PLC control of a mobile robot with steerable omnidirectional wheels

Abstract

The elements of electro-mechanical systems can provide self-control features to machines, robots and all mechanisms which fulfill certain specific tasks. The most important feature of robots gaining flexibility is that robots can sense and then understand their environment, after that make decision themselves and finally move according to these decisions. Omnidirectional swedish mechanism-mobile robots can move in a arbitrary direction without changing wheel directions. This capability has been obtained as being developed cylindrical roller-wheels. The cylindrical rollers have been placed the circumference of the wheels. The designed and constructed mobile robot can perform translation (forward and backward), rotation and sideways motion while its wheels are moving at different directions. In this study, the mobile robot has been controlled with Programmable Logic Controller (PLC). Different DC motors have been used for each wheel of the mobile robots. The control procedure has easily been obtained by using a computer program in Ladder Diagrams in PLC without using different electronic circuits. This control has minimized the cost because of not using mechanical components and prevented mechanical failure and maintenance.

Özet

Makinelerin, robotların ve belirli işlevleri yerine getiren tüm mekanizmaların akıllı bir şekilde istenilen işleri yerine getirebilmeleri elektromekanik sistem bileşenlerinin oluşturulması ile sağlanabilir. Günümüz teknolojisinde robotların kendi kendilerine çevresel şartları algılayabilmesi, kavrayabilmesi, karar verebilmesi ve bu kararlar doğrultusunda hareket edebilmesi robotlara esneklik kazandıran en önemli özelliktir. Çok yönlü mobil robotlarda oldu gibi, swedish mekanizmalı tekerleklin doğrultuları değişmeden istenilen doğrultuda istenilen hareketi gerçekleştirme yeteneğine sahiptirler. Bu yeteneği, teker etrafında dizili olan farklı yönlerde serbest dönen küçük silindirik rulo tekerleklerin geliştirilmesi ile elde edilmiştir. Tasarımı ve yapımı gerçekleştirilen robotun tekerlekleri farklı doğrultularda hareket ettirilerek; robotun öteleme hareketi, geriye doğru hareketi, robot konumu değiştirilmeden sağ-sol yönlere hareketi ve dönme hareketi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada robotun denetimi PLC (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici) ile gerçekleştirilmiştir. Robotun her bir tekeri için ayrı bir DC motor kullanılmıştır. Robotun öteleme, dönme ve farklı doğrultularda hareketleri için ayrı ayrı elektronik devre kullanılmadan, PLC ile programlar Ladder Diyagramında oluşturularak denetimi kolayca sağlanmıştır. PLC ile dijital ortamda mekatronik program yapma yeteneği ile mekanik devre aksamı kullanılmadan maliyet minimize edilmiş ve mekanik devrenin oluşturabileceği arızalar önlenmiştir.