ROBOT MANİPÜLATÖRÜN KARTEZYEN-ÖZGÜL DENETİMİ

Öz

Robot manipülatörün eksen sayısının artmasıyla birlikte, robotun hareket yeteneği de artmaktadır, fakat bununla beraber robotun denetimi de zorlaşmakta ve denetim algoritması daha karmaşık hale gelmektedir. Bu çalışmada endüstride kullanılan kartezyen-özgül robot denetim yöntemi uygulanmıştır. DSP uygulamaları için geliştirilmiş bir FPGA kullanılarak üç eksenli robotun kartezyen denetimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem, manevra kolundan gelen sinyalleri yorumlayarak robotun hangi yönde hareket edeceğini saptar ve yeni x, y değerlerini bularak çözümlenmesi için kinematik bloğuna gönderir. Gerçekleştirilmiş olan kinematik bloğunun içerisinde, robotun ucunun konumlanması istenilen x, y değerlerine karşılık gelen eklem açıları robotun ters kinematik denklemlerinin çözülmesi ile elde edilir. Bulunan açılar, sistemde yer alan açı-sinyal genişliği bloğuna gönderilir. Açı-sinyal genişliği bloğu girişindeki açı değerlerini okuyarak, robotun eklemlerinde yer alan servo motorların bu açılarda konumlanması için gerekli olan darbe genişliklerini hesaplar ve bu genişlik değerleriniilgili eksen denetleyicilerine gönderir. Eksen denetleyicileri girişlerindeki sinyal genişlik değerlerini okurlar ve bu genişlik değerlerine sahip kare dalgaları çıkışlarında üreterek robotun eklemlerinde yer alan motorların denetim uçlarına göndererek robotu istenilen koordinatlarda konumlandırırlar. Sistemin çözümü, denetimi doğru ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilmiş olur.

Anahtar Kelimeler

• Robot manipülatör, FPGA, manevra kolu, denetim.

Kaynakça

1. Kabuka, M., Glaskowsky, P., Miranda, J.,
2. “Microcontrollerbased Architecture for Control
3. of a Six Joints Robot Arm”, IEEE Transactions
4. On Industrial Electronics, 35 (2):217-221
5. (1988).
6. Sage, H.G., De Mathelin, M.F.,Ostertag, E.,
7. “Robust control of robot manipulators: a survey”,
8. International Journal of Control, 72(16), 1498-

9. (1999).
10. Moreno, J., Kelly, R., “Velocity control of robot
11. manipulators: analysis and experiments”,
12. International Journal of Control, 76(14):1420-
13. (2003).
14. Cervantes, I., Garrido, R., Alvarez-Ramirez, J.,
15. Martinez, A., “Vision-Based PID Control of
16. Planar Robots”, IEEE/ASME Transactions on
17. Mechatronics, 9(1), 132-136 (2004).
18. Jatta, F., Legnani, G., Visioli, A., Ziliani, G., “On
19. the use of velocity feedback in hybrid
20. force/velocity control of industrial manipulators”,
21. Control Engineering Practice, 14:1045-1055
22. (2006).
23. Craig, J.J., “Introduction to robotics: Mechanics
24. and control”, MA: Addison-Wesley, 20-27
25. (1989).
26. Lewis, F.L., Abdallah, C.T., Dawson, D. M.,
27. “Control of robot manipulators”, NY: MacMillan
28. Publishing Company, 40-45 (1993).
29. Sciavicco, L., Siciliano, B., “Modeling and
30. control of robot manipulators”, 2nd edition,
31. London: Springer-Verlag, 30-40 (2000).
32. Reyes, F., Rosado, A., “Polynomial family of
33. PD-type controllers for robot manipulators”,
34. Control Engineering Practice, 13(4):441-450
35. (2005).
36. Paden, B., Panja, R., “Globally asymptotically
37. stable PD controller for robot manipulator”,
38. International Journal of Control, 47(6):1697-
39. (1988).
40. An, C.H., Atkeson, C.G., Griffiths, J.D.,
41. Hollerbach, J.M., “Experimental evaluation of
42. feedforward and computed torque control”, IEEE
43. Transactions on Robotics and Automation,
44. (3):368-373 (1989).
45. Tarn, T.J., Bejczy, A.K., Marth, G.T., Ramadorai,
46. A.K., “Performance comparison of four
47. manipulator servo schemes”, IEEE Control
48. Systems, 22-29 (1993).
49. De Jager, B., Banens, J., “Experimental
50. evaluations of robot controllers”, Proceedings of
51. the 33rd conference on decision and control,
52. Lake Buena Vista, 363-368 (1994).
53. Doğan, M., Morgül, Ö., “Nonlinear PDE Control
54. of Two-Link Flexible Arm with Nonuniform
55. Cross Section”, Proceedings of the 2006
56. American Control Conference, Minneapolis,
57. -405 (2006).
58. Slotine, J.J., Li, W., “On the adaptive control of
59. robot manipulators”, The International Journal
60. of Robotics Research, 6(3):49-59 (1987).
61. Long, P.H.W., Tsoi, K.H., “Field Programmable
62. Gate Array Technology for Robotics
63. Applications”, Robio05, 70-76 (2005).
64. Koca, H., Ertaş Y., Bilge, H., Taplamacıoğlu C.,
65. “Altı Eksenli Robot Kolunun FPGA Tabanlı
66. Kontrol Örneği”, TOK 05, 560-566 (2005).
67. Koca, H., Erdem H., “Microcontroller Based
68. Control of a 6-Axes Robot Manipulator”,
69. Mechatronics and Robotics, Student Forum
70. (2004).