Tia Selection Tool ile Hareket Kontrol Uygulaması | Vidalı Mil

Siemens'in Tia Selection Tool yazılımı mekanik sistem ihtiyaçlarını karşılayabilecek en verimli elektrik motorunu ve sürücüyü seçebilmemize olanak tanır. İstenilen işi yapmak için yazılıma  girilen bilgiler doğrultusunda mekanik sisteme en uygun motor, sürücü, kablo, redüktör  seçebilmenize yardımcı olur. Bu çalışmada Vidalı mil bulunan bir mekanik sistemi incelenmiştir.

17 Vidalı miller bir silindirik bir mil üzerine vida profili adı verilen diş şeklinin helis eğrisi boyunca sarılması ile meydana gelir. Motora bir kaplin ile bağlandığında dairesel hareketi doğrusal harekete çevirirler. Her bir tam tur motor dönüşü vida adımı kadar lineer hareket sağlar. Pick and Place, CNC gibi hassas pozisyonlama gerektiren tüm mekanik sistemlerde tercih edilirler.





Tia Selection Tool yazılımında yeni proje oluşturmak için New Device seçeneğine tıklayabiliriz.





Vidalı Mil uygulamasına uygun motor ve sürücü seçimi yapacağımız için Drive Technology seçeneğine tıklarız. Drive Dimensioning seçeneğini seçtikten sonra konfigürasyon aşamasına geçebiliriz.




►İlginizi Çekebilir: TIA Selection Tool ile Hareket Kontrol Uygulaması | Rulo Konveyor




Uygulamada uygun konfigürasyonu seçebilmek için öncelikle yukarıdaki menülerde bulunan bilgileri girmemiz gerekir.

İlk olarak Supply System seçimimizi yapmalıyız. Gerilim seviyeleri, frekanslar ülkeden ülkeye değişiklik gösterebilir. Monophase ya da Triphase supply sistem kullanmak istiyor olabiliriz. Bu menüde bu ayarı gerçekleştiriyoruz. Bu uygulamamızda 230 Volt 1 AC, 50 Hz seçebiliriz.



Siemens oldukça geniş bir hareket kontrol portföyü sunar. Tek eksen kontrol edebilen compact servo sürücülerimiz veya çok eksen motor modüllerini kontrol edebilen Control Unit’ler bulunabilmektedir. Biz bu uygulamamızda Vidalı mil mekaniğini kontrol etmek üzere V90 servo sürücü ailesini kullanmak istediğimizi kabul etmiştik. Dolayısıyla Installation menüsünde Single Axis , Motor menüsünde Servo Motor seçebiliriz. Bu uygulamamızda speed ratio’su 2 olan bir redüktör ekleyeceğiz. Bu değişikliği mekanik yapılandırma sayfasından yapacağız.






Seçimlerimizi gerçekleştirdiğimizde sağ tarafta yer alan menüde Possible solutions kısmını görürüz. Filtreleme işlemi yaparak istediğimiz motor , sürücü çiftini seçebiliriz ya da Select All seçeneğini seçerek filtreleme işlemini daha sonraya bırakabiliriz. Sol altta bulunan Go To Drive Overview seçeneğine tıklayabiliriz.







Tia Selection Tool üzerinden yapacağımız konfigürasyon yapılandırılmasında öncelikle Add Load seçeneğini seçerek yük ve sistem ile parametreleri girmeliyiz. Burada sisteme etki eden kuvvetler, yük ve mekanik parametreleri girerek sistemin atalet momentini bulabiliriz. Bulduğumuz bu atalet momenti ile motorun atalet momenti oranı yani inertia ratio pozisyonlama hassasiyetini etkileyeceği için önemlidir. Sonraki adımlarda ise motor, frekans konvertörü ve kabloların seçimini gerçekleştirebiliriz. Add Load seçeneğini seçtiğimizde aşağıdaki gibi pop-up menü açılır.

Tia Selection Tool yazılımda önceden tanımlanmış birçok mekanik sistem bulunmaktadır. Bunlar vidalı miller, kayış, zincir, kızaklı konveyörler, kremiyer miller, rotary table veya travelling trolley olabilir.İstenirse bu uygulamada yapacağımız gibi tasarım aşamasında Siemens NX gibi uygulamalarda hesaplanmış Tork, hız bilgileri alınabilir ve uygulamaya girilebilir. Yani hazır mekanik sistemleri uygun değil ise Additional load types seçeneği seçilebilir.

Mekaniği seçtikten sonra ilk olarak yapmamız gereken Required değerleri girmektir.





Steady Payload kısmına mekaniğin taşıması gereken yük girilmelidir. Örneğin tasarladığımız mekanik sistem ağırlığı 200kg olsun. Kullandığımız vidalı milin katalog değerlerine bakarak vida çapı, vidalı milin boyu, yoğunluğu ve vida adımını sisteme girmeliyiz. Tüm gerekli değerleri girdikten sonra Go To Drive Overview seçeneğine tıklarız.

Vidalı mil katalog değerlerine göre Vida çapımız 20mm, Vidalı mil boyumuz 600mm, Vidalı milin yapıldığı malzeme cinsi Steel ve Vida adımımız 20 mm olsun. Vidalı milimiz yatay bir düzlemde hareket ettiği için alfa açımız varsayılan değer olan 0 derece olacaktır. Ayrıca speed ratio’su 2 olan redüktörü Transmission kısmına girmeliyiz. Şimdi bu değerleri girelim.







Ardından bir sonraki adımda hareket profilimizi girmeliyiz. Hareket profili sistemin nasıl bir hareket gerçekleştireceğini tanımlar. Hangi yönde hangi hızda ve ivme ile hareket edeceğini yazılımıza girdiğimizde yazılım bize gerekli tork, rpm gibi bilgileri bir trend grafiği ile verecektir.






Hareket profilimizin 1. adımını daha yakından inceleyelim. Öncelikle Unit kısmını düzenleriz. Almamız gereken yol mm, hızımız mm/s, ivmemiz mm/s² olmalıdır. Eğer m birimi ile çalışmak istersek bu birimi seçmeliyiz. Uygulamamızdaki ilk hareket home pozisyonundan (0mm) 200 mm pick pozisyonuna 200mm/sn gitmek olsun. Burada bir pick işlemi gerçekleşecek ve hareket 1.10 sn sürecektir. Görüldüğü gibi bu hızı gerçekleştirmek için motorumuz 600 rpm dönmelidir. Motorun uygulama için uygulaması gereken tork ise 1Nm olmalıdır. Motor constant speed noktasına ulaştığı zaman ise tork ihtiyacı olmayacaktır.



Bir sonraki adımda tüm hareket profilimizi yukarıdaki gibi gireriz. Uygulamamızda 0 pozisyonundan Pick Pozisyonuna yani 200mm'‘e 200mm/sn hız ile gideceğini ve 1 sn'‘de alma işlemini yapacağını, 500 mm pozisyonundaki Place noktasına gideceğini ve 1sn ‘de bırakma işlemini yapacağını ve tekrar 300 mm geri giderek pick pozisyonundan tekrar alım yapacağını yazılıma giriyoruz. Bu işlem sürekli devam edeceği için bu devam hareketlerini girmemize gerek yoktur. Go To Drive Overview seçeneğine tıklayabiliriz.



Add motor seçeneğine tıklayarak bir sonraki adıma geçebiliriz. Application requirements for motor kısmında uygulamanın güç ihtiyacını görebiliriz. Filter kısmından kullanmak istediğimiz motor serisini filtreleyebiliriz. Biz uygulamamızda 1FL6 motorları seçeceğiz. Inertia ratio warning limit ise default olarak 7 gelmektedir. Bu mekaniğin ataletinin motorun ataletine oranıdır. Pozisyonlama hassasiyetinin kaybolmaması için bu oranın 7’nin altında olmasına dikkat edilmelidir. Şimdi uygulamamıza uygun motoru seçebiliriz. Tia Selection Tool uygulamamızın gerekliliklerini bir sebepten dolayı karşılayamayan motorların yanına uyarı işareti getirmektedir. Şimdi uygun olan ve uygun olmayan motorları yakından inceleyelim.



Görüldüğü gibi 1FL6 motorları filtrelediğimizde ilk 3 motorda uyarı çıkıyor. Bu motorlardan herhangi bir tanesini seçtiğimizde sağ tarafta motorun uygulamaya uygunluğu ile ilgili detaylara ulaşabiliriz. Örneğin ilk motor tork yüklenmesi, hız açısından ve diğer özellikler açısından uygundur. Fakat inertia kısmına baktığımızda inertia ratio limit 7 olmasına rağmen oranı 101 olarak görmekteyiz. Bu oldukça yüksek bir orandır. Dolayısı ile uyarı olmayan 4. Motoru inceleyebiliriz. Aşağıda görebileceğiniz üzere Bu seçimde oranı 5.85 olarak görmekteyiz.



Select Motor’a tıklayıp Go To Drive Overview’e tıklayabiliriz.Bir sonraki aşamaya geçmek üzere Add frequency converter’e tıklamadan önce motorumuz konfigüre etmeliyiz. Örneğin motorumuz kamalı ya da kamasız, frenli veya frensiz , absolute encoder veya incremental encoderli olabilir. Bu seçenekleri düzenlemek amacı ile Configure kısmına tıklayabiliriz.





Servo motor ve sürücüler takım halinde çalışırlar. Seçtiğimiz motor gücüne uygun sürücü otomatik olarak listelenir. Select frequency converter’e tıklayarak seçimi tamamlarız.

Son aşamaya geçmek üzere Navigate to cables seçeneğine tıklarız. Add power connection ve add signal connection seçenekleri ile istediğimiz uzunlukta kablo seçimlerini tamamlarız.



Tüm bu seçimleri tamamladığımızda Portal View butonuna tıklayarak Order list’i görebiliriz. Seçtiğimiz tüm bu ürünlerin kodları karşımıza çıkar. İstersek Industry Mall üzerinden bir butona tıklayarak sipariş edebiliriz.





TIA Selection Tool Başlangıç Kılavuzu