ETAMühendislik

Ana sayfa / E-Kütüphane / Otomasyon

Makale 04 · Otomasyon

Servo besleyici: adım, hız ve pres senkronu

Pres besleme hattında adım uzunluğundan hat hızını, besleme penceresinden ivmeyi ve bobin tüketimini hesaplama. Hesap araçlı.

Servo besleyici, sac şeridini her vuruşta aynı mesafe kadar presin altına sürer. Presin vuruş sayısı arttıkça beslemeye tanınan süre kısalır ve servo motor sınırına dayanır. Bu yazı, besleme hızını ve ivmesini önceden hesaplayarak hattın nerede darboğaza gireceğini göstermeyi amaçlıyor.

Temel bağıntı: adım ve vuruş sayısı

Şerit hızı (ortalama) = adım [mm] · vuruş sayısı [1/dk] / 1000  [m/dk] Örnek: 120 mm adım, dakikada 60 vuruş → 7,2 m/dk ortalama hız. Anlık hız bundan çok daha yüksektir, çünkü şerit yalnızca vuruşun belirli bir bölümünde hareket eder.

Besleme penceresi

Zımba ve pilotlar sacın içindeyken şeridi hareket ettirmek mümkün değildir. Besleme, kalıp açıldıktan sonra zımba sacı bırakıp yukarı çıktığında başlar ve zımba (ya da pilot) yeniden sacı yakalamadan önce bitmelidir. Bu aralığa besleme penceresi denir ve krank açısıyla (derece) ifade edilir.

Bir vuruş çevriminde besleme penceresi ve sacın tutulduğu bölge 0° 180° 360° Besleme penceresi (örnek: 180°) Zımba ve pilot sacın içinde şerit hareket edebilir şerit sabit olmalı
Şekil 3. Pencerenin başı zımbanın sacdan çıktığı an kabul edilmiştir. Gerçek pencere, kalıp ve pres kinematiğine göre belirlenir.

Pencere dar olursa aynı adım daha kısa sürede alınmak zorundadır. Hız ve ivme, süre azaldıkça süre ile ters orantılı (hız) ve süre karesiyle ters orantılı (ivme) artar. Vuruş sayısını yüzde 25 yükseltmek, ivme ihtiyacını yaklaşık 1,56 katına çıkarır.

Hareket profili: hız ve ivme

Servo, şeridi duruştan harekete geçirip yine durdurur. Yamuk (trapez) hız profilinde, eşit sürede ivmelenme ve yavaşlama ile aralarda sabit hız bölgesi vardır. Toplam süre t içinde her bir ivmelenme süresi f·t ise:

v_max = L / ( t · (1 − f) )
a = v_max / ( f · t )
t = (pencere açısı / 360) · (60 / vuruş sayısı) L: adım (m). f = 0,5 üçgen profil (en yüksek tepe hızı, sabit hız yok), f = 1/3 üçte bir kuralı. f küçüldükçe tepe hız düşer ama ivme büyür, bu yüzden denge aranır. Gerçek sürücülerde jerk sınırlaması ya da S-profili de kullanılır.

Rulodan motora

Besleme ruloları şeridi sürtünmeyle taşır. Rulo çapı D ve redüktör oranı i ile motor devri:

n_rulo = v_max / ( π · D ) · 60  [dev/dk]
n_motor = n_rulo · i Motor seçerken yalnızca devre değil, tork ve atalete de bakın: yük atalet momentinin motor ataletine oranı için servo üreticileri bir üst sınır önerir (uygulamaya göre sıklıkla 5–10 arası). Değeri kendi sürücü kataloğunuzdan alın.

Bobin tüketimi ve dekoiler

Hat hızıyla birlikte saatlik sac tüketimi de hesaplanmalıdır. Dekoilerin bobin kapasitesini ve bobin değişim sıklığını belirler.

m [kg/vuruş] = adım · genişlik · kalınlık · 7,85 · 10⁻⁶   (mm cinsinden, çelik için) Çelik yoğunluğu 7850 kg/m³ = 7,85·10⁻⁶ kg/mm³. Alüminyum için 2,7·10⁻⁶ kg/mm³ kullanın.

Hesap aracı

Besleme profili ve bobin tüketimi
Çevrim süresi
Besleme süresi t
Ortalama şerit hızı
Tepe hız
İvme
Rulo devri / motor devri
Sac tüketimi
Bobin ömrü

Tepe hız ve ivme, kayma olmadan trapez profil için hesaplanır. Sonuçları servo sürücü ve motor kataloglarındaki hız ve tork değerleriyle karşılaştırın. Bobin ömrü, hattın kesintisiz çalıştığı varsayımıyla verilir.

Varsayılan değerlerle (120 mm adım, 60 vuruş/dk, 180° pencere, 200 × 2 mm şerit) tepe hız yaklaşık 0,36 m/s, ivme yaklaşık 2,2 m/s², saatlik tüketim yaklaşık 1350 kg'dır. Üç tonluk bobin, bu hızda kesintisiz çalışmada yaklaşık 130 dakikada biter. Bobin değişimi için gereken süre, hattın fiilen kaç vuruş yapabildiğini belirler.

Sahada dikkat edilecekler

  • Pilot ve ruloları açma. Progresif kalıplarda sac pilotlarla son konumuna oturur. Besleme rulolarının, pilotlar sacı yakalamadan hemen önce serbest bırakılması (grip release) şerit konumunu düzeltmeyi kolaylaştırır.
  • Halka (loop). Dekoiler ve doğrultucu ile servo besleyici arasında sarkma bırakmak, besleyicinin ağır bobini çekmesini önler. Halka sensörü dekoiler hızını ayarlar. Halka çok kısa ise besleyici sacı çeker, çok uzunsa sac yere değer ve çizilir.
  • Doğrultucu. Bobinin kıvrımı alınmadan servo besleyiciye giren sac, ruloda kayar ve adım hatası yaratır. Doğrultucu silindir sayısı ve baskı ayarı malzeme kalınlığına göre yapılır.
  • Rulo aşınması. Besleme rulosu çapı aşındıkça aynı motor dönüşü daha kısa adım verir. Düzenli ölçüm ve sürücüde çap düzeltmesi gerekir.
  • Senkron. Vuruş sinyali (krank açısı ya da kam anahtarı), servo sürücüye besleme başlangıcını verir. Sinyalin gecikmesi pencereyi daraltır. Hat devreye alınırken pencereyi gerçek vuruş sayısında ölçün.

Bu yazı genel mühendislik bilgisi içerir ve ön boyutlandırma amaçlıdır. Projeye özgü hesaplarda ilgili standartları ve bileşen üreticisinin kataloğunu esas alın. Hesap aracı sonuçları, kendi tasarım doğrulamanızın yerine geçmez.

Projeniz için hesap, tasarım ya da saha desteği gerekirse bize yazın.