AKTS - Endüstriyel Otomasyon ve Robotik Teknoloji

Endüstriyel Otomasyon ve Robotik Teknoloji (MECE574) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Saati Uygulama Saati Laboratuar Hours Kredi AKTS
Endüstriyel Otomasyon ve Robotik Teknoloji MECE574 Alan Seçmeli 3 0 0 3 5
Ön Koşul Ders(ler)i
N/A
Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü Seçmeli Dersler
Dersin Seviyesi Fen Bilimleri Yüksek Lisans
Ders Verilme Şekli Yüz Yüze
Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım.
Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
  • Doç. Dr. Muhammad Umer KHAN
Dersin Asistan(lar)ı
Dersin Amacı Bu dersin temel amacı, öğrencileri disiplinlerarası robotik alanıyla tanıştırmaktır. Öğrenci, seri manipülatörün kinematik ve dinamik modelini ve bunların gerçek dünyayla olan ilişkisini öğrenmelidir. Ders, öğrencilere robotların konum ve hız tabanlı kontrolünü tanıtmak amacıyla tasarlanmıştır. Dersin sonunda, öğrenciler belirli bir görevi yerine getirmek için robotun kontrolünü anlama, tasarlama ve uygulama becerisi kazanmış olmalıdır. Geliştirme, Tasarım ve Analiz: RoboDK (https://robodk.com).
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • Öğrenciler, robotları hareketlerine göre sınıflandırabilmeli ve performanslarını özelliklerine göre değerlendirebilmelidir. Ayrıca, robotun temel elemanları incelenecek ve farklı koordinatlardaki ve farklı referans çerçevelerindeki hareketleri incelenecektir.
  • Öğrenciler, robotun 3B konumunu eşdeğer eklem açılarına veya tam tersine eklem açılarını robotun karşılık gelen 3B konumuna dönüştürebilmelidir. Basitçe söylemek gerekirse, amaç, aletin 3B uzaydaki hem konumunu hem de yönünü kontrol etmektir.
  • Öğrenciler, sabit bir çerçeveye göre çerçevelerin diferansiyel hareketleri, robot eklemlerinin sabit bir çerçeveye göre diferansiyel hareketleri, Jacobian'lar ve robot hız ilişkileri hakkında bilgi edinebilmelidir.
  • Öğrencilerin robot hareketini kullanabilmeleri için Lagrangian mekaniğinin anlaşılması gerekmektedir.
  • Robotun hareketlerini kullanabilmeleri için Lagrangian mekaniğinin anlaşılması gerekmektedir.
Dersin İçeriği Endüstriyel otomasyon prensipleri, makina ve üretim otomasyonu; pnömatik ve hidrolik ekipman ve sistemlerde ileri düzeydeki konular ve bu sistemlerin tasarımı; endüstriyel robotların prensipleri ve endüstriyel otomasyondaki rolleri; mobil robotlar, robot kollar; endüstriyel otomasyon ve robot teknolojilerinde tasarım konuları; örnek çalışmalar.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

Hafta Konular Ön Hazırlık
1 Temel Bilgiler: Robot Nedir? Sınıflandırılması, Tarihi Ders içeriğine göz gezdirilmesi
2 Bileşenler, Serbestlik Derecesi Eklemleri, Koordinatlar, Referans Çerçeveleri, Özellikler, Çalışma Alanı, Uygulamalar Önceki haftayı tekrar ediniz.
3 Robot Kinematiği: Koordinat Çerçeveleri, Matris Gösterimi Önceki haftayı tekrar ediniz.
4 Homojen Dönüşüm Matrisleri, Denavit-Hartenberg Önceki haftayı tekrar ediniz.
5 Robotların İleri Kinematik Denklemlerinin Temsili, Robotların Ters Kinematik Çözümü. Düzlemsel ve Uzamsal Mekanizma Türleri. Dejenerasyon ve Beceri. Denavit-Hartenberg Temsili ile İlgili Temel Problem. Önceki haftayı tekrar ediniz.
6 Diferansiyel Hareketler ve Hızlar. Önceki haftayı tekrar ediniz.
7 Diferansiyel İlişkiler. Jacobian. Bir Çerçevenin Diferansiyel Hareketleri. Diferansiyel Değişimin Yorumlanması. Çerçeveler Arası Diferansiyel Değişimler. Bir Robotun ve El Çerçevesinin Diferansiyel Hareketleri. Jacobian'ın Hesaplanması. Jacobian ve Diferansiyel Operatörün İlişkilendirilmesi. Ters Jacobian. Önceki haftayı tekrar ediniz.
8 Vize Vizeye çalışma
9 Dinamik Analiz ve Kuvvetler Önceki haftayı tekrar ediniz.
10 Lagrangian Mekaniği, Çok Serbestlik Dereceli Robotlar İçin Dinamik Denklemler, Robotların Statik Kuvvet Analizi, Koordinat Çerçeveleri Arasında Kuvvet ve Momentlerin Dönüşümü Önceki haftayı tekrar ediniz.
11 Yörünge Planlaması Önceki haftayı tekrar ediniz.
12 Yol ve Yörünge. Ortak Uzay ve Kartezyen Uzay. Önceki haftayı tekrar ediniz.
13 Yörünge Planlamanın Temelleri. Ortak uzay yörünge planlaması, Kartezyen uzay yörüngeleri Önceki haftayı tekrar ediniz.
14 Robot Control, Linear Feedback Systems, PD-Gravity Control, Computed Torque Control Önceki haftayı tekrar ediniz.

Kaynaklar

Ders Kitabı 1. Peter Corke, "Robotics, Vision and Control", Springer, 2011 Saeed B. Niku, "Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Applications", Pearson Education, 2003
2. Robert J. Schilling, "Fundamentals of Robotics", Prentice Hall, 2005 J. J. Craig, Introduction to Robotics, Mechanics and Control, Pearson, Prentice Hall, 3rd Ed., 2005
3. M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 2006.

Değerlendirme System

Çalışmalar Sayı Katkı Payı
Devam/Katılım - -
Laboratuar - -
Uygulama - -
Alan Çalışması - -
Derse Özgü Staj - -
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği 2 10
Ödevler 2 10
Sunum - -
Projeler 1 30
Rapor - -
Seminer - -
Ara Sınavlar/Ara Juri 1 30
Genel Sınav/Final Juri 1 20
Toplam 7 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 100
Toplam 100

Kurs Kategorisi

Temel Meslek Dersleri X
Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

# Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Bireysel ve ekip üyesi olarak ileri düzey araştırma faaliyetlerini yürütme yeteneği gösterir.
2 Araştırma konularını irdeleme, değerlendirme ve bilimsel muhakeme ile yorumlama becerisi kazanır.
3 Yeni yöntemler oluşturur ve bunları özgün araştırma alanları ve konularına uygular.
4 Deneysel ve/veya analitik verileri sistematik şekilde elde eder, bunları bilimsel sonuçlara ulaşacak şekilde tartışır ve değerlendirir.
5 Bilimsel felsefe yaklaşımını mühendislik sistemlerinin analiz, modelleme ve tasarımında uygular.
6 Çalışmış olduğu sahadaki bilgiyi uluslararası düzeyde özgün çalışmaları oluşturacak, sürdürecek, tamamlayacak ve sunacak şekilde sentezler.
7 Çalıştığı mühendislik alanında bilimsel ve teknolojik gelişmelere katkı sağlar.
8 Toplumu araştırma faaliyetleri aracılığıyla geliştirmek için endüstriyel ve bilimsel ilerlemelere katkıda bulunur.

ECTS/İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 14 3 42
Laboratuar
Uygulama
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 1 14
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler 1 16 16
Raporlar
Ödevler 2 5 10
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği 2 5 10
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20
Toplam İş Yükü 132