MV2MV: MicroController driven motion control and machine vision assisted sorting system

Abstract

Bu tezin 2 ana hedefi vardı: (i) Çeşitli otomasyon teknolojilerinin tek bir sistemde gerçeklenmesi & entegrasyonu ve bu sistemin lisans öğrencilerinin alt-sistemleri değiştirebilecekleri ve daha büyük bir sistem içinde iş-yapar şekilde görebilecekleri bir test-ortamı olarak kullanılması. (ii) Bir PLC'nin işini bir mikrokontrolör üzerinde koşan C kodu ile yapmaya imkan veren bir metodoloji yaratmak.Yukarıdakileri göstermek için bir uygulama seçmemiz gerekiyordu. Biz ?ayrıştırma? problemini seçtik. Ayrıştırma sistemimiz temelde 2 yapıdan oluşmaktadır: Yürüyen Bant ve XY-Masası. Bu tezin sonucu olarak, muhtelif teknolojilerin gösterimine imkan veren ve bunları beraber çalıştıran bir sistem gerçekleştirdik. Bir başka amacımız da, bir endüstriyel otomasyon sisteminin üniversite orta-mında ve kısıtlı yatırım ($5,000 altı) ile tasarlanıp gerçeklenebileceğini göstermekti. Bu tez, öğrencilerin alt-sistemleri ve yordamları daha büyük bir endüstriyel uygulama içinde gerçekleye-bilecekleri bir test-ortamı üretmiştir. Daha karmaşık ve pahalı lab düzeneklerinin aksine, öğrenciler bu test-ortamında düzeneği bozma ve zarar verme korkusu olmadan değişiklikler ve eklemeler yapabilirler. Bu, öğrencilerin sistem entegrasyonu kabiliyetlerini test edebilecekleri bir düzenektir.Sistemimizin yürüyen bant kısmında, 3 değişik parça hareket etmektedir: Uzun & Kare, Kısa & Kare ve Kısa & Yuvarlak. Yürüyen Bant Alt-sistemimiz (CBS) parçaları boylarına göre ayrıştırır. Kısa parçalar XY-Masası Alt-sistemine (XYTS) itilir. Bir yapay görme sistemi kullanarak, parçalar kare veya yuvarlak şeklinde kategorize edilip 2 farklı kutuya XYTS'in kolu ile itilirler. Not edilmelidir ki, CBS ve XYTS eş zamanlı olarak çalışmaktadırlar.Kısaca, bu tez çerçevesinde gerçeklediğimiz sistem çeşitli endüstriyel otomasyon teknolojilerinin sistem entegrasyonu üzerine bir egzersizdir. Bu teknolojiler arasında kızılötesi algılayıcılar, PIC tabanlı kontrol, stepper motor/sürücüler ve yapay görme sayılabilir. Bir araya getirdiğimiz sistem sadece spesifik bir endüstriyel otomasyon probleminin çözümü değil, aynı zamanda öğrenciler için bir eğitim platformudur.

This thesis had 2 main goals: (i) Implementing & integrating several automation technologies in a single system, which can be used by undergrads as a test-bed where they can modify subsystems and see them in action in a bigger system. (ii) Devising a methodology for doing the job of a PLC with a C code running on a microcontroller.We had to pick an application to demonstrate the above. We picked the problem of ?sorting?. Our sorting system is mainly comprised of 2 structures, namely, a conveyor belt and an XY-table. As a result of this thesis, we have created a system that is a demo of several technologies and shows them in interaction. One other purpose was to show that it is possible to design & implement an industrial automation system in a university environment and with limited investment (under $5,000). This thesis has delivered a test-bed, which serves as a platform where students can implement their own subsystems and algorithms in a bigger industrial application. Unlike more elaborate and expensive lab set-ups, students can modify or extend this test-bed without the fear of breaking or damaging it. This is a set-up where a student can practice his/her system integration capabilities.On the conveyor belt part of our system, 3 different types of parts move, namely, tall & square, short & square, and short & round. Our Conveyor Belt Subsystem (CBS) sorts them based on height. Short parts are pushed on to our XY-Table Subsystem (XYTS). Using a machine vision system, parts are sorted as square or round and are pushed into 2 different bins by the arm of XYTS. Note that CBS and XYTS work concurrently.In short, the system implemented within scope of this thesis is an exercise in system integration of various industrial automation technologies such as infrared sensors, PIC based control, stepper motors/drivers, and machine vision. The system we have put together is not only a solution for a particular industrial automation problem but also a training platform for students.