Optimal Trajectory Derivation for Robotic Manipulators by Using Trigonometric Splines

Year 2016, Volume: 19 Issue: 4, 499 - 505, 01.12.2016

Serdar Küçük

Abstract

In this paper, particle swarm optimization algorithm is used for trajectory optimization of industrial robotic manipulators. Trigonometric splines are used as trajectory optimization algorithm. Trigonometric splines can provide smooth trajectory and continuous jerk at only third derivative of position compared with higher order polynomials and cubic splines. Minimum continuous jerk reduces vibration at the joints that extends mechanism lifespan and provides trajectory tracking with minimal error. Particle Swarm Optimization algorithm (PSO) is used as optimization algorithm due to its easy implementation and successful optimization performance. A sample trajectory is performed for PUMA 560 robot in order to test the proposed method and optimization results are given as graphs

Keywords

Trigonometric splines, trajectory optimization, particle swarm optimization algorithm, industrial robots

Trigonometrik Splin Kullanarak Robotlar İçin Optimal Yörünge Elde Edilmesi

Abstract

Bu makalede parçacık sürü optimizasyon algoritması kullanarak endüstriyel robotlar için çok önemli olan yörünge optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Yörünge algoritması olarak trigonometrik splin kullanılmıştır. Trigonometrik splinler yüksek dereceli polinomlar ve kübik splinler gibi yörünge algoritmalarıyla karşılaştırıldığında daha yumuşak bir yörünge üretilebilmekte ve sadece dördüncü derecede sürekli jerk sağlayabilmektedirler. Düşük derecede sürekli jerk eklemlerdeki titreşimi minimize ederek mekanizmanın ömrünü artırmakta ve ayrıca yörüngenin en az hatayla takip edebilmesini sağlamaktadır. Optimizasyon algoritması olarak kolay uygulanabilmesi ve başarıyla test edilmiş optimizasyon performansından dolayı Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) algoritması kullanılmıştır. Bu makalede önerilen yöntemi test etmek için bir örnek yörünge PUMA 560 robotu için çalıştırılıp optimizasyon sonuçları grafikler halinde verilmiştir.

Keywords

Trigonometrik splinler, yörünge optimizasyonu, parçacık sürü optimizasyon algoritması, endüstriyel robotlar