Servo motorlar, CNC makineleri, robotik sistemler ve otomasyon hatlarında hassas hareket kontrolü için kullanılan gelişmiş motorlardır. Bu motorların sürücüler tarafından yönetilebilmesi için kontrol sinyallerine ihtiyaç vardır. İşte burada devreye pulse (darbe) sinyalleri girer.
Pulse, servo sürücüye gönderilen kare dalga formundaki elektriksel sinyallerdir. Bu sinyaller motorun hızını, yönünü ve konumunu belirlemek için kullanılır. Her bir darbe motor milinin belirli bir açı veya adım ilerlemesini sağlar.
Pulse – Step (Adım) Komutu
Sürücüye gönderilen her pulse, motorun bir mikroadım hareket etmesini sağlar.
Gönderilen pulse sayısı motorun ne kadar hareket edeceğini belirler.
Pulse Frekansı – Hız Kontrolü
Bir saniyede gönderilen pulse sayısı (Hz), motorun dönme hızını belirler.
Örneğin, 10 kHz frekansta gönderilen pulse, motoru 5 kHz’de gönderilen pulse’a göre iki kat daha hızlı döndürür.
Pulse Yönü (DIR sinyali)
Pulse sinyaliyle birlikte “Direction” (yön) sinyali de sürücüye gönderilir.
Bu sinyal HIGH/LOW durumuna göre motorun saat yönünde veya ters yönde dönmesini sağlar.
Kapalı Çevrim Kontrol
Endüstriyel servo motorlarda encoder geri beslemesi sayesinde gönderilen pulse ile gerçek hareket karşılaştırılır.
Eğer hata varsa sürücü otomatik düzeltme yapar, böylece adım kaybı yaşanmaz.
Hassasiyet: Pulse sayısı ile motor konumu tam olarak belirlenebilir. CNC makinelerinde mikron seviyesinde hassasiyet sağlar.
Hız Kontrolü: Pulse frekansı değiştirilerek motor hızı kolayca ayarlanabilir.
Esneklik: Aynı motor farklı pulse ayarlarıyla farklı uygulamalara uyarlanabilir.
Güvenilirlik: Kapalı çevrim kontrol sayesinde adım kaybı yaşanmaz, sistem güvenli çalışır.
X, Y ve Z eksenlerinin hareketi pulse sinyalleriyle kontrol edilir.
Kesim, delme ve frezeleme işlemleri mikron hassasiyetle yapılır.
Robot kollarının eklem hareketleri pulse ile yönetilir.
Tekrarlanabilir hassasiyet için pulse sinyalleri kritik rol oynar.
Pulse sinyalleri, eksenlerin kontrollü ve senkronize hareketini sağlar.
Hız, ivme ve doğruluk pulse frekansıyla belirlenir.
Konveyör bantların belirli hızlarda çalıştırılması pulse tabanlı kontrolle yapılır.
Paketleme makinelerinde ürünlerin doğru konumlandırılması sağlanır.
Radar ve hassas nişanlama sistemlerinde pulse tabanlı servo motor kontrolü tercih edilir.
Step motorlarda pulse sinyali açık çevrim çalışır, geri bildirim yoktur; adım kaybı yaşanabilir.
Servo motorlarda pulse sinyali kapalı çevrim kontrolle birlikte çalışır; encoder sayesinde gönderilen darbe ile gerçek konum karşılaştırılır ve hata düzeltilir.
Servo motor pulse, motorun konumunu, hızını ve yönünü belirleyen temel kontrol sinyalleridir. CNC router, robotik sistemler, lazer kesim makineleri ve endüstriyel otomasyon hatlarında pulse sinyalleri sayesinde yüksek hassasiyet ve güvenilirlik elde edilir.
Özellikle CNC makineleri için servo motor pulse kontrolü, üretim kalitesi ve verimliliği doğrudan etkileyen bir faktördür. Bu nedenle servo motor seçerken sürücünün desteklediği pulse frekansı, çözünürlük ve encoder geri besleme özellikleri mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.
Servo motorlarda kullanılan pulse sinyali (darbe sinyali), motorun sürücüye aldığı komutların en kritik taşıyıcısıdır. Sürücü, Arduino, PLC veya CNC kontrol kartı gibi kontrol ünitelerinden gelen bu kare dalga sinyalleri işleyerek motorun hızını, konumunu ve yönünü belirler.
Dalga Formu: Kare dalga (0 V – 5 V veya 0 V – 24 V, sürücüye göre)
Frekans (Hz): Motor hızını belirler
Sayım (Pulse Count): Motorun toplam kat ettiği mesafeyi belirler
Faz Yapısı:
Pulse + Direction (PUL/DIR): En yaygın yöntem. Bir giriş pulse sayısını alırken, diğer giriş yön bilgisini alır.
CW/CCW (Saat yönü / Ters yön): Her iki yönde pulse sinyali ayrı pinlere gönderilir.
Quadrature (A/B Fazı): Encoder’larda olduğu gibi çift fazlı sinyal kullanılır, hassasiyet artar.
Motor hızını belirleyen ana faktör pulse frekansıdır.
Formül:
Motor Hızı (RPS) = Pulse Frekansı (Hz) ÷ (Pulse per Revolution × Elektriksel Çözünürlük)
Örnek:
10 kHz pulse gönderiliyor
Motor 10.000 pulse/rev çözünürlüğe sahip
Sonuç: 1 devir/saniye (60 rpm) hız elde edilir
Eğer çözünürlük 100.000 pulse/rev olsaydı, aynı 10 kHz frekansta hız sadece 0,1 devir/saniye olurdu.
Motorun konumu gönderilen toplam pulse sayısıyla belirlenir.
Formül:
Konum (devir) = Toplam Pulse Sayısı ÷ (Pulse per Revolution × Çözünürlük)
Yani 100.000 pulse/rev çözünürlüklü bir servo motor, 100.000 pulse alırsa tam bir devir atar.
| Özellik | Step Motor | Servo Motor |
|---|---|---|
| Kontrol | Açık çevrim, yalnızca pulse ile çalışır | Kapalı çevrim, pulse + encoder geri besleme |
| Hassasiyet | Pulse sayısına bağlıdır, adım kaybı olabilir | Encoder sayesinde hata düzeltilir |
| Maksimum Frekans | Genelde 20–50 kHz | 200 kHz – 500 kHz ve üstü |
| Kullanım | Düşük maliyetli, basit uygulamalar | Yüksek hassasiyetli, profesyonel CNC ve otomasyon |
Hassasiyet: CNC makinelerinde mikron seviyesinde doğruluk sağlar.
Senkronizasyon: Çok eksenli sistemlerde her eksenin hız ve konumu pulse sinyalleriyle senkronize edilir.
Esneklik: Farklı çözünürlük ayarları ile aynı motor farklı işlerde kullanılabilir.
Yüksek Hız: Servo sürücüler 200–500 kHz’e kadar pulse girişini işleyebilir.
CNC Router ve Freze: X, Y, Z eksenlerinin hassas hareket kontrolü
Lazer/Plazma Kesim: Hız ve pozisyon senkronizasyonu
Robotik Kollar: Eklemlerin hassas hareketi
Paketleme Makineleri: Hızlı ve tekrarlı pozisyonlama
Endüstriyel Konveyör Sistemleri: Senkronize taşıma ve hız kontrolü
Yüksek Frekansta Darbe Kaybı: Kablo uzunluğu ve zayıf sinyal yüzünden darbe bozulabilir.
Çözüm: Shielded kablo, diferansiyel sinyal (Line Driver – 5V TTL yerine 24V HTL) kullanmak.
Gürültü (EMI) Etkisi: Encoder ve güç kablosu yan yana geçtiğinde pulse hataları oluşabilir.
Çözüm: Ayrı kanallardan kablolama, ferrit filtre, topraklama.
Yanlış Parametre Ayarı: Sürücüde “pulse/rev” ayarı yanlış yapılırsa motor mesafe ve hız hataları verir.
Düşük Frekans – Titreme: Çok düşük frekansta motor titreşimli çalışabilir.
Çözüm: Acc/Dec rampaları, PID optimizasyonu.
S-curve hız profili: Hızlanma ve yavaşlamada titreşimleri azaltır.
Interpolation (enterpolasyon): Çok eksenli hareketlerde senkronizasyon sağlar.
Closed-loop PWM/Pulse hibrit kontrol: Pulse sinyaliyle hız/pozisyon komutu, RS-485 veya EtherCAT ile geri besleme takibi.
Servo motor pulse sinyalleri, motorun hız, konum ve yön kontrolünün temelini oluşturur. CNC router, robotik, lazer/plazma kesim makineleri ve endüstriyel otomasyon hatlarında yüksek frekanslı, düşük hatalı ve senkronize pulse sinyalleri kullanmak üretim kalitesini ve verimliliği doğrudan etkiler.
Özellikle CNC sistemlerinde sürücüye gönderilen pulse çözünürlüğü, frekansı ve kablolama kalitesi doğru seçilmezse titreşim, hassasiyet kaybı ve hata kodları ortaya çıkar.
