ENDÜSTRİ 4.0 (İNGİLİZCE, TEZSİZ)
Yüksek Lisans TYYÇ: 7. Düzey QF-EHEA: 2. Düzey EQF-LLL: 7. Düzey

Ders Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu Ders Adı Yarıyıl Teorik Pratik Kredi AKTS
MCH4001 Robotiğin Temelleri Güz 3 0 3 6
Bu dersin açılması ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir

Temel Bilgiler

Öğretim Dili: En
Dersin Türü: Departmental Elective
Dersin Seviyesi: LİSANSÜSTÜ
Dersin Veriliş Şekli: Yüz yüze
Dersin Koordinatörü: Doç. Dr. MEHMET BERKE GÜR
Dersi Veren(ler): Doç. Dr. MEHMET BERKE GÜR
Arş.Gör. MAHMUT AĞAN
Prof. Dr. NAFİZ ARICA
Dersin Amacı: MCH4001 dersinin genel amacı, endüstriyel manipülatör tasarımı, analizi ve geliştirmesi için gerekli teorik altyapının öğretilmesidir.

Dersin detaylı amaçları şunlardır:
1) 3 boyutlu uzayda nesnelerin pozisyon ve konumlarını ifade edebilecek matematiksel araç ve yöntemlerin öğretilmesi,
2) Düz ve ters kinematik analizi metodolojisinin anlatılması,
3) Manipülatörlerin analizinde Jacobian matrisinin açıklanması ve hesaplanma yönteminin öğretilmesi,
4) Manipülatör hareket denklemlerinin türetilmesinde kullanılan yöntemlerin öğrencilere sunulması,
5) Yörünge oluşturma yöntemlerinin incelenmesi,
6) Bağımsız eklem kontrol yönteminin açıklanması,
7) İleri seviye manipülatör kontrol yöntemlerinin incelenmesi,
8) Laboratuvar oturumları ile uygulamalı manipülatör analizi yapılması.

Öğrenme Çıktıları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
1) Manipülatör konfigürasyonunu tanımlayabilir,
2) Uygulamaya uygun manipülatör yapısını belirleyebilir,
3) 3 boyutlu uzayda nesnelerin konumu ve yönünü matematiksel olarak tarif edebilir,
4) Denavit-Hartenberg tablosu oluşturabilir ve düz/ters kinematik analizi yapabilir,
5) Jakobyan matrisini hesaplayabilir ve tekillik noktalarını belirleyebilir,
6) Her eklem için Euler-Lagrange yöntemini kullanarak hareket denklemlerini türetebilir,
7) Uygulamaya uygun yörünge tanımlayabilir,
8) Her eklem için PID tipi kontrolör tasarlayabilir.

Dersin İçeriği

MCH4001 temel robotik dersidir. Dersin ana konusu endüstriyel manipülatörler olup, bu konu üç kısımda işlenmektedir. İlk bölümde manipülatör kinematiği anlatılmaktadır. Kinematik altında Denavit-Hartenberg ve kinematik analizi, ters kinematik ve Jakobyan matrisi anlatılmaktadır. Dersin ikinci bölümünde manipülatörler dinamiği anlatılmaktadır. Dersin son bölümünde ise yörünge planlama, manipülatörlerin doğrusal ve doğrusal olmayan kontrolü ve kuvvet kontrolü üzerinde durulmaktadır. Haftalara göre ders içeriği şu şekildedir:

1. Hafta: Robotik ve Manipülatörlere Giriş
2. Hafta: 3-B Uzayda Tanımlamalar ve Dönüşümler
3. Hafta: Manipulator Kinematiği-I
4. Hafta: Manipulator Kinematiği-II
5. Hafta: Ters Kinematik
6. Hafta: Jakobyan & Hız Kinematiği
7. Hafta: Statik Kuvvetler
8. Hafta: Ara Sınav
9. Hafta: Euler-Lagrange Dinamiği-I
10. Hafta: Euler-Lagrange Dinamiği-II
11. Hafta: Yörünge Tasarımı ve Planlama
12. Hafta: Bağımsız Eklem Kontrolü
13. Hafta: Çok Değişkenli Kontrol ve Kuvvet Kontrolü
14. Hafta: İleri Robotik Konuları ve Dönemin Özeti

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta Konu Ön Hazırlık
1) Robotik ve Manipülatörlere Giriş
2) 3-B Uzayda Tanımlamalar ve Dönüşümler
3) Manipulator Kinematiği-I
4) Manipulator Kinematiği-II
5) Ters Kinematik
6) Jakobyan & Hız Kinematiği
7) Statik Kuvvetler
8) Ara Sınav
9) Euler-Lagrange Dinamiği -I
10) Euler-Lagrange Dinamiği -II
11) Yörünge Tasarımı ve Planlama
12) Bağımsız Eklem Kontrolü
13) Çok Değişkenli Kontrol ve Kuvvet Kontrolü
14) İleri Robotik Konuları ve Dönemin Özeti

Kaynaklar

Ders Notları: 1) M. W. Spong., S. Hutchinson, M. Vidyasagar, “Robot Modeling and Control”, Wiley, 2006, ISBN: 978-0-471-64990-8. 2) J. J. Craig, “Introduction to Robotics: Mechanics and Control”, 3rd ed., Pearson, 2005, ISBN: 0-13-123629-6.
Diğer Kaynaklar: 1) Ders notları / Lecture notes

Değerlendirme Sistemi

Yarıyıl İçi Çalışmaları Aktivite Sayısı Katkı Payı
Devam 14 % 0
Laboratuar 3 % 15
Uygulama % 0
Arazi Çalışması % 0
Derse Özgü Staj % 0
Küçük Sınavlar % 0
Ödev 7 % 20
Sunum % 0
Projeler 1 % 15
Seminer % 0
Ara Sınavlar 1 % 10
Ara Juri % 0
Final 1 % 40
Rapor Teslimi % 0
Juri % 0
Bütünleme % 0
Toplam % 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI % 45
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI % 55
Toplam % 100

AKTS / İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Aktivite Sayısı Süre (Saat) İş Yükü
Ders Saati 14 3 42
Laboratuvar 3 2 6
Uygulama 0 0 0
Derse Özgü Staj 0 0 0
Arazi Çalışması 0 0 0
Sınıf Dışı Ders Çalışması 14 5 70
Sunum / Seminer 0 0 0
Proje 1 20 20
Ödevler 6 1 6
Küçük Sınavlar 0 0 0
Ara Juri 0 0 0
Ara Sınavlar 1 2 2
Rapor Teslimi 0 0 0
Juri 0 0 0
Final 1 3 3
Toplam İş Yükü 149

Program ve Öğrenme Kazanımları İlişkisi

Etkisi Yok 1 En Düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 En Yüksek
           
Dersin Program Kazanımlarına Etkisi Katkı Payı