uygun şekilde bir araya getirilen mekanik ve elektronik alt sistemlerin amaca uygun olarak kumanda edilmesi ile çalışır. Bir robot sistemin tasarımında istenilen hareketlerin kusursuz biçimde elde edilmesi için kontrol ünitelerinin ve programlama şekillerinin doğru seçilmeleri gerekir. Kontrol birimindeki özel bir kabin içerisine yerleştirilen bilgisayar sayesinde kontrol bağlantıları yapılan bütün alt sistemlerin yönetimi yapılabilir.
Kontrol birimi robot aktüatörleriyle ilgili olan taşıma işlemlerini belirtilen hata sınırlarında robotun içerisine yerleştirilen dahili sensörlerle kontrol eder. Robot sisteminin çevre ile ilgisi varsa harici sensörler kullanılarak kontrol sağlanır.
Robotlarda kullanılan kontrol alt sistemleri temelde İki gruba ayrılır.
Açık Devre Kontrol Sistemleri

Açık devre kontrol sistemlerinde çıktı hareketinin miktarını algılayacak kontrol birimi yoktur. Endüstride yapılan işlerin çoğu genellikle insanlar tarafından açık devre kontrolle yapılır. Operatör kumanda kolunu kontrol ederek istediği büyüklükteki deliği açabilir.
Manuel kontrollü bütün mekanizmalar insan kontrolünde kapalı devre kontrol sistemi gibi çalışsa da gerçekte açık devre kontrol sistemleridir.
Resmi Büyütmek İçin Tıklayın. Orjinal Boyut 511x137.
Açık devre kontrol sistemleri karaaayen tip robot kolların fazla hassasiyet gerektirmeyen eksenlerindeki hareketlerinin kontrolünde kullanılabilmektedir. Karaaayen robot kollar öteleme hareketleriyle ilgili olduğundan matematiksel olarak pozisyon hesaplamaları en yalın sistemdir. Yükü bir yerden bir yere götürmek İçin gerek duyulan eklem hareketini hesaplamak kolaydır ve kol hareketi yük yönlendirilmesine etki etmez. Elemanları baskılı devre tahtasına takmak gibi dik açının egemen olduğu yerlerde bu üstün bir özelliktir.
Resmi Büyütmek İçin Tıklayın. Orjinal Boyut 530x141.


  1. Şekilde basit bir açık devre kontrol sistemiyle silindir hareketi diyagramı görülmektedir. Bu sistemle pozisyon kontrolünde hassasiyet elde edilmesi beklenmez. Açık devre kontrol sistemleri yapılması istenen işlerin hassasiyetinin düşük olduğu durumlarda kullanılır. Kullanım sırasında sistemde insan faktörü ya da kumanda kolları yerine bilgisayar da kullanılabilir.
  2. Şekilde bilgisayar ile kontrol edilen bir vincin blok diyagramı görülmektedir.
  3. Aşağıdaki şekilde ise kapalı devre kontrolle yapılan silindir hareketinin blok diyagramı görülebilir.


Resmi Büyütmek İçin Tıklayın. Orjinal Boyut 511x148.
Bilgisayara motorun on-off durumu istenilen hareket sırasına göre programlanmıştır. Hareketin bütününü elde etmede motoru çalıştırmak için önceden tasarlanan hareket süresi bilgisayara işlenmelidir. Bu şekildeki sürücü kontrolüne on-off kontrol denir. Sürücüleri istenilen miktarda hareket ettirmek için belirlenen süre kadar enerji anahtarı açılır.
Açık devre kontrol sistemlerinin hassas pozisyon kontrolünde kullanılmamasının bazı nedenleri
şunlardır:


  • Sürücülerdeki ilk harekete geçme ve durma anlarındaki hız sapmaları
  • Yük büyüklüğü
  • Sürtünme


Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı belirlenen işlem zamanı içerisindeki hareket miktarı değişebilir. Bilgisayar ile açık devre olarak kumarda edilebilen en iyi sürücü stepadım motorlarıdır. Step motor elektrik akımı verildiği sürece sabit adımla döner. Bilgisayar yardımıyla kontrol step motorlarını kumanda etmek için en iyi yollardan biridir. Elektrik akımı ya da işaretler bir program içerisinde bilgisayar yardımı ile step motora gönderilir.
Açık devre kontrol sistemde görülen genel özellikleri şunlardır:


  • Açık devre kontrol sistemlerinde sürücülerde ve mafsallarda oluşan hareket miktarları ölçülemez.
  • Robot mafsallarının doğru konuma geldiğini ölçebilecek bir eleman yoktur.
  • Açık devre kontrol sistemlerinde step motorlar kullanıldığında istenilen miktardaki hareketi elde etmek mümkün olabilmektedir.
  • Açık devre kontrol sistemlerin kurulum maliyeti kapalı devre kontrol sistemlerinin maliyetine göre daha düşüktür.
  • Açık devre kontrol sistemlerinin kullanım alanları sınırlıdır.


Kapalı Devre Kontrol Sistemleri

Kapalı devre kontrol sistemi açık kontrol sistemlerine konum ölçü devresi eklenerek sürücülerin yaptığı hareket miktarını sistem içerisinde algılayarak sürücülere kumanda edilmesi esasına göre çalışır. Bir hidrolik silindire konum ölçü devresi eklenerek robot kol sistem mafsalının hareketleri kontrol edilebilir.
Kapalı devre kontrol sisteminin genel çalışma özellikleri şunlardır:


  • Sürücüyü kontrol eden devre elemanları sisteme hareket noktasında ilişkilendirilmelidir.
  • Silindir veya mafsalın gerçek pozisyonu transduser kullanılarak ölçülmelidir.
  • Hareket uzaklığı ölçülüp silindir ile karşılaştırılarak silindir istenilen miktar kadar hareket ettirilir.


Sisteme transduser eklenmesi sırasında montaj için en uygun yer sürücünün üzeri değil hareket eden mafsalın üzeridir. Böylelikle sürücülerde ve bağlantılarındaki aşınmadan dolayı oluşacak hatalar önlenmiş olur.
Kapalı devre sistemlerde sürücülerin pozisyonu sürekli olarak sinyaller gönderilerek kontrol edilir. Sinyaller genellikle gerilim miktarlarının değiştirilmesiyle oluşur. Kolay bir hesaplama için her bir milimetrik hareketin yerine getirilmesi için kontrol devresinden 0.1 Volt sinyal şarj olacak şekilde ayarlanabilir. Voltaj düşmesi sinyali alındığı bir durumda silindir ilerleme pozisyonun geri getirilir. Kontrol teorisinde sinyaller ¸ sembolü ile tasarlanır. Denetleyici (kontrolör) den ilk sinyalin sisteme girişi ile gösterilir. Denetleyiciden şayet robot kolunun 40 mm ilerlemesi istenirse denetleyici; 40×0.1 = 4V sinyal gönderir. Silindirin pozisyon kontrolü transduser (dönüştürücü) ile yapılmaktadır. Pozisyon transduseri sürücü hareketiyle orantılı olarak analog ve dijital sinyal sağlar. Dijital sinyal bilgisayarın anlayabileceği sayıları kodlayıp gönderen bilgileri anlatır.
Transduserler hareketli mafsalların konum açısını ölçebilir ve bir silindirin kontrolünde kullanılabilir. Yukarıda verilen örnek için silindirin boyunun 30 mm pozisyonuna gelmesi istenirse denetleyici transistör sinyali olarak 30×0.1=3 V’u hesaplar. Silindir o anda konum olarak 40 mm pozisyonunda bulunmaktadır. İstenilen konuma ulaşmak İçin 10 mm geri hareket etmesi gerekir. Burada konum hatası 10 mm’dir ve sinyal hata miktarı ile gösterilir. Hesaplanan bilgilerin sistemde kullanılabilmesi için denetleyiciye geri bildirilmesi dijital sinyal sağlayan transduserlerle olur. Bilgisayar programı basit bir hesaplama ile sistem sinyallerini karşılaştırıp gerekli voltajı hesaplayarak güç sistemine doğru pozisyon için gerekli analog voltaj üretmesi için sinyal verir.
Sistemin bu şekildeki hata sinyalini üretmek için 4V ve 3V luk analog sinyalleri algılayan bu elemanına diferansiyel amplifier denir. Bu metotla hata sinyali ile görülen 10 mm konum hatası düzeltilebilir. Hidrolik sistemlerde pozisyon hatası düzeltmek için hatalı miktarı kadar hareket üreten elektro-hidrolik servo valfler vardır.
Pnömatik sürücüler kullanılan robotlarda hidrolik silindirlerin kontrolünde anlatıldığı gibi benzer servo valflerle kontrol edilebilirler. Fakat tam pozisyon kontrolü elde etmek zordur. Çok parmaklı robot tutucularının pnömatik sürücülerinin kontrolünde kapalı kontrol sistemi kullanılabilir. Bu tip tutucuların parmak uçlarına kuvvet sensörleri yerleştirilir.