Geri Dön

FPGA ile kaynak robotunun adaptif kontrolü

Adaptive control of welding robot with FPGA

  1. Tez No: 877519
  2. Yazar: ABDULKADİR SADAY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER ALİ ÖZKAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

Robot teknolojilerindeki ve sistemlerindeki gelişime bağlı olarak endüstride, insanlar için tehlikeli ve yorucu olan işler için robotlar tercih edilmeye başlanılmıştır. Bunlardan en yaygın olanı, otomotiv, ev gereçleri, savunma sanayi, medikal ve havacılık gibi uygulama alanları olan kaynak robotlarıdır. Kaynak robotları, kaynak uygulamalarını otomatikleştirmekle beraber, üreticiye hız, zaman ve güvenlik kazandırmaktadır. Ağır görev döngülerini, değişmez ve kesintisiz yapıda sürdürebilmektedirler. Ancak kaynak işleminin otomatikleştirilmesi insan kontrolünde olmamasından dolayı, oluşabilecek hatalara karşı denetimsiz bir süreci ortaya çıkarmaktadır. Mevcut kaynak robotları, bir operatör tarafından programlanmakta ve kaynak işlemi operatör tarafından belirlenen parametrelere bağlı olarak yapılmaktadır. Ayrıca kaynak yolunun programlanması esnasındaki ölçümlerde hassasiyetin sürdürülememesi, hataların oluşabilmesine neden olmaktadır. Kaynak esnasında, malzeme çarpılması, ark üflemesi gibi bilinen kaynak sorunlarına karşı kaynak robotu sistemleri tepkisizdir. Parametrelerin sisteme önceden yüklenmesi ve gerçek zamanlı bir denetim yapısının olmaması, kaynak esnasında oluşabilecek hatalara karşı kaynak robotlarını denetimsiz kılmaktadır. Bu durum iş, zaman, üretkenlik ve maddi kayıplara neden olmaktadır. Literatürde kaynak robotlarıyla yapılan kaynak işlemleri sonrasında farklı kalite ölçüm ve değerlendirme sistemleri önerilmiştir. Ancak bu sistemlerde, kaynak kalitesinin ölçümü sağlanmış, hataya karşı bir denetim sistemi geliştirilmemiştir. Bununla birlikte, kaynak yolunun otomatik belirlenmesine ait gerçek zamanlı bir kontrol mekanizmasına ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, kaynak robotları tarafından yapılan kaynak işlerinde, hataların oluşmadan önce önlenmesini sağlamak, programlama sürecini otomatikleştirmek ve adaptif bir kontrol yapısı sağlamak amacıyla gerçek zamanlı bir sistem önerilmektedir. Önerilen sistemin görüntü işleme ve anlık denetim için gerekli olan hesaplama yükünden dolayı paralel işlem yapabilme ve çoklu görevlere anlık cevap verebilme gibi avantajları nedeniyle Alan Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA) üzerinde uygulanmıştır. Bir kamera ve lazer modül kullanılarak alınan veriler, görüntü işleme teknikleri ile işlenerek kaynak yolunun belirlenmesi sağlanmıştır. Elde edilen veriler adaptif bulanık mantık denetleyiciye giriş bilgileri olarak aktarılmıştır. Geliştirilen denetleyici yapısı ile kaynak robotları için bir adaptif hız kontrol ve kaynak yolu takip sistemi elde edilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarla, geliştirilen sistemin bir prototip üzerinde kaynak yolu geometrisini başarıyla belirleyebildiği ve kaynak yolunu takip edebildiği sonucuna ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

Depending on the development of robotic technologies and systems, robots have begun to be preferred in the industry for jobs that are dangerous and tiring for humans. The most common are welding robots, which have application areas such as automotive, household appliances, defense industry, medical, and aerospace. Welding robots automate welding applications and provide speed, time, and safety to the manufacturer. They can sustain heavy-duty cycles in an unchanging and uninterrupted manner. However, since automating the welding process is not under human control, it creates an uncontrolled process against possible errors. Current welding robots are programmed by an operator and the welding process is performed depending on the parameters determined by the operator. In addition, failure to maintain precision in measurements during the weld path programming causes errors. During welding, robot systems are unresponsive to known problems such as material distortion and arc blowing. The fact that the parameters are preloaded into the system and the absence of a real-time control structure makes the welding robots uncontrolled against errors that may occur during welding. This situation causes work, time, productivity, and financial loss. Different quality measurement and evaluation systems have been proposed in the literature after welding processes performed with welding robots. However, welding quality measurement was provided in these systems, and an error-proof control system was not developed. However, there is a need for a real-time control mechanism for automatic determination of the weld path. In this thesis study, a real-time system is proposed to prevent errors before they occur, to automate the programming process, and to provide an adaptive control structure in welding works performed by welding robots. The proposed system has been implemented on Field Programmable Gate Arrays (FPGA) due to its advantages, such as parallel processing and instant response to multiple tasks due to the computational load required for image processing and instant control. The data received using a camera and laser module was processed using image processing techniques to determine the weld path. The obtained data was transferred to the adaptive fuzzy logic controller as input information. The developed controller structure has obtained an adaptive speed control and welding path tracking system for welding robots. The experimental studies concluded that the developed system could successfully determine the weld path geometry and follow the weld path on a prototype.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    859315

    Tarım robotu tasarımı, üretimi ve FPGA ile görüntü işleme tabanlı kontrolü

    Agricultural robot design, production and image processing based control with FPGA

    ALİ FURKAN FINDIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mekatronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ÇELİK

  2. Tez No

    287454

    FPGA tabanlı bir akustik kaynak konumlandırma sisteminin tasarımı

    Implementation of an acoustic source positioning using FPGA

    CENK ALBAYRAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Bilim ve TeknolojiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İSMAİL KAYA

  3. Tez No

    305148

    FPGA implementation of a network-on-chip

    FPGA ile bir yonga-içi-ağ gerçeklemesi

    İSMAİL ÖZSEL KILINÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. CÜNEYT BAZLAMAÇCI

  4. Tez No

    379737

    Temel görüntü işleme algoritmalarının gerçek zamanlı olarak FPGA ile gerçeklenmesi

    Implementation of basic image processing algorithms on FPGA in real time

    MEHMET ALİ ALTUNCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ

  5. Tez No

    371499

    Real time FPGA implementation of a training based content adaptive video resolution up-conversion algorithm

    Eğitim tabanlı, içerik uyarlamalı bir video çözünürlüğü dönüştürme algoritmasının gerçek zamanlı olarak, sahada programlanabilir kapı dizileri (SPKD(FPGA)) ile gerçeklenmesi

    MUZAFFER BARIŞ UYAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT ÖRENCİK

Geri Dön