ÜÇ SERBESTLİK DERECELİ TRİGLİDE PARALEL ROBOTUN TASARIMI VE HAPTİK KONTROLÜ

Abstract

Bu çalışmada üç serbestlik dereceli Triglide paralel robot için Solidworks programında 3B yeni bir tasarım yapılmıştır. Tasarımı yapılan robotun imalatı gerçekleştirilmiştir. Robotun kinematik denklemleri kullanılarak Lagrange yöntemiyle robot dinamiği elde edilmiştir. Robot dinamiği üzerinden robotun kontrol edilebilirliği üzerine PID, Kayan Kipli Kontrol, Yapay Sinir Ağları ve Bulanık Mantık yöntemleriyle çalışmalar yapılmıştır. Kontrol yöntemleri uygulanırken uygun kontrol katsayıları genetik algoritma ile tespit edilmiştir. Yaklaşık 0.2-0.3 sn gibi bir sürede robotun konum kontrolü gerçekleştirilmiştir. Böylelikle gerçek zamanlı uygulamada robotun kontrolü açısından sıkıntılı bir durumla karşılaşılmayacağı kanısına varılmıştır. Robotun gerçek zamanlı çalışmaları için deney düzeneğinde kullanılacak olan donanımlara karar verilerek gerekli montaj ve kablolamalar yapılmıştır. Triglide paralel robot, PID ve Kayan Kipli Kontrol yöntemleriyle gerçek zamanlı kontrol edilmiştir. Kayan Kipli Kontrol yönteminde sign fonksiyonu kullanıldığı zaman sistemde titreşim ve gürültü oluşmuştur. Bu nedenle saturasyon fonksiyonu kullanılarak sistem rahatlatılmıştır. Yapılan kontrol uygulamalarında sistemin yaklaşık 0,6 sn de istenilen referans değerlerine gittiği tespit edilmiştir. Son olarak Sensable firmasına ait Haptik Omni cihazı kullanılarak robot ile etkileşim gerçekleştirilmiştir. İlk uygulamada Haptik Omni cihazı ile robotun uzaktan konum kontrolü sağlanmıştır. Bu teleoperasyon işleminde Haptik cihaz master olarak Triglide robot ise slave olarak kullanılmıştır. Başarılı bir şekilde teleoperasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci uygulamada ise robotun tutucu ucuna yerleştirilen kuvvet sensörü yardımıyla konum kontrolünün yanı sıra Haptik kolda kuvvet geribildirimi alınmıştır. Üçüncü uygulamada robotun tutucu ucu için kuvvet kontrolü yapılmıştır. Farklı üç kuvvet referansı için robotun tutucu ucunun istenilen referans değerlerini yakaladığı grafiksel sonuçlardan elde edilmiştir.

In this study, a new 3D design was made in the Solidworks program for the threedegree-of-freedom Triglide parallel robot. The manufacturing of the designed robot has been realized. Robot dynamics were obtained by Lagrange method using robot kinematics equations. On the controllability of the robot using the robot dynamics, PID, Sliding Mode Control, Artificial Neural Networks and Fuzzy Logic methods have been studied. When control methods are applied, appropriate control coefficients are determined by genetic algorithm. Position control of the robot has been provided about 0.2-0.3 seconds. Thus, in the real-time application, it is thought that there will not be a troublesome situation in terms of control of the robot. For the real time operation of the robot, the hardware to be used in the experiment setup was decided and the necessary assembly and wiring were done. Triglide parallel robot has been controlled in real time with PID and Sliding Mode Control methods. When the sign function is used in the Sliding Mode Control method, vibration and noise are generated in the system. For this reason, the system has been relieved by using the saturation function. It has been determined that the system goes to the desired reference values for about 0.6 sec in the control applications. Finally, an interaction with the robot was performed using the Haptic Omni device from Sensable. In the first application, Haptik Omni device and remote position control of the robot have been provided. In this operation, the Haptic device is used as a master and the Triglide robot is used as a slave. Teleoperation has been successfully carried out. In the second application, in addition to the position control, force feedback was obtained on the Haptic device with the help of the force sensor placed on the end effector of the robot . In the third application, the force in the end effector of the robot has been controlled. It was obtained from graphical results that the end effector of the robot achieved the desired reference values for the three different forces.