ارتقاي سخت‌افزاري، شبيه‌سازي و پياده‌سازي يك كنترلر موقعيت مبتني بر بينايي ربات 4درجه آزادي دلتا

Mechanical Improvement, Simulation, and Implementation of a Visual Servoing Position Controller of a 4-DOF Delta Parallel Robot

در اين مقاله ابتدا طراحي و ساخت اجزاي تشكيل‌دهنده ربات دلتا بررسي شده و سپس تحليل سينماتيك معكوس و كنترل موقعيت آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين پيرامون نسخه اوليه و نهايي ربات براساس نيازهاي موجود و اضافه‌شدن گيربكس به دليل كم‌بودن گشتاور موتورها‌ و ساخت فلنج تبديل براي اتصال گيربكس به پايه ثابت ربات نيز بحث شده است. در ادامه با شبيه‌سازي ربات در نرم‌افزار متلب، صحت معادله سينماتيك معكوس ربات 4درجه آزادي دلتا بررسي شده است. در قسمت ديگر به طراحي كنترل موقعيت در فضاي مفصلي پرداخته شده و نتايج آن روي ربات به طور عملي در نمودارها براي يك حركت در راستاي z آورده شده است. با طراحي كنترل‌كننده مناسب براي ربات امكان رديابي مسير دلخواه را در آن ايجاد نموده و نتايج آن با كنترل‌كننده‌هاي ديگر مقايسه شده است. همچنين با طراحي يك كانواير براي ربات و مجهزكردن آن به يك دوربين امكان تشخيص اجسامي كه ربات آنها را جابه‌جا مي‌كند با استفاده از پردازش تصوير فراهم شده است. به منظور گذاشت و برداشت اجسام، مجري نهايي ربات به يك ساكشن كه قابليت كنترل دارد مجهز شده است. خروجي‌هاي به‌دست‌آمده از مسيرهايي كه ربات آنها را طي كرده نشان داد كه كنترل‌كننده PID طراحي‌شده براي ربات به درستي عمل كرده و همچنين با خطاي كمي مسير دلخواه توسط ربات دنبال شده است.

This article investigated design and construction of a 4-DOF delta parallel robot’s components and additionally inverse kinematics and kinematics control of the robot. The initial and final version of the robot based on existing needs, the addition of gearboxes due to the low torque of motors, and flange transformations to connect the gearbox to the robot's base were also discussed. In the following, by simulating the robot in MATLAB software, the integrity of the inverse kinematic equation of the robot was investigated. In the other part, the design of the kinematic control in the joint space was discussed and the results were plotted in the graphs for a z-direction. By designing a suitable robot controller, tracing the desired path and comparing its results with other controllers become possible. By designing a conveyor for the robot and equipping it with a camera, detecting the objects that the robot moves them become possible with image processing. For the purpose of picking and placing the objects, the robot's end effector is equipped with a controlled suction. The results, through which the paths crossed, showed the designed PID controller for the robot was working correctly and the desired path was followed with small error.