Dört Eksen Adım Motor Konum Denetimli Üretim Süreci Tasarımı: Deney Seti Donanımı, Yazılımı ve Uygulaması

Uygulamalı eğitim, mühendislik öğrencilerinin gerçek bir sorunla karşı karşıya kaldıklarında problemlere çözüm getirebilme kabiliyeti kazandırmaktadır. Elektrik Elektronik Mühendisliği Kontrol ve Kumanda alt bölümünde verilen teorik derslerin yanında eğitimin uygulamalı olarak da desteklenmesi gerekmektedir. Kontrol laboratuvarında öğrencilere adım motor ile çalışan konum/pozisyon denetimli bir prosesin bileşenlerini ve işleyişini gösterebilmek amacı ile dört adım motorlu servo kabiliyetli eğitim seti kavramsal olarak kurgulanıp, tasarlanıp, imal edilip, çalıştırılmıştır. Kaynak yapma, delme, vidalama gibi ardışık işlemlerin üretim sürecini temsil eden konum/pozisyon denetimli eğitim seti hem mikrodenetleyici hem programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu çalışmada eğitim setinin konum/pozisyon denetimi PLC kullanılarak yapılmıştır. Eğitim seti kontrol sistemleri laboratuvarında öğrenim gören öğrencilere konum/pozisyon denetim prosesinde yer alan, adım motorları, sürücüleri, kayış kasnak yapısı, vidalı miller, güç kaynakları, sınır anahtarları, optik konum algılayıcılar, algoritma çıkarma, merdiven diyagramına çevirme ve konum/pozisyon denetimi hakkında deneyim kazanmalarını sağlayacaktır. Böylece eğitim seti kontrol sistemleri laboratuvarında öğrenim gören öğrencilerin birinci elden uygulamalı deneyim edinmelerine katkıda bulunacaktır.

Anahtar Kelimeler:

Eğitim seti, Adım motor, Hareket denetimi, PLC, Tasarım

Four-Axis Stepper Motor Position Controlled Manufacturing Process Design: Hardware, Software and Application

Hands-on training gives engineering students the ability to find solutions when faced with a real problem. In addition to theoretical courses offered in Control Systems branch of the Electrical and Electronics Engineering department, education should be supported practically. In the control laboratory, a four-step motor servo-capable training setup was conceptually fictionalized, designed, manufactured and operated in order to show the students the components and operation of a motion control process working with the step motors. The motion-controlled training setup, which simulates the manufacturing process of welding, drilling, and screwing etc. is designed to be controlled by both a microcontroller and a programmable logic controller (PLC). In this study, the training set was controlled by using PLC. The training setup will provide the students studying in the control systems laboratory to gain experience in the servo controlled manufacturing process, stepper motors, drivers, belt and pulley structure, screw shafts, power supplies, limit switches, optical position sensors, developing algorithm, PLC programming, position control. As a result, the training set will contribute to the students' handson experience in the control systems laboratory.

Keywords:

Training setup Step motor, Motion Control, PLC, Servo controlled process, Design,

PDF

___

Aydogmus, Z. and Aydogmus, O. ,2009. A web-based remote access laboratory using SCADA. IEEE Transactions on Education, 52,1, 126–132. https://doi.org/10.1109/TE.2008.921445
Chevalier, A., Dekemele, K., Juchem, J. and Loccufier, M. ,2021. Student Feedback on Educational Innovation in Control Engineering: Active Learning in Practice. IEEE Transactions on Education, 64,4, 432–437. https://doi.org/10.1109/TE.2021.3077278
Colak, I., Demirbas, S., Sagiroglu, S., and Irmak, E. ,2011. A novel web-based laboratory for DC motor experiments. Computer Applications in Engineering Education, 19,1, 125–135. https://doi.org/10.1002/cae.20298
Freeman, S., Eddy, S. L., McDonough, M., Smith, M. K., Okoroafor, N., Jordt, H., and Wenderoth, M. P. ,2014. Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111,23, 8410–8415. https://doi.org/10.1073/pnas.1319030111
Fukumoto, H., Yamaguchi, T., Ishibashi, M., and Furukawa, T. ,2021. Developing a Remote Laboratory System of Stepper Motor for Learning Support. IEEE Transactions on Education, 64,3, 292–298. https://doi.org/10.1109/TE.2020.3042595
Irmak, E., Colak, I., Kabalci, E., and Kose, A. ,2012. Implementation of an interactive remote laboratory platform for stepper motor experiments. 15th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, EPE-PEMC 2012 ECCE Europe, DS3e.5-1-DS3e.5-5. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2012.6397359
Kenjo, T. ,1984. Stepping Motors and Their Microprocessor Controls . Oxford Science Publications,0-244.
Kheir, N. A., Åström, K. J., Auslander, D., Cheok, K. C., Franklin, G. F., Masten, M., and Rabins, M. ,1996. Control systems engineering education. Automatica, 32,2, 147–166. https://doi.org/10.1016/0005-1098(96)85546-4
Larson, N. G. ,1979. Stepping Motor Control System.
Mazo, M., Ureña, J., Rodríguez, F. J., García, J. J., Lázaro, J. L., Santiso, E., Espinosa, F., García, R., Revenga, P., García, J. C., Bueno, E., and Mateos, R. ,1998. Teaching equipment for training in the control of DC, brushless, and stepper servomotors. IEEE Transactions on Education, 41,2, 146–158. https://doi.org/10.1109/13.669725
Tsai, M. C., Chou, C. C., and Hsieh, M. F. ,1997. Development of a real-time servo control test bench. IEEE Transactions on Education, 40,4, 242–252. https://doi.org/10.1109/13.650836
1-https://www.festo.com/us/en/e/technical-education/learning-systems/electric-power-technology/motor-controls-and-drives-id_32896/., (13.05.2022)
2-https://www.quanser.com/products_category/rotary-motion-platform//, (13.05.2022)
3-http://www.ecpsystems.com/index.htm http://www.kri.com.sg/, (13.05.2022)
5-https://www.inteco.com.pl/products/modular-servo/, (13.05.2022)
6-http://www.ulusotomasyon.com/egitim-setleri-deney-setleri, (13.05.2022)
7-https://www.yildirimelektronik.com/urunler/1/teknik-egitim-setleri?m=kat, (13.05.2022)