Servo motor seçimi katalogdan güç değeri okuyarak yapılmaz. Seçim, yükün mekanik özelliklerinden başlayıp hareket profiliyle devam eden bir hesap zinciridir. Bu zincirin herhangi bir halkası atlandığında sonuç ya gereğinden büyük ve pahalı bir sistem ya da sahada zorlanan, ısınan ve konumu tutamayan bir eksen olur.
1. Mekanik yapıyı tanımlayın
Önce yükün motora nasıl bağlandığı netleşmelidir. Yaygın mekanizmalar:
- Vidalı mil (ball screw): Doğrusal hareket, yüksek hassasiyet.
- Kayış-kasnak: Uzun mesafeler, daha düşük rijitlik.
- Kremayer-pinyon: Uzun stroklu doğrusal eksenler.
- Redüktör + döner tabla: Yüksek moment, düşük devir.
- Doğrudan tahrik: Aktarma elemanı yok, boşluk yok.
Her mekanizmanın kendi çevrim oranı, verimi ve boşluk (backlash) davranışı vardır. Bunlar hesabın girdisidir.
3. Hareket profilini çıkarın
Konum-zaman veya hız-zaman grafiği çizilir. Tipik trapez profil üç bölümdür: hızlanma, sabit hız, yavaşlama. Bunlara bekleme (dwell) süresi eklenir ve bir çevrim tamamlanır.
Bu profilden çıkan iki değer belirleyicidir:
- Maksimum devir (n_max): Sabit hız bölümündeki motor devri. Redüktör
- Hızlanma (α): Hızlanma süresi kısaldıkça gereken moment büyür.
oranı ve mekanizma çevrimi ile hesaplanır.
Çevrim süresini zorlamak, motor boyutunu doğrudan büyütür. Uygulamada gerçekten gereken çevrim süresini sorgulamak, çoğu zaman bir kademe küçük motorla çalışmayı mümkün kılar.
4. Moment hesabı
Gereken moment üç bileşenin toplamıdır:
Hızlanma momenti: T_a = (J_toplam) × α Toplam atalet ile açısal ivmenin çarpımı. Genellikle en büyük bileşendir.
Sürtünme momenti: Kızak, yatak, kayış ve redüktör kayıpları.
Yerçekimi / proses momenti: Dikey eksenlerde yükün ağırlığı, kesme veya presleme gibi işlemlerde proses kuvveti.
Bu üç bileşen hızlanma anında toplanır ve tepe moment bulunur. Tepe moment, motorun anlık maksimum moment eğrisinin altında kalmalıdır.
Ancak asıl belirleyici olan RMS (efektif) momenttir. Çevrim boyunca farklı bölümlerdeki momentlerin karesel ortalaması alınır ve motorun sürekli moment değeriyle karşılaştırılır. Motor, RMS momenti sürekli olarak karşılayabilmelidir; aksi halde termik olarak zorlanır.
5. Hız-moment eğrisinde doğrulama
Hesaplanan çalışma noktaları (devir, moment) motorun hız-moment eğrisine işlenir. İki bölge vardır: sürekli çalışma bölgesi ve kısa süreli (aralıklı) çalışma bölgesi. Sabit hız bölümü sürekli bölgede, hızlanma tepe noktası aralıklı bölgede kalmalıdır.
Hesaba emniyet payı eklenir. Sürtünmenin zamanla artması, yağlama değişimi, mekanik yaşlanma ve besleme gerilimindeki düşüş bu payı tüketir.
6. Sürücü ve besleme
Sürücü, motorun sürekli ve tepe akımını karşılayacak şekilde seçilir. Besleme gerilimi motorun ulaşabileceği maksimum devri belirler: gerilim düştükçe yüksek devirdeki kullanılabilir moment azalır. Yavaşlama sırasında motor jeneratör gibi davranıp enerjiyi DC baraya geri verdiğinden, yüksek atalet ve sık duruş içeren uygulamalarda fren direnci hesaplanmalıdır.
7. Encoder, fren ve mekanik detaylar
Encoder tipi: Artımlı (incremental) encoder her enerji verilişinde referanslama (homing) gerektirir. Mutlak (absolute) encoder konumu enerjisiz kalsa da korur; çok turlu (multiturn) tipler tur sayısını da saklar. Referanslama süresi çevrim zamanını etkiliyorsa mutlak encoder tercih edilir.
Fren: Dikey eksenlerde ve enerji kesildiğinde yükün düşmemesi gereken yerlerde tutucu fren şarttır. Servo freni tutma amaçlıdır, dinamik durdurma amaçlı değildir.
Koruma sınıfı ve mil yapısı: Yıkama yapılan ortamlarda IP sınıfı, kayışlı tahrikte radyal yük dayanımı, hassas eksenlerde kamalı/kamasız mil tercihi seçimi etkiler.
Sık yapılan hatalar
- Yalnızca tepe momente bakıp RMS momenti hesaplamamak
- Yansıtılmış atalet yerine ham yük ataletini kullanmak
- Redüktör verimini ve boşluğunu hesaba katmamak
- Fren direnci ihtiyacını göz ardı etmek
- Kablo uzunluğunun encoder sinyali ve gerilim düşümü üzerindeki etkisini
atlamak
İlgili ürün aileleri: Servo Motor, Servo Sürücü, Servo Set, Encoder, Servo Kablo, Fren Direnci
Bir yanıt yazın