Teknik rehber · Servo boyutlandırma

Uçar Makas Servo Motor Hesabı: 120 m/dk Hatta 6 m Kesim, Adım Adım Örnek

Name: ONX Control — Oniks Kontrol Sistemleri ve Mühendislik A.Ş.
Address: Girne Mah. Irmaklar Sok. Küçükyalı İş Merkezi, A Blok No:3, Maltepe, İstanbul, 34852, TR
Telephone: +90 216 504 14 42

Hazırlayan: ONX Control mühendislik ekibi · Yayın: 5 Kasım 2026

Kısa tanım

Uçar makasta servo motor, arabanın bir çevrimde yaptığı iki hareketten seçilir: ileri (hızlanma, hatla senkron kesim, yavaşlama) ve başlangıca dönüş. Bu hareketlerden tepe tork, RMS tork, en yüksek devir ve atalet oranı çıkar. Bu rehberde 120 m/dk hatta 6 m kesen, 600 kg arabalı ve 1 s kesim süreli bir makineyi adım adım hesaplıyoruz. Sonuç: çevrim 3,0 s, strok 2,62 m, motor devri en çok 1700 rpm, RMS tork yaklaşık 50 Nm, tepe tork yaklaşık 82 Nm. 48 Nm sürekli torklu motor yetmiyor. ONX'in bu tür hatlarda sık kullandığı Unidrive M701 sürücü ve HPB PM-109-20 servo motor (142 Nm, 2000 rpm) torkta geniş pay ve 9,3:1 atalet oranıyla uygun.

Örneğin sonucu

Çevrim süresi: 3,0 s
Strok (4 m yoldan): 2,62 m
En yüksek motor devri: 1700 rpm
RMS / tepe tork: 49,5 / 81,7 Nm

ONX Motion Sizing ile hesapla

Örnek makine: veriler ve varsayımlar

Araba, redüktör çıkışındaki kasnağa bağlı bir triger kayışla sürülüyor; kayış iki eşit kasnak arasında 1:1 çalışıyor. Kasnak çevresi 500 mm olduğu için redüktör çıkışının her turu arabayı 500 mm ilerletir. Tablodaki "Veri" satırları makineden, "Varsayım" satırları bu örnek için seçilmiş değerlerdir; kendi makinenizde bunları ölçülen değerlerle değiştirin.

Parametre	Değer	Kaynak
Hat hızı	120 m/dk = 2,0 m/s	Veri
Kesim boyu	6000 mm	Veri
Kesim (senkron) süresi	1,0 s	Veri
Araba kütlesi (kayış dahil)	600 kg	Veri
Arabanın mekanik yolu	4,0 m	Veri
Redüktör	1/5	Veri
Kayış-kasnak	1:1, iki kasnak, çevre 500 mm (r = 79,58 mm)	Veri
İleri hızlanma / yavaşlama	6,5 m/s²	Varsayım (bölüm 3'te seçiliyor)
Dönüş profili	1/3 hızlanma, 1/3 sabit hız, 1/3 yavaşlama	Varsayım
Bekleme	0 s	Varsayım
Sürtünme katsayısı	0,05	Varsayım
Toplam verim	0,90 (redüktör 0,95 × kayış 0,95)	Varsayım
Kasnaklar	2 × 3 kg, dolu disk yaklaşımı	Varsayım
Redüktör ataleti (motor tarafı)	0,0010 kg·m²	Varsayım
Kesme kuvvetinin araba eksenindeki bileşeni	Hesaba katılmadı	Varsayım

Çevrim süresi

Hat durmadan aktığı için her kesim arasında geçen süre, kesim boyunun hat hızına bölümüdür. Araba bu sürede ileri gidip kesimi yapmalı ve başlangıç konumuna dönmelidir.

T = L / v = 6,0 m / 2,0 m/s = 3,0 s

İleri hareket: hızlanma, senkron kesim, yavaşlama

Araba durduğu yerden hat hızına çıkar, kesim boyunca malzemeyle aynı hızda gider, sonra durur. 1 s'lik kesim süresi boyunca araba 2,0 m yol alır; bu, stroku en çok belirleyen kalemdir.

Senkronun başladığı anda bıçak kesim noktasının tam üstünde olmalıdır. Araba hızlanırken 0,31 m yol alır, malzeme ise aynı sürede 0,62 m ilerler. Bu yüzden araba, kesim noktası bıçağın 0,31 m gerisindeyken kalkar. CODESYS SoftMotion'da MC_GearInPos ya da MC_CamIn bu başlangıç noktasını kendisi hesaplar.

t_a = v / a = 2,0 / 6,5 = 0,31 s

s_a = v² / (2·a) = 4,0 / 13,0 = 0,31 m

s_senkron = v · t_kesim = 2,0 × 1,0 = 2,00 m

strok = 2·s_a + s_senkron = 0,62 + 2,00 = 2,62 m

t_ileri = 2·t_a + t_kesim = 0,62 + 1,00 = 1,62 s

Prensip animasyonu: hareketin mantığını gösterir, ölçekli değildir.

Neden 4 m'lik yolun tamamı kullanılmıyor?

Daha uzun strok daha yumuşak ivme demektir; ama ileri hareket uzadıkça dönüşe kalan süre kısalır. 4 m'nin tamamını kullanmak için ileri ivme 2,0 m/s²'ye düşer ve ileri hareket tek başına 3,0 s sürer: dönüşe hiç zaman kalmaz.

Tablo, ileri ivmeye göre strokun, dönüş hızının ve motor torkunun nasıl değiştiğini gösteriyor (motor: HPB PM-109-20). Tepe tork en düşük değerine, ileri ve dönüş ivmeleri birbirine yaklaştığında iner; bu örnekte 6,5 m/s² seçildi. Strok 2,62 m'de kalıyor, 4 m'lik yolda iki uç için 1,38 m pay kalıyor.

4 m kullanılırsa: v²/a = 4,0 − 2,0 → a = 2,0 m/s², t_ileri = 2·(2,0/2,0) + 1,0 = 3,0 s = T

İleri ivme	Strok	Dönüş süresi	Dönüş hızı	Dönüş ivmesi	Motor devri	RMS tork	Tepe tork
4,0 m/s²	3,00 m	1,00 s	4,50 m/s	13,50 m/s²	2700 rpm	73,9 Nm	164,0 Nm
5,0 m/s²	2,80 m	1,20 s	3,50 m/s	8,75 m/s²	2100 rpm	57,1 Nm	108,1 Nm
6,0 m/s²	2,67 m	1,33 s	3,00 m/s	6,75 m/s²	1800 rpm	51,0 Nm	84,6 Nm
6,5 m/s²	2,62 m	1,38 s	2,83 m/s	6,14 m/s²	1700 rpm	49,5 Nm	81,7 Nm
7,0 m/s²	2,57 m	1,43 s	2,70 m/s	5,67 m/s²	1620 rpm	48,6 Nm	87,5 Nm
8,0 m/s²	2,50 m	1,50 s	2,50 m/s	5,00 m/s²	1500 rpm	48,0 Nm	99,3 Nm
10,0 m/s²	2,40 m	1,60 s	2,25 m/s	4,22 m/s²	1350 rpm	48,7 Nm	122,8 Nm

Redüktör 1/5, bekleme 0 s. RMS tork ivmeden neredeyse bağımsız kalıyor: bu makinede onu belirleyen, 1 s'lik kesim ve 3 s'lik çevrim.

Dönüş hareketi

Araba kalan sürede 2,62 m geri gelir. 1/3 profil (üçte bir hızlanma, üçte bir sabit hız, üçte bir yavaşlama) aynı süre için tepe hızla ivme arasında iyi bir denge verir.

t_dönüş = T − t_ileri = 3,00 − 1,62 = 1,38 s

v_dönüş = strok / (⅔·t_dönüş) = 2,62 / 0,92 = 2,83 m/s

a_dönüş = v_dönüş / (⅓·t_dönüş) = 2,83 / 0,46 = 6,14 m/s²

Motor devri

Kasnağın her turu 0,5 m, redüktör 1/5 olduğu için motorun her turu arabayı 0,1 m ilerletir. En yüksek devir senkronda değil, dönüşte çıkıyor.

n = v / çevre × i × 60

senkronda: 2,00 / 0,5 × 5 × 60 = 1200 rpm

dönüşte: 2,83 / 0,5 × 5 × 60 = 1700 rpm

Yükün motora yansıyan ataleti

Doğrusal hareket eden kütle kasnak yarıçapının karesiyle dönel ataletine çevrilir, motora redüksiyon oranının karesine bölünerek yansır. Yükün neredeyse tamamı araba.

J_araba = m · r² = 600 × 0,07958² = 3,80 kg·m² (redüktör çıkışında)

J_kasnak = 2 × ½ × 3 × 0,07958² = 0,019 kg·m²

J_yük = (3,80 + 0,019) / 5² + 0,0010 = 0,1537 kg·m² (motor tarafında)

Redüksiyon oranının karesi burada belirleyici: 1/5 yerine 1/7 redüktörde motor tarafındaki yük ataleti 0,1537'den 0,0789 kg·m²'ye düşer, ama aynı hızda motor devri 1,4 kat artar.

Her bölümde motor torku

Motor torku üç kalemden oluşur: arabayı hızlandıran kuvvet, sürtünme ve motorun kendi ataletiyle redüktörün ataletini hızlandırmak için gereken tork. Motor enerji verirken verim tork ihtiyacını artırır (÷η), frenlerken azaltır (×η). Aşağıdaki hesap ileri hızlanma için, motor HPB PM-109-20 (rotor ataleti 0,0165 kg·m²).

F = m·a + μ·m·g = 600×6,5 + 0,05×600×9,81 = 3900 + 294 = 4194 N

T_çıkış = F·r + J_kasnak·a/r = 4194×0,07958 + 0,019×81,7 = 335,3 Nm

α_motor = a / r × i = 81,7 × 5 = 408 rad/s²

T_motor = T_çıkış/(i·η) + (J_motor + J_red)·α = 335,3/4,5 + 0,0175×408 = 81,7 Nm

Bölüm	Süre	Araba ivmesi	Motor torku
İleri hızlanma	0,31 s	+6,50 m/s²	+81,7 Nm
Senkron (kesim)	1,00 s	0	+5,2 Nm
İleri yavaşlama	0,31 s	−6,50 m/s²	−59,1 Nm
Dönüş hızlanma	0,46 s	−6,14 m/s²	−77,4 Nm
Dönüş sabit hız	0,46 s	0	−5,2 Nm
Dönüş yavaşlama	0,46 s	+6,14 m/s²	+55,6 Nm

Senkron sırasındaki 5,2 Nm yalnız sürtünmedir; kesme kuvveti bu tabloda yok.

RMS tork ve motor seçimi

Motorun ısınmasını belirleyen, çevrim boyunca torkun karesel ortalamasıdır (RMS). Tepe tork motorun kısa süreli kapasitesinin, RMS tork sürekli torkunun altında kalmalı; en yüksek devir de motorun devir sınırını aşmamalı. Üç aday motor aynı çevrimle hesaplandı (her motorun kendi ataletiyle).

T_rms = √( Σ T_i² · t_i / T ) = √( 7356 / 3,0 ) = 49,5 Nm (PM-109-20)

akım: I_rms = 49,5 / 2,5 ≈ 19,8 A, I_tepe = 81,7 / 2,5 ≈ 32,7 A (Kt = 2,5 Nm/A)

Motor ve redüktör	Katalog sürekli / tepe	Hesap RMS / tepe	Kullanım	Devir (en çok / anma)	Atalet oranı	Sonuç
Estun EM3G-75D, 1/5	48 / 120 Nm	48,2 / 79,7 Nm	%100 / %66	1700 / 1500 rpm	13,1:1	Uygun değil
Control Techniques Unimotor hd HD-190UDF, 1/5	85 / 255 Nm	47,8 / 79,2 Nm	%56 / %31	1700 / 2000 rpm	14,9:1	Atalet oranı yüksek
HPB PM-109-20, 1/5	142 / 383,4 Nm	49,5 / 81,7 Nm	%35 / %21	1700 / 2000 rpm	9,3:1	Seçildi

EM3G-75D ve HD-190UDF değerleri sitedeki ONX Motion Sizing veritabanından, PM-109-20 değerleri HPB PMA kataloğundan (indirme merkezi) alındı; seçimden önce üreticinin güncel veri sayfası ve tork-devir eğrisiyle doğrulayın.

EM3G-75D'de RMS tork sürekli torka eşit (%100) ve 1700 rpm anma devrinin üstünde; HD-190UDF tork ve devirde yetiyor ama atalet oranı 14,9:1. Seçilen eşleşme: Unidrive M701 sürücü + HPB PM-109-20, redüktör 1/5. ONX bu tür uçar makas ve uçar testere hatlarında çoğunlukla bu ikiliyi kullanıyor. PM-109-20 torkta gereğinden büyük görünse de rotor ataleti sayesinde atalet oranını 9,3:1'e indiriyor; 600 kg'lık kayışlı arabada bu, kazanç ayarını ve titreşimi doğrudan etkiler. Sürücü motorun RMS ve tepe akımına göre seçilir: bu çevrimde yaklaşık 20 A sürekli ve 33 A tepe.

Fren (rejeneratif) enerjisi

Araba her çevrimde iki kez durur; kinetik enerjisi sürücünün DC barasına geri döner. Bu enerji ya fren direncinde ısıya çevrilir ya da ortak DC barada diğer eksenlere aktarılır.

E = ½ · m · v²

ileri: 0,5 × 600 × 2,00² = 1200 J dönüş: 0,5 × 600 × 2,83² = 2408 J

çevrim başına 3608 J → ortalama 3608 / 3,0 ≈ 1,2 kW (kayıplar düşülmeden, üst sınır)

tepe fren gücü ≈ m · a · v = 600 × 6,14 × 2,83 ≈ 10,4 kW (dönüş yavaşlamasının başında)

Sahada dikkat edilenler

En kısa kesim boyunu ayrıca hesaplayın: bu profilde dönüş ivmesi 6,5 m/s²'de tutulursa en kısa kesim boyu yaklaşık 5,9 m. 6 m'den kısa boylar için ya ivme artar ya da kesim süresi kısalmalıdır.
Kesim süresi tasarımı en çok etkileyen kalem: 1 s'lik kesim 2 m strok ve çevrimin üçte biri demek. Kesim süresi kısaldıkça strok, dönüş hızı ve RMS tork birlikte düşer.
Kesme kuvvetinin araba eksenindeki bileşenini (özellikle testerede) senkron bölümüne ekleyin.
Kayışın çekme kuvveti en az ileri hızlanmadaki 4,2 kN'u emniyetle taşımalı; kayış uzaması konum hatası ve titreşim olarak görünür.
S-eğri (jerk sınırı) titreşimi azaltır ama aynı sürede tepe ivmeyi artırır; S-eğri seçerseniz hesabı yeniden yapın.
Hat hızını ölçen enkoder ya da ölçü tekerleği kayarsa kesim boyu kayar: master sinyali malzemeye kaymadan bağlanmalı.

ONX Motion Sizing ile kontrol

ONX Motion Sizing bir noktadan noktaya hareketi hesaplar. Uçar makasta ileri ve dönüş hareketlerini ayrı ayrı girin: aracın verdiği tepe tork ve devir bu rehberdekilerle karşılaştırılabilir, RMS torku ise iki hareketi bölüm 8'deki gibi çevrim üzerinden birleştirerek bulun. Aracın varsayılan atalet oranı sınırı 10:1 olduğu için 1/5 redüktörde uyarı vermesi beklenir.

Alan	İleri hareket	Dönüş hareketi
Uygulama	Kremayer & Pinyon (kayışlı doğrusal eksen eşdeğeri)	Aynı
Hareketli kütle	600 kg	600 kg
Pinyon çapı	159,15 mm (500 mm / π)	159,15 mm
Sürtünme katsayısı / verim	0,05 / 0,90	0,05 / 0,90
Redüksiyon	1/5	1/5
Profil	Özel Trapez	Özel Trapez
Hareket mesafesi	2,62 m	2,62 m
Hareket süresi	1,62 s	1,38 s
Hızlanma / yavaşlama süresi	0,31 s / 0,31 s	0,46 s / 0,46 s

Kendi değerlerinizle hesaplayın

Kendi hat hızınızı, kesim boyunuzu, araba kütlenizi ve redüksiyon oranınızı ONX Motion Sizing'e girin; motor ve redüktör önerisini katalogdan alın. Uçar makas kontrolünü ve devreye almayı birlikte konuşmak isterseniz mühendislerimize ulaşın.

ONX Motion Sizing ile hesapla

Sık sorulan sorular

Uçar makasta motor seçerken tepe tork mu RMS tork mu belirleyici?

İkisi de kontrol edilir, ama uçar makas sürekli gidip geldiği için çoğu zaman RMS tork belirleyicidir. Bu örnekte tepe tork 82 Nm iken RMS tork 50 Nm; 120 Nm tepe torklu ama 48 Nm sürekli torklu bir motor, tepe torka rahatça yetse de ısınma yüzünden uygun değil.

Kesim süresi hesabı nasıl etkiler?

Araba kesim boyunca hat hızında gider: 2 m/s'de 1 s'lik kesim 2 m strok demektir. Kesim süresi çevrimden düşüldükten sonra hızlanma, yavaşlama ve dönüş için kalan süre kısalır; bu yüzden kesim süresi RMS torku ve dönüş hızını en çok etkileyen kalemdir.

Arabanın bütün yolunu kullanmak neden avantajlı değil?

Uzun strok ileri harekette ivmeyi düşürür ama ileri hareketi uzatır, dönüşe kalan süreyi kısaltır. Bu örnekte 4 m'nin tamamı kullanılsaydı ileri hareket tek başına 3 s sürerdi. En iyi nokta, ileri ve dönüş ivmelerinin birbirine yaklaştığı yerdir.

Atalet oranı kaç olmalı?

Kesin bir sınır yoktur; mekanik ne kadar rijitse oran o kadar yüksek olabilir. Kayışlı eksenlerde 10:1'in altı rahat ayar sağlar. Oranı düşürmenin etkili yolu redüksiyonu artırmaktır, çünkü yansıyan atalet oranın karesiyle düşer.

Hareketi elektronik kamla mı yapmak gerekir?

Gerekmez. Hız profili bu rehberdeki gibi trapez olabilir; CODESYS SoftMotion'da MC_GearInPos senkron başlangıcını, MC_CamIn ise bütün çevrimi tek bir kam profiliyle yapar. Kam, kısa kesim boylarında ve sürekli değişen boylarda daha esnektir.

Uçar makasınızı birlikte boyutlandıralım

Hat hızınızı, kesim boyu aralığınızı, araba kütlenizi ve mekanik yapınızı paylaşın; motor, redüktör, sürücü ve CODESYS tabanlı kontrol önerisiyle dönüş yapalım.

Mühendisle görüşme planla Ara: +90 216 504 14 42

Ara