Ανάπτυξη βιομηχανικού συστήματος ανάκτησης, μεταφοράς, αναγνώρισης και διαλογής προϊόντων, κατασκευασμένο με 3D εκτυπωτή, βασισμένο σε Raspberry Pi 2, με ρομποτικούς βραχίονες, ταινία μεταφοράς και αισθητήρες

Abstract

Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στη βιομηχανία αλλά και σε πολλούς ακόμα τομείς είναι η μεταφορά και η διαλογή πρώτης ύλης, τελικών προϊόντων και γενικότερα αντικειμένων σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η μελέτη και η κατασκευή ενός βιομηχανικού συστήματος ανάκτησης, μεταφοράς, αναγνώρισης και διαλογής προϊόντων, ανάλογα με το αν το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο το προϊόν είναι μεταλλικό ή πλαστικό. Για την κατασκευή του αυτόματου συστήματος επιλέχθηκαν υλικά τα οποία είναι διαθέσιμα στη αγορά των μικροηλεκτρονικών και έχουν μικρό κόστος. Η κατασκευή των μηχανικών εξαρτημάτων έγινε με χρήση 3D printer και τα 3D μοντέλα που εκτυπώθηκαν είναι διαθέσιμα μέσω της κοινότητας ελεύθερου διαμοιρασμού 3D μοντέλων thingiverse.com. Η κατασκευή του βιομηχανικού συστήματος αποτελείται από 3 επιμέρους υποσυστήματα φόρτωσης και αναγνώρισης του τύπου υλικού αντικειμένων/προϊόντων, μεταφοράς και διαλογής και εκφόρτωσης. Η μεταφορά των αντικειμένων πραγματοποιείται με ταινία μεταφοράς και φόρτωση/εκφόρτωση των αντικειμένων γίνεται με χρήση δυο ρομποτικών βραχιόνων κατασκευασμένων σε 3D printer όπως και η ίδια η ταινία μεταφοράς. Το σύστημα αυτοματισμού για τον έλεγχο του συστήματος βασίζεται στο Raspberry Pi 2. Στο σύνολο της μελέτης θα παρουσιαστεί και θα αναλυθεί η επιλογή του υλικού και η διαδικασία κατασκευής του βιομηχανικού συστήματος ανάκτησης, μεταφοράς, αναγνώρισης και διαλογής προϊόντων. Σκοπός της εργασίας είναι η ανάδειξη παρόμοιων εφαρμογών και η κατασκευή μιας πλατφόρμας με μικρό οικονομικό κόστος, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εκπαίδευση και πειραματισμό πάνω σε εφαρμογές διαλογής αντικειμένων.

One of the biggest problems in the industry but also in many other sectors is the transportation and sorting of raw materials, final products and objects in general according to their characteristics. In the present study the design and construction of an industrial system for retrieval, transportation, identification and sorting of products is presented, depending on whether the material of the product is metal or plastic. The low-cost materials available in the hobby electronics market were selected for the construction of this automatic system. The mechanical components were made using a 3D printer and the 3D printed models are available through the free 3D model sharing community thingiverse.com. The construction of this industrial system consists of 3 separate subsystems for loading and identification of the objects/products type of material, transportation, sorting and unloading. The transportation of the objects is carried by a conveyor and loading/unloading is done using two robotic arms made on the 3d printer as well as the conveyor belt itself. The automation system for system control is based on the Raspberry Pi 2. Throughout the study, the selection of the material and the construction process of the industrial system for retrieval, transportation, identification and sorting of products will be presented and analyzed. The purpose of this study is to highlight and promote similar applications and the construction of a platform with low financial cost, which can be used in training and experimentation on object sorting applications.