Bir robot kolunun bilgisayar destekli kinematik analizi

Abstract

Mekanizmaların ilkel olarak ilk ortaya çıkması insanlık tarihi ile aynı dönemlere denk gelmektedir. İnsanlar sorunlarla karşılaşmışlar ve bu sorunları çözebilmek için çeşitli araç gereçler üretmişlerdir. Ancak daha sonraları yapılan bu gereçler ve mekanizmalar daha karmaşık ve modern şekillere bürünmüştür ve insanlar akıllarındakini hemen yapmak yerine kâğıtlara çizdikten sonra daha sistemli şekilde hayata geçirmeye başlamışlardır. Bilgisayarların yaygınlaşması ile tasarım yapmak daha da kolaylaşmıştır ve üç boyutlu tasarım programları günümüzde tasarımın geldiği son noktadır. Üç boyutlu tasarımla birlikte bilgisayar destekli statik ve dinamik analiz programları ortaya çıkmıştır.Bu sayede tasarlanan mekanizmaların, direkt olarak imal edilmeden önce, bilgisayarda simülasyonu yapılabilir, mekanizmanın hareketi incelenebilir. Uzuvların birbirine göre konumları, yer değiştirmeleri ve hızları ileri kinematik ve ters kinematiğin karmaşık denklemleri ile uğraşmadan bulunabilir. Mekanizmaların bilgisayar üzerinde analizlerinin yapılması tek seferde doğruya ulaşmayı proje süresini kısaltmayı ve maliyetleri azaltmayı sağlar.Bu çalışmada bir robot kolunun hareket kabiliyeti ADAMS® programında incelendi. Robot kolunun görevi, konum koordinatları bilinen bir cismi almak ve yine koordinatları bilinen başka bir noktaya koymaktır. Bu hareketi sağlamak için robot kolunun uzuvlarının yapması gereken açıların incelenmesi bir ters kinematik problemdir. Bu problemin çözümü için ADAMS®' ta hesaplama yapılarak açıların zamana göre değişimlerinin grafikleri çıkarıldı. Durum sağlaması yapmak için mekanizmanın belli bir saniyedeki ( cismi aldığı saniyedeki) eklem açıları alınarak ileri kinematik denklemlerinde yerine konarak cismin koordinat sistemleri bulundu. Ayrıca ADAMS® çalışanlara örnek teşkil etmesi açısında iki adet basit mekanizma hesaplaması ekte sunuldu.

The first emerge of the primitive mechanisms are at the same beginning period of the human history. Human beings met with problems and in order to solve these, they have produced some tools. For example, as to tie the stone on the pole of the stick was also a mechanism in order to make it a hammer and use it to provide the necessities. However, all of the further made tools and mechanisms have wrapped to complex and modern shapes and human beings have started to make what is in their mind, a part of life in a systematic manner as drawing them to the sheets rather than doing just at that time. With the spread of the computers, it has been easier to design and the 3D design is the last point of the design issue. Through the 3D design, the computer aided static & dynamic analysis programs have been also emerged.In this way, it could be enough to perform a simulation and study the motion for the designed mechanisms instead of directly manufacturing. The positions of the members compared to together, displacements and velocities could be found without messing with the complex equations of the forward and reverse kinematic. To perform the analysis of the mechanisms on computer obtains to reach the true solution, shorten the project time and reduce the costs at once.In this study, the movement capability of a robotic arm has been reviewed in the ADAMS® programme. The aim of a robotic arm is to take an object from a location which coordinates are known and to put the object to a location which coordinates are also known. The study of the angles which are made by the joints of the robotic arm in order to perform this movement is a reverse kinematic problem. In case of solving this problem, the deviations of the angles according to time have been simulated in ADAMS® as plotting related graphs. To verify the situation, we have obtained the coordinates of the object as noting the joint angles in a known time (second in taking the object) and putting them in to the forward kinematic equations. Also, in order to give examples for the people who study ADAMS®, two simple mechanism analyses have been presented as attached.