Two dimensional step guidance of a dynamic load avoiding residual vibrations by a point positioning robot manipulator

Abstract

ÖZET DİNAMİK BÎR YÜKÜN İKİ BOYUTTA ARTIK TİTREŞİMLERİNİM ÖNLENEREK ÇİFT SERBESTLİK DERECELİ BİR ROBOT TARAFINDAN SÜRÜLMESİ ALICI Gürsel Yüksek Lisans Tezi Makina Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç.. Dr. Sedat BAYSEÇ Temmuz 1990, o2 sayfa Robot uygulamalarında hareket tasarımının özel bir yeri vardır. Robotun uç noktasında taşıdığı yükün rijit olduğu ve robotu tahrik eden servo motorların istenen hareketi sağlamak için gerekli her türlü kuvvet ve hız profilini verebilecek kadar güçlü olduğu durumlarda hareket tasarımı basit bir ters kinematik problemi halini alabilir, ancak tasman yükün dinamik olduğu ve robot kolu ile servo motorlarında önemli ölçüde elastisite, güç imitasyonları ile çeşitli magnetik ve elektriksel süreksizlikler gibi alineer karakterlerin mevcut olduğu durumlarda hareket tasarımı komple ve doğru hareket denklemleri ile bunların çözümlerini gerektiren ve bu çözümlerin iyi bir hareket tanımına göre maniplasyonunu gerektiren komplike bir problem halini alır. Kinematik özelliklerinin robot hareketi esnasında önemli olmayıp sadece hareketin başlangıç ve bitim noktalarında önemli olduğu tür hareketlerde servo motorlar sikloid veya harmonik hareketler gibi çok bilinen bir profil ile hareket ettirilebilirler. Ancak hareket bittiğinde ortaya çıkan artık titreşimleri önlemek için bu temel hareket profillerinin üzerine hız soku uygulanmalıdır. Kam mekanizmalarında çok yaygın olarak kullanılan bu metod çok serbestlik dereceli robotlarda dinamik yüklerin hareket bitiminde artık titreşimler olmadan, düzgün ve sademesiz hareket oluşturmak üzere aynı ölçüde basarı ile kullanılabilir. Anahtar Kelimeler: Robot Maniplatör, hareket tasarımı, artık titreşimler, dinamik yük, hız şoku.

ABSTRACT TWO DIMENSIONAL STEP GUIDANCE OF A DYNAMIC LOAD AVOIDING RESIDUAL VIBRATIONS BY A POINT POSITIONING BOBOT MANIPULATOR ALICI Gürsel M.S. in Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Sedat BAYSEÇ July, 1990 82 pages Motion design is an important field of study in robotics. Design of the motion may be considered a mere inverse - kinematics problem if the load carried has a fixed center of gravity with respect to the upmost link` of the robot and the servo-drives are so powerful that they can generate tne required force profile of any sort to guide the manipulator and its load through the required kinematics. Mien the load is dynamic and manipulator and its servo drives have dominating elasticities, non linear and discontinuos properties like power saturation or magnetic hysteresis, the design of motion becomes a real great problem requiring complete and correct equations of motion, their solution and criterion to define a good motion. For step guidance of a manipulator, where the end conditions- are prerequisite rather than the actual path followed one of the basic motion profiles like cycloidal or harmonic rising can be used at each degree of freedom. The residual vibrations generated at the end of the motion can be eliminated by velocity shocks superimposed onto the basic profiles used. This method, which has been widely applied in cam mechanisms is equally applicable to multi-degrees of freedom robot manipulators to generate a smooth, jerk free motion of a dynamic load, without any residual vibrations after the motion is complete. Keywords: Robot manipulator, motion design, residual vibrations, dynamic load, velocity shock. Ill