Bir robot kolunun temas anındaki kuvvet kontrolü

Abstract

Günümüzde robotlar çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar. Robot kollan çevreyle veya bir nesne ile temas halindedirler. Robot kollannm çevreyle olan problemlerin çözümü ile ilgili birçok uygulamalar vardır. Durgun veya hareketli bir cismin kontrolü esnasında cisim ve robot kolunun zarar görmemesi gerekmektedir. Bu tür durumlarda etkileşim kuvveti önemlidir. Robot kolunun uç noktası ile cisim arasındaki etkileşim kuvvetlerini kontrol etmek zorundayız. Cisim hareketli veya statik halde iken robot kolunun hasar görmemesi gerekir. Böyle durumlarda etkileşim kuvvetleri önemlidir. Robot kolunun hareketi etkileşim kuvvetlerini değiştirir. Bu yüzden kuvveti kontrol etmek için kontrol algoritması geliştirilerek kuvvetin doğru bir şekilde kontrol edilmesi sağlanmalıdır. Konvansiyonel kuvvet kontrol algoritması çevre ve çalışma üzerinde etkili olamamaktadır. Sensör yardımıyla alman değerler mekanik titreşimler sebebiyle doğruluğunu yitirmektedirler. Yani titreşimler sensörün yapışma etki ederek değerlerin yanlış okunmasına sebep olmaktadır. Tezde bir serbest dereceli sistem ile aktif empedans sistemleri ayrıntılı olarak incelenmiş ve simülasyonu çıkartılmıştır. Simülasyon sonuçlan ayrıntılı şekilde incelenerek değerlendirilmiştir. r- İ 'kontrolör, j - lJtti^F x ^ i» t -f* AAA/V m« M. I yyyyyyyyyyyy^yyy'^y/W^/jyy:!r^7 Şekil Al Bir serbest dereceli Aktif empedans kontrol sistemi. >-*^. Geribesleme Kontrol kanunu 9 I 7h Ca) (b) Şekil A2. aktif empedans genel aşama vm Bu tezin amacı robot kolu ile çevre arasındaki ilişkiyi inceleyerek temas halinde oluşan problemlerin ortadan kaldırılmasını sağlamak ve bu oluşan problemleri bir model çerçevesinde kontrol kanununu çıkartarak simülasyon sonuçlarını değerlendirmektir. Bu tezde ayrıca kuvvet kontrolü hakkında yazılmış yayınları araşurma, robot kolu modelinin oluşturulması, temas anında ölçülen kuvvetlerin değerlendirilmesi ve uygun bir kontrol algoritması oluşturulması hedeflenmiştir.

Nowadays robots are used in various areas. There are extremely important aplications to investigate the control of multiple cooperating mechanism manipulating a common object, with rolling contact between the end-effectors and the object. During controlling an object, static or in motion, the robot arm should not be damaged. The interaction forces are important in such conditions. We have to control the interaction forces between the end-effectors and the object. The motion of the robot arm changes the interaction forces. Thats why, to control interaction forces a force kontrol algorithm must be developed. Previous conventional force control algorithms could not control the robot effectively by only considering the variation of working environment. The aim of this thesis is developing a control strategy to achieve the desired interactions forces between the robot end-effector and the environment during contact tasks. This thesis include, modelling robot arm, evaluating measured forces during contact and constructing a suitable force control algorithm, dynamics, and kinematics We will especially mention about one- degre-of-fredom-case and active impedance method. Then we will simulate given system. Finally we will discuss simulation results based on latest applications., j Controller |- -, x> im ; F Figure Al Active impedance control of one-degree-of-freedom system. >-^. y I 7^.i,-.'\ Ca) (b> Figure A2 Active impedance method, (a) Feedback control system, (b) Mechanical