Production of Six-Axis Robot Arms with Additive Manufacturing and Classification of Image Processing and Artificial Intelligence Based Products

Abstract

Çalışmada, 5+1 serbestlik derecesine sahip bir robot kolunun belirli bir konumdaki ve belirli biçimdeki bir objeyi tespit edip buna göre kontrol sağlaması amaçlanmıştır. Çalışılan teorik ve algoritmik yapının gerçek ve simülasyon uygulamalarında kullanılması hedeflenmiştir. Robot kolun uygulamasında gerçek zamanlı ve akıllı uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Tasarım aşamasında 6 adet adım motor kullanılarak robot kolun kontrolü için gerekli hesaplamalar yapılmıştır. Robota gideceği konumu alacağı objeyi belirleme yeteneği görüntü işleme ve yapay zekâ yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İlk olarak tasarım programları yardımıyla robot kol tasarlanmıştır. Tasarlanan robot kol eklemeli imalat yöntemiyle Biopolimer Polilaktik Asit (PLA) malzemesi kullanılarak imal edilmiştir. Tasarlanan robot kola uygun motor ve programlama kartı (PLC) uygulanmıştır. PLC hazırlanan yazılım ile altı eksen de programlanmıştır. Robot kolun uzuv uzunlukları ve eksen hareketlerine göre D-H tablosu hesaplanmıştır. Her bir eksen için dönüşüm matrisleri elde edilerek ileri ve ters kinematik hesaplamaları yapılmıştır. Çalışmada nesnelerin tespiti ve ağırlık merkezleri hesaplamak için görüntü işleme ve U2-Net yapay zekâ tekniği kullanılmıştır. Elde edilen RGB görüntüler üzerinde U2-Net yapay zekâ modeli kullanılarak arka plan silme işlemi gerçekleştirilmiş ve nesnelerin renge göre tespit edebilmek için renk uzayları HSV renk uzayına dönüştürülmüştür. Gerçekleştirilen çalışma ile parçaları üretilen ve yazılımı gerçekleştirilen robot kol 5+1 serbestlik dereceli eksende hareket edebilen bir robot kolun görüntü işleme ve yapay zekâ tekniği kullanılarak toplam 20 adet deney yapılarak hata payları 0 mm ile 22 mm arasında değişen değerler aldığı belirlenmiş ve ortalama hata payı 10,5 mm olarak belirlenmiştir.