Daha önce hiç servo boyutlandırmadınız mı? Pekala, yıllar içinde öğrendiğimiz en iyi pratiklerden bazılarını sizinle paylaşmak istiyoruz. Önümüzdeki bir kaç ay boyunca, bir servo boyutlandırma görevinde daha emin adımlarla ilerlemenize yardımcı olacak çeşitli ilgi çekici haberlerle birlikte bu diziye devam edeceğiz. Bu yayında, iyi bir hazırlığın temelleri ile başlayacağız.
Konumuza bir servo motor ve sürücü sistemini oluşturan farklı bileşenleri anlayarak başlayacağız. Servolar kapalı döngü sistemleridir çünkü geri bildirimi kullanarak istenen bazı işlevleri düzenliyorlar. Bunu aracınızdaki hız kontrol sistemine benzetebilirsiniz. Aracınızda istenen hızı ayarlıyorsunuz ve hız kontrol sistemi, aracın istenen hızda ilerlemesini sağlamak için ne kadar gaz gerektiğini belirliyor. Bizim konumuz olan servo sistemlerinde, bir geri bildirim aygıtı, sürülen motorun hızını ve/veya torkunu hassas şekilde düzenlemek amacıyla motor ile sürücü arasında sürekli geri besleme sunuyor. Bunlar çoğu kez ileri derece dinamik sistemlerdir ve süratli yük hızlandırma ve yavaşlama aşamaları içerir. Bunlar 4 kuadranın tümünü kullanır, yani torku ve hızı pozitif ya da negatif yönde kontrol ederler.
Bir servonun boyutlandırılması bir sistem çözümünü gerektirir. Sistem, bir mekanik yükün, konumlandırma gereksinimlerini içeren bir hareket profilinin, servomotor karakteristiklerinin ve motorun ve diğer bileşenlerin yerleştirileceği ortamın bir tanımını içerir.
Önce mekanik yükün ve hareket gereksinimlerinin sonuçlarını anlamakla başlayalım. Temel Newton fiziği bize kuvvetin (ya da döner sistemlerdeki torkun) kütle (döner eylemsizlik) x ivme oranı ile, pozitif ya da negatif yönde orantılı olduğunu söyler. Bu nedenle, mekaniklerin, özellikle de hareketli kütlelerin ve gerekli hareket profilinin doğru şekilde tanımlanması önemlidir. Hareket profili ile birlikte yükün gerçek konumlandırma gereksinimlerinin çözünürlük, doğruluk ve tekrar edilebilirlik (gelecekte blog yayınında bu konulara değineceğiz) açısından anlaşılması da önemlidir. Bu, doğrudan geri besleme aygıtı seçiminden, ama aynı zamanda geri tepme ya da mekanik sistemdeki uyumluluk gibi her türlü kayıp hareketten de etkilenir.
Doğrudan tahrikli bir motor sistemi düşünülmüyorsa, mekanizma bir ya da daha fazla mekanik aktarma organı içerecektir. Birkaç örnek vermek gerekirse, kasnakla sürülen bir bant ya da vidalı mil gibi vida tabanlı bir mekanizma ile doğrusal aktarımdan döner aktarıma kadar çeşitli aktarım sistemleri kullanılabilir.
Döner aktarım sistemleri, dişli kutuları ya da farklı boyutlu kasnaklar yoluyla hız azaltması sunan bantla sürülen redüktörler içerir. Bazı uygulamalarda hareket ettirilecek parça toplam hareketli kütleye önemli bir katkıda bulunur. Robotik sistemler söz konusu olduğunda değişen bir kütle de anlaşılmalıdır, zira toplam yük değişimi miktarı servo sürücünün ayarlanmasında bir faktör olabilir.
Hareketli bileşenlerin kendi eylemsizlikleri toplanmalı ve motor miline yansıtılmalıdır. Eylemsizliğe ek olarak, harici kuvvetler, sürtünme ve etkisizlikler de hesaba katılmalıdır.Bunların tümü, uygulamanızın performans kriterlerini karşılamak için gereken hız/tork karakteristiklerini belirleyecektir.
Boyutlandırma maceramıza dahil etmek için bu kadar ayrıntı fazla gelebilir ama dayanın, bunların hepsi bir araya getirildiğinde bir anlam ifade edecek. Bu yayını kapatmadan önce, ele aldığımız önemli hususları kısaca gözden geçirelim:
- Mekanik yükü ve bunun servo motora nasıl bağlanacağını anlama
- Hareket profili ve konumlandırma gereksinimleri
- Düşünülen servomotor teknolojisinin karakteristikleri
- Tüm bunların çalışacağı ortam
