Wireless control system design for 5-AXIS educational robot arm
3
Issued Date
2024
Copyright Date
2020
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xiii, 72 leaves: ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Eng. (Industrial Engineering))--Mahidol University, 2020
Suggested Citation
Ananchai Choowongwut Wireless control system design for 5-AXIS educational robot arm. Thesis (M.Eng. (Industrial Engineering))--Mahidol University, 2020. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/99455
Title
Wireless control system design for 5-AXIS educational robot arm
Alternative Title(s)
การออกแบบระบบควบคุมแบบไร้สายสำหรับแขนหุ่นยนต์ 5 แกน เพื่อใช้ในการเรียนการสอน
Author(s)
Abstract
This research work was initiated according to the demand to replace the malfunction controlling system with commercially licensed software of a 5-axis robot arm with an IR50P model. A new controlling system was conceptually designed by integrating an open-source application to the alternatively less complicated and low-cost controller. This allows the connection between an assigned user and the robot arm for student training and laboratory practices. As a result, a system using Bluetooth communication to control the robot arm has been developed using MIT App Inventor as the control panels installed on Android smartphones. Controlling hardware is replaced and calibrated. The system performance was evaluated according to ISO 9283-1998. The position accuracy and repeatability of the robot arm were evaluated at low and high velocities from the location data. The ANOVA with hypothesis testing was performed to study the relationship between the relevant parameters. The maximum average position accuracy (1.9 0.3 mm), when running the robot arm at low velocity, is approximately satisfied the required position accuracy (2.0 mm) of this work. The average position accuracy is in the range of average position repeatability. Thus, the positioning performance of this controlling system is at the maximum average position repeatability, 4.9 0.1 mm, which is satisfied with the position repeatability limit (5.0 mm) of the former controller. In summary, the controlling system developed in this research work satisfies the required positioning performance at a low cost.
งานวิจัยนี้ริเริ่มจากความต้องการในการทดแทนระบบควบคุมที่ติดตั้งโปรแกรมควบคุมที่มีลิขสิทธิ์การใช้งานที่ไม่สามารถใช้การได้ของแขนกลแบบ 5 แกน รุ่นไออาร์ 50 พี ระบบควบคุมใหม่นี้ มีแนวคิดในการออกแบบที่จะบูรณาการโปรแกรมควบคุมที่ไม่มีข้อจำกัดในลิขสิทธิ์การใช้งานเข้ากับอุปกรณ์ควบคุมที่มีความซับซ้อนน้อยกว่าและราคาถูก ซึ่งจะทำให้การเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้งานที่ต้องการและแขนกลเพื่อประโยชน์ด้านการสอนนักศึกษาและการฝึกปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ จากเหตุดังกล่าว ระบบที่สื่อสารผ่านบลูทูธเพื่อควบคุมแขนกลได้พัฒนาขึ้นโดยใช้แอปพลิเคชันสำหรับนักประดิษฐ์ของสถาบันเอ็มไอทีเป็นหน้าจอควบคุมผ่านโทรศัพท์อัจฉริยะแบบแอนดรอยด์ อุปกรณ์ควบคุมต่างๆ ได้นำมาติดตั้งและสอบเทียบ มีการทดสอบสมรรถนะการใช้งานด้วยมาตรฐาน ISO 9283-1998 ความเที่ยงตรงและความแม่นยำเชิงตำแหน่งของแขนกลได้ถูกประเมินที่ความเร็วในการเคลื่อนที่ช้าและเร็ว การวิเคราะห์ความแปรปรวนและการทดสอบสมมติฐานใช้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง ค่าสูงสุดของค่าความเที่ยงตรงเชิงตำแหน่งเฉลี่ย (1.9 ±0.3 มม.) ประเมินได้ขณะควบคุมแขนกลให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับค่าความเที่ยงตรงเชิงตำแหน่งที่ต้องการ (2.0 มม.) เมื่อพิจารณาค่าความเที่ยงตรงเชิงเฉลี่ย พบว่ามีค่าอยู่ในช่วงของค่าความแม่นยำเฉลี่ย ดังนั้น สมรรถนะเชิงตำแหน่งของระบบควบคุมนี้ มีค่าสูงสุดของความแม่นยำเชิงตำแหน่งเฉลี่ยคือ 4.9 ±0.1 มม. ซึ่งสอดคล้องกับขีดจำกัดของความแม่นยำเชิงตำแหน่งของตัวควบคุมเดิมคือ 2.0 มม. โดยสรุป ระบบควบคุมที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้เป็นไปตามสมรรถนะเชิงตำแหน่งที่ต้องการโดยใช้ต้นทุนที่ต่ำ
งานวิจัยนี้ริเริ่มจากความต้องการในการทดแทนระบบควบคุมที่ติดตั้งโปรแกรมควบคุมที่มีลิขสิทธิ์การใช้งานที่ไม่สามารถใช้การได้ของแขนกลแบบ 5 แกน รุ่นไออาร์ 50 พี ระบบควบคุมใหม่นี้ มีแนวคิดในการออกแบบที่จะบูรณาการโปรแกรมควบคุมที่ไม่มีข้อจำกัดในลิขสิทธิ์การใช้งานเข้ากับอุปกรณ์ควบคุมที่มีความซับซ้อนน้อยกว่าและราคาถูก ซึ่งจะทำให้การเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้งานที่ต้องการและแขนกลเพื่อประโยชน์ด้านการสอนนักศึกษาและการฝึกปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ จากเหตุดังกล่าว ระบบที่สื่อสารผ่านบลูทูธเพื่อควบคุมแขนกลได้พัฒนาขึ้นโดยใช้แอปพลิเคชันสำหรับนักประดิษฐ์ของสถาบันเอ็มไอทีเป็นหน้าจอควบคุมผ่านโทรศัพท์อัจฉริยะแบบแอนดรอยด์ อุปกรณ์ควบคุมต่างๆ ได้นำมาติดตั้งและสอบเทียบ มีการทดสอบสมรรถนะการใช้งานด้วยมาตรฐาน ISO 9283-1998 ความเที่ยงตรงและความแม่นยำเชิงตำแหน่งของแขนกลได้ถูกประเมินที่ความเร็วในการเคลื่อนที่ช้าและเร็ว การวิเคราะห์ความแปรปรวนและการทดสอบสมมติฐานใช้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง ค่าสูงสุดของค่าความเที่ยงตรงเชิงตำแหน่งเฉลี่ย (1.9 ±0.3 มม.) ประเมินได้ขณะควบคุมแขนกลให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับค่าความเที่ยงตรงเชิงตำแหน่งที่ต้องการ (2.0 มม.) เมื่อพิจารณาค่าความเที่ยงตรงเชิงเฉลี่ย พบว่ามีค่าอยู่ในช่วงของค่าความแม่นยำเฉลี่ย ดังนั้น สมรรถนะเชิงตำแหน่งของระบบควบคุมนี้ มีค่าสูงสุดของความแม่นยำเชิงตำแหน่งเฉลี่ยคือ 4.9 ±0.1 มม. ซึ่งสอดคล้องกับขีดจำกัดของความแม่นยำเชิงตำแหน่งของตัวควบคุมเดิมคือ 2.0 มม. โดยสรุป ระบบควบคุมที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้เป็นไปตามสมรรถนะเชิงตำแหน่งที่ต้องการโดยใช้ต้นทุนที่ต่ำ
Description
Industrial Engineering (Mahidol University 2020)
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Engineering
Degree Discipline
Industrial Engineering
Degree Grantor(s)
Mahidol University