İŞBİRLİKÇİ ROBOT İLE FARKLI EBATLARDAKİ PARÇALARIN YÜKSEK VERİMLE BİR BÜTÜNDEN AYRILMASI
SEPARATION OF PARTS OF DIFFERENT SIZES FROM A WHOLE WITH HIGH EFFICIENCY WITH A COLLABORATIVE ROBOT
- Tez No: 917977
- Danışmanlar: PROF. DR. ERTUĞRUL AKSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Işbirlikçi robot, Collaborative robot
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde üretim, lojistik, depolama gibi birçok endüstriyel alanda yaygın olarak karşılaşılan kesme ve paketleme problemleri, özellikle maliyet ve zaman optimizasyonu açısından kritik öneme sahiptir. Bu problemler, farklı boyutlardaki parçaların belirli alanlara yerleştirilmesi ve kesim işlemleri sırasında malzeme israfını en aza indirerek verimliliği artırmayı hedefleyen karmaşık optimizasyon problemleri arasında yer alır. Literatürde, kesme ve paketleme problemleri için analitik yöntemlerden meta-sezgisel algoritmalara kadar birçok çözüm yaklaşımı önerilmiştir. Bu tez kapsamında, UR5 işbirlikçi robot ile farklı ebatlardaki dikdörtgen parçaların bir bütün ısıl pede yerleştirilmesi ve parçaların minimum atık ile ayrılması hedeflenmiştir. Parçaları yerleştiren ve kesim planlarının oluşturan MATLAB tabanlı yerleştirme yazılımı hazırlanmıştır. Yerleştirme yazılımında kullanılacak olan algoritmaya karar vermek için literatürde yer alan sezgisel yöntemlerle ilişkilendirilen aşağı sol, geliştirilmiş aşağı sol, aşağı sol dolgu ve giyotin dilimleme algoritmaları incelenmiştir. Dikdörtgenleri rastgele ve permütasyon sırası gözeterek, belirlenen yöntemler ile en optimal şekilde yerleştiren algoritmaya karar vermek için deneyler yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda farklı algoritmaların kesim verimliliğine etkileri karşılaştırılıp değerlendirilmiştir. Farklı ebatlardaki parçaların bir bütünden ayrılması için en uygun algoritmanın Aşağı Sol Dolgu algoritması olduğu belirlenmiştir. Aşağı Sol Dolgu algoritması kullanılarak hazırlanan yerleştirme yazılımı, UR5 işbirlikçi robotla TCP/IP haberleşme protokolü üzerinden haberleştirilmiştir. Yerleşimi yapılan dikdörtgen parçaların koordinat bilgileri robota gönderilmiştir. UR5 robotun koordinat bilgilerine göre kesme işlemini yapabilmesi için sahip olduğu Polyscope arayüzü ile robot yazılımı hazırlanmıştır. Yerleştirme ve robot yazılımı tek bir arayüz geliştirilerek kullanıcı tarafından kolay kontrol edilebilir hale getirilmiştir. Son olarak sisteme entegre edilen yazılımların başarımı test edilmiş ve sistemin tüm yazılım ve donanımlarıyla birlikte yüksek başarımla çalıştığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar,kullanılan algoritmaların işbirlikçi robotlar ile birlikte endüstriyel kesim işlemlerinde, özellikle kompleks ve dinamik süreçlerde, önemli bir avantaj sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Cutting and packaging problems, which are commonly encountered in many industrial areas such as production, logistics and storage today, are of critical importance, especially in terms of cost and time optimization. These problems are among the complex optimization problems that aim to increase efficiency by placing parts of different sizes in certain areas and minimizing material waste during cutting operations. In the literature, many solution approaches have been proposed for cutting and packaging problems, from analytical methods to meta-heuristic algorithms. Within the scope of this thesis, it is aimed to place rectangular parts of different sizes on a single thermal pad with the UR5 collaborative robot and to separate the parts with minimum waste. MATLAB-based placement software that places the parts and creates cutting plans has been prepared. In order to decide on the algorithm to be used in the placement software, down left, improved down left, down left filling and guillotine slicing algorithms associated with heuristic methods in the literature have been examined. Experiments were conducted to decide on the algorithm that places the rectangles in the most optimal way, considering the random and permutation order with the determined methods. As a result of the experiments, the effects of different algorithms on cutting efficiency were compared and evaluated. It was determined that the most appropriate algorithm for separating parts of different sizes from a whole is the Bottom-Left Fill algorithm. The placement software prepared using the Bottom-Left Fill algorithm was communicated with the UR5 collaborative robot via TCP/IP communication protocol. The coordinate information of the rectangular parts placed was sent to the robot. Robot software has been prepared with the Polyscope interface for the UR5 robot to perform cutting operations according to coordinate information. The placement and robot software were made easy to control by the user by developing a single interface. Finally, the performance of the software integrated into the system was tested and it was seen that the system worked with high success with all its software and hardware. The results obtained show that the algorithms used provide a significant advantage in industrial cutting operations with collaborative robots, especially in complex and dynamic processes.
Benzer Tezler
- Estimating human muscular fatigue in dynamic collaborative robotic tasks with learning-based models
İşbirlikçi robot ile yapılan dinamik görevlerdeinsan kas yorgunluğunun öğrenme tabanlı modellerle tahmini
FERAS KIKI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Real–time target tracking and following with ur5 collaborative robot arm
Gerçek zamanlı hedef takibi ve ur5 işbirlikçi robot kolu ile izlenmesi
BURAK TEKE
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- UR5 işbirlikçi robotla farklı geometrik şekillere sahip nesnelerin sınıflandırılması
Classifying components with different geometric shapes by UR5 cobot
AHMET ARAS AL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞÖLEN KUMBAY YILDIZ
- İşbirlikçi bir robotun arı algoritması kullanarak optimum empedans kontrolü
Optimum impedance control of a collaborative robot using the bees algorithm
ERDEM KARAKOYUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE KALYONCU
- Reconfigurable modular snake robot locomotion via learning based hybrid motion control system architecture
Öğrenme temelli melez hareket kontrol sistem mimarisi ile yeniden yapılandırılabilir modüler yılan robot hareket kabiliyeti
İLYAS KOCAER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER MORGÜL