ biến nhất. Đó là Windows, Mac OS và Linux. Nhờ vậy, người dùng có thể truy cập vào phần mềm ở bất cứ đâu, bất cứ khi nào. Ngoài ra, người dùng có thể truy cập vào công cụ từ đám mây. Điều này cho phép các nhà lập trình lựa chọn tạo và lưu dự án của mình trên đám mây. Hoặc họ có thể xây dựng chương trình trên máy tính và upload nó lên bo mạch Arduino.
•  

CHƯƠNG 7 LẬP TRÌNH VÀ  ĐIỀU KHIỂN

7.1 Lưu đồ giải thuật

Hình 45 Lưu đồ giải thuật cùa hệ thống

7.2 Chức năng, nguyên lý hoạt động

Chức năng

Nâng cao độ chính xác của mối hàn, tăng năng suất sản xuất, giảm thiểu tai nạn lao động có thể xảy ra trong quá trình tiến hành công việc.

Nguyên lý hoạt động

Khi nhấn Star hệ thống mà camera lần lượt khởi động.

Sau đó, ta có thể thực hiện hoạt động sau:

Camera được liên kết với máy tính thông qua cổng USB, sau khi được khởi động sẽ hiển thị hình ảnh lên màn hình máy tính. Camera được lắp đặt để có thể điều chỉnh vị trí nên ta có thể điều chỉnh góc nhìn của phạm vi làm việc thông qua góc nhìn từ máy tính.

Sau khi đã điều chỉnh vị trí của camera, ta nhấp vào Take photo trên giao diện điều khiển để tiến hành chụp lại hình ảnh của hai phôi kim loại cần hàn. Sau khi camera chụp lại hình ảnh sẽ gửi hình ảnh về máy và lưu lại.

Tiếp đến ta chọn hình ảnh vừa chụp được từ thư mục và nhấp vào Load từ giao diện để chương trình C# tiến hành phân tích nhị phân hóa từ ảnh màu đã chụp được sang ảnh Gray và tiếp tục chuyển đổi thành ảnh Binary theo ngưỡng T tùy chỉnh theo điều kiện ánh sáng của môi trường làm việc. Khi đã có ảnh Binary chương trình tiến hành dùng thuật toán bằng phương pháp hồi quy tuyến tính để xác định phương trình đường thẳng y=ax + b cần thực hiện thông qua phép tính bình phương cực tiểu tiến hành phân tích tính toán từ tọa độ của ảnh Binary một cách chính xác và hiển thị tọa độ đầu cuối lên giao diện chương trình của chương trình Visual

Kế đến ta tiến hành kết nối với Arduino để kiểm tra động cơ và tiến hành điều khiển motor. Ta tiến hành kiểm tra motor thông qua việc nhấp vào có ô X+, X-, Y+, Y- trên giao diện của phần mềm Visual.

Nhập lệnh “h” từ bàn phím để chạy động cơ 1 và 3 theo hướng thiết lập về vị trí tọa độ góc được thiết lập. trên moniter của Arduino IDE. Sau khi đã chạy tới góc tọa độ động cơ 1 và 3 sẽ đừng lại.

Nhập lệnh “0.5t” từ bàn phím để tiến hành chạy của đường hàn cần thực hiện.

Nhập lệnh “f” từ bàn phím để tiến hành reset biến của chương trình.

Sau đó ta nhập chuỗi dữ liệu C# chuỗi “a x x x x x x e” chứa tọa độ đầu cuối vào Arduino IDE để Arduino tiến hành tính ra giá trị xung từ giá trị pixel và viết lại chương trình đường thẳng xung the tỷ lệ thực tế:     =    và chia nhỏ quãng đường cần thực hiện thành N lần( N=200 lần)

Ta nhập lệnh W vào moniter đề Arduino phát xung cho driver để driver điều khiển motor đi đến điểm bắt đầu hàn.

Nhập lệnh “r” vào moniter để Arduino tiến hành phái xung điều khiển driver cho động cơ duy chuyển tới điểm kết thúc.

Sau khi chương trình thực hiện ta nhập “f” làm claim từ đầu.

7.3 Phương thức xử lý ảnh

Để sử dụng Camera xác định định vị trí toạn độ một cách cụ thể, ta cần loại bỏ các yếu tố xung quanh gây ảnh hưởng đến tính toán của chương trình. Trong trường hợp này ta cần thực hiện việc chuyển đổi giữa ảnh màu sang ảnh Gray và từ ảnh Gray sang ảnh Binary để chương trình dễ dàng áp dụng thuật toán hồi quy tuyến tính được lập trình trước đó chuyển đổi sang vị trí tọa độ một cách chính xác.

7.3.1 Xử lý ảnh từ ảnh màu sang ảnh Gray

Hình 46Màu RGB cơ bản của ảnh từ lăng kính

Ảnh màu là một ma trận các pixel mà mỗi pixel biểu diễn một điểm màu mà mỗi điểm màu này rất nhỏ và là đơn vị cơ bản nhất để cấu tạo nên một bức ảnh số. Mỗi pixel được biểu diễn bằng bộ 3 số (R,G,B). Để tiện cho việc xử lý ảnh thì sẽ tách ma trận pixel ra 3 channel: red, green, blue.

Trong thực tế ta có tổ hợp 255*255*255=16777216 màu. Để chuyển đổi hình ảnh ta sẽ phân tích thành tổ hợp nhửng Pixel có chiều dài là y và chiều rộng là x sau đó ta sẽ biểu diễn dưới dạng ma trận:

Mỗi pixel trong ảnh xám chỉ cần biểu diễn bằng 1 giá trị nguyên trong khoảng từ [0…255]. Do đó khi biểu diễn ảnh xám ta chỉ cần 1 ma trận là đủ.

Mức xám =

→ Giá trị 0 là màu đen; 255 là màu trắng và giá trị của pixel càng gần 0 thì sẽ càng tối còn giá trị cùa pixel càng gần 255 thì sẽ càng sáng.

Ta có thể xác định giá trị m và n từ Size trong Layout tại mục Properti ở góc dưới bên phải giao diện

Hình 47Thông số kích thước hình ảnh theo đơn vị Pixel

 

Khi chuyển từ ảnh màu sang ảnh xám ta có thể dùng công thức:

x = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114

Công thức x = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114 không có một tác giả cụ thể. Đây là một phương pháp phổ biến được sử dụng để chuyển đổi ảnh màu sang ảnh xám bằng cách tính trung bình có trọng số của các thành phần màu đỏ (R), xanh lá cây (G) và xanh lam (B). Phương pháp này có thể được coi là một cách xấp xỉ đơn giản và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong xử lý ảnh và đồ họa.

Để chứng minh công thức: x = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114 khi chuyển đổi ảnh màu sang ảnh xám, chúng ta cần hiểu nguyên lý sau đây.

Trong hệ màu RGB (Red-Green-Blue), mỗi pixel trong ảnh màu được biểu diễn bởi ba thành phần màu đỏ (R), xanh lá cây (G), và xanh lam (B). Mỗi thành phần màu này có giá trị từ 0 đến 255, tương ứng với mức sáng từ tối đến sáng.

Khi chuyển đổi ảnh màu sang ảnh xám, chúng ta muốn biểu diễn mức sáng tổng quát của mỗi pixel mà không quan tâm đến màu sắc cụ thể. Công thức x = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114 là một cách xấp xỉ để tính toán giá trị mức xám (x) từ các thành phần màu R, G, B.

Để chứng minh công thức này, chúng ta có thể sử dụng trọng số tương ứng với công thức NTSC (National Television System Committee) cho việc chuyển đổi màu sang xám. Công thức NTSC dựa trên mối quan hệ tương quan giữa các thành phần màu trong một hệ thống hiển thị màu.

Theo công thức NTSC, trọng số cho thành phần màu đỏ là 0.299, cho thành phần màu xanh lá cây là 0.587, và cho thành phần màu xanh lam là 0.114. Công thức trên xấp xỉ tính toán giá trị x của mức xám dựa trên trọng số này.

Tuy nhiên, chúng ta cần lưu ý rằng công thức trên là một cách xấp xỉ đơn giản. Có nhiều phương pháp khác nhau để chuyển đổi ảnh màu sang ảnh xám, và lựa chọn trọng số có thể thay đổi tùy thuộc vào mục đích và tiêu chuẩn chuyển đổi màu.

Tóm lại, công thức x = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114 là một cách xấp xỉ để chuyển đổi ảnh màu sang ảnh xám, dựa trên trọng số tương ứng của thành phần màu trong công thức NTSC.

          Công thức NTSC (National Television System Committee) là một tập hợp các tiêu chuẩn và quy tắc được sử dụng trong hệ thống truyền hình màu NTSC. Công thức này không chỉ đơn giản là một công thức duy nhất, mà là một bộ quy tắc và tiêu chuẩn phức tạp được Ủy ban Hệ thống Truyền hình Quốc gia (National Television System Committee) tại Hoa Kỳ phát triển để đảm bảo sự tương thích và tái tạo màu sắc chính xác trên các thiết bị và màn hình truyền hình màu NTSC.

Công thức NTSC bao gồm các yêu cầu về hệ số màu (color gamut), tần số lấy mẫu (sampling frequency), và phương pháp chuyển đổi màu (color conversion). Nó xác định cách biểu diễn và tái tạo màu sắc bằng cách sử dụng các thành phần màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam.

Công thức NTSC không thuộc sở hữu của một tác giả đơn lẻ. Nó được phát triển thông qua đóng góp và công việc hợp tác của nhiều chuyên gia và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực truyền hình màu. Do đó, công thức NTSC được coi là một tiêu chuẩn ngành và không có một tác giả cụ thể được liên kết với nó.

7.3.2 Xử lý ảnh từ ảnh Gray sang ảnh Binary

Ảnh nhị phân là ảnh chỉ được biểu diễn bằng hai giá trị là [0] là đen hoặc [255] là trắng tương ứng với [0] và [1].

Quá trình biến đổi một ảnh từ ảnh Gray sang ảnh Binary được gọi là quá trình nhị phân hóa. Để biến đổi ảnh nhị phân thành ảnh Binary ta cầnthực hiện ba bước sau:

• Biến đổi ảnh màu (color) sang ảnh xám (grayscale) hoặc đọc ảnh lên bằng cờ ảnh xám.
• Điều chỉnh ngưỡng (threshold) để nhị phân hóa ảnh.
• Áp dụng ngưỡng T vào ảnh xám để tạo ảnh nhị phân hoặc áp dụng giải thuật nhị phân hóa ảnh. Các pixel có giá trị lớn hơn ngưỡng ta thiết lập bằng 255 (hoặc 1), nhỏ hơn ngưỡng ta thiết lập bằng 0.

So sánh giá trị cường độ của một điểm pixel với giá trị ngưỡng đã điều chỉnh là T có thể điều chỉnh tùy theo điều kiện ánh sáng của môi trường làm việc.

Nếu x(n,m) < T → INP(m,n) = 0 (0).                  Màu đen

Nếu x(n,m) > T → INP(m,n) = 255 (1).              Màu trắng

Sau khi xử lý ảnh từ Gray sang Binary ta sẽ được một ma trận gồm hay giá trị đã được quy đổi là [0] và [1].

Hình 48Giao diện xử lý ảnh

7.4 Thuật toán của chương trình

Để tìm kiếm một đường thẳng dưới dạng y=ax+b cần thực hiện dựa trên các biến đầu vào mà chúng ta sử dụng để xác định biến phụ thuộc.

→ Phương pháp hồi quy tuyến tính là một phương pháp trong thống kê và machine learning để xác định mối quan hệ tuyến tính giữa một biến phụ thuộc và một hoặc nhiều biến độc lập. Và là phương pháp tối ưu cho chúng ta khi tìm kiếm một đường thẳng( Phương pháp hồi quy tuyến tính đơn).

Dùng phương pháp này chúng ta tìm cách điều chỉnh các hệ số của đường thẳng để tối ưu hóa sự chính xác giữa mô hình và dữ liệu.

Một biểu đồ đường hồi quy tuyến tính là một đường đại diện cho mối quan hệ tuyến tính giữa các biến. Đường hồi quy tuyến tính được xác định bằng cách tính toán các hệ số hồi quy, bao gồm hệ số góc và hệ số chặn, để tìm cách tốt nhất giải thích biến phụ thuộc dựa trên các biến độc lập.

Khi sử dụng hồi quy tuyến tính, mục tiêu của chúng ta là để làm sao một đường thẳng có thể tạo được sự phân bố gần nhất với hầu hết các điểm. Do đó làm giảm khoảng cách (sai số) của các điểm dữ liệu cho đến đường đó.

Trong trường hợp này ta sẽ sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu. còn gọi là bình phương nhỏ nhất hay bình phương trung bình tối thiểu, là một phương pháp tối ưu hóa để lựa chọn một đường khớp nhất cho một dải dữ liệu ứng với cực trị của tổng các sai số thống kê (error) giữa đường khớp và dữ liệu.

Phương pháp hồi qui tuyến tính và phương pháp bình phương cực tiểu (least squares method) có mối liên hệ chặt chẽ với nhau.

Phương pháp bình phương cực tiểu là một phương pháp được sử dụng trong phân tích hồi qui tuyến tính để tìm ra bộ hệ số hồi qui tối ưu. Mục tiêu của phương pháp này là tìm một bộ hệ số hồi qui sao cho tổng bình phương sai số giữa giá trị dự đoán của mô hình và giá trị thực tế là nhỏ nhất.

Khi áp dụng phương pháp bình phương cực tiểu vào phương pháp hồi qui tuyến tính, chúng ta tìm bộ hệ số hồi qui (β₀, β₁, β₂, ..., βₙ) để tối thiểu hóa tổng bình phương sai số (sum of squared residuals) giữa giá trị dự đoán ŷ và giá trị thực tế y trong tập dữ liệu huấn luyện.

Công thức tổng bình phương sai số là: SSR = Σ(y - ŷ)²

Trong đó, y là giá trị thực tế, ŷ là giá trị dự đoán của mô hình hồi qui tuyến tính.

Bằng cách sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu, ta có thể tìm ra bộ hệ số hồi qui tối ưu (β₀, β₁, β₂, ..., βₙ) bằng cách tối thiểu hóa SSR. Phương pháp này dựa trên tính toán và tối ưu hóa đạo hàm để tìm ra các giá trị của hệ số hồi qui đạt được giá trị nhỏ nhất cho SSR.

Tóm lại, phương pháp hồi qui tuyến tính sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để tìm ra bộ hệ số hồi qui tối ưu. Phương pháp bình phương cực tiểu giúp tối thiểu hóa tổng bình phương sai số giữa giá trị dự đoán và giá trị thực tế, từ đó cung cấp một mô hình hồi qui tuyến tính tốt nhất cho dữ liệu.

Phương pháp bình phương cực tiểu:

 ,         i = 1 → n

 = a +b

F= ) ^{2 2} → min

=  = 0

→ a² + b -   ,  ) =0         (1)

 = = 0

→ a +nb -  = 0                      (2)

Đặt:  = ;  = ; = ;  = 

(2) → a + b -  =0 → b =  - a

(1) → a + b -  = 0; Thế (2) vào giải được: a =

Hình 49Biểu đồ minh họa hương pháp bình phương cực tiểu

Bảng giá trị

i	1	2	3	…	N	Ʃ	TB
x
y
x2
xy

 

Công thức tính toán hệ số a và b trong phương trình y=ax+b để xác định tọa độ của đường hàn cần thực hiện sau khi thực hiện thuật toán

a=  
b= -a

Tỷ lệ thực tế:     =

Sau khi có kích thước thực tế ta tính toán số lần cấp xung và số xung cần cấp cho motor thực hiện công việc.

Do yêu cầu tính chất của nghề hàn nên quá trình duy chuyển phải đảm bảo về khoảng cách và vị trí một cách chính xác → Ta cần chia nhỏ quãng đường thực hiện thành N lần thực hiện( Ta chọn N=200 lần).

Với:    Số xung cần phát để duy chuyển 1mm = 5 xung.

          Tỷ số truyền của bộ truyền là 0.2 (mm/xung).

                                                    

7.3 Giao diện phần mềm

Hình 50Giao diện của phần mềm

7.3 Code lập trình: Thực nghiệm kèm theo

CHƯƠNG 8 TỔNG KẾT

Đề tài đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống máy xác định máy xác định đường hàn bằng camera, đã góp phần giảm sai lệch về chất lượng đường hàn về mức tối thiểu. Tăng mức độ an toàn khi thực hiện công việ, giảm thiểu tối đa tai nạn lao động có thể xảy ra. Ngoài ra, chúng ta còn có thể thay đổi linh hoạt các loại máy hàn, cố hàn khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng của thị trường.

Đề tài đã đáp ứng được những yêu cầu:

• Hoàn thành thiết kế thi công mô hình cơ khí có thể duy chuyển tay hàn.
• Hoàn thiện xây dựng hệ thống điều khiển bằng phần mềm Vsual sử dụng C# để giao tiếp với arduino và camera.
• Viết chương trình cho điều khiển camera và arduino có khả năng:

-      Điều khiển khoảng cách, vị trí giữa đầu hàn và phôi.

-      Xác định vị trí và đường hàn bằng camera.

-      Thực hiện chạy bằng tia lazer đối chiếu kết quả.

8.1 Kiến nghị

Tiếp tục nghiên cứu, phát triền để hệ thống có thể hoạt động ổn định với đa dạng yêu cầu từ thị trường.

Hoàn thiện để hệ thống và ứng dụng để đưa và sản xuất nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

8.2 Định hướng phát triển sản phẩm

Tìm hiểu, nghiên cứu để phát triền mô hình có thể làm việc với đa dạng kích thước, vị trí, phương hướng làm việc.

Phát triển hệ thống sử dụng lập trình bằng Raspberry.

Phát triền, đơn giản hóa ứng dụng và cách thức điều khiển thông qua tay cầm hoặc màn hình HMI cho mọi người sử dụng.