Üç eklemli bir robot kolunun görmeye dayalı olarak model tabanlı zeki kontrolü

Abstract

ÖZET: Robot görmesi, Yapay sinir ağları, Robot Kontrolü, Görüntü İşleme, Genelleştirilmiş Öngörülü Kontrol, Ters kinematik çözümü Bu çalışmada üç eklemli bir robotik manipülatörün, yapay sinir ağları (YSA) kullanılarak görmeye dayalı kontrolü yapılmıştır. Görmeye dayalı çalışmalar, bir konveyor üzerine monte edilen kamera ve görüntü yakalama kartı aracılığı ile prototip bir endüstriyel görme sistemi modeli üzerinde yapılmıştır. Hazırlanan görsel simülasyon programı ve prototip görme sistemi modeli kullanılarak, öncelikle hareketli cismin kamera aracılığı ile algılanması ve konum, hız, cisim sınıfı gibi bilgileri elde ettikten sonra, cisim ile manipülatör uç elemanı için buluşma noktasını ve zamanını hesaplayıp, kontrol algoritmaları için gerekli olan başlangıç ve bitiş açılarının belirlenmesi ve daha sonra GPC algoritması ve tasarlanan Model YSA kontrolörü kullanarak buluşmanın gerçekleştirilip, cismin hedefe ulaştırılması prosesi gerçekleştirilmiştir. Giriş bölümünde robotlarla ilgili genel tanımlarla birlikte, tezin amacı ve konuya ait çözüm yaklaşımı ve konuyla ilgili literatürde bulunan diğer çalışmaların sonuçlarına değinilerek bu çalışmalardan hareketle tezde yapılması, araştırılması ve işlenmesi gereken konuların avantaj ve dezavantajları özetlenmiştir. Görmeye dayalı kontrol çalışmalarında adaptif kontrol tercih edilmiş olup Bölüm 2’de adaptif kontrol detaylı olarak anlatılmıştır. Bölüm 3'te, Öngörülü Kontrol ailesinden olan Genelleştirilmiş Öngörülü Kontrol algoritması (GPC) genel olarak anlatılmıştır. Bölüm 4’te yapay sinir ağları verilmiştir. Yapay sinir ağları ile kontrol ve YSA sınıflayıcılara da bu bölümde değinilmiştir. Bölüm 5’te robot kinematiği ve dinamiğini modellemede kullanılan matematiksel bağıntılar verilmiştir. Kartezyen koordinatlara karşılık robot eklem açılarının elde edilmesine dayanan YSA ile ters kinematik çözümü bu bölümde anlatılmıştır. Ters kinematik çözümü için tasarlanan dokuz adet YSA modeli paralel olarak online çalıştırılmak suretiyle, manipülatörün (x, y, z) kartezyen koordinatlarına karşılık gelen (0|, 02, 63) eklem açıları, en az hatalı ağ çıkışı cevap olarak seçilerek kullanılmıştır. Bölüm 6’da robot görmesine yönelik olarak görüntü işleme algoritmaları anlatılmıştır. Bu bölümde, hareket halindeki cismin hız ve konumunun tespit edilmesi ve cismin tanımlanmasında kullanılmak üzere moment envaryent öznitelik vektör setinin hesaplanması anlatılmıştır ve yapılan uygulamalar sonuçlan ile birlikte verilmiştir. Bölüm 7’de robotik manipülatörün kamera görmesi sonrası hedefe ulaşmasında izleyeceği yörüngenin tanımlanmasına yönelik olarak, robotlar için yörünge planlaması ve bu tez çalışmasında kullanılan kübik yörünge planlaması verilmiştir. Bölüm 8’de görmeye dayalı kontrol çalışmaları verilmiştir. Kullanılan robot modelinin parametreleri ve GPC kontrolör tasarımı bu bölümde verilmiştir. Bilgisayar görmesi sonucu elde edilen kartezyen koordinat bilgileri ters kinematik çözümü için tasarlanan YSA modeline girdi olarak verilerek eklem açıları elde edilmiştir. İş istasyonu üzerinde hazırlanan değişik senaryolar için manipülatör GPC kontrol algoritması ile kontrol edilmiş ve simülasyon sonuçlan verilmiştir. Görmeye dayalı kontrol sırasında elde edilen veriler dosyalanmıştır ve kontrolör YSA modelinin eğitilmesinde kullanılmıştır. Daha sonra hazırlanan Model YSA kontrolör ile manipülatör görmeye dayalı olarak kontrol edilmiştir. Elde edilen sonuçların GPC algoritmasına yakın sonuçlar olduğu görülmüştür. Ayrıca bu bölümde, Gupta ve Sinha’nın PD konvansiyonel kontrol algoritması ile YSA’nı birlikte kullanarak tasarlamış oldukları kontrolör incelenmiş ve sonuçlan, bu tez çalışmasında tasarlanan Model YSA kontrolör sonuçları ile karşılaştırmıştır.

Key words : Continuous filament winding process, composite, resin, corrosion, GRP This Thesis deals with the experimental studies carried on the processing parameters of continuous filament winding process. The researches were performed in Flowtite A / S factories of Germany and Norway and Owens Corning Yapı Merkezi Boru San. Ve Tic. A.Ş. under the supervision of Sakarya University. Continuous filament vvinding process has wide application areas in composite industries. The corrosion resistance of a final product is directly dependent upon the raw material used and the processing conditions in these process. The corosion resistance of the product made of E-type glass fiber and vinyl ester resins is suitable. But these manufacturing processes have high financial cost. Vinyl ester is not produced in Turkey. Optimum design and financial cost are necessary due to increasing competition. This Thesis aims such design and cost optimisation and examines laminate formulations for multi-purpose use a basis. Ortophatalic and isophatalic polyster resins produced in Turkey were used as binders in composite matrix and vinyl ester resin was used for comparison purposes. E and ECR type glass fibers are used to increase the mechanical and Chemical strength of the composite matrix and initial tensile strength were obtained. These tests were performed in acidic and basic corrosion conditions composing 5 % H2SO4 and 5 % NaOH, respectively, to simulate the real service environment. The specimens were hold for 100, 200, 300, 400, 5000, 1000, 1500,2000,2500, 3000,3500,4000, 5000,6000,7500, 9000 and 10000 hrs in both acidic and basic corrosion conditions and tensile tests were performed. Chemical resistance of the composites were reviewed. Also, the effects of production speed on peak temperature, on barcol hardness of product, on free styrene and on tensile strength of product which made of ortophatalic resin and then ali results were reported.