Uyarlamalı admitans kontrolcü ve haptik yönlendirme ile kavisli yüzeylerde robot destekli delme

Kavisli bir yüzey üzerine belirli bir açıyla manuel olarak delik açma işlemi, matkap hizalanmasında karşılaşılacak olası problemler ve görevin doğasından kaynaklanan kararsızlık sebebiyle oldukça zordur. Aynı zamanda bu tür bir manuel görev, kullanıcının yaralanmasına veya çabuk yorulmasına sebep olabilir. Ayrıca, gerçek bir üretim ortamında bu görevin tamamen otomatik olarak tasarlanması da mümkün olmayabilir. Çünkü, üretim hattına gelen parçalar farklı kompleks şekillere sahip olabilir ve dolayısıyla seçili noktaları otomatik olarak delmek için yörünge planlaması yapmak kolay olmayabilir. Bu çalışmada, 6 serbestlik derecesine sahip olan uyarlamalı bir admitans kontrolcüsü tasarlanmıştır. Ucuna matkap monte edilmiş KUKA LBR iiwa 7 işbirlikçi robot, tasarlanan kontrolcü aracılığıyla operatöre konforlu bir şekilde ve tek elle kavisli bir yüzey üzerinde delikler açabilmesini sağlamaktadır. Operatöre delik açma sırasında, robot tarafından dokunsal (haptik) yönlendirme ve bir artırılmış gerçeklik arayüzü vasıtasıyla görsel yönlendirme sağlanmaktadır. Admitans kontrolcüsünün sönümleme parametresinin gerçek zamanlı adaptasyonu, robotun çalışma uzayındaki çevre ile etkileşim olmaksızın gerçekleşen hareketi sırasında şeffaflık (robotun insana olan direncinin düşük olması) sağlarken delme işlemi sırasında kararlılık sağlamaktadır. Operatör, matkabı delme noktasına yeteri kadar yaklaştırdıktan ve istenilen delme açısına kabaca hizaladıktan sonra ilk olarak haptik yönlendirme modülü, hizalamayı hassas şekilde ayarlamakta ve operatörün hareketi sadece delme ekseni boyunca olacak şekilde kısıtlamaktadır. Ardından operatör, minimal bir eforla matkabı delinecek parçaya doğru iterek delme işlemini tamamlamaktadır. Haptik yönlendirme modülünün potansiyel yararlarını nicel olarak araştırmak için bir deney (Deney 1) ve önerilen fiziksel insan-robot etkileşim sisteminin gerçek bir üretim ortamındaki pratik değerini katılımcıların kişisel görüşüne dayanarak araştıran başka bir deney olmak üzere (Deney 2) iki farklı deney tasarlanmıştır. Bu alanda tecrübesi olmayan 3 katılımcı ile yapılan birinci deneyin sonucunda (Deney 1), haptik yönlendirme modülünün görev tamamlama süresini %26 oranında iyileştirdiği, insanın uyguladığı eforu %16 ve kas aktivasyon seviyelerini %27 oranında azalttığı bulunmuştur. 3 deneyimli işçi ile yapılan ikinci deney (Deney 2), delme işlemi sırasında önerilen sistemin kullanımının kolay, güvenli ve yararlı olduğunu göstermiştir.