Kendin yap servo motor tamiri

Ayrıntılı olarak: my.housecope.com sitesi için gerçek bir ustadan kendin yap servo motor onarımı.

Geçenlerde bir robot kol yaptım ve şimdi ona mini servo motorlu bir tutucu eklemeye karar verdim. Düz dişli mi yoksa yuvarlak dişli mi daha iyi çalışacağını görmek için iki varyasyon yapmaya karar verdim. Yuvarlak dişli versiyonunu daha çok beğendim çünkü yapımı sadece 2 saat sürdü ve dişliler arasındaki boşluk çok küçüktü.

İlk önce, bir freze makinesindeki parçaları kestim:

Parçaları 2x10mm vidalarla birleştirdim.

Mini servo, tutucuya şu şekilde takılır:

Servo tutucu nasıl çalışır:

Ve şimdi, her şey monte edildiğinde ve mekanik kısım da neredeyse hazır olduğunda, işin elektronik kısmını bitirmem gerekiyor! Robotumu kontrol etmek için bir Arduino seçtim ve Arduino'yu servoya bağlamak için bir devre (sağda) yaptım.

Devre aslında çok basittir, sadece Arduino'ya ve Arduino'dan sinyal gönderir. Ayrıca kızılötesi alıcı için bir konektör ve bir güç kaynağı için bazı konektörler ve (kullanılmayan) Arduino pinlerinin geri kalanına 4 bağlantı vardır. Böylece başka bir anahtar veya sensör bağlanabilir.

Manipülatör kolu şu şekilde hareket eder:

MDF'den cephe üretimi için bir CNC freze makinesinin işletmesi tarafından satın alınması, pahalı ve yüksek teknolojili ekipmanlara kurulu belirli mekanizmalar ve güç üniteleri için fazla ödeme yapılması gerektiği sorusunu gündeme getiriyor. CNC makinelerinin güç ünitelerini konumlandırmak için kural olarak step motorlar ve servo motorlar (servo sürücüler) kullanılır.

Video (oynatmak için tıklayın).

Step motorlar daha ucuzdur. Bununla birlikte, servo sürücülerin yüksek performans ve konumlandırma doğruluğu dahil olmak üzere çok çeşitli avantajları vardır. Peki ne seçmeli?

Resim - Kendin Yap servo motor tamiri

Bir step motor, birden fazla stator sargısına sahip fırçasız bir DC senkron motordur. Sargılardan birine akım uygulandığında rotor döner ve ardından belirli bir pozisyonda sabitlenir. Step motor kontrol kontrolörü aracılığıyla sargıların sıralı uyarılması, rotoru belirli bir açıda döndürmenize izin verir.

Step motorlar, yüksek güvenilirlik ve uzun hizmet ömrüne sahip oldukları için endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Step motorların ana avantajı, konumlandırma doğruluğudur. Sargılara akım uygulandığında, rotor belirli bir açıda kesinlikle dönecektir.

· Düşük ve sıfır hızlarda yüksek tork;

· Hızlı başlatma, durdurma ve geri alma;

· Arıza riski olmadan yüksek yük altında çalışın;

· Çalışma süresini etkileyen tek aşınma mekanizması yataklardır;

· Bir rezonans meydana gelme olasılığı;

· Yükten bağımsız olarak sabit güç tüketimi;

Yüksek hızlarda tork kaybı;

· Konumlandırma sırasında geri bildirim eksikliği;

· Kötü tamir edilebilirlik.

Resim - Kendin Yap servo motor tamiri

Bir servo motor (servo sürücü), gerekli hızı elde etmek veya istenen dönüş açısını elde etmek için hareket parametrelerini hassas bir şekilde kontrol etmenizi sağlayan, negatif geri besleme yoluyla kontrol edilen bir elektrik motorudur. Servo motorun bileşimi elektrik motorunun kendisini, geri besleme sensörünü, güç kaynağını ve kontrol ünitesini içerir.

Servo sürücü için elektrik motorlarının tasarım özellikleri, statorlu ve rotorlu, doğru ve alternatif akımla çalışan, fırçalı ve fırçasız geleneksel elektrik motorlarından çok farklı değildir.Burada özel bir rol, hem doğrudan motorun kendisine monte edilebilen hem de rotorun konumu hakkında veri iletebilen ve ayrıca konumunu harici işaretlerle belirleyen bir geri bildirim sensörü tarafından oynanır. Öte yandan, bir servo motorun çalışması, elektrik motoruna sağlanan akımın voltajını ve frekansını dönüştüren ve böylece çalışmasını kontrol eden bir güç kaynağı ve kontrol ünitesi (diğer adıyla invertör veya servo amplifikatör) olmadan düşünülemez.

· Küçük boyutlarda yüksek güç;

· Hızlı hızlanma ve yavaşlama;

· Sürekli ve kesintisiz pozisyon takibi;

· Düşük gürültü seviyesi, titreşim ve rezonans eksikliği;

· Geniş dönüş hızı aralığı;

· Çok çeşitli hızlarda kararlı çalışma;

· Küçük ağırlık ve kompakt tasarım;

· Küçük yüklemelerde düşük elektrik gücü tüketimi.

· Periyodik bakım gerektirmesi (örneğin, fırçaların değiştirilmesi ile);

Cihazın karmaşıklığı (bir sensör, güç kaynağı ve kontrol ünitesinin varlığı) ve çalışmasının mantığı.

Bir servo sürücünün ve bir step motorun özelliklerini karşılaştırırken, her şeyden önce performanslarına ve maliyetlerine dikkat edilmelidir.

Küçük hacimlerle çalışan küçük bir işletmede MDF cephelerin üretimi için, bir CNC freze tezgahına pahalı servo motorlar kurmak için fazla ödemeye gerek olmadığını düşünüyorum. Öte yandan, bir işletme mümkün olan maksimum üretim hacmine ulaşmak istiyorsa, CNC için düşük performanslı step motorları ucuza almanın bir anlamı yoktur.

Servo motorlar sadece uçak modelleme ve robotikte kullanılmaz, ev cihazlarında da kullanılabilir. Küçük boyut, yüksek performans ve basit servo motor kontrolü, onları çeşitli cihazların uzaktan kontrolü için en uygun hale getirir.

Servo motorların radyo modülleri ile radyo modüllerinin birlikte alınması ve iletilmesi herhangi bir zorluk yaratmaz, alıcı tarafında besleme voltajını ve kontrol sinyalini içeren uygun konektörü servo motora bağlamak yeterlidir ve iş tamamlanmıştır.

Ancak servo motoru örneğin bir potansiyometre ile "manuel" olarak kontrol etmek istiyorsak, bir darbe kontrol jeneratörüne ihtiyacımız var.

Aşağıda, 74HC00 entegre devresine dayanan oldukça basit bir osilatör devresi bulunmaktadır.

Bu devre, 0,6 ila 2 ms genişliğinde kontrol darbeleri uygulayarak servo motorların manuel kontrolünü sağlar. Şema, örneğin küçük antenleri, dış mekan spot ışıklarını, CCTV kameralarını vb. döndürmek için kullanılabilir.

Devrenin temeli, 4 NAND kapısı olan 74HC00 (IC1) yongasıdır. IC1A ve IC1B elemanları üzerinde, çıkışında 50 Hz frekansında darbelerin oluşturulduğu bir osilatör oluşturuldu. Bu darbeler, IC1C ve IC1D mantık öğelerinden oluşan RS flip-flop'u etkinleştirir.

Ayrıca okuyun:  Eski bir mutfak setinin kendin yap onarımı

Resim - Kendin Yap servo motor tamiri

Jeneratörden gelen her darbe ile IC1D'nin çıkışı "0" olarak ayarlanır ve C2 kondansatörü R2 direnci ve P1 potansiyometresi üzerinden boşaltılır. C2 kondansatöründeki voltaj belirli bir seviyeye düşerse, RC devresi elemanı ters duruma geçirir. Böylece çıkışta 20 ms'lik bir periyot ile dikdörtgen darbeler alıyoruz. Darbe genişliği potansiyometre P1 ile ayarlanır.

Örneğin, Futaba S3003 servo sürücü, 1 ila 2 ms süreli kontrol darbeleri nedeniyle milin dönüş açısını 90 derece değiştirir. Darbe genişliğini 0,6'dan 2 ms'ye değiştirirsek, dönüş açısı 120°'ye kadar çıkacaktır. Devredeki bileşenler, çıkış darbesi 0,6 ila 2 ms aralığında olacak şekilde seçilir ve bu nedenle kurulum açısı 120°'dir. Futaby'nin S3003 servo motoru yeterince büyük bir torka sahiptir ve mekanik yüke bağlı olarak akım tüketimi onlarca ila yüzlerce mA arasında olabilir.

Resim - Kendin Yap servo motor tamiri

Resim - Kendin Yap servo motor tamiri

Servomotor kontrol devresi, 29 x 36 mm ölçülerinde çift taraflı baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir.Kurulum çok basittir, bu nedenle acemi bir radyo amatörü bile cihazın montajını kolayca halledebilir.

Valf motorları senkron fırçasız (fırçasız) makinelerdir. Rotor üzerinde nadir toprak metallerinden yapılmış kalıcı mıknatıslar, stator üzerinde bir armatür sargısı vardır. Stator sargılarının anahtarlanması, yarı iletken güç anahtarları (transistörler) tarafından gerçekleştirilir, böylece stator manyetik alan vektörü her zaman rotor manyetik alan vektörüne dik olur - bunun için bir rotor konum sensörü (Hall sensörü veya kodlayıcı) kullanılır. Faz akımı PWM modülasyonu ile kontrol edilir ve ya trapezoidal ya da sinüzoidal olabilir.

Lineer motorun düz rotoru, nadir toprak kalıcı mıknatıslarından yapılmıştır. Çalışma prensibine göre bir valf motoruna benzer.

Sürekli rotasyonlu senkron makinelerin aksine, kademeli motorlar, stator üzerinde, kontrol sargı bobinlerinin bulunduğu belirgin kutuplara sahiptir - anahtarlamaları harici bir sürücü tarafından gerçekleştirilir.

Dişlerin stator kutuplarına yerleştirildiği ve rotorun yumuşak manyetik çelikten yapıldığı ve ayrıca dişlere sahip olduğu reaktif bir step motorun çalışma prensibini düşünün. Stator üzerindeki dişler, bir adımda manyetik direnç motorun uzunlamasına ekseni boyunca ve diğerinde - enine eksen boyunca daha az olacak şekilde düzenlenmiştir. Stator sargıları doğru akımla belirli bir sırayla ayrık olarak uyarılırsa, rotor her anahtarlamada rotor üzerindeki dişlerin adımına eşit bir adım dönecektir.

Bazı frekans dönüştürücü modelleri hem standart asenkron motorlarla hem de servo motorlarla çalışabilir. Yani servo sürücüler arasındaki temel fark güç kısmında değil, kontrol algoritmasında ve hesaplama hızındadır. Program rotorun konumu hakkında bilgi kullandığından, servo sürücü motor miline monte edilmiş bir kodlayıcıyı bağlamak için bir arayüze sahiptir.

Servo sistemler prensibi kullanır alt kontrol: mevcut döngü, hız döngüsüne bağlıdır ve bu da konum döngüsüne bağlıdır (bkz. otomatik kontrol teorisi). İlk olarak, en içteki döngü, mevcut döngü ayarlanır, ardından hız döngüsü ve sonuncusu da konum döngüsüdür.

akım döngüsü her zaman servoda uygulanır.

hız döngüsü (hız sensörünün yanı sıra) servo sistemde her zaman mevcuttur, hem sürücüye yerleşik bir servo kontrolör temelinde hem de harici olarak uygulanabilir.

Konum döngüsü hassas konumlandırma için kullanılır (örneğin, CNC makinelerinde besleme eksenleri).

Yürütme gövdesi (koordinat tablosu) ile motor mili arasındaki kinematik bağlantılarda boşluk yoksa, koordinat dolaylı olarak döner kodlayıcının değeri ile yeniden hesaplanır. Boşluklar varsa, koordinatın doğrudan ölçümü için yürütme gövdesine ek bir konum sensörü (servo denetleyiciye bağlı) takılır.

Yani, hız ve konum döngülerinin konfigürasyonuna bağlı olarak, uygun servo denetleyici ve servo sürücü seçilir (her servo denetleyici bir konum döngüsü uygulayamaz!).

  • konumlandırma
  • İnterpolasyon
  • Senkronizasyon, elektronik dişli (Dişli)
  • Dönme hızının hassas bakımı (makine mili)
  • Elektronik kam (Kam)
  • Programlanabilir Mantık Denetleyici.

Genel olarak, bir servo sistem (Hareket Kontrol Sistemi) aşağıdaki cihazlardan oluşabilir:

  • Dairesel hız geri besleme sensörlü servo motor (Servo Motor) (rotor konum sensörü olarak da işlev görebilir)
  • Servo Dişli
  • Aktüatör konum sensörü (örn. doğrusal besleme ekseni koordinat sensörü)
  • Servo sürücü
  • Servo kontrolör (Hareket Kontrol Cihazı)
  • Operatör Arayüzü (HMI).