Mechatronics and mechatronics application: Selection of motor and motor drivers for converting a general purpose lathe to CNC lathe

Bilgisayar, elektronik ve makine teknolojilerindeki gelişmeler sonucunda her üç disiplinin ürünü olarak MEKATRONİK isimli yeni bir disiplin ortaya çıkmıştır. Mekatronik; makine, elektronik ve bilgisayar bilgilerini içeren bir bilim dalıdır. Bu çalışmanın amacı genel amaçlı masa üstü bir tornanın bilgisayar denetimli hale dönüştürülmesinde adım motor ve adım motor sürücülerinin seçimini mekatronik açıdan incelemektir. Tornanın X ve Z eksenlerinin tahrikinde iki adet adım motor ve adım motor sürücüleri kullanılmıştır. X ve Z eksenlerindeki tahrik sistemlerinin bağlantıları kayış-kasnak mekanizması ile sağlanmış ve motor hızları düşürülerek, döndürme momenti artırılmıştır. Kızaklardaki boşluğu önlemek için X ve Z eksenlerindeki vidalı miller, özel tasarlanmış bilyalı vidalar ile değiştirilmiştir. X ve Z eksenlerindeki tablaların sınırlar dışına taşmaması ve başlangıç hareketi için sınır ve başlangıç düğmeleri kullanılmıştır. X ve Z eksenlerindeki tablaların hareketinin sağlanması ve torna kaleminin kesme işlemini gerçekleştirmesi için gerekli döndürme momentinin hesaplanmasında tabla yükü, bilyalı vida mekanizmasının, motorların ve kayış-kasnak mekanizmasının kitlesel atalet momentleri dikkate alınmıştır, Torna iş mili hızı AÇ motor hız kontrol cihazı ile yapılmıştır, iş parçasının işlenmesinde adım motorlar bilgisayarın seri portondan adım motor kontrol kartı ile denetlenmiş olup, kesici takım ayan jpy stick ile yapılmıştır. Kesme işlemleri için özel CNC programı geliştirilmiştir.

Mekatronik ve bir mekatronik uygulaması: Genel amaçlı bir torna tezgahını CNC'ye dönüştürmede motor seçimi ve aktarma organları

The marriage of computer, electronic technology and traditional machining disciplines has given birth to revolutionary new disciplines, Mechatronics. Therefore Mechatronics requires mechanical, electronic and computer knowledge together. The main aim of this article is to select to stepper motors, motor drivers for converting a general purpose lathe to CNC lathe as mechatronics aspects. Two steeping motors have been used to drive slides of the lathe. In the X and Z axes, feed drive system, speed reduction and motion transfer has been achieved through timing belt. Leadscrews of X-Y axes on the lathe have been changed by ballscrews to eliminate backlash of the slides. Limit switches have been used to pevent possible damages against over travels. Necessary torque has been calculated to select the motors by taking care of the load, ballscrews, motor inertia and timing belt and etc. Spindle speed was controlled by AC motor speed control card. Stepper motors were driven by serial port of computer by stepper motor control unit and joy stick. It was developed special computer control program to control the retrofitted lathe.

___

  • 1. W. Bolton, "MECHATRONICS, Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering", pages land 279, ISBN 0582- 35705-5, Addison Wesley Longmon, 1999.
  • 2. Parker Hannifin Corporation, Positioning Control Systems and Drives, USA, 1991.
  • 3. Akkurt, M., Nümerik Kontrollü Tezgahlar ve Sistemler, Asil Teknik, İstanbul, 1986.
  • 4. Bumin, F.F., "Conversion of A Conventional General Purpose Lathe to A CNC Lathe" M.Sc. Thesis, M.E.T.U, 1985.
  • 5. Çelik, B. "Modelling and Analysis of Feed Drive System For A CNC Machine" M.Sc. Thesis, M.E.T.U., 1985.
  • 6. Gürbüz, R., "Retrofitting of the Conventional lathe to CNC Lathe" Conference Proceedings,7.International Machine and Manufacturing Congress, pages 145-148, ODTÜ, Ankara, 1996.
  • 7. Star, Precision Ball Screw Assemblies, Germany, 1992.
  • 8. Uyar, E., Akın, R., "Retrofitting of Conventional Lathe Produced in Turkey to Computer Controlled Lathe, 2. National Machine Design and Manufacturing Congress, Conference Proceedings, 1996, pages 125-132, ODTÜ, Ankara, Turkey.