فرز الألوان بلمسة روبوتية 

مقدمة وأهمية المشروع

في ظل التوسع في استخدام الروبوتات في خطوط الإنتاج والتعبئة، أصبحت أنظمة الفرز الآلي عنصرًا أساسيًا في تحسين الكفاءة وتقليل الأخطاء البشرية. يهدف هذا المشروع إلى تصميم وتنفيذ ذراع روبوتية صغيرة الحجم مخصصة لفرز العبوات وفق لونها، باستخدام مكونات مطبوعة بتقنية 3D Printing لخفض التكلفة وزيادة إمكانية التخصيص.
يمكّن المشروع الطلاب من تطبيق معارفهم في الميكاترونكس، البرمجة، ومعالجة الصور، ويُعد نموذجًا مصغرًا قابلًا للتطوير لمشاريع أكبر في المجال الصناعي.

فكرة المشروع

تعتمد الفكرة على تصميم ذراع آلية صغيرة بثلاثة محاور للحركة، يتم تصنيع أجزائها الميكانيكية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، وتزويدها بحساس ألوان لتمييز لون العبوات الموضوعة أمامها.

• عند التقاط العبوة، يقوم الحساس بقراءة لونها (مثل الأحمر، الأزرق، الأخضر).

• يتم توجيه الذراع تلقائيًا إلى الصندوق المخصص لهذا اللون، ثم إسقاط العبوة بداخله.

• يمكن تعديل البرنامج لإضافة ألوان جديدة أو تغيير مواقع الصناديق بسهولة.

مكونات النظام

• ذراع آلية صغيرة بـ 3 محاور مطبوعة بتقنية 3D Printing.

• 3 محركات Servo للتحكم بالمحاور.

• محرك Servo إضافي للتحكم بالمقبض.

• حساس ألوان (مثل TCS3200 أو ما شابهه).

• لوحة تحكم Arduino Uno أو Arduino Nano.

• برنامج تحكم مخصص لقراءة البيانات وتنفيذ أوامر الفرز.

مراحل العمل

1. تصميم أبعاد الذراع ومحاورها باستخدام برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد.

2. طباعة الأجزاء باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد وتجميع الميكانيك.

3. برمجة وحدة التحكم لقراءة بيانات حساس الألوان وتحريك الذراع وفق اللون المكتشف.

4. اختبار النظام مع مجموعة عبوات بألوان مختلفة وضبط الحساسية.

5. تحسين السرعة والدقة في عمليات الالتقاط والفرز.

الفائدة والتطبيقات العملية

• تحسين كفاءة عمليات الفرز في خطوط الإنتاج الصغيرة.

• تطبيق عملي على دمج الميكانيك، الإلكترونيات، والبرمجة.

• مشروع تعليمي مثالي لطلاب الهندسة في مجال الروبوتات.

• إمكانية تطويره ليشمل فرزًا بالحجم أو الوزن إضافةً إلى اللون.

التحديات المتوقعة

• ضمان دقة قراءة الألوان في ظروف إضاءة مختلفة.

• تحسين استجابة المحركات لتحقيق سرعة أكبر دون فقدان الدقة.

• معالجة الاختلافات في حجم وشكل العبوات.

• تصميم ميكانيك قوي وخفيف في آن واحد.

خاتمة

يمثل مشروع "ذراع روبوتية ذكية لفرز العبوات حسب اللون بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد" نموذجًا عمليًا مصغرًا للتطبيقات الصناعية، ويجمع بين الإبداع في التصميم الميكانيكي ودقة التحكم الإلكتروني، مما يجعله خيارًا مميزًا لمشاريع التخرج التي تستهدف الابتكار والجانب التطبيقي.