Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
การหยิบและวางอาหารด้วยแผ่นสุญญากาศและนิ้วจับแบบยืดหยุ่นสำหรับแขนหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
Alongkorn Pimpin
Second Advisor
Hayashi Eiji
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Mechanical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล)
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Cyber-Physical System
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.147
Abstract
Human with different conditions such as disease, allergy, gender, ethnicity, or religion need different types of food. Nowadays, people prefer to choose diet based on nutrition value over price such as composition of food or the impact on body, so personalized or customized food could potentially be a big market in few years. With this aspect, the assembly robot becomes a good choice in the food industry to produce the small amount of packed meal with highly adjustable ingredients to match with the requirements. With the automation system, the cooking process is faster, cheaper and safer, yet coming with good traceability in unusual incidents. However, the robot that overall works practically is still in an early stage of development. One issue is a design of the end-effectors that should be interchangeable to match with different types of food. In this thesis, a highly flexible food assembling framework has been realized and evaluated. The robot with designed end-effector could recognize and localize objects to assemble Japanese lunch box. A modular end-effector using soft gripper and vacuum pad in the single unit was designed, prototyped, and installed. The performance has been evaluated by the pick-and-place process with various scenarios. For a single type of food, the system could successfully pick-and-place karaage, onigiri, and bologna into a meal box with a 90% success rate. However, when picking and placing multiple types of food, the success rate is reduced lower than 50%.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
มนุษย์มีความต้องการอาหารที่แตกต่างกันด้วยสาเหตุหลายอย่าง เช่น โรคประจำตัว, ภูมิแพ้, อายุ, เพศโดยกำเนิด, เชื้อชาติหรือศาสนา เป็นต้น นอกจากนั้นในปัจจุบันผู้คนนิยมเลือกรับประทานอาหารตามคุณค่าทางสารอาหารมากกว่าราคา ดังนั้นอาหารเฉพาะสภาวะบุคคล หรืออาหารที่มีการปรับเปลี่ยนวัตถุดิบให้เหมาะสม จะได้รับความสนใจภายในระยะเวลาอันใกล้นี้ ในแง่มุมที่กล่าวมานี้หุ่นยนต์อัตโนมัติสำหรับประกอบอาหารเป็นตัวเลือกที่ดีในการผลิตชุดอาหารกล่องจำนวนน้อย แต่มีความสามารถในการปรับเปลี่ยนวัตถุดิบได้สูง เพื่อให้เข้ากับความต้องการที่กำหนดได้ โดยระบบอัตโนมัติสามารถลดระยะเวลาและต้นทุนในการปรุงอาหาร รวมไปถึงลดการปนเปื้อน แล้วยังมาพร้อมกับการตรวจสอบย้อนกลับที่ดีในเหตุการณ์ที่ผิดปกติได้ อย่างไรก็ตามหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานได้ดังที่กล่าวมายังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ประเด็นหนึ่งคือการออกแบบส่วนประกอบมือจับของหุ่นยนต์ที่ใช้ในกระบวนการจับและวางอาหาร ที่ควรจะมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้ใช้ได้กับอาหารประเภทต่างๆได้ดี ในวิทยานิพนธ์นี้ได้มีการสร้างและประเมินระบบแขนหุ่นยนต์ประกอบอาหารชุดที่มีความยืดหยุ่นสูง หุ่นยนต์สามารถจดจำและกำหนดตำแหน่งของอาหารญี่ปุ่นและจับวางลงในกล่องได้ โดยส่วนประกอบที่ใช้จับอาหารได้ถูกออกแบบตามหลักโมดูลาร์เพื่อติดตั้งมือจับแบบยืดหยุ่นและแผ่นสุญญากาศร่วมกัน สมรรถนะของระบบได้รับการประเมินโดย กระบวนการหยิบและวางในสถานการณ์ต่างๆ การทดลองได้ใช้ไก่ทอด ข้าวปั้น และโบโลน่า โดยการจับและวางใส่กล่องอาหาร ผลการทดลองสำหรับอาหารประเภทเดียว ระบบสามารถเลือกและวางอาหารลงในกล่องอาหารได้สำเร็จร้อยละ 90 อย่างไรก็ตามอัตราความสำเร็จจะลดต่ำกว่าร้อยละ 50 เมื่อระบบทำการหยิบและวางอาหารหลายประเภทลงในกล่องอาหาร
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Tulapornpipat, Wiwat, "Picking-and-placing food with vacuum pad and soft gripper for industrial robot arm" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 207.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/207