ENDÜSTRİYEL AKTARIM ELEMANLARI | CNC, Otomasyon ve Mekanik Sistemler
Servo motorlar, kapalı döngü kontrol sistemiyle çalışan, konum, hız ve tork kontrolünde üstün hassasiyet sunan elektrik motorlarıdır. Geri besleme (encoder) sayesinde motorun anlık konumu ve hızı sürekli olarak kontrolörle paylaşılır, böylece hedeflenen değerlerden sapmalar anında düzeltilir. Bu özellik, özellikle karmaşık ve hassas CNC frezeleme işlemlerinde kritik öneme sahiptir. Step motorlara kıyasla daha yüksek tork, hız ve dinamik tepki sunmaları, onları yüksek performanslı CNC uygulamaları için vazgeçilmez kılar. MERMAK CNC olarak sunduğumuz geniş yelpazedeki servo motor ve sürücüler, projelerinizin ihtiyaç duyduğu gücü ve hassasiyeti sunar.
Bir CNC freze makinesinde X, Y ve Z eksenleri, farklı dinamik ve statik yüklerle karşılaşır. Bu eksenlerin her biri için motor seçimi, makinenin boyutuna, işlenecek malzemenin türüne, kesme hızlarına ve istenen hassasiyet seviyesine göre özelleştirilmelidir.
Z ekseni, frezeleme işlemlerinde en kritik eksenlerden biridir. Kesici takımın iş parçasına dalma ve geri çekilme hareketlerini kontrol eder ve yerçekimi kuvvetine karşı sürekli olarak mücadele eder. Özellikle büyük ve ağır spindle motorların kullanıldığı durumlarda veya elektrik kesintisi, acil durdurma gibi beklenmedik durumlar karşısında, Z ekseninin aşağı düşmesini engellemek hayati önem taşır. Bu nedenle, Z ekseni için frenli servo motor kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Entegre fren mekanizması, motor enerjisi kesildiğinde otomatik olarak devreye girerek ekseni sabitler, hem iş parçasına zarar gelmesini engeller hem de operatör güvenliğini artırır.
CNC frezeleme sırasında ortaya çıkan kesme kuvvetleri, servo motorlar üzerinde önemli bir yük oluşturur. Motorun bu kuvvetlere karşı koyarak hassas konumlandırmayı sürdürebilmesi için yeterli torka sahip olması gerekir. Motor seçiminde sürekli tork (continuous torque) ve anlık tepe tork (peak torque) değerleri büyük önem taşır. Sürekli tork, motorun uzun süreli yük altında sorunsuz çalışabilmesini sağlarken, tepe tork ani hızlanma, yavaşlama veya yüksek kesme yükleri karşısında motorun performansını gösterir. İşlenecek malzemenin sertliği, kesici takımın geometrisi ve kesme derinliği gibi faktörler, gerekli tork miktarını doğrudan etkiler.
Bir CNC freze makinesinin genel stabilitesi ve dinamik performansı, eksen hareket sisteminin rijitliği ve servo motorların tepki hızı ile doğrudan ilişkilidir. Yüksek ataletli, düşük tepki süresine sahip motorlar, titreşimlere ve konum hatalarına yol açabilir. Servo motorun ataletinin, tahrik ettiği mekanik sistemin ataletiyle uyumlu olması (atalet oranı), optimum sistem performansı için kritiktir. İyi seçilmiş bir servo motor, yüksek hızlarda bile pürüzsüz hareket, hızlı ivmelenme ve durma kabiliyeti sunarak işleme süreçlerinde maksimum stabilite ve doğruluk sağlar.
MERMAK CNC olarak, projenize en uygun servo motoru seçerken aşağıdaki kriterleri göz önünde bulundurmanızı öneriyoruz:
MERMAK CNC olarak, freze makinelerinizin tüm ihtiyaçlarına yönelik geniş bir ürün yelpazesi sunuyoruz. Yüksek performanslı servo motor ve sürücülerin yanı sıra, makinenizin kalbi olan spindle motor çeşitleri, hassas hareket için vidalı miller, rijitliği sağlayan lineer kızaklar ve tüm bu sistemi yöneten kontrol kartları gibi bileşenleri tek bir çatı altında bulabilirsiniz. Uzman ekibimiz, projenizin özel gereksinimlerini analiz ederek en doğru ve verimli çözümleri sunmak için hazırdır.
Doğru servo motor seçimi, CNC freze makinenizin potansiyelini tam anlamıyla ortaya çıkarmanın anahtarıdır. MERMAK CNC'nin teknik bilgi birikimi ve geniş ürün gamı ile makinenizin performansını en üst seviyeye taşıyın.
Elbette, CNC Freze Makineleri İçin Servo Motor Seçim Rehberi'ne yönelik 10 adet teknik SSS aşağıdadır:Servo motorlar, kapalı döngü kontrol sistemi sayesinde yüksek hassasiyet, tekrarlanabilirlik ve hız sunar. Geri besleme sistemi sayesinde anlık konum, hız ve tork bilgilerini kontrolöre ileterek olası adım kayıplarını veya sapmaları engeller. Ayrıca, daha yüksek tork kapasitesi, daha geniş hız aralığı ve aşırı yük toleransı ile dinamik kesme işlemleri için daha uygundurlar.
Başlıca teknik parametreler; sürekli tork (nominal tork), pik tork, nominal hız, maksimum hız, enkoder çözünürlüğü, motor ataleti, besleme gerilimi ve güçtür. Bu parametreler, makinenin mekanik yapısı, işlenecek malzemenin sertliği ve istenen işleme hızlarına göre belirlenmelidir.
Tork ihtiyacı hesaplaması, yükün ataleti, sürtünme kuvvetleri, kesme kuvvetleri, ivmelenme ve yavaşlama gereksinimleri, redüktör oranı gibi faktörleri içerir. Genellikle, makinenin eksen ağırlığı, mil adım mesafesi, tabla ağırlığı ve maksimum ivmelenme/yavaşlama süreleri göz önünde bulundurularak dinamik bir tork analizi yapılır. Bu analizde, hem sürekli çalışma torku hem de kısa süreli pik tork değerleri belirlenir.
Motor ataleti ile yük ataleti arasındaki uyum, sistemin dinamik performansını ve kararlılığını doğrudan etkiler. İdeal olarak, yük ataletinin motor ataletine oranı 1:1 ile 1:10 arasında olmalıdır. Bu oran, servo sistemin daha kolay kontrol edilmesini, daha az titreşim üretmesini ve daha hızlı tepki vermesini sağlar. Uyumsuzluk durumunda titreşim, aşırı ısınma ve kontrol zorlukları yaşanabilir. Redüktör kullanımı veya farklı motor boyutları seçimiyle atalet uyumu optimize edilebilir.
Enkoder çözünürlüğü, motorun bir tam devrinde kaç darbe (pulse) ürettiğini veya kaç pozisyon bilgisi sağladığını gösterir. Yüksek çözünürlüklü enkoderler, motorun daha hassas konumlandırılmasını, daha pürüzsüz hareket etmesini ve daha iyi yüzey kalitesi elde edilmesini sağlar. Özellikle mikro ilerlemeler ve hassas kontur işleme gerektiren uygulamalarda yüksek çözünürlük kritik öneme sahiptir.
Artımlı enkoderler, güç açıldığında referans noktasına dönüş (homing) gerektirir çünkü güç kesildiğinde mevcut konum bilgisini kaybederler. Mutlak enkoderler ise, güç kesilse bile motorun veya eksenin anlık konumunu hafızasında tutar ve güç açıldığında referans noktasına ihtiyaç duymaz. CNC freze makinelerinde, iş güvenliği, zaman tasarrufu ve operasyonel kolaylık açısından mutlak enkoderler genellikle daha çok tercih edilir.
Servo sürücü, seçilen servo motorun güç (akım ve gerilim) gereksinimleri ile uyumlu olmalıdır. Ayrıca, kontrol modu (tork, hız veya pozisyon kontrolü), haberleşme protokolleri (EtherCAT, CANopen, Profinet vb.), güvenlik fonksiyonları (STO - Safe Torque Off), otomatik tuning yetenekleri ve harmonik filtreleme gibi özellikler göz önünde bulundurulmalıdır. Sürücünün, CNC kontrol ünitesi ile sorunsuz entegrasyonu da önemlidir.
Nominal hız (rated speed), motorun sürekli olarak, aşırı ısınma veya performansta düşüş olmadan çalışabileceği en yüksek hızdır. Maksimum hız (max speed) ise, motorun kısa süreli olarak ulaşabileceği en yüksek hızdır. CNC uygulamalarında, işleme hızları genellikle nominal hız aralığında kalmalı, ancak hızlı boşta hareketler veya özel işlemler için maksimum hız kapasitesi de önemlidir. Sürekli çalışma performansı için nominal hız daha belirleyicidir.
IP (Ingress Protection) sınıfı, bir cihazın katı cisimlere (toz, talaş) ve sıvılara (su, soğutma sıvısı) karşı ne kadar korumalı olduğunu gösterir. İlk rakam katı cisimlere, ikinci rakam sıvılara karşı korumayı belirtir. CNC freze makineleri genellikle talaş, soğutma sıvısı ve yağ buharına maruz kaldığı için, en az IP65 veya daha yüksek koruma sınıfına sahip servo motorlar tercih edilmelidir. Bu, motorun ömrünü uzatır ve arızaları önler.
Eksen rijitliği ve dinamik performans için, yüksek bant genişliğine sahip bir servo sürücü, düşük atalet oranına sahip bir motor, yüksek çözünürlüklü bir enkoder ve rijit bir mekanik bağlantı sistemi (boşluksuz kaplinler, hassas bilyalı vidalar) optimize edilmelidir. Ayrıca, sürücünün otomatik tuning veya manuel tuning özellikleriyle sistemin mekanik rezonansları bastırılmalı ve hızlı tepki süresi sağlanmalıdır. Bu, daha keskin konturlar ve daha yüksek işleme hızları anlamına gelir.
TR − TL
