Marco




1.Giriş

1996 yılında piyasada bilgisayar takabileceğimiz nakış makinası sayısı iyice azalmıştı. Yeni model makinalarda bilgisayar sistemi standart olarak bulunuyordu ve eski model makinalarında çoğuna bilgisayar sistemi takılmıştı. Bu dönemde, abimin yanında beraber çalıştığımız yakın arkadaşım Tuncay Kınalıyla bir nakış atölyesi açtık. Beraberce üç makinayı yaptık, çalıştırdık ve sattık. Bu makinaları yaparken kazandığımız güvenle (ve parayla:) yukarda resmi görülen makinayı satın almaya karar verdik.Bu nakış makinası 1991 yılında Marco firması tarafından üretilmişti. Büyük resim için tıklayın Üretici firma 1992 yılında kapandığı için o yıl arıza yapan bu makina, servisi olmadığı için 4 yıldan beri çalışmıyordu. 1996 Ocak ayında bu makinayı satın aldık. 1991 model olmasına rağmen Marco bu makinayı üretirken o kadar aşırıya kaçmıştı ki aradan geçen 5 yıla rağmen makinanın özellikleri hala son model pek çok makinadan daha ileriydi. Bugün bile nakış makinalarında iğne sayısı 7 veya 9 olduğu halde bu makina daha o zamanlarda 12 iğneliydi. Satın aldıktan sonra makinanın step motorları dışında tüm elektrik ve elektronik parçalarını söktük, bunların yerine piyasadan temin ettiğimiz parçalar kullandık. Bu parçaların bilgisayardan kontrolünü sağlayacak programı yazdık. Yaklaşık iki ay içinde makinayı yeni haliyle çalışır duruma getirdik ve üçüncü ayda satışını yaptık. Bilgisayar sistemi ilave ettiğimiz ya da tüm donanımını değiştirdiğimiz makinalar içinde bu makina, diğerlerinde kullanılan sistemlerin nerdeyse tamamını kullanan ve yapmaya fırsat bulduğumuz makinalar içinde mekanik olarak en iyi durumda olan makinadır. Atlama sistemi olmaksızın 12.7mm den daha uzun geçişleri yapabilme, AC motor sürücü kullanılarak hız kontrolü yapılması, 700 devirde 9mm ye kadar çalışıp 12.7mm ye kadar olan sargılarda yavaşlama, desen başına kadar geri ve desen sonuna kadar ileri alma, toplayarak ileri ve geri alma, desenin işlenirken ekranda görülebilmesi gibi yeni model makinalarda bulunan pekçok özellik bu makinada uygulanmıştır. Bu yazıda bu sistemleri kurarken gidilecek yollardan bahsetmek istiyorum. Şunuda ayrıca söylemek istiyorum ki makinayı nasıl yaptığını yazmak makinayı yapmaktan daha zormuş:) İşe hangi step motorların , hangi step motor sürücülerin kullanıldığını, bunların nasıl bilgisayara bağlandıklarını anlatmakla başlayalım.

2.Step Motorlar ve Step Motor Sürücüler

Nakış makinalarının çoğunda 34/50 step motorlar kullanılmaktadır. 34 motor çapının 3.4 inch ve 50 motor boyunun 5.0 inch olduğunu belirtmektedir. Motordan çıkan 8 kablo, motor içinde bulunan 8 bobinin karşılıklı 4 tanesinin seri bağlanmasıyla elde edilmiştir. Motoru üreten firmaya göre bu kabloların renkleri değişebilir. Ama aynı bobine ait kabloların biri düz diğeri aynı rengin beyaz çizgili olanı şeklinde kullanımı standarttır. Bu 8 kablo step motor sürücülere bipolar series, bipolar parallel, unipolar olmak üzere 3 değişik şekilde bağlanabilir. Marconun üzerinde bulunan Pasific Scientific marka motorlarda bu kabloların renkleri ve sürücülere bağlantı şekilleri aşağıdaki tablolarda görüldüğü gibidir. Denemeler sonunda bipolar series bağlantı şekliyle en yüksek verim alındığı için motorlar sürücülere bu şekilde bağlanmıştır.

Bipolar Series Connection
Lead ConnectionsDriver Connection
BlackA
Orange/A
RedB
Yellow/B
White/Black & White/Orangenone
White/Red & White/Yellownone

Bipolar Parallel Connection
Lead ConnectionsDriver Connection
Black & White/OrangeA
Orange & White/Black/A
Red & White/YellowB
Yellow & White/Red/B

Unipolar Connection
Lead ConnectionsDriver Connection
BlackA
OrangeB
RedC
YellowD
White/Black & White/Orange+V
White/Red & White/Yellow+V

Bu motorları sürmek için Neta Makinadan temin edilen GMD-04 step motor sürücüler kullanılmıştır. Her biri 110 Volt DC gerilimle beslenen 2 GMD-04 sürücü çalışma anında motor başına 9 amperlik akım vermek üzere ayarlanmıştır. Besleme devresinde iki troid trafo kullanılmıştır.

GMD Motor sürücülerin çalışma voltajları ve boyutları aşağıdaki tabloda görüldüğü gibidir.

Vdc RANGE
Inf min. Inf max. Dimensions
 
(VOLT)
(AMP)
(AMP)
(mm.)
GMD 02
55 to 85
1.6
6
100 x 160 x 45
GMD 03
55 to 85
4
10
100 x 160 x 45
GMD 04
95 to 140
5
12
100 x 160 x 51
GMD 06
160 to 190
5
12
100 x 160 x 51

Sürücülerin boyutları ve motorlara nasıl bağlandıkları aşağıdaki şekilde görülmektedir.

Sürücüler üzerinde bulunan dip switchlerin ayarları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir. Ayarlar yapılınca sürücü 9 amperlik nominal çalışma akımında half step çalışmaktadır. İlk 3 switch çalışma akımını, 5. ve 6. switchler çalışma modunu seçmektedir.

GMD-04 Settings
Dip-switches Set
1 OFF
2 ON
3 ON
4 ON
5 ON
6 OFF

Sürücülerin bilgisayarla kontrol edilmesi için PC Printer Port kullanılmıştır. Aradaki optik izolotör PC çıkışlarının herhangi bir arıza durumunda zarar görmesini engellemek ve sürücülerin 24 Volt DC girişlerini kontrol edebilmek için konulmuştur.

3.Ana Motor ve Ana Motor Sürücü

Makinanın orjinal ana motoru brushless DC motordur. Orjinal sürücüsü arızalı olduğu için ana motor 1,5 KW'lık 3 Fazlı Asenkron motorla değiştirmiştir. Makinanın hızını sargı genişliğine göre değişmesi ve renk değiştirme, sıçrama gibi durumlarda otomatik olarak durup kalkması istendiği için kontrol panosu yapmak yerine Siemens MicroMaster AC motor sürücü devresi kullanılmıştır. Micromaster sürücü kullanmanın bir faydası da makinanın tek fazla çalışabilir duruma gelmesidir. Hız kontrolünü yapmak için sürücünün dijital girişleri kullanılmıştır. Bu girişler, step motor sürücülerde olduğu gibi optik izolatörler kullanarak PC Printer Portuna bağlanmıştır. Ayrıca makinanın ayarları yapılırken rahat hareket edebilmek için kabloyla uzaktan kumanda etmeyi sağlayan bir çift ileri geri düğmesi eklenmiştir. Micromasterin ayarları yapılırken değiştirilen parametrelerin listesi aşağıdaki tablodadır.

Micro Master Settings
Parameter Funtion Value
P002 Ramp up time (seconds) 0.5
P003 Ramp down time(seconds) 0.5
P006 Frequency setpoint type selection 2 = Fixed Frequency
P009 Parameter protection settings 3 = All parameters can be read/set
P041 1st fixed frequency(Hz) 36.0
P042 2nd fixed frequency(Hz) 45.0
P043 3rd fixed frequency(Hz) 54.0
P044 4th fixed frequency(Hz) 63.0
P046 5th fixed frequency(Hz) 0.0
P047 6th fixed frequency(Hz) 9.0
P048 7th fixed frequency(Hz) 18.0
P049 8th fixed frequency(Hz) 27.0
P051 Selection control function, DIN1 (terminal 8) 0 = Input disabled
P052 Selection control function, DIN2 (terminal 9) 0 = Input disabled
P053 Selection control function, DIN3 (terminal 10) 6 = Fixed frequencies
P054 Selection control function, DIN4 (terminal 11) 6 = Fixed frequencies
P055 Selection control function, DIN5 (terminal 12) 6 = Fixed frequencies

Binary Coded Fixed Frequency Mapping
Frequency DIN3(P053) DIN4(P054) DIN5(P055)
FF5(P046) 0 0 0
FF6(P047) 0 0 1
FF7(P048) 0 1 0
FF8(P049) 0 1 1
FF1(P041) 1 0 0
FF2(P042) 1 0 1
FF3(P043) 1 1 0
FF4(P044) 1 1 1

4.Sensörler

Nakış makinası çalışırken kumaşı hareket ettiren kasnak, hareketine iğne kumaştan çıktığı anda başlamalıdır. İğne kumaşa batmış durumda kasnak hareket ederse makinanın iğneleri kırılır ve üzerine nakış yapılan kumaş zarar görür. Kasnak hareketinin iğne kumaştan çıktığı anda başlaması için makinanın ana miline bir kam takılır. Bu kamın karşısına bir sensör yerleştirilir ve sensörün çıkış uçları bilgisayara girilir. Kullanılan sensör tercihan indüktif olmalıdır. Optik sensörler kumaşlardan gelen elyaf ve atölye ortamında olmaları nedeniyle tozlanmaktadır. Kasnak harekei dışında bilgisayara girilmesi gereken bir diğer bilgi makinanın durma noktası bilgisidir. Makina her stop ettiğinde aynı noktada durmalıdır. Renk değiştirme, kopan ipliklerin takılması gibi işlemler iğnelerin belli bir pozisyonda olmasını gerektiren işlemlerdir. Bu işlemler için toplam iki sensör makinanın ana milinden bilgisayara bilgi göndermek için kullanılır. Montajlarının basit olması nedeniyle vida gövdeli indüktif sensörler tercih edilir.

5.Start ve Stop

Makina yaklaşık 7 metre boyunda olduğu için start ve stop verme işlemleri için buton kullanmak pratik değildir. Her stop işlemi için stop düğmesinin bulunduğu yere gitmek gerekecektir. Bu sorunu çözmek için makinanın ön kısmında makina boyunca uzanan bir bar vardır. Bu bar sağa çekildiğinde start, sola çekildiğinde stop verme işlemi gerçekleşir. Ayrıca iplik kopması ya da alt ipi bitmesi durumlarında sakat çıkan işleri tamir etmek için makinanın sakat çıkan yer boyunca geri alması gerekir. Bu işlemi kolaylaştırmak için makina durduğu sırada stop verildiğinde geri alma komutu işlenmiştir. Start stop barına start vermek için basıldığında makina ağır devirde çalışmaya başlar. Bar bırakıldığı anda tam devirle devam eder. Bu şekilde start alma anında ip kopması engellenmiş olur. Makinanın sağ baş tarafında start/stop barının uç kısmında yer alan kutuda start ve stop için iki microswitch bulunmaktadır. Bu switchlerden çıkan uçlar direk olarak bilgisayarın game portuna bağlıdır. Game portta bulunan 2 giriş pini bilgisayarın start ve stop işleminden haberdar olmasını sağlar.

6.Renk Değiştirme

Otomatik renk değişimi makinanın sağ baş kısmında bulunan redüktörlü DC motor tarafından sağlanır. Motorun kutuplarının yer değiştirilmesiyle motor yönü, dolayısıyla renk değiştirme yönü belirlenmiş olur. Printer portun çıkış uçlarına bağlanan iki optik izolatör, çift kontaklı iki röleyi tetiklemekte, bunlarda motorun sağa ya da sola dönmesini ve makinanın renk değiştirmesini sağlamaktadır. İğnelerin tam istenilen noktaya geldiklerini anlamak için DC motorun şaftına bağlı bulunan bir kam karşısında bulunan sensör kullanılmaktadır. Redüktörlü DC motorun her turuna karşılık makina bir renk sağa ya da sola kaymaktadır. Makinanın hangi renkte olduğunu anlamak için DC motorun şaftına bağlı olan çok turlu bir potansiyometre bulunmaktadır. Bu potansiyometreden çıkan uçlar PC'nin game portunda bulunan analog girişlerden birine bağlanmıştır.

7.İplik Kopma Detektörü

İplik kopması ya da alt iplik bitmesi durumlarında makinanın otomatik olarak stop etmesi gerekmektedir. Makinada toplam 12 nakış yapan kafa ve bu kafalarda toplam 144 iğne bulunmaktadır. Nakış yapılırken makinanın o anda hangi renkte olduğuna bağlı olarak bu 144 iğneden 12 tanesi kontrol edilmelidir. Bilgisayarda kullanılan yazılım renk değiştirme motoruna bağlı olan potansiyometreden aldığı geri beslemeyle makinanın o anda hangi renkte olduğunu tespit eder. Buna bağlı olarak hangi 12 iğneyi kontrol etmesi gerektiğine karar verir. Makinada ipliğin kopuk olduğunu anlayan parçalar, iplik beslemesi yolu üzerinde bulunan tensiyon telleridir. Bu teller makinanın her devrinde bir sefer kontrol edilmektedir. Kontrol noktası, makinanın ana mili üzerinde bulunan sensörün stop noktasını gördüğü noktadır. İplik koptuğunu kontrol etmek için bilgisayara bu 144 giriş bilgisinin aktarılması gerekmektedir. Tasarımı rahatlatmak için bu 144 giriş bilgisi 1 giriş bilgisine düşürülmüştür. Bunu yaparken kafaların üstüne konulan multiplexer kartlardan faydalanılmıştır. Bu kartların her birinde bulunan iki 4067 entegresinden biri hangi kafanın kontrol edildiğine, diğeri hangi iğnenin kontrol edildiğine karar vermektedir.

8.Kasnak Sınırı Detektörü

Makinanın nakış yapabileceği maximum alan 41x50cm'dir. Bu alanın yukarı-aşağı veya sağa-sola sınırlarına gelindiği zaman step motorlar kasnağa vermeleri gereken hareketi veremeyecekleri için yapılmakta olan nakış bozulacaktır. Bunu engellemek için kasnak sınırlarına, her yöne bir tane olmak üzere 4 microswitch yerleştirilmiş ve bu switchler bilgisayara bağlanmıştır. Step motorlara hareket verme işi sadece bilgisayar tarafından yapıldığı için, hareket verildiği sırada sınıra gelinip gelinmediği kontrol edilerek eğer sınıra gelinmişse makina bilgisayar tarafından durdurulmakta ve ekranda sınıra gelindiğini gösteren hata mesajı çıkmaktadır. Yapılan nakış bittiğinde makinanın üzerindeki nakış yapılan parçaların alınmasını ve yeni parçalar konmasını kolaylaştırmak için klavyeden "End" tuşuna basılır. Bu durumda makina kasnak üst sınırına kadar otomatik olarak gitmektedir. Yeni kumaşlar takılırken klavyeden "Home" tuşuna basılarak makina eski pozisyonuna alınmaktadır.

9.Yazılım

Kullanılan yazılım, "Desen Makinaya" bölümü dışında tamamen diğer makinalar için kullanılan yazılımın aynısıdır. İplik koptuğunda hangi kafanın iplik kopardığını göstermek için monitörün kullanılması, kasnak hareketinin klavyedeki tuşlardan verilmesi, kasnak sınırına gelindiğinde ekrana çıkan mesajlar, renk değiştirme sistemi için ilave edilmiş fonksiyonlar, hız kontrolü için eklenmiş fonksiyonlar "Desen Makinaya" bölümündeki temel farklardır. Kasnağın manuel hareketi klavyedeki ok tuşlarından verildiğinde kasnağın önce yavaş daha sonra hızlı hareket etmesi, hızlı ileri ve geri alma, adım adım ileri ve geri, çalıştırma ve durdurma gibi fonksiyonlarda yine klavyeden kontrol edilebilen fonksiyonlardır. Bu fonksiyonlarda standart yazılıma yapılan eklemeler sonunda ortaya çıkmıştır.

10.Sonuç

Minimum donanım ve maximum yazılımla, standart bir PC'nin sadece standart portları kullanılarak bir nakış makinasının komple otomasyonun yapılması mümkündür. Yazılımda değişiklik yaparak makinaya yeni fonksiyonlar eklenebilir. Marco'nun çalışma prensipleri CNC tezgahlar ve XY plotterlarla aynı prensiplere dayanmaktadır. Bu tasarım baz alınarak bu türden uygulamalar da gerçekleştirilebilir.

[ sayfa başı ] [ ana sayfa ] [ projeler ] [ programlar ] [ şarkılar ] [ linkler ] [ e-mail ]
Hosted by www.Geocities.ws

1