Bir boya robotunun öğretme yoluyla kontrolu ve işletilmesi
Teach-in control of a spray painting robot
- Tez No: 19296
- Danışmanlar: PROF.DR. AHMET KUZUCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1991
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
ÖZET Bu çalışmada altı serbestlik dereceli, döner koordinatlarda çalışan bir boya robotunun bilgisayarla bağlantısı için gerekli elektronik devrelerin tasarımı ve öğretme yoluyla programlanabilmesi için bir kontrol programı gerçekleştirilmiştir. Robotun ilk tic serbestlik derecesi hidrolik, bilek kısmı ise pnömatiktir. Hidrolik kısım oransal yön valfleri ile kontrol edilmektedir. Bu valilerin kumanda sinyalleri -5V. İle +3V. arasında değiştiğinden ve fazla güç gerektirmediğinden direk olarak bilgisayara takılan sayısal - anolog çevirici ile stirtllebi İnektedirler. Valflerin kontrolü için PI kontrol algoritması kullanılmıştır. Pnömatik kısım ise 3S2 yollu pnömatlk valflerle kumanda edilmiştir. Bu valfler +24V. uygulandığında açılmakta, OV. ise pnömatik motordaki havayı atmosfere bağlamaktadırlar. Çalışabilmesi için 24 V. ve 1.2W. güç gerektiğinden bilgisayarla araya bir sur ucu devre yapılmıştır. Pnömatik valflerin kontrolü sayısal çıkış kanalından on-off kontrolle yapılmıştır. Konumu ölçmek için kodlayıcılar kullanılmıştır. Kodlayıcıdan gelen sinyaller bir mantık devr esiyle islenerek saydırılmış ve sayısal kanaldan bilgisayara girilmiştir. Robotun öğretme yoluyla programlanabilmesi İçin bir Joystick kullanılmıştır. Bunun gerçekleştirilebilmesi için bir ara devre geliştirilmiş ve Joystick çıkışları sayısal kanaldan girilmiştir. izlenecek yörünge öngörülmüş» bulunan referanslar ilk önce acık çevrimde gönderilmiş daha sonra PI kontrol algoritmasıyla kontrol edilmiştir. VI
Özet (Çeviri)
SUMMARY TEACH-IN CONTROL OF A SPRAY PAINTING ROBOT In this study, A computer control programme for a six revolute Joint spray painting robot having pitch-yaw-roll type wrist configuration has been developped. This programme can be used by an ordinary employer in a factory using a teach-in pendulum. The pendulum used is a Joystick which is used to play computer games. During the teach-in mode of the robot, if the pendulum is moved to a direction the work which has to be done by the robot is to move through a line at a constant velocity to that direction. For this purpose, first the kinematics of the manipulator has been investigated. For the velocity control of the robot discrete PI control algoritm has been analised. The solutions of the analises are indicated below. Direct Kinematic Solution: The position and the orientation of the robot end effector for specific values of the joint variables have been formulated by Denavit-Hartenberg parameters as follows; CTD = Ct 0 Sı 0' Sı 0 -Ci 0 0 1 0 lo 0 0 0 1 'Czs+CaCts-Szs*S+S2 3+az]+SsCSı0x-Cı0y:> -S23*CCıûx+Sı0y )+G23*0z Cs _PPx +PPy -ll -ll 2İ2İ3 Ss.*/: d Ö3=tg_S3_ Cs Ö2 = tg - 1 C İ3C3+ İ2 >PPy- laSsPPx Cİ3Ca+İ2)PPy+İ3S3PPy Ö*=â23*-Ö2-Öa Jacobian Matrix: The Jacobian matrix is defined as dp=Jdq The Jacobian matrix gives the relation between the joint variables and small displacements of the robot end effector. VIIIJ= dP X 1 dP x d© 2 dP X de a ÖP öe a where =-S Cl C +1 C ) 1 12 2 23 =C C-l S -1 S ) ı ı 2 2 2a =-1 S c 2 23 1 ÖP ?- =-c cı C +1 C 5 öe ı «*P y_ 2 1 12 2 23 =S C-l S -1 s > 1 1 2 2 23 -^- =-1 s s 2 23 1 IXÖP ae =o öp de =cı c +ı c ) 12 2 23 ÖP â& = 1 C 2 23 Inverse Jacobian Matrix: It is required that the end-effector of the sypray painting Robot move at a constand speed in order to obtain a homogen paint surface, The velocity of the end-effector p is known. So the angular velocities can be determined as; T-i. q = J p The inverse of Jacobian matrix is J“1. det a 1 1 21 12 22 a a 31 32 13 23 33 where: det=-l 1 S CI C +1 C > 12 3 12 2 23 a=l 1 S S 11 12 13 a =-1 1 C S 12 1 2 1 23 13 = 0a =-1 C C CI C +1 C ) 21 2 23 1 12 2 29 a =-1 S C CI C +1 C > 22 2 1 29 12 2 29 ı =-1 S CI C +1 C ) 29 2 29 12 2 29 a =c ci c +i c y 91 1 12 2 29 a =S CI C +1 c y 92 1 12 2 29 a =C1 C +1 C )(1S+1S ) 99 1 2 2 29 1 2 2 29 Line Tracking: When teach-in pendulum is moved to any direction. Robot has to be tracked a line at a constand speed to that direction. The referans values at for instance +x direction of the end-effector can be calculated as: set where; 1 0 0 unit vector at x direction of the end effector Rot Rotation matrix. V velocity of the end effector. sot The unit vector's components can calculated with respect to the desired velocity vector. The Predictive Trajectory Planning: The points which are going to be tracked by the Robot are predetermined before the operation. The Robot's position can be determined by using the direct kinematics XIsolutions. Then the points are determined at each sampling time by using the equation below. R Jk z J V h set where V, V V are components of the unit velocity vector x y * and h is the sampling time. Open Loop Control The relations between the hydraulic cylinders velocities and the angular velocities at each joint should be Investigated as a result of kinematic structure. Fig 1: Kinematic Triangles The command u can be determined by using kinematic triangles as u=K A. v h 1 ab Since 5 w rot where; i=v£2+ b - 2ab Cos CO) K The coefficient of the hydraulic valve V A. The Piston areas XIIClosed Loop CPI> Control: The control low can be expressed as; uCt>=K C CrCO-yCt))*!-1- /l CrC O-yC t >>dt 5 dp T. r 1 o u rot d If this equations analized In discreate time, the control law can be written as Au_, »u -u «K Ce, -e, +^Z - Ce, +e, >) d, d, d, p k k-l 2t. k k-i k k k-i ı k rot, d. k k Electronics of the Robot: The Hydrolic valves can be controlled directly by the signals which is send by Digital to Anolog Converter CDAC) connected to the competer's slot. The last three degrees of freedom of the robot are controlled by pneumatic on-off valves. A circuit is developed in order to send digital outputs of the computer to the valves. The position of each Joint is measured by optical encoders. Edge Detector and 16 bit Counter cards are made in order to enter the signals to the digital input ports of the computer. All of the circuits CDAC» Dfl. D/”Û> are placed at different addresses in order to transmit data to and from the computer. The corresponding circuits are given at Annexes. XIII560 Z t tmml 480 t tat «pal 400 1 t İO sec J 1 1 a tops! 400 I İO sec] 2000 Z t mm] t 1000 X trnm) t 500 X tnmJ 1200 t -1 Y tmrnl * Fig.2 The trajectory which is tracked at x direction h«0.5 sec. V «O.lm/'sec. set XIV900 XI mm] t 500 2000 Z [mm] t 1 1 steps] 390 t 7. S o«c ] t (atopsl 390 17.5 soc ] 2000 Z t mm) t 1000 500 X lmm, 1200 -1 t Fig. 3 The trajectory which is tracked at z direction XV
Benzer Tezler
- Bir boya robotunun tasarımı, kontrolu ve işletmesi
Design and control of a sproy painting robot
ŞENİZ FIÇICI
- Bir hidrolik robotun kinematik kompanzasyonu ve yapay sinirsel ağ ile ileri beslemeli bulanık mantık kontrolü
Kinematic compansation and fuzzy logic control of a hydraulic robot using neural networks in the feedforward loop
CANER BEYKONT
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Modeling for robotic spray painting
Robotlarla sprey boyamanın modellenmesi
UĞUR DALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA BALKAN
PROF. DR. M. A. SAHİR ARIKAN
- Programlanabilir lojik kontrolör kullanarak PID yöntemi ile bir scara robotun kontrolü
PID control of a scara robot by using programmable logic controller
SERVET SOYGÜDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HASAN ALLİ