200
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Design and control of a dual arm robot manipulator
In this thesis, it's aimed to perform design, analysis and control of a dual arm parallel robot manipulator by using SolidWorks, MATLAB softwares and Arduino controller board. This manipulator is basically a five bar mechanism that have four mobile and one fixed arms. It's called dual arm robot, because it has two actuated arms. In first chapter, some information about parallel robots is given. Also, different applications of dual arm robot are mentioned. In second chapter, it's mentioned how to design and analyze the manipulator by using SolidWorks software. Moreover, this software gives a visual opinion to determine the workspace of the robot. In third chapter, the inverse kinematics equations those are essential for control, are derived. Geometrical and analytical methods are used to locate the angles of joints and derive the equations. The fourth chapter is about control units those are used in this study. The functions and codes compiled with MATLAB provide to calculate the actuated joints angles for preferred motions of the end effector and to send them to Arduino controller board with serial communication technique. Arduino board provides to control the servo motors and to run them simultaneously. In chapter five, the conclusions, future works and different usages of the manufactured dual arm robot are mentioned.
Object detection and mapping using LIDAR for a mobile robot
Autonomous mobile robots should effectively complete tasks and be able to adapt to changing environmental conditions. In addition, mobile robots are required to explore their environment without colliding with any objects and obstacles. For meeting the needs of mobile robots, first step is creating a comprehensive map to model the environment. Then the objects in the environment should be detected in the created map. This study focus on these two steps that are the essential parts of the automation process for mobile robots. The aims of this research are getting reliable data from LIDAR sensor, LIDAR based map building and object detection in indoor environments.
Smart monitoring of worm gears
Worm gearboxes are commonly used in many various fields of industrial applications such as escalators, presses, conveyors etc. However, heavy industries face important problems about this type of gears due to unexpected failures. These failures, for instance pitting, wear and tooth breakage, cause so many problems such as waste of time, outages and damages on human health. The vibration signal of a gearbox carries the signature of the fault. Hence, vibration measurement and its graphical representation plays an important role for analysis of physical conditions of gearboxes. Although there are many options for vibration measurement systems, cost effective and portable microcontrollers based monitoring system is a good option. This thesis focuses on monitoring condition of worm gearbox via a developed smart device and the detection of pitting damages which have been realistically simulated on a few tooth surfaces. For this purpose, smart monitoring device has been developed via STM32 platform with ARM Cortex M4 microcontroller. Data acquisition system, various vibration analysis techniques, fault detection and visualization have been investigated and integrated in one system. Measurement of angular velocity of shaft, real time monitoring of vibration signal, time synchronous average, fast Fourier transform and statistical metric analysis have been carried out with developed monitoring device. The results of vibration analysis have been visualized on the screen and vibration data has been transferred into memory stick. Moreover, dynamic squared error, image processing based fault detection and support vector machine based pattern recognition method have been applied on vibration data acquired from worm gearbox for better explanation of effects of pitting failures.
Fault diagnosis of a power transmission system using artificial neural networks
Mechanical power transmission systems are essential part of industrial process. The most complicated equipment is gears in power transmission systems. Worm gearboxes where needed high transmission ratios in one reduction stage are used in many various applications. Worm wheel, which is the driven member of the worm drive, may defect easily because it is produced softer material in comparison with the worm. Whenever a defect occurs in a worm wheel (e.g. pitting, abrasive wear), the performance of the gear decreases. And then, inevitably transmission of motion and power cannot be transferred as demanded. As a result, happening of serious faults becomes unavoidable. The research work presented in this thesis focuses upon the detection of localized pitting damages in a worm gearbox using artificial neural networks (ANN) and vibration analysis. Worm gear vibrations are acquired from an experimental rig utilizing a fifteenth worm gearbox. Simulated surface, which looks like pitting, was introduced on some of the worm gear wheel teeth using a drilling machine. The accelerometers are mounted permanently, radial and axial direction on the input shaft bearing housings. Statistical parameters of vibration signals in the time and frequency domains are used as an input to classifier ANN for multi-class recognition. Conclusions are drawn about diagnosis and classification of faults in worm gearboxes using ANN. The directions of accelerometers are compared with each other in respect to efficiency of classification of faults.
Biyosinyaller kullanarak insan destek sistemleri için robot-insan arabağlaşım geliştirilmesi
Beyin Bilgisayar Arayüzü (BBA), bireyden alınan beyin sinyalleri ile herhangi bir yazılım ya da donanımı kontrol eden bir sistemdir. Kayıt yöntemi olarak BBA uygulamalarında sıklıkla tercih edilmesi, kullanımının kolay olması ve güvenilir olması nedeniyle Elektroensefalografi (EEG) sinyali seçilmiştir. Bu çalışmada bireyin göz hareketleri ve kol hareketleri ile dış dünyayla haberleşebilmesi amacıyla göz ve kol hareketleri sınıflandırılmıştır. Özellikle de dirsek hareketleri birbirinden ayırt edilmeye çalışılmıştır. EEG sinyalinin kaydı ve gerçek zamanlı işlenmesi için 2 adet mobil EEG cihazı kullanılmıştır. Alınan sinyallerden öznitelik çıkarmak amacıyla sinyalin istatiksel özellikleri, Ortak Uzamsal Örüntü (OUÖ) metodu ve Güç Spektral Yoğunluk (GSY) metodu kullanılmıştır. Elde edilen öznitelikler Destek Vektör Makinesi (DVM) ve Yapay Sinir Ağları (YSA) ile sınıflandırılmış ve çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Mechatronic design of 3 axis welding positioner with 1500 kilogram loading capacity
Industrial automation and intelligent manifacturing systems have been widely used recently because of the emerging developments in embedded systems, motion control systems, actuators, sensors, microprocessors, industrial communication, computer aided design (CAD) and computer aided manifacturing (CAM) tools. In this study, multi stage design approach was implemented to the mechatronic design of three axis welding positioner and also modular and systematic design criterias were considered. Also, different CAD and CAE tools were used during the design process. Kinematic - kinetic and dynamic structure of the system was analyzed. Also, performance task method was used for the trajectory planning and time history studies.
Fırçasız doğru akım elektrik motoru karakteristiği ölçüm sistemi tasarımı ve uygulanması
Bu çalışmada, FDAM tekerlek motorlarda hata analizi ve motor sürme parametrelerinin iyileştirilmesi için bir ölçüm sistemi tasarlanmış ve üretilmiştir. Bahsi geçen sistem, biri tek kişilik bir güneş arabası diğeri ise iki kişilik bir elektrikli taşıt olan iki taşıtın tork ve güç ihtiyaçlarına göre hesaplama ve katı modelleme yazılımları kullanılarak boyutlandırılmıştır. Her iki taşıtta da tekerlek motor kullanıldığı varsayılmıştır. Üretim aşamasının ardından, bir tekerlek motor sistem kullanılarak test edilmiş ve motora ait karakteristik eğriler üretilmiştir.
Indoor distance based positioning by using metrics of standard communication technologies
In recent years, indoor localization problem is a highly preferred topic to study. In this thesis, a positioning system based on wireless communication metrics is proposed and implemented for a 4 client robotic team in an indoor environment. It is aimed to estimate the distances between the clients by using the received signal strength measurements. By using the estimated distances, the relative positions of the clients are identified by the proposed no initial indoor positioning algorithm. In this thesis, besides the preferred wireless communication metric, Received Signal Strength Indicator (RSSI), the other metrics, Time Difference of Arrival (TDoA), Time of Arrival (ToA) and Two-Way ToA are also examined. With the selected hardware it is considered to use RSSI instead of time based metrics in order to implement a short range low cost indoor positioning system. The RSSI measurements are recorded more than once for two different indoor environments and four different client layouts. By using those recordings the distances between the clients are estimated. For 4 clients, 6 different distance values are estimated by using 3 different Received Signal Strength (RSS) based distance estimation methods namely International Telecommunication Union (ITU) Indoor Path Loss Model, Two-Ray Ground Reflected Path Loss Model and the Experimentally Derived Signal Strength Distance Relation (EDR) Model. The distance estimations for 4 clients, 3 distance estimation methods and two environments are recorded to be used in No Initial Indoor Positioning algorithm, the NOIP. The proposed positioning algorithm, the NOIP, is a triangulation based positioning algorithm that needs no initial conditions. The position estimations of the clients for all the client layouts are presented for the specific hardware and environment selection. The usability of the system is discussed and some additional information is provided to improve the quality, efficiency and availability of the system.
Platform development for parallel operation of single board computers
Recent improvements in technology like mobile devices, Internet of things equipment or scientific and industrial applications generated large amounts of data and necessity of high performance hardware to process this data. Besides, because technological improvements, the processing of large programs, the transformation of enormous data, and the increase of systems which have the simultaneous data flow from interconnected discrete elements have become an inevitable part of daily life. Even though there exist expensive servers there is always a need for all these needed are required fast, affordable, scalable, efficient and flexible solutions. At this point, High-performance computing and parallel programming can meet at this bottleneck to solve data-rich, large-scale programs. Beowulf clustering is one of the high-performance computing approaches which is provides multiprocessing platform to run programs into as divided tasks parts concurrently. In this thesis, a scalable Beowulf cluster consisting of single board computers (SBC) were built and were evaluated its performance is evaluated. Single board computers are preferred as a computing node because of its credit card size, affordability and its ability to meet to the required performance that is needed. The infrastructure operating system of the platform was developed based on Linux operating system. Python was selected preferred as the development environment programming language and MPI was used to the (message passing interface) and MPI4py were used to carry out parallel operations. The platform was tested with problems programs with different characteristics and results were evaluated compared according to with previous studies in this field. Scalable speed up tendency is observed from test results.
Design and analysis of industrial dye mixing machines
Industrial dye mixing machines are widely produced in industry, but the analyses to determine the structural designs, the determination of the mixer impeller geometries, the numerical analysis of the mixing performances and the power requirements are not realized in scientific quality. Our objective in this thesis is to propose a practical method for the industry in terms of time spent and to give a scientific research to the literature on this area. In the scope this study, Visual Basic programming language was used for the parametric design of the impeller models in SolidWorks and flow analysis was conducted by SolidWorks Flow Simulation software. With the help of the flow analysis, these parameters were observed: flow curves, velocity values at the impeller, moment/torque values required for mixing operation. Furthermore, static analysis and frequency analysis were conducted by SolidWorks software. As the quality of the parametric design increases, program's level of flexibility, adaptability and reusability increase. Such a study will give an opportunity in comparison with the traditional modeling methodologies, such as not to waste time when the same design is carried out in different impeller sizes or the minor changes in the mixer geometry. This study was carried out for two different impeller types (dispersion type impeller and hydrofoil type impeller) which are widely used in dye industry. Furthermore, with the help of Visual Basic program, the research was deepen for the different designs of each impeller types. In conclusion, the flow analyses were made for all impeller types and sizes and the results were compared with each other in respect to efficiency of working area.
EOG signal interface based autonomous navigation of wheelchairs for disabled people
In this thesis, a smart wheelchair as an autonomous mobile robot for transportation and communication needs of disabled people who are unable to use their hands and feet has been developed. For this purpose; real time mapping, localisation, adaptive shortest path finding, autonomous navigation and control algorithms are developed and combined to transport the user to the desired destination point even if in previously unknown environments without any landmark and without commanding every step of the vehicle. Two prototype wheelchairs are developed: the first one works with Windows Operating System (OS) with encoder and Inertial Measurement Unit (IMU) based localisation algorithm. The second prototype works with Linux Ubuntu OS with encoder and LIght Detection And Ranging (LIDAR) based localisation algorithm without IMU. Destination points have been assigned with just one mouse click on the map of Graphical User Interface (GUI) by using electrooculography (EOG) and gyroscope signals of the user. Thus, the commands for transportation given by the user with EOG signals are reduced, became easier and practical. Besides this, as an additional feature, a special screen keyboard is developed to make computer easier to use and faster to write without using hands. New and smart wheelchair for disabled people is achieved with the developed system.
Hareketli konveyor üzerinde kamera görüntüsü ile nesne tanıma ve nesneleri yerine koyma uygulaması
Günümüzde, görüntü işleme çalışmaları arttıkça uygulama alanları da hızla gelişmektedir. Kamera gibi görüntü araçları görüntü işleme algoritmaları eklenerek bir çeşit gelişmiş sensör ve tek başına sistem ve makine olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu gelişmeden yola çıkarak bu tezde düşünülen, bant sistemlerinin üzerinden paketlemeye kadar olan süreçte malzeme tespiti ile ilgili bir çalışmanın başarısını görmektir. Bu tespitin hem hatalı ürünü ayırt edecek hem de ürünün doğru sınıflandırmasını yapacak özellikleri taşıması beklenmektedir.Bu tezde, nesnelerin görüntü içerisindeki yerine, açısına bağlı kalmadan tanınması, sınıflandırılması ve robot kol ile yerine konması amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik deneysel bir düzenek oluşturulmuştur. Bu deneysel düzenekte aktif bir kamera sistemi, nesnelerin özelliklerinin çıkartılmasında kullanılan görüntü işleme algoritması, bu özellikleri kullanarak nesnelerin tanınmasını sağlayan bir Yapay Sinir Ağı (YSA) algoritması, tanınan nesnelerin yerine konması için kontrol ünitesi ve bir robot kol kullanılmıştır.Bu sistemde konveyor bant hız kontrolü, haberleşme ve robot kol açı değerlerinin sağlanması için mikroişlemcili kontrol ünitesi hazırlanmıştır. Robot kol üç eksenli olarak rc tip servo motorlu yapıdadır. Robot kol gövdesi lazer kesim alüminyumdan yapılmıştır. Konveyor bant üzerine yerleştirilen pc kamerası ile makine görmesi sağlanmıştır.Bu tez çalışmasının üretimin ihtiyacı olan bu sistemlerin gelişmesinde kullanılması ve bu sistemlerin üretim hatlarındaki yerlerini alması umulmaktadır.Anahtar Sözcükler: Nesne tanıma, robot kol, görüntü işleme, yapay sinir ağı
Genel amaçlı robot kolu tasarımı
Bu tez, üç eksen ve bir adet tutucuya sahip bir robot manipülatör ve robot manipülatöre insansı el hassasiyeti kazandırmak amacı ile ivmeölçer sensörlerden gönderilen komutlarla yönlendirilen, mikroişlemci ailesinden PIC ile kontrol edilen servo motor sürücü kartı tasarım çalışmasını ortaya koymaktadır. Robot manipülatörün tasarımı için Dassault Systemes firmasının ürettiği Solidworks programı kullanılmıştır. Baskı devre tekniği ile üretilen 5 adet servo motoru sürebilen motor sürücü kartı Proteus ve Eagle çizim programlarında tasarlanmış ve çizilmiştir. İnsansı el hassasiyeti, motor sürücü kartının donanımı göz önünde tutularak freescale firmasının ürettiği orta sınıf üç eksen ivmeölçer sensörler seçilerek sağlanmıştır. Robot kolunun gövdesinin ve uzuvlarının oluşturulmasında pleksiglas, kestamid ve alüminyum malzemeler seçilmiş, solidworks'de tasarlanan parçalar lazer kesimle imal edilmiştir.İnsan elinin hassasiyetini algılayarak çalışan orta sınıf ivmeölçerler ile robot prototibini hareket ettiren düzenek, yüksek yatırım maliyetleriyle profesyonel olarak oluşturulması durumunda, kumanda kolu veya öğretme bilgileriyle kontrölü yapılan robotlardan farklı olarak insan el hassasiyetinin birebir kopyalamasını yapabilecek şekilde tasarlanabilecektir.
İnsansız hava aracanın gerçeklenmesi ve modellenmesi
Bu tez çalışmasında, insansız hava aracı olarak baz aldığımız dört motorlu ve dört pervaneli bir sistem olan hava aracının, temel dinamik denklemlerden yola çıkarak modeli oluşturulduktan sonra mekanik, elektronik ve son olarak kontrol sistemleri tasarlanılmış ve gerçekleştirilmiştir. Sistemdeki pervaneleri yüksek devir sayılarında döndürebilmek için fırçasız motor kullanılmıştır. Fırçasız motorların devir sayıları elektronik hız kontrolörleri üzerinden değiştirilmektedir. Aracın temel dinamik yunuslama, yuvarlanma ve dümen açıları, araçta bulunan AHRS sensörü üzerinden alınmaktadır. Bu açılar, daha sonra elektronik kart üzerinde bulunan işlemci üzerinde koşulan kontrol algoritmasına girdi olarak verilmektedir. Aracın kontrol algoritması, elektronik kart üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elektronik kart üzerinde, bir adet FPGA ve içindeki soft işlemcinin yazılımını koşturabilmesi için bir adet SRAM bulunmaktadır. Aynı zamanda pozisyon bilgisinin alınabilmesi için bir adet GPS ve yerdeki bilgisayarla kablosuz iletişim kurabilmek için bir adet RF modül kullanılmıştır. Aracın taşıyıcı iskelet yapısı karbon fiber malzemeden yapılmıştır. Aracın karbon fiber malzemeden yapılması aracın hafif ve sağlam olmasını sağlamıştır. Quadrotor olarak adlandırdığımız hava aracı için çeşitli test düzenekleri hazırlanmıştır. Quadrotorun bu test düzenekleri üstünde analizleri gerçekleştirilmiştir. Sistemde yunuslama, yuvarlanma ve dümen eksenleri için kontrolcüler tasarlanmıştır. Kontrol algoritması iç içe iki tane döngüden oluşmaktadır İç taraftaki döngü açısal hız döngüsüdür. Dış taraftaki döngü açı ya da pozisyon döngüsü olarak adlandırılmaktadır. Quadrotor serbest uçuş denemesinde başarı ile uçurulmuştur.
Modeling and control of raw emissions of a diesel engine under practical conditions
A real-time capable in-cylinder pressure based diesel engine-out PM estimator has been developed. Using the ECU signals and in-cylinder pressure data new variables have been derived and used as inputs for an exponential zero dimensional modeling approach. This approach required little computational effort making the ECU capable of cycle based PM emissions calculation, significantly faster than in real-time. Along with the PM estimator an accurate NOx emissions model has been utilized in a MIMO feedback controller motivated by the gain scheduling concept. Two types of experimental passenger car DI diesel engines, equipped with in-cylinder pressure sensors have been used. Measurements have been taken during steady state and transient operation on engine test benches for development work. Implementation of the emission models and the controller has been done on a test vehicle and tests were carried out on the test track and vehicle test bench. Good correlation between the estimated and measured PM has been achieved for various experiments, not only at steady state operation but also for transient states. Particularly, the model delivers good qualitative results in general, as well as good quantitative results in some regions. PM emission gradients between operating points are represented successfully. The raw emissions controller ? despite further need for optimization ? has been successful in controlling PM and NOx emissions simultaneously over EGR and pilot injection quantity. Gain scheduling has eliminated the need for an inverse combustion model. EGR and injector actuators were manipulated in a cascaded controller structure where the designed PI controllers altered reference values of the actual EGR and pilot injection quantity controllers that were already present in the system.
Sıvı seviye kontrolü için scada sistem tasarımı
Bu tez çalışmasında; sıvı seviyesi kontrolü, potansiyometreye bağlı olarak çalışan şamandıra ile elde edilen analog veriler işlenerek sağlanmıştır. Motor sürücü içerisinde yer alan PID denetleyicilerinin parametrelerinin, oluşturulan program ara yüzü yardımıyla kalibrasyonu yapılmıştır. Santrifüj pompanın stabil bir şekilde çalışması ve sıvı seviyesinin istenen seviyede tutulabilmesi amaçlanmış ve sağlanmıştır. SCADA sistemi altyapısı için gerekli olan program arayüzü tasarımı Visual Basic programı ile tasarlanmış, USB-RS 485 dönüştürücü aracılığıyla Mod-Bus protokolü kullanılarak uzaktan izleme ile veri takibi yapılabilmesi amaçlanmış ve sağlanmıştır. Program arayüzünde yer alan PID parametrelerini belirlemek için iki farklıdeneysel çalışma yapılmıştır. Birinci çalışmada; deneme yanılma yöntemiyle elde edilen en iyi PID katsayıları ile sıvı seviyesinin istenen referans değere istikrarlıolarak ulaşma süresi gözlemlenmiştir. İkinci çalışmada ise daha önce de bahsedilen Ziegler-Nichols teoremine uygun olarak belirlenen, PID katsayılarını kullanarak sıvıseviyesinin istenen referans değere istikrarlı olarak ulaşma süresi gözlemlenmiştir. Daha sonra bu iki sonucun kıyaslaması yapılmıştır. Anahtar Sözcükler : Sıvı seviye kontrolü, SCADA, Mod-Bus, PID,Ziegler-Nichols
Tek serbestlik dereceli bir dengeleme mekanizmasının bulanık mantık ile kontrolü
Dengeleme sistemleri gemi ve uçakların hareket eksenlerine dik düzlemdeki salınım hareketlerin kontrol edilmesinde kullanılır. Bu projede tek serbestlik dereceli denge platformu tasarlanıp, oransal integral türevsel kontrol algoritmaları ve Mamdani tipi ve Takagi-Sugeno tipi bulanık mantık ile kontrol testleri yapılmıştır. Tek serbestlik dereceli denge platformu; düzlemsel bir platform üzerine dengeleyici ağırlık mekanizması, bir mil, bir lineer yatak ve yaylı germe mekanizması ile gerdirilen bir dişli kayış ve motor bağlantısı yapılarak gerçekleştirilmiştir. Bu düz platform yatayda orta eksenden bir çalışma miline bağlanarak yataklanmıştır. Ana mil eksenine bir potansiyometre bağlanarak pozisyon geri beslemesi sağlanmıştır. Dengeleme sistemini kontrol edecek olan kontrol düzeneği ise veri toplama kartından ve motoru kontrol edebilmek için darbe genişliği ile hız kontrol sinyali üreten devre ve motor sürücü devresinden oluşmaktadır. Bu düzenek üzerinde yapılan deneyler ile matematiksel modelimizin parametreleri bulunmuştur.Daha sonra da oransal integral türevsel (PID) ve Bulanık mantık ile kontrol algoritmaları Matlab Simulink programı aracılığıyla doğrusallaştırılmış, doğrusal olmayan benzetim modelleri ve gerçek zamanlı sistem üzerinde uygulanmıştır.Bu çalışmanın deney sonuçlarına bakılarak yaygın olarak kullanılan ve birbiri yerine kullanılabilecek kontrol algoritmalarının enerji tüketimleri karşılaştırılmıştır.
Balancing and orientation analysis and implementation of quadrotor flying robot
The thesis reviews the control, balance and orientation angles of quadrotor flying robot. A testbed is designed and used for the flying robot. The orientation data that is acquired by orientation sensor which is externally mounted to quadrotor flying robot is transferred by wireless communication to the computer. The transferred data are analyzed by Matlab and Python software platforms. Thus, Real Time behaviors of the remotely controlled system are performing is analyzed. The hardware consists of 9-Degrees of Freedom Orientation Sensor, Xbee Explorer Modules, Walkera Ufo 5#. In the study, the threshold control of quadrotor flying robot is successfully completed.
Yapay sinir ağları ile robot kolu kontrolü
Bu tez çalışmasında robot kollarının nasıl tasarlanabileceği anlatılmış ve bir robot tasarımı yapılmıştır. Bunun yanısıra bu tip bir robot kolunun yapay sinir ağları ile nasıl kontrol edilebileceği üzerine çalışılmıştır.Robot kolu tasarımı ile ilgili konular; mekanik tasarım, doğru akım motorları ve kontrol sistemi şeklinde üç ana başlık altında toplandı. Mekanik tasarım başlağında; malzeme seçimi, dikkat edilmesi gereken noktalar anlatılmıştır, bir robot kolu tasarımı yapıldı ve tüm parçaların tasarımlarından ve montajlarından tek tek bahsedildi. Doğru akım motorları (DC motorlar) başlığında; DC motorlar konusunda teorik bilgi verdikten sonra doğru akım motorlarının nasıl seçilebileceği konusunda bilgiler verildi.Kontrol sistemi başlığında ise ; farklı kontrol sistemleri ile kontroller yapıldı ve bu oluşturulan sistemler ile elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı. Matlab ve simulink yardımıyla TMS320F28335 işlemcisinin programlanması ve bir yapay sinir ağı ile robotun kontrolü üzerine çalışıldı. Diğer bir değişle Yapay sinir ağları ile bir robotun nasıl kontrol edilebileceği gösterildi.Sonuç olarak robot kollarında kontrol sistemi tasarımı için yapay sinir ağlarının da bir çözüm olarak kullanılabileceği gösterildi.
Kablosuz veri toplama yöntemi ile mekanik sistemlerin durum izlemesi
Kablosuz veri toplama yöntemi ile mekanik sistemlerin durum izlemesi içerikli bu çalışmada, bir prototip makinenin belirli bölgelerinden sıcaklık ve titreşim değerleri okunarak kablosuz veri iletimi ile bir kontrol merkezine aktarılmaktadır. Bu veriler kontrol merkezinde bir yazılım aracılığıyla değerlendirilerek sistemde problem olup olmadığı gözlemlenmektedir. Bu işlem için bir adet alıcı ve bir adet de verici ünite hazırlanmıştır. Verici ünite, bağlandığı mekanik sistem üzerinden üç adet sıcaklık ve bir adet titreşim değerini okuyarak RF sinyale çevirmektedir. Buna bağlı olarak Alıcı ünite, vericiden gönderilen sinyali anteni ile okuyarak kontrol programına aktarmaktadır.Kontrol programı Visual Basic programlama dili ile yazılmış olup, kablosuz iletim ile okunan ve sistemin durumunu gösteren verileri görsel olarak ekrana yansıtan bir arayüze sahiptir. Bu arayüz üzerinde sistemden okunan üç adet sıcaklık değeri ve titreşim değerini gösteren grafikler aracılığıyla çalışan sistemin durumunu gösteren kontrol ekranı yer almaktadır. Sistemde herhangi bir problem yaşanması halinde bu ekranda gerekli uyarılar oluşmakta ve bu şekilde sistemin çalışma durumu sürekli kontrol edilmektedir.
İnsansız bir hava taşıtının kent içi harita üzerinde konumlandırılması ve hedef nokta için yönelme algoritmasının geliştirilmesi
Daha önce tasarlanmış ve imal edilmiş dört rotorlu helikopterin harita üzerinde gösterimi ve yönelme algoritmasının yazılması amaçlanmıştır. Araçla haberleşmeyi sağlamak için GPS Evaluation Board üzerine 20 Kanal GPS alıcı anten EM-406A kullanılmıştır. Seri Port üzerinden gelen araç enlem-boylam bilgileri işlenmiş, Google Maps API v3 kullanılarak harita üzerinde gösterimi sağlanmıştır. Bir web servis yardımıyla hedef nokta adres bilgisi enlem boylam bilgisine çevrilmiş ve dört rotorlu helikoptere gönderilmek üzere hazırlanmıştır. Yazılım C# programlama dilinde yazılmıştır. Her ne kadar masaüstü uygulaması olsa da mimari açıdan proje html ve javascript kodları da muhteva etmektedir. Sistemin matematiksel modellemesi incelenmiş ve Simulink programında benzetimi gerçekleştirilmiştir. Anahtar sözcükler: Dört rotorlu helikopter, enlem, boylam, konumlandırma, insansız hava taşıtı, yönelme algoritması, haritalama
İç mekan mobil robot navigasyonu ve kontrolü
Proje mobil robotun çizgi takip performansını arttırmaya yönelik donanım ve yazılım geliştirmeyi amaçlamıştır. Çizgi takip algoritmasının pozisyon geri beslemesi görüntü işleme temeline dayandırılarak elde edilmiştir. Çizgi takip algoritmasından gelen motor hız referansını takip etmeyi kolaylaştırıcı motor sürücü tasarımını geliştirilmiştir. Mobil robot görevleri kablosuz olarak robota bir SCADA ara yüzü ile gönderilmiştir. Bunun yanında robottan gelen haritalama ve diğer veriler yine aynı ara yüz ile takip edilmiştir. Anahtar sözcükler: Mobil robot, otonom, görüntü işleme, motor sürücü, rf modül, telemetri.
3 serbestlik dereceli robot kolunun pozisyon kontrolü
Robot, direkt insan kontrolünde çalışabildiği gibi programlanabilen verilen görevleri yerine getirebilen elektronik aksamlı mekanik bir cihazdır. Robotlar günümüzde genellikle endüstriyel üretim yapan alanlarda kullanılır. Bu tezde üretim bandından geçen ürünlerin robot kolu tarafından otomatik olarak tasnif edilmesi amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler: İleri kinematik, servo motor, arduino, mikro-denetleyici
Design and analysis of a delta type robot
In this thesis, design and analysis of a Delta type robot manipulator has been performed by using Matlab and Solidworks software. For this purpose, firstly, the analytic model of a Delta robot has been created. The optimization has been applied by using of the Matlab program which is written to identify the arm lengths. These defined arm lengths has been used for designing of Delta robot?s three-dimensional mechanical models. The workspace of this robot design has been specified; and static and frequency analyses have been performed to identify the rigidity properties of the Delta robot in its workspace by using the Finite Element Method. The workspace analyses of the designed Delta robot have been performed and the results have been presented by three-dimensional graphics created by a Matlab program. In the case of the end-effector reaches different points, static displacements of end-effector?s endpoint, the stresses on robot and also the rigidity of Delta robot manipulator using the results of frequency analysis have been identified and analyzed by the help of these graphics.
Control of mobile robots via internet and wireless communication
In the scope of this thesis, a general-purpose mobile robot platform has been designed and produced. A serial robot manipulator produced in a previous study has been mounted on the designed mobile robot platform in order to increase workspace of the mobile robot. Also, required electronic circuit boards have been designed for being able to operate of mobile manipulator. Single Board Computer Raspberry Pi has been used as a main controller of the mobile manipulator and Linux based web server has been established on it in order to storage web interface page and sensory data. Arduino Leonardo has been used as a sub-controller. Web based user interface has been designed for controlling the mobile manipulator with teleoperation method over wireless internet, providing live camera stream and sensory information for operator. And finally, the determined implementation scenario, which is carrying various objects in a shelf to another shelving in a mini warehouse model, has been performed successfully.
Sanal mikroskobi uygulaması için otomatik lam yükleyici
Sanal mikroskop, mikroskop altında bulunan cam lamın incelenme deneyimini bilgisayar ortamında sanal olarak veren sistemlerdir. Sanal mikroskobinin verimli bir şekilde kullanılabilmesi için lamların, başka bir kullanıcıya ihtiyaç duyulmadan lam kasetinden alınıp, mikroskob objektifi altına yerleştirilmesi gerekmektedir. Otomatik lam yükleyicisi, programlanmış konumdaki lamı, lam kasetinden hassas şekilde alıp, mikroskobun lam sehpasına koymalı ve lam üzerindeki örneğin görüntüsü alındıktan sonra lamı ilk konumuna geri bırakmalıdır. Bu tezde, bu tür otomatik lam yükleyicisi robot sisteminin mekanik ve elektronik tasarımı yapılarak entegrasyon gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan robot, silindirik düzenleşime sahip, ilk eklemi dönel, ikinci eklemi birinci ekleme paralel ve prizmatik, üçüncü eklemi ise ikinci ekleme paralel ve prizmatiktir. Döner olan ilk eksende sonsuz vida-dişli sistemi tercih edilmiş olup diğer iki eksende ise motordan gelen döner hareket doğrusal harekete bilyalı vida sistemi ile çevrilmiştir. Denetim sistemi olarak yaygın ve efektif bir kontrol algoritması olan kapalı döngü PID (Oran-İntegral-Türev) kontrol algoritması kullanılmıştır. TI F28335 (DSP) mikrokontroller kartı kullanılarak PID kontrolcü ve diğer ilgili giriş çıkış sinyalleri elde edilmiştir. Programlama ortamı olarak Matlab Simulink ortamı seçilmiştir. Mekanizmamızın uç işlevcisinin konumu verilip, verilen konuma göre motorların hareket miktarı, ters kinematik ve dişli denklemleri ile hesaplamıştır ve uç işlevcicinin verilen konumuna ulaşma davranışı incelenmiştir. P, I, D katsayılarının etkileri araştırılmış ve ilgili sonuçlar alınmıştır. İstenen konum ve ulaşılan konum değerleri karşılaştırıldığında yapılan hatanın %2 değerinden daha düşük olduğu görülmüştür.
Designing of web-based lattice path controller for indoor environment by using multiple quadrotors
Unmanned aerial vehicles (UAVs) become very popular in last years by the help of increasing computing power per area and per cost. While UAVs with global positioning system (GPS) can easily operate to flight autonomously, this and such sensors data cannot be always trusted. And most of the cases for small and nano scale UAVs, we cannot use these kinds of sensors because of cost, complexity and weight. Safely and reliably operating close to unknown indoor or GPS-denied environments requires improving UAVs' sensing, localization, and control algorithms. To solve and improving for a UAV is one problem, extending it to a multiple UAVs is another problem. We study and develop a framework for multiple UAVs to command and control from web-based front-end. In our experiments, a quadcopter platform called AR.Drone from Parrot Inc. is preferred and used because of its open-source API and kernel level arrangements. Test flights inside a warehouse validate the framework is capable of control one or more quadcopters in given different lattice-based path from a web browser. UAVs are capable of localizing its position with using IMU, front and bottom camera. All UAVs are interconnected to each other and controller computer through a self-healing network, so if one or more quadcopter fails because of lack of battery or any other circumstances, the rest of the group continues its mission.
Bir mikrorobotun düzlemsel hareketinin elektromanyetik aktüatör yardımıyla kontrolü
Bu çalışma, tek eksenli sistematik hareket kabiliyetine sahip kutup çiftlerinden oluşan elektromanyetik aktüatör sistemi ile mikro robotun yatay düzlem üzerinde temassız hareketinin gerçekleştirilmesine yönelik yeni bir metot ileri sürmektedir. Elektromanyetik kutup çiftlerinin konum ve akım kontrolü ile aktüatör sistemi tarafından meydana getirilen manyetik alan karakterinin, belirli bir çalışma alanında biçimlendirilmesi gerçekleştirilmektedir. Manyetik alan karakteri biçimlendirilmesi ile çalışma alanı üzerinde, manyetik akı yoğunluğunun şiddetinin ve yönünün kontrolü sağlanmaktadır. Manyetik akı yoğunluğu şiddeti ve yönü, mikro robot üzerine etkiyecek manyetik tork ve kuvvetin şiddetini ve yönünü belirleyerek hareketi gerçeklemektedir. Ayrıca, elektromanyetik kutup çiftlerinin konum kontrolü ile mikro robotun hareketini gerçekleyecek manyetik akı yoğunluğu özelliklerine sahip çalışma alanının, düzlem üzerinde yer değiştirebilmesi sağlanmaktadır. Tasarlanan aktüatör sisteminin bu özelliği, mikro robota daha geniş bir çalışma alanında hareket kabiliyeti kazandırmaktadır. İlk olarak, mikro robota belirli bir çalışma alanında gerekli hareket enerjisini sağlayacak elektromanyetik aktüatör sisteminin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımı meydana getiren tüm yapısal ve işlevsel parametreler; elektromanyetik teori ve nümerik analiz yöntemleri kullanılarak geliştirilen sistematik tasarım metodu ile belirlenmiştir. Sonrasında, belirlenen çalışma alanının genişletilmesine yönelik olarak elektromanyetik kutup sisteminin sistematik hareketi yapılandırılmıştır. Son olarak ise, üretilen elektromanyetik aktüatör sistemi tarafından hareketi gerçeklenen, belirli özelliklere sahip mikro robotun çalışma alanı üzerindeki hareketi incelenmiş ve iyileştirme çalışmaları yapılmıştır.
Metaheuristic optimization algorithms for solving multiobjective economic dispatch problem
In this thesis, Artificial Cooperative Search (ACS) algorithm is incorporated with the Quadratic Approximation (QA) operator to solve the multiobjective Economic Emission Load Dispatch (EELD) problems with different generation units. ACS is a Swarm Intelligence (SI)-based metaheuristic algorithm, based on the interaction between prey and predator organisms in a habitat, is effective at global search; however, it does not perform so well at exploring promising regions. QA operator, on the other hand, is a non-derivative-based efficient local search method that finds the minimum of a quadratic hyperspace passing through three points in a D-dimensional space. Solving the EELD problems with the hybridized ACS-QA algorithm, as being proposed in the present thesis, leads to more accurate results with fewer function evaluations. Also, multiobjectivity of the problem is handled by transforming it into a single-objective problem by using the Weighted Sum Method (WSM). The efficiency of the proposed ACS-QA algorithm is tested in comparison to the algorithms existing in literature by implementing it on six different benchmark optimization problems. Afterwards, the proposed ACS-QA algorithm and the ACS algorithm are implemented on multiobjective EELD problems with different generation units. The results are compared with the solutions in literature utilizing different metaheuristic optimization algorithms. Both studies firmly showed that the ACS-QA algorithm is able to find more accurate results even though it uses fewer function evaluation calls.
Design and implementation of a wireless telemetry system for a solar race car
In this research a telemetry system was designed, produced and tested. This system measures the strain and acceleration then transmits this data to a logger computer with wireless communication. Mainly, this research is based on measuring the dynamic local loads on a car rim. The local measurements that are taken with this telemetry system can help the mechanical designer to make their designs more strong, more economic and lighter. This telemetry system includes two parts. One of them is the measuring and transmitting circuit and the other is receiving circuit. On the measurement circuit there are four half-bridge strain gauge inputs, an accelerometer that is located in the middle of the circuit and a transceiver for data transmission. Measurement circuit includes an instrumentation amplifier for strain measurements. In this circuit, digital potentiometers are used for automatic calibration, offset settings and gain selections. Digital switches are used for strain gage selection. The circuits are designed in Proteus. Software of the PIC microcontroller is written in HITECH C. And the user interface is created in Microsoft Visual Studio. System was tested and calibrated on a universal testing machine. Then, the telemetry system was tested on the solar race car -SOLARIS of Dokuz Eylül University- on the real road conditions.
Energy analysis and optimization of a solar boat
Nowadays solar energy, which is one of the renewable energy resources, is a good alternative to fossil fuel based energy by considering the impact of fossil fuel on the environment. Efficient use of solar energy is helping to reduce both environmental and economic concerns. Solar energy is widely used on marine vessels, as well as the use of terrestrial facilities and vehicles, especially on yachts and pleasure boats. In addition to this it began to be used in commercial ships. The aims of this research are to determine the daily energy needs of a two-seater hand line fishing electric boat for optimization and to form an implementation of renewable energy use on a solar boat for a vocational school education. Besides, the use of electric powered vehicles is environmentally friendly and effective. It is appropriate for the selected area of usage by adequate selection of the propulsion system based on the power need and adequate selection of the storage capacity based on the use need. Therefore, the design of propulsion system and energy optimization have major significance for the electric powered vehicles.
Biped mechanism analysis for walking robot applications
This thesis presents a design of biped robots and a cubic spline interpolation based walking trajectory generation method. First for one single step, the foot and hip trajectories is generated by the concept of the cubic spline interpolation. Then it is explained that which design criteria the biped robots ATHO and RUBI have. Also, the joints properties such as joints angles and torques so on are calculated by using inverse and forward kinematic methods. After the simulation of walking trajectories, it is shown the clarification of mechanical structure and actuator specification and experiment results of obtained from walking pattern. While the biped robot is moving, the balance of robot is controlled by the dynamic stability criteria, which is called Zero Moment Point (ZMP).
Pnömatik iki-eksenli kartezyen robot sistemi ile malzeme taşıma otomasyonu
Bu tez çalışmasında, endüstriyel üretim yapan birçok fabrikada malzeme taşıma amaçlı kullanılan pnömatik iki eksenli bir kartezyen robot dizayn edilmiş ve üretimi yapılmıştır. Dizayn için üç boyutlu çizim programları kullanılmıştır. Kontrol sistemi için PLC kullanılmış ve tüm elektrik üniteler bir pano içerisinde toplanmıştır.Üretilen robot sisteminin pnömatik ve kontrol kısmında Festo marka ürünler kullanılmıştır. Silindir olarak dikey eksende yataklı DFM tipi silindir kullanılırken yatay eksende DGC milsiz tip silindir seçilmiştir. PLC olarak Festo CPX-FEC seçilmiş ve PLC programı FST.4.10 ile yazılmıştır.Yapılan bu çalışmada Mekatronik' in bünyesinde barındırdığı; Makine, elektrik ve bilgisayar anabilim dallarından faydalanılmıştır.
Optimization of vibraiton comfort of heavy duty trucks
In this thesis, a model based approach have been applied in order to provide a better and compact design for heavy duty trucks? cabin suspensions. A 7 DOF half truck model was built in Matlab/Simulink and a multi DOF model was built in Solidworks and Matlab/Simmechanics. For the time and frequency domain the results are evaluated accoring to ISO 2631-1 standard. Then the design options have been plotted in graphics in order to provide a compact choice of solution for cabin suspension design. The differences in the results of two simulations have been observed and the reasons are discussed. A user friendly guide user interface has been developed in order to obtain quick results and easy parameter selection. After the simulations a significant performance improvement in the ride comfort has been obtained.
Indoor navigation control of a mobile autonomous vehicle
In this thesis, a novel approach for navigation and guidance of a duo cycle autonomous robot vehicle control by using wireless control with ZigBee Modules is presented. For navigation the angular position and location of the vehicle is measured intermittent by means of an electronic compass sensor and a linear position encoder. Both measured values are then compared with microcontroller and PC with the reference points of a certain trajectory, so that a given path can be followed by the vehicle autonomously. In order to control and simulate the vehicle movements a computer program has been developed in Visual Basic programming language. Besides navigation a self developed algorithm is integrated to the system control for possible obstacle avoidance and optimal path finding. The results of experimental testing showed the effectiveness of the proposed approach.
EMG (elektromiyografi) kontrollü protez kol tasarımı
Elekromiyografi (EMG) kasların kasılmasını sağlayan elektriksel aktivitenin izlendiği ve yorumlandığı bir kas inceleme tekniğidir. Tıbbi uygulamalarda, kasların ürettiği sinyallerin özellikleri, kas ya da sinirsel fonksiyonlardaki bozuklukların teşhisinde kullanılır. Mühendislik uygulamalarında ise, bu sinyaller elektrik ve mekanik sistemlere giriş olarak verilir. Öyle ki, çeşitli mühendislik prensiplerine dayanarak, sistem girdisi ne kadar küçük olursa olsun oldukça büyük bir sistem kazancıyla yüksek çıkışlar elde etmek mümkündür.Bu proje besleme devresi, EMG sinyal işleme ve motor kontrol devresi ile protez el mekanizması olmak üzere üç ana bölümden oluşur. EMG sinyal işleme aşamasında bir fark yükseltici, bant geçiren filtre ve sinyal doğrultucu kullanılır. Koldan elektrotlarla alınan EMG sinyalleri fark yükseltici ile belirli bir kazanç oranında yükseltilerek bant geçiren filtreden yine belli bir kazanç oranında tekrar yükseltilip geçirilir. Bant geçiren filtre ile elektronik devre elemanlarından, kol hareketinden ya da çeşitli çevresel etkilerden kaynaklanan gürültü büyük oranda yok edilir. Elde edilen analog sinyaller doğrultularak işlemcinin ADC ucuna verilir ve gerekli işlemler yaptırılarak step motorlar ile hareket sağlanır.
Yapay sinir ağları ve parmak izi analizi yöntemi ile kimlik tayini
Günümüzde parmak izlerinin güvenlik ve adli olaylarda kimlik tespiti için oldukça önemli bir rol oynadığı yadsınamaz bir gerçektir. Bu çalışmada, parmak izlerinin yapay sinir ağları yapısı kullanılarak kayıt, sınıflandırma ve analizi yapılmıştır. Bu amaçla internet veri tabanından ve gerçek kişilerden alınan parmak izleri karma olarak kullanılmış ve parmak izi görüntüleri, bilgisayar ortamında işlenerek parmak izlerinin öz nitelik bilgileri elde edilmiştir. Anılan öz nitelik bilgilerinin kullanılması ile istatistik analizler yapılmış ve sonuçlar oluşturulan yapay sinir ağları tarafından öğrenilmiş ve/veya sınanmıştır.Deneysel çalışmada kullanılan parmak izlerinin kusursuz olmaması nedeni ile yapay sinir ağları için kullanılacak eğitim setindeki kayıt sayısının artması uygulama başarısını düşürmüş olsa da uygulama sonucunda elde edilen başarı %90-93 aralığındadır. Bu alanda yapılan diğer çalışmalar incelendiğinde, literatürde yer alan benzer uygulamaların başarı yüzdesinin %90-95 aralığında olduğu görülmektedir. Bu kapsamda, yapılan çalışmanın farklı yöntemlerin uygulandığı sistemlerle karşılaştırıldığında yeterli başarı seviyesinde olduğu söylenebilir.
Yapay sinir ağları ile yüz tanıma
Yüz tanıma, günümüzde önemini hızla arttırmakta olan bir örüntü tanıma konusudur. Yüz tanıma, insan beyninin çok zorluk çekmeden gerçekleştirdiği bir görevidir. İnsan yüzü oldukça ayırt edici özelliklere sahiptir ve insan beyni yüze ait görsel bilgileri, biometrik tanımlayıcılar olarak kullanır.İnsan beyni karmaşık bir yapıya sahiptir ve bu nedenle analiz edilmesi zordur. Fakat beynin en temel işlevi olan öğrenme için benzetim yapılabilir. Yüz tanıma konusunda beynin temel işlevlerini benzetimle gerçekleştiren bilgisayar algoritmaları (Yapay sinir ağları) geliştirilmiştir.Yüz tanıma problemi, girdi olarak verilen bir yüz görüntüsü ile, bilinen kişilerin yüz görüntülerini içeren bir veritabanı kullanarak, bir bireyi tanımlamak veya doğrulamak olarak tanımlanabilir. Teknolojideki gelişmeler ve yüz tanımayı kullanan uygulamalara duyulan ihtiyacın artması nedeniyle, bu alanda yapılan araştırmalar son yıllarda hızla artmıştır.Bu tezde yapay sinir ağları kullanılarak yüz tanıma geliştirilmiştir. Yüz tanıma işleminde orijinal resmin eğim (gradient) görüntüsü kullanılmıştır. Elde edilen grafikten belirli sayıda öz nitelik değerleri üretilmiştir. Elde edilen öz nitelik değerleri yapay sinir ağında kullanılarak yüz tanıma işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan denemeler geliştirilen yöntemin yüz tanıma için başarılı olduğunu göstermiştir.
Design and control of JI silicone dispenser machine
In this thesis, design and control processes of JI silicone dispenser machine that automatically executes the siliconizing operation on LCD modules that are the main vision equipment of LCD TV?s, are studied.The content of this study can be grouped into two main topics; namely, mechanical design and automation system design. In mechanical design processes, firstly 3D modeling of the developed machine was drawn and according to 3D modeling of the machine and specified criterions and methods, mechanical equipments such as linear mechanisms, rotational mechanism, support and connection equipments were selected. In parallel to this selection procedure, manufacturing of the auxiliary equipments were executed. Finally, by using the selected and manufactured equipments, mechanical construction of the developed machine was completed through the mechanical assembly process.In automation system design, firstly the automation equipments such as HMI (operator panel), PLC, servo motor sets and sensors were selected. According to the device terminals, wiring project was drawn and connections of these equipments were done. Finally, the control devices were programmed with ASD soft (for servo drivers), WPL Soft (for PLC) and Screen Editor (for HMI) programs.Keywords: Autonomous systems, Mechanical systems, PLC, Servo motors, JI process in LCD technique
Ayak bileği protezi tasarımı ve kontrolü
Bu tez çalışmasında, diz altında meydana gelen uzuv kayıplarını tamamlamaya yönelik ayak uzvu ve bilek ekleminden oluşan bir protez tasarlanmıştır. Proteze akıllı niteliği kazandırılması, dış verileri algılayan ve hareketini ona göre kendisi kontrol eden bir sistem kurulmasıyla sağlanmıştır.
Kameralı lazer tarama sistemi ile nesne sınıflandırması ve uygulamaları
Bir nesne grubunda, nesnelerin birbirinden fiziksel olarak farklı olduğu özelliklerini göz önünde bulundurarak yapılan ayrıştırma işlemi nesne sınıflandırması olarak adlandırılır. Sınıflandırma işlemi aynı zamanda, bir nesnenin kendisine ait olabilecek özellikler, paternler ve fiziksel yapısının belirlenen sınıfa aitlik durumunun ve yakınlığının belirlenmesidir.Nesne tanıma ve sınıflandırma işlemi için mevcut yazılım ortamları, kütüphaneler ve derleyiciler bulunmaktadır. Bununla birlikte mikro işlemcili kameralar gibi donanımsal sistemler de mevcuttur. Fakat bu yazılım araçları lisanslı, kullanılan cihazlar yüksek maliyetlidir. Bu çalışmada tasarlanan kütüphaneler ile nesne tanıma ve sınıflandırma işleminin maliyetinin düşürülmesi hedeflenmektedir. Nesne tanıma ve sınıflandırma sistemi donanım olarak sadece bir çizgi lazer kaynağı ve bir kameraya ihtiyaç duymaktadır. Bu donanımla üç boyutlu nesne taraması gerçekleştirilip yüzey taraması yapılan nesneler yapay sinir ağları aracılığıyla tanınmakta ve sınıflandırmaktadır.
In-line cutting operation control in finishing by measuring surface roughness
In this thesis, a milling system based on real-time surface roughness measurement during machining process is developed using Artificial Neural Network technique. In the developed system, desired surface roughness is provided with determining the optimum feed rate and cutting speed. Surface roughness control has an important role to achieve high surface quality for the metal cutting. Dynamic behavior of the system is investigated in the study. Natural frequency modal analysis and experimental studies of the system are mentioned. Then, hardware and software studies of the Surface Roughness Control System (SRCS) are elucidated. An algorithm determining the operating principle of the system is developed. According to this algorithm, the optimum cutting parameters are predicted for end milling (finishing) operation by measuring semi finish machining surface roughness via an optic sensor and then end milling operation is performed with the cutting parameters determined by the system. In the last part of the study, surface qualities are observed for the milling process before and after the intervention of the system and the results are compared. The experimental results show that the developed milling system can be integrated with modern machining systems in order to obtain the desired surface quality levels.
Vakum destekli reçine transfer üretim tekniğine yönelik kalıp üretimi amaçlı CNC Ruter tasarımı ve uygulaması
Carbon fiber reinforced materials have higher mechanical properties although they are lighter than metal. Vacuum assisted resin transfer molding process is a cost effective closed mold process which is environmentally friendly composite material manufacturing technique. In order to produce molds quick and precise, computer aided manufacturing machines are used. Due to the fact that they are speeding up production and improving product quality CNC machines are applied widespread. Because of casting made with closed mold process angle of 2-3 degrees are used to provide mold release in VARTM process. Therefore, requirement of producing molds used in VARTM process can easily accomplished by vertical milling machine In this study Computer aided moving gantry vertical milling machine (CNC Router) is designed. Solid model analysis is performed examining structural analysis and natural frequency analysis. Motor speeds required to machine the working space in desired time are determined. Motor power calculations are performed and motor selections completed by taking account of the inertia caused by acceleration. Applying motor parameters controller design is simulated by MATLAB/Simulink and proportional integral derivative (PID) controller designed.
Bilgisayar kontrollü dik işlem tezgahı tasarımı ve uygulaması
Bu tez çalısmasında, üniversitede bulunmakta olan eski bir CNC tezgahı, iki adet servomotorun eklenmesiyle modernize edilerek, iki eksenli bir dik isleme tezgahı halinegetirilmistir. Projede, Siemens'in Simotion D425 adlı servo motor kontrol ünitesi, buüniteye bağlı iki adet CUA31 servo güç yükselticisi ve iki adet servo motor kullanılmıstır.Bu ürünün dik islem tezgahı seklinde çalısabilmesi için, motorları kontrol etmektekullanılan Siemens Scout adlı programın içerisinde yer alan Structured Text adlıprogramlama dilinde, temel hareket fonksiyonları tanımlanmıstır. Visual Basicprogramlama dilinde gelistirilen bir yazılımla, G kodu tarzında verilen sekil komutları,temel hareket fonksiyonlarını çağıran Structured Text programlarına dönüstürülmüstür. Buüretilen Structured Text programlarının Siemens Scout içerisinde çalıstırılmasıyla, istenilensekillerin isletilmesi sağlanmıstır.
Görüntü işleme ile 3-boyutlu nesne tarama ve modelleme
Gerçek dünyaya ait olan bir nesnenin yüzeyinden, üç boyutlu şekil bilgisini elde etmek amacıyla lazerle geçilmesi işlemine lazer taraması adı verilmektedir. Tıp alanında hastaların ölçülerinin alınması, fabrikalarda seri üretim bandındaki nesnelerin yüzeylerindeki hataların bulunması, hareketli robotların çevrelerindeki yüzeyleri algılaması gibi bir çok alanda, lazer taraması yöntemi kullanılmaktadır.Lazer taraması yöntemiyle farklı endüstrilerin gereksinimleri karşılamak için, farklı yüzey tarayıcı donanım ve yazılım ürünleri bulunmaktadır. Ancak, bu ürünlerden bazıları, kendi belirledikleri amaç doğrultusunda tasarlandıkları için, her türlü yüzey tarama görevini üstlenememektedirler. Örneğin, seri üretim bandındaki ürünlerin şekil hatalarını yakalaması için tasarlanmış bir üç boyutlu lazerli tarayıcı, sadece o iş için tasarlanmış olabilir ve bir hastanede hastaların ölçülerini almak için ya da bir robotun çevresini algılaması için kullanılamayabilir.Bu tez, lazer üçgenlemesi ("Laser Triangulation") yöntemiyle yüzey tarama konusunda yapılan bir çalışmayı sunmaktadır. Bu uygulamada, dikey bir lazer ışın demeti ile aydınlatılan yüzeyin görüntüleri, kamera aracılığıyla bilgisayara aktarılarak, tez çalışması sırasında yazılmış olan "YakarTarar" adlı bir yazılım tarafından işlenmektedir. Bu görüntülerin işlenmesi sonucunda, taranan yüzeyin üç boyutlu sayısal modeli bilgisayara kaydedilmektedir.YakarTarar yazılımının amacı, hem farklı endüstrilerde yüzey tarama gereksinimlerini aynı anda karşılayabilen, hem de bu iş için gereken maliyeti düşük tutan bir yazılım paketi olmaktır.
Özgün bir şekil tanımlayıcısı tasarımı, gerçekleştirilmesi ve testi
Bu araştırmada, nesne tanıma için özgün bir şekil tanımlayıcısı tasarlanmıştır. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yapay zeka ile nesne tanıma algoritmaları da geliştirilmeye başlanmıştır. Literatürde oldukça fazla nesne tanıma algoritmaları yer almaktadır. Çalışmamız özgün bir algoritmadır ve diğer algoritmalara göre az veri ile daha yüksek nesne tanıma başarısı elde edilmektedir. Ön işleme olarak görüntü işleme alanında oldukça kullanılan Canny kenar algoritması kullanılmaktadır. Görselin kenar çıktılarına uygulanan algoritmalar ile şekil tanımlayıcısı oluşturulmaktadır.
SCARA robot manipulatör ile seçme ve yerleştirme uygulaması
Bu çalışmada, bir SCARA (Selectively Compliant Articulated Robot for Assembly) Robot Manipulatör'ün konum kontrolü üzerine çalışılmıştır. Robotun konum kontrolünün gerçekleştirilebilmesi için, ileri ve ters kinematik problemleri çözülmüş, jakobiyen ve transformasyon matrisleri hesaplanmıştır. Pnömatik kısımların (silindir, tutucu) çalıştırılabilmesi için uygun valfler seçilmiş, bu valflerin tetiklenmesi için devreler imal edilmiştir. Motorların tahriki için sürücü devreler imal edilmiştir. Geri besleme elemanları (potansiyometreler), motor sürücü devreleri ve valf tetik devreleri ile Visual Studio ile yazılan kontrol programı arasında iletişimi sağlayacak uygun veri toplama kartı seçilmiştir. Yazılan kontrol programında elde edilen konum ve açı değerlerini doğrulamak için SolidWorks programında robotun birebir modeli yapılmıştır. Sonuçların uyumlu olduğu gözlemlenmiştir.
Kabuk tipi sentetik veri setlerinde özgün bir analiz çalışması
Bu çalışmada, kabuk tipi sentetik veriler üzerinde belirlenen parametrelere göre K-means yöntemi kullanılarak özgün bir kümeleme analizi yapılmıştır. Gerçek veri setlerinin genellikle çok boyutlu olması ve bu nedenle görselleştirilmeleri mümkün olmaması nedeniyle iki boyutlu sentetik veri setleri kullanılmıştır. Çok boyutlu veri setlerinde veri noktalarının çoğunlukla dış kabuk kısmında yoğunlaşması nedeniyle veri setleri kabuk tipinde oluşturulmuştur. Görüntü işleme çalışmalarında kenarları çıkartılmış imgelerdeki verilerin dış katmanlarda bulunması kabuk tipi verilere örnek olarak verilebilir. Gerçekleştirilen analiz çalışması ile iki boyutlu uzayda oluşturulan farklı topolojilerdeki kabuk tipi veri setlerinin; kümeler arası boşluk, küme içi boşluk, küme sayısı, kabuk kalınlığı, veri sayısı ve iç içe küme sayısı parametrelerine göre en başarılı kümeleme performansları işlem zamanı ve doğruluk ölçütleri ile gözlenerek optimum veri seti yapıları bulunmaya çalışılmıştır. Ayrıca, kullanılan KTSV'lerin çarpıklık ve basıklık gibi istatistiksel özellikleri ile kümeleme performansı arasındaki bağlantı araştırılmıştır. Gerçekleştirilen deneylerin sonuçları tablolar ve grafikler halinde sunulmuştur.
Kameralı görüntü alanı içinde hareket kontrolü
Bu tez çalışmasında, belirli bir yüksekliğe sabitlenmiş web kamerası yardımıyla alınan geri besleme bilgileri, kontrolcü bilgisayar tarafından yönetilen, bluetooth kablosuz iletişim protokolü ile bağlı ?Lego Mindstorms NXT? ile hazırlanmış mobil araçların kontrolünde kullanılmıştır.Mobil araçların tanımlamasında tek renkten oluşan üç parçalı renk etiketleri kullanılmıştır. Renk etiketleri kabarcık analizi yöntemi ile araçların konumlarını ve doğrultularını hesaplamakta kullanılmıştır.Birden fazla mobil aracın birbirlerine ve tanımlanan engellere (gerçek ya da sanal) çarpmadan, kullanıcı tarafından verilen konumlara en uygun yoldan gitmek için A* yol bulma algoritması kullanılmıştır. Mobil araçların yollarının kesişmesi durumunda önceliği olan araca diğer araç yol vermektedir.Proje kapsamında bulunan yazılım ve arayüzü Windows işletim sistemi ve .NET çerçevesi üzerine C# programlama dili kullanarak hazırlanmıştır.
Bir robot manipulatörün bilgisayar destekli mühendislik araçları ile çalışma uzayı analizi
Robot manipülatörleri üretim, montaj, kaynak, boya, paketleme gibi otomasyona dayalı günümüz endüstriyel uygulamalarında sıkça kullanılan sistemlerdir. Üretimde hız, yüksek hassasiyet ve kalite artışı robot manipülatörlerinin sağladığı üstünlüklerdir. Karmaşık geometrilere sahip bu sistemlerin tasarımlarında klasik yöntemler yerine günümüz modern mühendislik araçları kullanılmaktadır.Bu çalışmada, ele alınan bir endüstriyel robot manipülatörü için statik ve dinamik analizler, sonlu elemanlar yöntemi kullanan ticari bir bilgisayar destekli mühendislik yazılımı olan CosmosWorks ile gerçekleştirilmiştir. Farklı çalışma yükleri için, robot manipülatörünün üç boyutlu çalışma uzayı içerisindeki farklı noktalara erişmesi durumundaki uç nokta statik yer değiştirmeleri ve manipülatör üzerinde oluşan en büyük von-Mises gerilmeleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Bu şekilde, robot manipülatörünün çalışma uzayı içerisindeki statik davranışı belirlenmiştir. Ayrıca, robot manipülatörünün farklı konumlardaki direngenliklerini incelemek amacı ile doğal frekans analizleri yapılmıştır. Manipülatörün çalışma uzayı içerisindeki doğal frekans değişimleri üç boyutlu olarak sunulmuştur. Ayrıca robot manipülatörünün belirlenen bazı hareketleri farklı hızlarda gerçekleştirmesi durumunda gereksinim duyduğu mafsal momentleri de incelenmiştir.