Servo motor ile ilgili birçok soru soruluyor. Biz de Şahin Rulman olarak bu haftaki blog yazımızda ‘Servo motor nedir?’, ‘Servo motor nasıl çalışır?’, ‘Servo motorun iç yapısı nasıldır?’, ‘Servo motorlar nerelerde kullanılır?’ gibi sorularınızın yanıtlarını vermeye gayret edeceğiz. Servo motorlar ile ilgili bilgi arayanlar için faydalı bir blog yazısı olmasını umar, iyi okumalar dileriz.
Servo Motor Nedir?
Servo motor, geri besleme kontrol sistemi sayesinde mekanizmanın çalışmasındaki hatayı tespit edip düzelten, pozisyon ayarının, ivme ve hız kontrolünün üst seviyede olmasını sağlayan motor sistemine verilen addır. Yani özellikle hareket ve pozisyon olarak çok ince ayar gereken operasyonlarda hareket kontrolünü maksimum seviyede tutarak hataları gideren ve dolayısıyla çalışma verimini arttıran bir sistemdir.
Servo Motor Çeşitleri
Servo motor çeşitleri arasından çalışma performansınıza uygun olarak seçim yapmanız gereklidir. AC servo motor ve DC servo motor olarak iki farklı çeşidi bulunan servo motorda çalışmada istenilen performans dikkate alınmalıdır. AC (fırçasız) servo motorlar daha çok yüksek güç gerektiren geniş kapsamlı projelerde kullanılmaktadır. DC (fırçalı) servo motorların tork ve güç kontrolleri AC servo motorlarına göre daha kolaydır. DC servo motorlar daha çok küçük uygulamalar için tercih edilmektedir. Servo motorların iç yapısının özelliği sayesinde frenli servo motor modeli de bulunmaktadır. Frenli servo motorlar risk olasılığı yüksek ve servonun zarar göreceği anlarda servo motor durdurarak koruma altına almaktadır.
AC ve DC servo motor farkı ile ilgili detaylı bilgileri, ilgili blog yazımızda bulabilirsiniz.
Servo Motor Nasıl Çalışır?
Yazımızın bu bölümünde servo motor çalışma prensibi ile ilgili detaylara değineceğiz. Bilgisayar destekli sistemler ile kullanılabilen servo motorlara bağlı bir encoder bulunur. Encoder, servo motorun yönünü, açısını ve hızını daimi olarak kontrol altına alma amacıyla servo sürücüsüne gerekli sinyalleri iletmektedir. Servo motor sürücüsü de aldığı sinyaller doğrultusunda servo motoru harekete geçirir. Geri besleme sinyalleri yardımı ile de servo motora verilen komutların doğruluk seviyesinin tespiti yapılır. Böylelikle yapılacak işlemler üzerindeki kontrol tam olarak sağlanır ve hata payı düşürülerek verim arttırılır.
Servo motor çalışma prensibi ile ilgili bilgileri genel hatlarıyla sunduk. Servo motor çalışma prensibi ile ilgili daha detaylı bilgiye ihtiyacı olanlar için daha geniş bir anlatım sunabiliriz:
Servo motor çalışma prensibi bakımında diğer motor türlerinden daha donanımlı olduğundan dolayı fiyat bakımında da farklıdır. Servo motorların çalışma prensiplerini inceleyecek olursak; PLC veya PC bağlantısı ile gelen sinyalleri konum kontrol ve akım yükselticisinden iletilerek servo motora gelmektedir. Buradan sonra yükün hareketi için gerekli olan güç servo motor tarafından sağlanarak çalışma tamamlanmaktadır.
Servo motorlar fırçalı (AC Servo Motor) ve fırçasız ( Servo Motor) olmak üzere iki çeşidi vardır. AC motorları yüksek performans gerektiren projelerde kullanabildiğiniz gibi düşük güç performansı gereken projeler için de kullanabilirsiniz. İç Yapısı olarak basit bir yapıya sahip olsa dahi kesintisiz bir çalışma performansı göstermektedir. DC servo motorlar ise AC servo motor türlerine oranla daha az kullanım oranına sahiptir. DC servo motorlar fiyat bakımından da AC servo motorlardan daha uygundur.
Servo motorların PLC veya PC bağlantısı ile kontrol edilebilmesi için servo motor sürücüleri kullanılmaktadır. Servo motor teknik özelliklerine uygun olan servo motor sürücü ile sürme parametre değerlerinin girişleri yapılarak ayarlanmalıdır. Servo motorlar güç, tork, devir ve flanş ölçüsüne göre değişiklik göstermektedir. Genellikle servo motor aldığınız zaman servo motor, servo motor sürücü, motor ve sürücü kabloları, sinyal kablosu set halinde satılmaktadır. Şahin Rulman sitesi üzerinden satın alabileceğiniz servo motor çeşitleri servo motor sg serisi ve frenli servo motorlardır. Servo motor sg serisinde yer alan motorlar 0,40 kw ile 5,50 kw arasında değişim göstermektedir. Frenli servo motorlar ise 1kw değerlerinden başlamaktadır.
Servo Motorların Karakteristiği
Her Motorun olduğu gibi servo motorların da karakteristik özellikleri bulunmaktadır. Servo motorların ön plana çıkan karakteristik özellikleri aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır:
• Diğer motor türlerine kıyasla daha hassas bir yapıya sahiptir.
• Diğer motor türlerine kıyasla daha donanımlı bir sistemdir.
• Encoder aracılığı ile harekete geçmektedir.
• Ayrı bir sürücü aracılığı ile üzerindeki kontrol seviyesi maksimuma ulaşır.
• Endüstriyel projelerde en yaygın olarak kullanılan motor sistemidir.
• Kontrolü mikrobilgisayarlar tarafından rahatça yapılabilmektedir.
• Kararlılık açısından oldukça iyi bir motor sistemidir.
• Kararlılık aralığı genel olarak 1 º ile 10 º olarak bilinmektedir.
Servo Motorların Kullanım Alanları
Servo motorlar kullanım alanlarının genişliğiyle ön plana çıkan motor sistemleridir. Çünkü servo motorlar tek bir motordan meydana gelen basit sistemlerden birden fazla motordan meydana gelen komplike sistemlere kadar birçok alanda kullanılabilmektedir. Günümüzde özellikle endüstriyel projelerde ve robot üretiminde kullanılır. Servo motorların başlıca kullanım alanlarını sizler için maddeler halinde sıraladık:
•Hassas makinelerin ilerleme hareketleri,
• Pozisyon belirleme sistemleri,
• Dijital kontrollü makinalar,
• Bellekli makinalar,
• Bilgisayar donanımları,
• Alternatör devir ayar mekanizmaları,
• Tıbbi cihazlar,
• Anten sürücüleri,
• Büro makineleri,
• Paketleme sistemleri,
• Laboratuvar ekipmanları,
• Otomatik kaynak makinaları,
• Otomatik kapı
• Pres makineleri gibi alanlarda kullanılmaktadır.
Servo Motorların Avantajları
• Kullanım alanları çok geniş olduğundan birçok sektör için tercih edilebilirdir.
• Diğer motorlara göre daha yüksek donanıma ve özelliklere sahip olduğundan ötürü çalışma verimini arttırır.
• Atalet momentlerinin küçük olmasının yardımıyla iletilen komutları hızlı algılar ve yerine getirir.
• Sıklıkla hareket ettirilip durdurulması motora zarar vermez. Yani dur-kalk hareketlerini dilediğiniz sayıda yaptırabilirsiniz.
• Döndürme momentleri yüksek olan motorlardır.
• Yüksek hızda çalıştırılırken bile verilen komutları yerine getirmede kararlılık gösterir.
Servo Motorlarda Geri Besleme Elemanlarının Seçimi
Servo motorlarının en çok dikkat çeken özelliklerinden bir tanesi de sürücü devresine sahip olmasıdır. Öte yandan sürücünün bulunmasının tek başına yeterli olmadığını da belirtmekte fayda var. Bunun sebebi ise sürücü, kendisine iletilen dataları servo motorlara transfer eder ve pozisyonunun doğruluğu ile doğru hız seviyesinde olup olmadığının kontrolü geri besleme elemanları aracılığıyla sağlanır. Söz konusu sistemin özelliği göz önünde bulundurularak doğru geri besleme elemanlarının seçimi gerçekleştirilir.
Servo motorlarda geri besleme elemanlarının seçimi ile ilgili başlıca detayları da sizler için madde haline getirdik:
• Resolver/Sin-Cos Encodoer: Mutlak pozisyonun ölçülme ihtiyacı olması halinde kullanılır.
• Artımlı Encoder: Yüksek hız çalışması ve hassasiyet ihtiyacında kullanılır.
• Resolver/Encoder: Düşük hız çalışması ihtiyacında kullanılır.
• Resolver: Yüksek sıcaklıkta çalışma ihtiyacı doğduğunda kullanılır.
Servo Motorların İç Yapısı Nasıldır?
Servo motorunun ne olduğundan bahsederken AC servo motor ve DC servo motor olarak ikiye ayrıldığından bahsetmiştik. Bundan dolayı servo motorların içyapısını merak edenler için bu iki servo motor çeşidinin içyapısını ayrı ayrı incelemekte fayda var.
AC servo motorlar, bünyesinde yer alan encoder ile AC motorlardan farklılaşmaktadır. AC servo motorun içyapısındaki bu farklılık sayesinde AC servo motorlar hassasiyette dönme yeteneğine sahiptir. Öte yandan servo motorların hassasiyeti adım sayısı ile belli olur. Adım başına kat edilen yol kısaldıkça servo motorların hassasiyeti artış gösterir.
Servo motorun ikinci çeşidi olan DC servo motoru, adını bünyesinde bulundurduğu DC motordan almaktadır. Servo motor, bu motorun haricinde sahip olduğu potansiyometre ve kontrol devresi aracılığı ile DC motorun mili kontrol altına alır Kontrol devresi ise servo motorun açısını anlık olarak tespit eder. Bunun dışında servo motordan çıkan sinyal datalara göre gitmesi gereken konumu tespit eder. Gönderilen sinyal ile açı uyuşuyorsa motorun çalışması durur. Ancak kontrol devresi motorun istenilen açıda olmadığını tespit ederse, doğru açı yakalanana kadar motor hareket etmeyi sürdürür.
Servo Motor Parametre Girişlerinin Bilgisayar ve PLC Bağlantısı
Mekanik ürünler olan servo motor sürücüleri AA Servo Sürücüler ve DA Servo Sürücüler olarak ikiye ayrılmaktadır. Standart hız, moment, pozisyon değişiklikleri gibi kontrollerin bir adım ilerisine geçen ve son teknoloji ürünler olan bazı servo motor sürücülerinde kullanıcı daha aktif bir şekilde yer almaktadır. Kullanıcının servo motor sürücüyü işletmesine ve onarım işlemlerine daha fazla yer veren modeller artık sürücü kullanımında daha akılcı çözümler sunmaktadır.
Servo motor sistemlerinin yönetilmesini sağlamak adına firmalar farklı yazılımlar ve programlar geliştirmektedir. Geliştirilen bu programlardan biri de Control Techniques yani CT ‘dir. Control Techniques bir servo motor sistem yönetimi programıdır. CT servo motor programında AA servo motor sürücünüz için Unidrive serisini kullanırken DA servo motor sürünüz için ise Mentor serisini kullanmalısınız. Standart kalıpların dışına çıkabilen CT servo motor yazılımı esnek bir yapıya sahiptir. PLC özelliklerine de sahip olan CT servo motor programında opsiyonel modül ve kullanıcı modülleri eklenerek proje sistemlerinin yönetimleri gerçekleştirilebilmektedir.
Servo Motor Fiyatlarını Etkileyen Faktörler
Servo motor üretimi yapan firmaların servo motor fiyatlarını belirlemesindeki ilk etken servo motorun boyutlarıdır. Servo motorun tork, devir, flanş ve güç değerleri dikkate alınmaktadır. Servo motor satın alacak firmaların ve kişilerinde çalışmalarında kullanacakları servo motorda bu özelliklere uygun olarak seçim yapmaktadır. Servo motor fiyatının bu özellikler göz önünde bulundurularak belirlendiğini ve sizlerin de çalışma performansına uygun olarak servo motor seçmeniz gereklidir.
Servo Motor Fiyatları
İşletmenize uygun servo motor çeşidini farklı fiyat aralıklarıyla Şahin Rulman’dan satın alabilirsiniz. Servo motor fiyatları ile ilgili detaylara linkten ulaşabilirsiniz.
Servo Motor Satış Sonrası Hizmet Kapsamı
Müşteri memnuniyetini her daim ön plana koyan Şahin Rulman satış sonrası da hizmetlerini sürdürmektedir. Ürünlerimizi kullanan müşterilerimiz için içeriğini sürekli Şahin Rulman Youtube hesabı bulunmaktadır. Bu hesap içerisinde bağlantıların nasıl yapılacağına ve diğer birçok sorunuzun cevabına yönelik videolu açıklamalar bulunmaktadır. Öte yandan satın aldığınız her ürünün sayfasında ürün ile ilgili yazılı anlatımlar ve merak edilen detaylar bulunmaktadır. Ürün sayfalarında ürün ile ilgili bulabileceğiniz başlıca detaylar aşağıdaki gibidir:
• Kurulum videosu
• Bağlantı şemaları
• Ürünlerin teknik özellikleri
• Montaj ölçüleri
• Servo sürücü kataloğu
Şahin Rulman olarak servo motorlara yönelik hazırladığımız blog yazısının sonuna geldik. Konu ile ilgili herhangi bir sorunuz olması halinde bizlerle iletişime geçebilir, servo motor çeşitlerine web sitemiz üzerinden göz atabilirsiniz.
Servo Motorlar Hakkında En Çok Merak Ettikleriniz
Servo sürücüde hata kodu (alarm) görüyorum, ne yapmalıyım?
Hata kodları sürücünün teknik dökümanında açıkça belirtilmiştir. En yaygın hata türleri:
Aşırı akım
Aşırı voltaj
Encoder iletişim hatası
Yüksek sıcaklık
Motoru kapatıp bağlantıları kontrol edin ve hata kodu açıklamasına göre işlem yapın. Daha fazla bilgi için ise servo motor alarm listesi hakkında blog yazımızı inceleyebilirsiniz.
Servo motor bakımı gerekir mi?
Servo motorların bakımı oldukça düşüktür. Ancak:
• Tozlu ortamda koruma yapılmalı
• Kablo bağlantıları periyodik kontrol edilmeli
• Rulman sesi dinlenmeli
Uzun yıllar sorunsuz çalışması için önemlidir.
Yüksek hızda çalışırken motor neden rezonansa giriyor?
Her mekanik sistemin bir rezonans frekansı vardır. Bu aralıkta çalışan motor titreşim yapar. Çözüm:
Sürücüden rezonans filtrelerini aktif edin
Mekanik bağlantıyı güçlendirin
Hız profilini değiştirin
Servo motorum ilk çalıştırmada ters yönde dönüyor, nasıl düzeltebilirim?
Bu durum encoder faz hatası olabilir. Servo sürücü ayarlarından:
• Phase reverse
• Motor rotation direction
parametrelerinden düzeltme yapılabilir. Motor kablolarını gövdeye göre ters bağlamak yanlıştır.
Servo motor dururken tık tık ses geliyor, bu normal mi?
Sürücü konum hatasını sıfırlamak için sürekli küçük düzeltmeler yapabilir. Ancak bu ses aşırı ise:
PID çok agresif
Encoder gürültüsü
Backlash yüksek
olabilir.
Servo motor start komutu almasına rağmen hareket etmiyor. Neden?
Olası sebepler:
Servo enable aktif değil
Limit switch aktif
Acil stop devrede
Parametre hatası
Tork limiti düşük
Sürücü alarm ekranından hata kontrolü yapılmalıdır.
Servo motor çalışmıyor, komut alıyor ama hareket yok. Neden?
Kontrol edin:
Servo enable aktif mi?
Limit switch açık mı?
Tork limiti düşük mü?
Sürücü alarmda mı?
Servo motorlar neme dayanıklı mı?
IP koruma sınıfı önemlidir. Standart servo motorlar neme dayanıklı değildir; IP65 gerekebilir.
Servo motor yavaş kalkıyor, neden?
Genellikle hız profili (acceleration) düşük ayarlanmıştır. Uygulama gereksinimine göre düzenlenmelidir.
Servo sürücü üzerinde “Servo Ready” sinyali neden gelmeyebilir?
Bu durum genellikle sistemin çalışmaya hazır olmadığını gösterir. Başlıca nedenler:
Acil stop devrededir
Limit switch tetiktedir
Sürücü alarm modundadır
Güç beslemesi yetersizdir
Servo enable giriş sinyali aktif değildir
Haberleşme hatası vardır
Önce alarm kodları ve giriş sinyalleri kontrol edilmelidir.
HMI üzerinden servo kontrolü yaparken hangi parametreler önemlidir?
HMI entegrasyonunda dikkat edilmesi gereken ana parametreler:
Konum, hız ve tork referans değerleri
Servo enable (aktif/pasif) kontrolü
Acceleration/Deceleration rampaları
Limit ve alarm izleme parametreleri
Haberleşme protokolü (Modbus, EtherCAT vb.)
HMI, sürücünün gerçek zamanlı geri bildirim verilerini doğru okuyabilmelidir.
Backlash (boşluk) konum hatasına neden olur mu?
Evet. Backlash, dişli ya da mekanik bağlantılarda olan toleranslı boşluktur. Sonuç olarak:
Konum doğruluğu bozulur
Titreşim artar
Hassas duruşlar sapma gösterir
Kapalı çevrim sistemde “arıza varmış” gibi düzeltme hareketleri oluşur
Hassas uygulamalarda backlash toleransı minimize edilmelidir.
“Soft Start” ve “Soft Stop” parametreleri ne işe yarar?
Bu parametreler motorun ani ivmelenmesini ve ani duruşunu yumuşatır.
Uzun ömür sağlar
Mekanik zorlanmayı azaltır
Gürültü ve titreşimi düşürür
Sistemde hız profili daha stabil olur
Otomasyon hatlarında yaygın olarak kullanılır.
Servo sürücüde “Overcurrent” hatası neden oluşur?
Başlıca sebepler:
Yük, motor kapasitesinden büyükse
PID ayarı çok agresif ise
Mil sıkışmış veya mekanik direnç varsa
Kısa devre oluşmuşsa
Hızlanma rampası çok yüksek ayarlanmışsa
Motor kabloları arızalıysa
Öncelikle yük ve hareket profili incelenmelidir.
“Emergency Stop” bağlantısı nasıl uygulanmalıdır?
E-stop devresi:
Güç kesmeyi sağlayacak röle üzerinden kurulmalıdır
Doğrudan sürücünün acil stop girişine bağlanmalıdır
Kilitlemeli buton kullanılmalıdır (mushroom switch)
Tetiklendiğinde servo enable sinyalini kesmelidir
Temel amaç: Motoru güvenli şekilde durdurmak.
“Homing” işlemi neden yapılır ve nasıl gerçekleştirilir?
Homing, sistemin referans noktasının tanımlanması işlemidir.
Neden yapılır?
Doğru konum başlangıcı oluşturmak
Kayıp konumu sıfırlamak
Sensör okumalarını referanslamak
Nasıl yapılır?
Limit switch’e sürülerek
Encoder index pulse ile
Sensör veya sabit nokta ile
Kontrol moduna göre otomatik biçimde uygulanabilir.
Motor şaftına kayış-kasnak bağlarken nelere dikkat edilmelidir?
Dikkat edilmesi gerekenler:
Şaft ve kasnak eksen açısı tam paralel olmalı
Kayış gerginliği doğru ayarlanmalı
Aşırı gerginlik rulmana zarar verir
Kayış yüzeyinde yağ/kimyasal olmamalı
Kasnak uygun malzeme ve toleranslı seçilmeli
Aligment hataları titreşime sebep olur.
Servo sürücü “position tracking error” verirken hangi parametre incelenmelidir?
İncellenmesi gereken ana parametre:
Position Error Limit (konum hatası limiti)
Ek kontrol noktaları:
İvme rampaları
PID kazançları
Backlash varlığı
Yük profilinin ani değişimi
Hata, referans konum ile gerçek konum arasındaki sapmadır.
Motor kablolarında ekranlama (shielding) nasıl yapılmalıdır?
Doğru yöntem:
Shielding sadece bir uçtan topraklanmalıdır (genelde sürücü tarafı)
Güç ve encoder kabloları aynı kanalda gitmemelidir
Topraklama kaliteli ve kesintisiz yapılmalıdır
Shield katmanı kesilmemelidir
Yanlış uygulama EMI gürültüsü yaratır.
İnertia (atıl kütle) uyumsuzluğu ne tür problemlere yol açar?
Uyumsuzluk şu sonuçları doğurur:
Titreşim artışı
Pozisyon aşımı (overshoot)
Kapalı çevrimde osilasyon
Motor gereğinden fazla tork çekmesi
Sürücü alarm vermesi
Motor rotor ataleti ile yük ataleti uyumlu olmalıdır (genelde 1:5 oran önerilir).





