Macro-micro robotic manipulation: a laser cutting case study
Makro-mikro robotik manipülasyon: bir lazer kesim çalışması
- Tez No: 563521
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE, DOÇ. DR. GÖKHAN KİPER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Bu tez, robotik bilimi kapsamında, özel bir kinematik fazlalık türü olan makromikro manipülasyon için uygun metodolojinin araştırılması ve tasarlanmasına odaklanmaktadır. Kısaca, makro-mikro manipülasyon, makro ve mikro ölçekte çalışan ve belirgin avantajlara sahip kinematik olarak farklı iki mekanizmadan oluşur. Bu tezin amacı, makro-mikro manipülasyon konsepti için kinematik fazlalığı kullanarak en uygun hareket planlama ve kontrol algoritmasını sunmaktır. Endüstriyel uygulama çalışması göz önüne alınarak, hareket planlama algoritmaları dahil olmak üzere denetleyici tasarımları geliştirilmiştir. Ek olarak, makro-mikro manipülasyon için genel bir çerçeve denetleyicisi geliştirilmiştir. Önerilen yöntemler için endüstriyel kurulum ve simülasyon doğrulamaları ile deneyler yapılmıştır. Sayısal sonuç ve deneylerle, bir lazer kesme makinesinin görev tamamlama süresinin, makro-mikro manipülasyon ile hızlanma yeteneğini artırarak, azaltıldığı kanıtlanmıştır. Önerilen metodolojiler belirli bir durum için uygulanmakla birlikte, metodolojinin çok yönlülüğü dikkate alınarak, diğer sistemler için de kullanılabilir. Bu araştırmanın temel yeniliği makro ve mikro ölçekli iki tip manipülasyonun birleşik kullanımı ile maksimum verimliliği sağlayacak metodolojilerin sunumudur. Yapılan çalışmaların bir sonucu olarak, makro-mikro manipülasyon konseptini kullanarak daha yüksek ivmelere ulaşabilen Türkiye makina endüstrisinde ilk, dünyada ise üçüncü lazer kesim makinası uygulaması geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
This dissertation focuses on investigation and devising of proper methodology to utilize a special type of kinematic redundancy, namely macro–micro manipulation, in the scope of robotic science. Briefly, macro-micro manipulation is comprised of two kinematically different mechanisms that have distinct characteristics, which work on macro and micro-scale. Aim of this dissertation is to present the most convenient motion planning and control algorithm to resolve kinematic redundancy for macro-micro manipulation concept. Controller designs, including the motion planning algorithms are devised taking into account the selected industrial case study. Additionally, a general framework controller is developed for macro-micro manipulation. Experiments with industrial setup and simulation verifications are done for the proposed methodologies. It is proven with simulation test results and experiments that the task completion duration for a laser cutting machine is reduced by enhancing the acceleration capability with the macro-micro manipulation. Although the proposed methodologies are implemented for a specific case, it can also be used for other systems considering the versatility of the proposed methodology. The core novelty of this research is the introduction of methodologies in order to achieve the maximum efficiency for the combined use of macro and micro-scaled manipulators. As an outcome of this study, a redundant laser cutting machine that can move with higher accelerations by making use of macro-micro manipulation is developed as a first of its kind in the Turkish machine industry and third of its kind in the world.
Benzer Tezler
- Design of mobility, manipulation and vision system of a conceptual lunar micro-rover
Gezici mikro ay robotunun hareketlilik, manipülasyon ve görüntü işleme sistemleri tasarımı
NECMİ CİHAN ÖRGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. TURGUT BERAT KARYOT
- Manipulation of visually recognized objects using deep learning
Görsel tanınan nesnelerin derin öğrenme kullanarak hareket ettirilmesi
ERTUĞRUL BAYRAKTAR
Doktora
İngilizce
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR BOYRAZ
- Robot kollarının adaptif kontrolü
Adaptive control of robot arms
K.FATİH DİLAVER
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. KEMAL SARIOĞLU
- Mikro-robot kolu dizaynı, üretimi ve görsel geri besleme ile temassız manipülasyonu
Design/implementation of a micro robotic arm and non-contact manipulation wi̇th visual servoing
AYŞE İLGİNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN ÜVET
- Printed circuit board coil based electromagnetic actuator design for micro/milliscale manipulation
Mikro/mili ölçekli manipülasyon için baskı devre bobin tabanlı elektromanyetik eyleyici tasarımı
ERDEM DOGUŞ AKKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiRobotik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ÇETİN