Üç serbestlik dereceli triglide paralel robotun tasarımı ve haptik kontrolü
Design and haptic control of three degrees of fredom triglide parallel robot
Yazar: MUHAMMET AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZ YAKUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
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.

Abstract:
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.