Parçacık sürü optimizasyonu algoritması ile 6 eksenli robot kol için yörünge planlaması
Trajectory planning for 6-axis robot arm with particle swarm optimization algorithm
Yazar: ÖZGE EKREM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR AKSOY
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Eklem yörünge = Joint trajectory ; Optimizasyon = Optimization ; Robotik kodlama = Robotic coding ; Yörünge planlaması = Orbit planning

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte robotik sistemlerin, endüstride ve günlük hayatta farklı birçok alanda problemlerin çözümünde kullanımı giderek artmaktadır. Teknolojinin hızlı gelişimi, endüstriyel alanlardaki üretim sürecinde maliyeti ve üretim süresini azaltmaya; iş hacmini ve üretim kapasitesini artırmaya yönelik çalışmalara hız kazandırmıştır. Bu faktörlere bağlı olarak endüstride kullanımı oldukça tercih edilen robotik kol sistemleri, beraberinde önemli problemlerden biri olan yörünge kontrolünü meydana getirmekte ve gerekli yörünge planlamasının sağlanmasını zorunlu kılmaktadır. Bunun neticesinde robotik sistemlerin, çalışma uzayında başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki eylemlerini titreşimsiz, engellere çarpmaksızın ve hareket kapasitesini zorlamaksızın kontrollü bir şekilde gerçekleştirmesi gerekmektedir. Bu amaç doğrultusunda yapılan çalışmada, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği laboratuvarında yer alan ve Acrome firması tarafından prototipi yapılmış olan 6 serbestlik derecesine sahip robotik kola ait teknik bilgiler kullanılmış ve Matlab Robotik Toolbox kütüphanesi ile simülasyon ortamında robotik kol oluşturulmuştur. Robotik kolun başlangıç ve hedef noktaları arasındaki yörünge planlaması parçacık sürü optimizasyonu (PSO) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Eklem uzayında yörünge planlaması ile beşinci dereceden polinom kullanılarak başlangıç ve bitiş noktaları arasında pozisyonun, hızın ve ivmenin sürekli olması hedeflenmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde 6 eksenli robotik kol için engel varlığında ve engelsiz ortamda başlangıç ve bitiş noktaları arasında optimum yörüngelerin oluşturulduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
With the developing technology, the use of robotic systems in solving problems in many different areas in industry and daily life is increasing. The rapid development of technology reduces the cost and production time in the production process in industrial areas; accelerated the efforts to increase the business volume and production capacity. Depending on these factors, robotic arm systems, which are highly preferred to be used in the industry, cause trajectory control, which is one of the important problems, and necessitates the necessary trajectory planning. As a result, robotic systems must perform their actions between the start and end points in the working space in a controlled manner without vibration, without hitting obstacles and without forcing the movement capacity. For this purpose, the technical information of the robotic arm with 6 degrees of freedom, which is located in the Mechatronics Engineering laboratory of Isparta University of Applied Sciences and prototyped by Acrome company, was used and a robotic arm was created in the simulation environment with the Matlab Robotic Toolbox library. 
Trajectory planning between the start and target points of the robotic arm was performed using particle swarm optimization (PSO). It is aimed that the position, velocity and acceleration be continuous between the start and end points by using a fifth-degree polynomial with trajectory planning in joint space. As a result of the study, the optimized and optimization results were compared, and when the results were examined, it was observed that optimum trajectories were created between the start and end points for the 6-axis robotic arm in the presence of obstacles and in an unobstructed environment.