ROBOT MANİPÜLATÖRÜN KARTEZYEN-ÖZGÜL DENETİMİ

Yıl 2008, Cilt: 23 Sayı: 4, 0 - , 18.02.2013

Hikmet Koca Mustafa Doğan M. Cengiz Taplamacıoğlu

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

• Kabuka, M., Glaskowsky, P., Miranda, J.,
• “Microcontrollerbased Architecture for Control
• of a Six Joints Robot Arm”, IEEE Transactions
• On Industrial Electronics, 35 (2):217-221
• (1988).
• Sage, H.G., De Mathelin, M.F.,Ostertag, E.,
• “Robust control of robot manipulators: a survey”,
• International Journal of Control, 72(16), 1498-
• (1999).
• Moreno, J., Kelly, R., “Velocity control of robot
• manipulators: analysis and experiments”,
• International Journal of Control, 76(14):1420-
• (2003).
• Cervantes, I., Garrido, R., Alvarez-Ramirez, J.,
• Martinez, A., “Vision-Based PID Control of
• Planar Robots”, IEEE/ASME Transactions on
• Mechatronics, 9(1), 132-136 (2004).
• Jatta, F., Legnani, G., Visioli, A., Ziliani, G., “On
• the use of velocity feedback in hybrid
• force/velocity control of industrial manipulators”,
• Control Engineering Practice, 14:1045-1055
• (2006).
• Craig, J.J., “Introduction to robotics: Mechanics
• and control”, MA: Addison-Wesley, 20-27
• (1989).
• Lewis, F.L., Abdallah, C.T., Dawson, D. M.,
• “Control of robot manipulators”, NY: MacMillan
• Publishing Company, 40-45 (1993).
• Sciavicco, L., Siciliano, B., “Modeling and
• control of robot manipulators”, 2nd edition,
• London: Springer-Verlag, 30-40 (2000).
• Reyes, F., Rosado, A., “Polynomial family of
• PD-type controllers for robot manipulators”,
• Control Engineering Practice, 13(4):441-450
• (2005).
• Paden, B., Panja, R., “Globally asymptotically
• stable PD controller for robot manipulator”,
• International Journal of Control, 47(6):1697-
• (1988).
• An, C.H., Atkeson, C.G., Griffiths, J.D.,
• Hollerbach, J.M., “Experimental evaluation of
• feedforward and computed torque control”, IEEE
• Transactions on Robotics and Automation,
• (3):368-373 (1989).
• Tarn, T.J., Bejczy, A.K., Marth, G.T., Ramadorai,
• A.K., “Performance comparison of four
• manipulator servo schemes”, IEEE Control
• Systems, 22-29 (1993).
• De Jager, B., Banens, J., “Experimental
• evaluations of robot controllers”, Proceedings of
• the 33rd conference on decision and control,
• Lake Buena Vista, 363-368 (1994).
• Doğan, M., Morgül, Ö., “Nonlinear PDE Control
• of Two-Link Flexible Arm with Nonuniform
• Cross Section”, Proceedings of the 2006
• American Control Conference, Minneapolis,
• -405 (2006).
• Slotine, J.J., Li, W., “On the adaptive control of
• robot manipulators”, The International Journal
• of Robotics Research, 6(3):49-59 (1987).
• Long, P.H.W., Tsoi, K.H., “Field Programmable
• Gate Array Technology for Robotics
• Applications”, Robio05, 70-76 (2005).
• Koca, H., Ertaş Y., Bilge, H., Taplamacıoğlu C.,
• “Altı Eksenli Robot Kolunun FPGA Tabanlı
• Kontrol Örneği”, TOK 05, 560-566 (2005).
• Koca, H., Erdem H., “Microcontroller Based
• Control of a 6-Axes Robot Manipulator”,
• Mechatronics and Robotics, Student Forum
• (2004).