Trajectory planning of a six axis serial robot based on dynamic analysis

Abstract

Seri robotlar günümüzde kaynak, taşıma ve çeşitli işlemler gibi sanayi uygulamalarında kullanılan en yaygın robotlardır. Hareket analizleri ve dizayn süreçlerini oluşturmak için bilgisayarlar ve mühendislik programları önemli rol oynamaktadır. Günümüzde, teknolojinin gelişmesiyle birlikte mühendisler süreç için gerekli olan verimli robotu üretmek için bilgisayar programlarını kullanarak bütün parametreleri analiz edebilmekte ve etkin çözümler bulabilmektedirler._x000B_Bu çalışmada, SolidWorks, CosmosMotion,VisualBasic ve Adlink hareket kontrol kartın paralel analizi ile birlikte entegre yaklaşımlar kullanılarak 6 eksenli seri bir robot üretilmiştir. Robotun parçaları SolidWorks programında modellenmiş, sonlu elemanlar yöntemi ile Abaqus programında rijitliği doğrulanmış ve robotun gerçek modeli üretilmiştir. Uygulama programlama arayüzü (API) özelliklerini kullanan VisualBasic ortamında geliştirilen yazılım algoritması sayesinde uç noktaya hız profili tanımlanarak CosmosMotion programında kinematik analizi çalışması yapılmıştır. Bu çalışmada, robota farklı görevler verildi. Her görev için ters kinematik analizi ile kinematik çalışma alanı ve maksimum motor hızları değerlendirildi. İleri kinetik analizi ile kinetik çalışma alanı ve maksimum motor torkları değerlendirildi. Sonlu elemanlar analizi ile rijitlik çalışma alanı değerlendirildi. Dinamik analizi ve sonlu elemanlar analizi sonuçları incelendikten sonra en ideal yörünge seçildi ve aynı yörünge ADLINK hareket kontrol kartı kullanılarak üretildi. Hız modu fonksiyonu kullanıldı. Her motor için gönderilen hız profili datası ile alınan geri besleme hız profili datası arasındaki maksimum sapma miktarı hesaplandı ve kabul edilebilir sınırlar içinde olup olmadığı karşılaştırıldı. Serial robots are by far the most common robots used in industrial applications such as welding, pick and place, and various processes. Computers and engineering programs play important role to constitute motion analysis and design process. These days, engineers can analyze all parameters to produce the generous robots which are required for the process and find effective solutions quickly by using computer programs with the development of the technology._x000B_In this study, a six axis serial robot is produced by using integrated approaches with parallel analysis in SolidWorks, CosmosMotion,VisualBasic, Abaqus and Adlink Motion Control Card. The parts of the robot are modeled in SolidWorks, rigidity is verified with finite element analysis in Abaqus and produced the real model of the robot. Kinematic analysis is studied in CosmosMotion by defining the velocity profile to the end effector point through the software algorithm developed in VisualBasic, which uses the application programming interface (API) capabilities. Different tasks are given to the robot in this study. The kinematic workspace and maximum motor velocities are evaluated by inverse kinematic analysis for each task. The kinetic workspace and maximum motor torques are evaluated by forward kinetic analysis. The rigidity workspace is evaluated by finite element analysis. The optimum trajectory is chosen after reviewing dynamic analysis and finite element results and the same trajectory is generated using ADLINK motion control card. Velocity mode is used. The maximum deviation for each motor is determined which is between the sending velocity profile data and the receiving feedback velocity profile data and compared whether the deviation values are in acceptable ranges.