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

Year 2023, Volume: 23 Issue: 2, 380 - 394, 03.05.2023

Burcu Keskin , İlyas Eminoğlu

Abstract

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.

Keywords

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

Thanks

Teşekkür Elektrik ve mekanik mühendislik işçiliğinde emeği geçen Bekir Altın’a yaptığı katkılardan dolayı teşekkür ederiz.

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

Abstract

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

References

• 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)