Endüstriyel robotlarda hareket ve kuvvet kontrolü
Motion and force control of industrial robot
Yazar: SİBEL MUSAOĞLU
Danışman: PROF. DR. ATA MUĞAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı 6 eksenli bir robotun hareket ve kuvvet kontrolünü yapmaktır. İlk olarak endüstriyel robotlar hakkında genel bilgi verilmiştir. Daha sonra çalışmada kullanılan ekipmanların özellikleri belirtilmiştir. Kontrolörün içerisinde bulunan gerçek zamanlı işletim sistemi olan VxWorks, endüstriyel robotun kendi programlama dili Val3 ile LLI kütüphanesinin özellikleri açıklanmıştır. Hareket ve kuvvet kontrolünün incelenmesi için örnek bir uygulama hazırlanmıştır. Bu uygulamanın amacı, pimin bir deliğe monte edilmesidir. Pimin deliğe rahat yerleşebilmesi için hem hareket hem de kuvvet kontrolünün yapılması gerekmektedir. Bu programda robot daha önceden tanımlanan başlangıç noktasından yine daha önceden tanımlanan bitiş noktasına giderken robotun ucuna monte edilmiş 6 eksen kuvvet ve tork sensörü ile çevreden gelen kuvvetler ölçülüyor. Eğer çevreden bir kuvvet hissedilirse robot duruyor ve gelen kuvvetin tersi yönünde kuvvet değeri 0 olana kadar devam ediyor. Hissedilen kuvvet değeri 0 olduktan sonra robot harekete bulunduğu yerden devam ediyor. Bu örnek uygulama ilk olarakVal3 programlama dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hem bilgisayar ortamında hem de deneysel ortamda robotun istenilen konuma gittiği gözlemlenmiştir. Bu uygulama daha sonra VxWorks işletim sistemi üzerinde çalışan LLI Kütüphanesi kullanılarak hazırlanan standart konum kontrolü ve PID kontrolü ile yapılmıştır. İlk olarak standart konum kontrolü için bir ara yüz hazırlanmıştır. Bilgisayar ortamında ve deneysel olarak robotun konum kontrolü yapılmıştır. Daha sonra PID kontrolü için bir ara yüz hazırlanmıştır. Son olarak da, bilgisayar ortamında konum kontrolü yapılmıştır ve istenilen noktaya gidildiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to control the movement and force of an industrial robot with six axes. Firstly, general information about industrial robots was given. Then, the properties of the equipments used in this project were indicated. The properties of both VxWorks, a real time operating system in the controller and industrial?s robot?s own programming language with its LLI library have been explained. A sample application was prepared to analyze the motion and force control. The aim of this sample application is to mount a pin into a hole. To mount a pin into a hole easily, both motion and force control are necessary. In this programme, environmental forces during the movement of the robot from pre-determined starting point to pre-determined final point were measured by the six axis force and torque sensor mounted on the nip point of the robot. If a force is sensed from the environment, the robot stops and the robot moves to inverse direction of sensed force until the sensing force equals to zero. After the sensing force value becomes zero, the robot continues its motion from existing place. This sample application was achieved firstly using Val3 programming language. It is observed that robot moves to the desired position not only in computer simulations but also in experiments. After then, this application is done by both standard position control and PID control, which were prepared by using LLI library run on the VxWorks real time operating system. Firstly, an interface was prepared for standard position control. Both in computer environment and in experimental studies position control of the robot was done. Then for the PID control an interface was prepared. Finally, in computer environment position control was done and it is observed that the robot goes to desired point successfully.