PC-based control of hexapod

Abstract

Bu çalışmada amaç bilgisayar tabanlı kontrol ile bir hegzapodu kontrol etmektir. Bu bağlamda, hassas üretim ve tıp gibi alanlarda kullanılan hegzapod olarak bilinen 6 serbestlik dereceli bir paralel manipülatör incelenmiştir. Deneysel çalışma için, bir hegzapod tasarlanmış ve imal edilmiştir. Hegzapodun tahrik elemanlarının uzunluklarını belirlemek için VisualNASTRAN'da simülasyonlar yapılmıştır. Hegzapodun tahrik elemanları adım motor sürücülü doğrusal motorlardır. Hegzapodun kontrolü için VisualNASTRAN'ı kullanan bir entegre VisualBASIC programı geliştirilmiştir. Program simülasyonu çalıştırır, simülasyon sonuçlarını girdi olarak alır ve bilgisayar tabanlı hareket kontrol üniteleri aracılığıyla adım motor sürücülü doğrusal motorları kontrol eder. Noktadan noktaya açık devre hareket kontrolü uygulanmıştır. Hegzapodun kontrol sonucundaki konumları, bir koordinat ölçüm makinesi ile ölçülmüş ve sonuçlar sunulmuştur. Ayrıca, diğer bir deneysel çalışma için üzerine hegzapodun bağlanacağı bir 3 serbestlik dereceli seri manipülatörün tahrik elemanları olan üç AC servo motor ile, bir servo motor deney düzeneği kurulmuştur. Tahrik elemanlarının konumlarını belirlemek için VisualNASTRAN'da simülasyonlar yapılmıştır. Servo motorların değişik kontrol yöntemleri ve algoritmalara göre bilgisayar tabanlı hareket kontrol kartları üzerinden kontrolü için, girdileri simülasyon sonuçları olan VisualBASIC programları geliştirilmiştir. Açık devre ve kapalı devre yörünge izleme kontrolü uygulanmıştır. Sonuçlar sunulmuştur. Motorlar önerilen algoritmalara göre hedef eğrileri başarıyla takip etmiş ve iyi cevaplar vermişlerdir. In this study, the aim is to control an hexapod with PC-based control. In this manner, a 6-DOF parallel manipulator known as hexapod used in the areas such as precise manufacturing and medicine is examined. For the experimental study, an hexapod is designed and manufactured. Simulations are done in VisualNASTRAN to determine actuator lengths of the hexapod. Actuators of the hexapod are linear step motors. In order to control the hexapod, an integrated VisualBASIC program which uses VisualNASTRAN is developed. The program runs simulation, takes simulation results as inputs and controls linear step motors via PC-based motion controllers. Point-to-point open loop control is applied. Positions of the hexapod in consequence of controlling are measured with a coordinate measuring machine (CMM) and results are presented. Furthermore, for another experimental study, a servo motor experimental rig is set with three AC servo motors which are actuators of a 3-DOF serial manipulator on which the hexapod will be attached. Simulations are done in VisualNASTRAN to determine actuator positions. VisualBASIC programs whose inputs are simulation results are developed to control servo motors according to different control methods and algorithms via PC-based motion control cards. Open loop and closed loop path tracking control are applied. Results are presented. Motors are successfully followed reference curves and give good responses regarding proposed algorithms.