Beş eksenli robot hareketlerinin G code ile işlenmesi ve programlanması
Processing and programming five-axis robot movements with G code
Yazar: HASAN EROĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET KARACA
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Robot kolu = Robot arm ; Serbestlik dereceleri = Degrees of freedom ; Servo motorlar = Servo motors

Özet:
Geçmişten günümüze kadar her dönemde ve her alanda teknolojinin yenilenmesiyle birlikte endüstri, tıbbi cerrahi ve labaratuvar gibi alanlarda kullanılan robot kolları çeşitli yeni özellikleri barındırarak veya yenilenerek günümüze kadar ulaşmıştır. Pek çok alanda kullanılan robot kolları ile ilgili yapılmış çalışmalarda genellikle robot kollarının bir nesneyi taşımasından çok hassas bir şekilde hareket edebilmesi ve kararlı sonuçlar üretmesi üzerinde durulmaktadır. Bu tez çalışmasında ise açık kaynaklı beş eksenli MOVEO robot kolu kullanılarak, eğitimde alanında kullanılmak üzere genişletilebilir, sürdürülebilir ve hassas davranan bir deney robotu uygulaması yapılmıştır. Bu robot kolunun davranışını incelemek ve hem senkron hem de asenkron olarak çalıştırılmasını sağlamak için MATLAB tabanlı profesyonele yakın bir arayüz tasarlanmıştır. Tasarlanan bu arayüz ile robot davranışı sayısal ve görsel grafik olarak arayüzde gösterilmiştir. Ayrıca robot kolunun gerçekteki davranışı incelenmiş ve arayüzde hesaplanan sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Robot kolunun çalıştırılması için profesyonel yakın MATLAB arayüzü tarafından üretilen G CODE formatı kullanılmıştır. Üretilen bu G CODE, step ve servo motorla donatılan robot kolu kontrol eden Arduino Mega denetleyiciye aktarılmış ve beş eksenli robot kolun çalıştırılması sağlanmıştır. Arayüzde hem ileri kinematic hemde ters kinematik hesaplamaları ayrı ayrı olarak yapılmış, üretilen açı ve konum bilgileri ile robotun eksenlerine yerleştirilen çok turlu potansiyemetre ile ölçülen açı ve konum bilgilerinin karşılaştırılması sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında karşılaştırma olarak üç yöntem kullanılmıştır. Bu üç yöntemden biri cebirsel yaklaşım, ikinci yaklaşım ise simulink hazır bolak diyagramı kullanılması ve üçüncü yaklaşım ise matlab hazır fonksiyonu kullanılmasıyla ileri ve ters kinematik hesaplamaları ayrı ayrı yapılmıştır. Bu hesaplama sonucunda beş eksenli robotun fiziksel davranışı çok turlu potansiyemetre ile geri dönüt alınarak mukayese edilmiştir. Ayrıca beş eksenli robotun profesyonele yakın arayüzde bulunan özellikler ise; robotun gerçek zamanlı kontrol edilmesi, ileri ve ters kinematiğin hesaplanmasıda manuel yada otonom olarak verilerin girilmesiyle robata yarım kare çizdirme işlemiyle robotun performans analizi yapılmıştır. Bu analizde hem sanal hemde fiziksel olarak robotun performansı ve kararlılığı ölçmek amaçlanmıştır.

Abstract:
From the past to the present, with the renewal of technology in every period and in every field, the robot arms used in fields such as industry, surgery and laboratory have reached the present day with various new features or renewed. Studies on robot arms used in many fields generally focus on the ability of robot arms to move very sensitively and produce stable results rather than carrying an object. In this thesis, an expandable, sustainable and sensitive experimental robot has been implemented to be used in the field of education by using the open-source five-axis MOVEO robot arm. A MATLAB-based interface has been designed to examine the behavior of this robot arm and to enable it to be operated both synchronously and asynchronously. With this designed interface, robot behavior was shown in the interface both numerically and visually. In addition, the real behavior of the robot arm was examined and compared with the results calculated in the interface. The G-CODE format produced by the MATLAB interface was used to operate the robot arm. The generated G CODE was transferred to the Arduino controller, which controls the robot arm equipped with a stepper motor, and the robot arm was operated. In the interface, both forward kinematic and opposite kinematic calculations were made, and the angle and position information produced was compared with the angle and position information measured by the multiturn potentiometer placed on the axes of the robot. In this thesis study, three methods were used as comparison. One of these three methods is algebraic approach, the second approach is using simulink ready-made bolak diagram and the third approach is using matlab ready function, forward and inverse kinematics calculations are made separately. As a result of this calculation, the physical behavior of the five-axis robot was compared with the feedback of the multi-turn potentiometer. In addition, the features in the professional interface of the five-axis robot are; by controlling the robot in real time, calculating forward and inverse kinematics, entering data manually or autonomously, the performance analysis of the robot was made by drawing a half-square to the robot. In this analysis, it is aimed to measure the performance and stability of the robot, both virtual and physical.