AUDIOMS AUTOMATIKA Ovladač pohybu USB-MC-INT-v3

Technické specifikace

• Podporované funkce Mach3
• Nepodporované funkce
• Další funkce

Popis

USB-MC-INT v.3 je 6osý ovladač pohybu (obrázek 1.1) navržený pro použití s ​​oblíbeným CNC řídicím softwarem Mach3 v operačních systémech Windows XP, Vista, 7, 8, 8.1 a 10 s 32bitovou (x86) ) a 64bitové (x64) architektury. Aby byla zajištěna spolehlivá komunikace s počítačem, byl na USB lince zabudován CMC filtr (Common Mode Choke) a ochrana TVS (Transient Voltage Supresor). Pohybový ovladač je dodáván s kvalitním 1 m dlouhým USB kabelem se dvěma feritovými jádry.

Dlouholeté zkušenosti s navrhováním nám umožnily optimalizovat pohybový ovladač USB-MC-INT v.3 tak, aby splňoval všechny technické požadavky a přitom byl ekonomicky dostupný.
Pohybový ovladač USB-MC-INT lze také ovládat pomocí softwaru pro řízení pohybu mikroCNC.

Pohybový ovladač USB-MC-INT přebírá všechny úkoly v reálném čase, které vyžadují přesné načasování. Procesor počítače je tedy méně zatěžován, takže ovládací software nyní může fungovat na méně výkonných stolních počítačích, noteboocích a dokonce i tabletech. Vzhledem k tomu, že úloha řízení nevyžaduje výkonný počítač, lze nyní cenu za kompletní řídicí systém výrazně snížit.

Pohybový ovladač USB-MC-INT má:

• 16 digitálních výstupů, z nichž dva jsou reléové výstupy,
• 14 digitálních výstupů, přičemž 8 z nich je optoizolovaných výstupů pro objtagÚroveň 24 V a 6 z nich jsou TTL univerzální digitální výstupy,
• Jeden analogový výstup 0-5V nebo 0-10 V (volitelná výstupní úroveň) a
• Jeden analogový vstup 0-5V.

Maximální výstupní frekvence pro krokový signál je 250 kHz, volitelně 125 kHz.

Všechny vstupy a výstupy jsou dostupné přes konektory svorkovnice. Tímto způsobem je snadné připojit všechna periferní zařízení k pohybovému ovladači USB-MC-INT.
Mach3 plugin obsahuje integrovanou nejnovější kompatibilní verzi firmwaru, takže v případě nutnosti aktualizace firmwaru je tento proces automatický a pro uživatele snadný. Od června 2019 používá verze firmwaru pohybových ovladačů (Firmware v01.19 & Plugin v01.16) USB-MC-INT a USB-MC stejný plugin Mach3.

POZNÁMKA: Pohybový ovladač USB-MC-INT lze napájet z USB portu počítače, ale v takovém případě nebudou některé funkce pohybového ovladače dostupné. Pro využití všech dostupných funkcí pohybového ovladače USB-MC-INT je nutné použít externí napájecí zdroj 15-28 VDC / 500 mA.

Podporované funkce Mach3

• všechny režimy běhání
• vřeteno PWM out, nastavitelná frekvence 10 Hz – 200 kHz
• vstup indexu vřetena, nastavitelná dělička
• vřeteno krok/směr osa
• relé vřetena (M3, M4 a M5)
• relé chladicí kapaliny (M7, M8 a M9)
• Vstup ESTOP
• Vstupy MPG (kodéru), všechny režimy Mach3 MPG + hardwarový režim
• volně přiřaditelné funkce ke kterémukoli ze vstupů a výstupů
• nastavitelný stav aktivního signálu (nízký/vysoký) pro všechny vstupy a výstupy
• navádění / odkazování (jednoosé a víceosé)
• hardwarové koncové spínače
• limity se zpomalením pro plynulé zastavení
• potlačení limitů, auto/manuální/externí
• výstupy nabíjecí pumpy, nastavitelná frekvence (12.5 kHz a 5 kHz)
• otrocké sekery
• funkce sondování (G31)
• laserové M10p1/M11p1, rychlé výstupy e5p1/e5p0 (#1-6)
• laser PWM, kompenzace výkonu (pracovní cyklus PWM se může měnit o rychlosti pohybu), nastavitelná libovolná vztahová křivka
• laser PWM, brána M10/M11
• laserové gravírování ve stupních šedi (8 bitů).
• kyvadlový režim, nastavitelný čas zrychlení
• podrobné nastavení pro debouding všech vstupních signálů
• Ovládání FRO, SRO nebo jakékoli DRO/Variable pomocí potenciometru nebo otočného enkodéru
• offline režimu
• závitování na soustruhu pomocí Mach3turn, G32, G76
• Funkce THC (podpora integrovaného a externího ovladače)
• Pokročilé možnosti THC (detekce zářezu, zámek THC, dolní propust…)

Není podporováno

• Kompenzace vůle

Další funkce
S limity nejsou pomalé zóny nastavitelné, ale šířka těchto zón je určena automaticky tak, že daná kritéria pro maximální rychlost motoru a zrychlení jsou dodržována pro každou osu zvlášť.

Technické specifikace

Funkce	Popis
Komunikace s PC	USB port s vestavěným CMC filtrem a TVS ochranou Vyrovnávací paměť cca 1 s pro stabilní komunikaci
Počet podporovaných os	6
Digitální výstupy	– 12 univerzálních digitálních výstupů – 1 výstup s otevřeným kolektorem PNP (pro linku Enable) – 1 digitální výstup vyhrazený pro generování analogového signálu
Maximální proud na univerzálních digitálních výstupech	32 mA
Reléové výstupy	2 NO reléové výstupy s kapacitou 250 VAC / 8 A max. nebo 30 VDC / 8A max
Digitální vstupy	– 8 optoizolovaných vstupů pro úrovně signálu 24V – 6 Schmittových spouštěcích univerzálních digitálních vstupů pro úrovně TTL a s pull-up odpory 4.7 kΩ
Maximální frekvence signálu STEP	250 kHz (volitelně 125 kHz)
Šířka pulzu STEP	2 µs (volitelně 4 µs)
Výstupní frekvence PWM	10 Hz – 200 kHz *
Rozlišení pracovního cyklu PWM	16-9 bitů, v závislosti na frekvenci; 16 bit pro f ≤ 2 kHz
Frekvence signálu na vstupu Index	≤ 10 kHz
Šířka pulzu na vstupu Index	≥ 100 ns
Frekvence vstupu MPG/enkoder (x4).	≤ 10k kroků/s
Počet analogových výstupů	1
Rozsah analogového výstupu	0–5 V nebo 0–10 V
Počet analogových vstupů	1
Rozsah analogového vstupu	0–5 V
Počet výstupů plnicího čerpadla	2
Frekvence nabíjecího čerpadla	12.5 kHz nebo 5 kHz
Napájení	15–28 VDC / 250 mA minimálně
Rozměry	120 mm x 92 mm x 34 mm
Hmotnost	~ 125 g

POZNÁMKA: Zobrazené specifikace se mohou změnit bez předchozího upozornění * Výstupní signál PWM lze přiřadit výstupním kolíkům 1-14 (O1-O14)

INSTALACE

Instalace ovladače
Připojte pohybový ovladač USB-MC-INT k volnému portu USB na osobním počítači. Ve většině případů, pokud používáte operační systém Windows 7 nebo novější, systém Windows automaticky vyhledá a nainstaluje požadované ovladače, takže ruční instalace není nutná. V opačném případě, pokud systém Windows nenalezne ovladače pro pohybový ovladač, požádá o umístění v místním počítači, ze kterého jej bude číst. Ovladače lze stáhnout z www.audiohms.com místo.

Poznámka: Pohybový ovladač USB-MC-INT nevyžaduje instalaci ovladače Mach3 LPT a ani tento ovladač nepoužívá.

Instalace pluginu
Mach3 plugin obsahuje integrovanou nejnovější kompatibilní verzi firmwaru, takže v případě nutnosti aktualizace firmwaru je tento proces automatický a pro uživatele snadný. Plugin lze stáhnout z www.audiohms.com.
Poznámka: Od června 2019 používá verze firmwaru pohybových ovladačů (Firmware v01.19 & Plugin v01.16) USB-MC-INT a USB-MC stejný plugin Mach3.

Chcete-li nainstalovat plugin USB-MC-INT Mach3, dodaná kopie file usbmc_drv.dll na soubor Mach3 plugins složka (obvykle „c:\mach3\plugins“). Poté spusťte Mach3 a měl by být detekován nový plugin (obrázek 3.1). Nyní vyberte USB-MC-plugin v zobrazeném seznamu možností. Volitelně také zapněte volbu Už se mě na to neptat, aby se tato volba zapamatovala a znovu se nezobrazovala při příštím spuštění Mach3.

V případě, že se tento dialog pro výběr pluginu nezobrazí, je možné jej spustit pomocí položky nabídky Funkce Cfg's\Reset Device Sel…

Po zapnutí je regulátor v bezpečném režimu, to znamená, že všechny výstupy jsou ve stavu vysoké impedance (nezapojené). LED indikátor režimu na řídicí desce pomalu bliká.
Po kliknutí na tlačítko RESET v Mach3 je navázáno spojení s kontrolérem a je hlášen stav zobrazený na (Obrázek 3.2). Regulátor poté přejde do normálního provozního režimu, LED indikátor na desce přestane blikat a nepřetržitě svítí.

Pokud dojde z jakéhokoli důvodu ke ztrátě připojení USB, ovladač okamžitě přejde do nouzového režimu. Poté je potřeba prozkoumat a odstranit příčinu chyby a kliknutím na tlačítko RESET znovu navázat komunikaci.
Kontrolér také přejde do nouzového režimu při všech změnách konfigurace a také při ukončení aplikace Mach3.

Automatická aktualizace firmwaru
Plugin USB-MC-INT motion controller obsahuje také požadovaný firmware pro ovladač. Pokud se tedy po navázání spojení zjistí, že je nutná aktualizace firmwaru, zobrazí se zpráva jako na obrázku 3.3. Je nutné kliknout na Ano a počkat na dokončení procesu (obrázek 3.4). Nakonec by měly být uvedeny výsledky jako na obrázku 3.5.

Aktuální verze pluginu a firmwaru naleznete v okně O aplikaci konfiguračního dialogu USB-MC.

Konfigurace

Většina konfigurace se provádí pomocí stávajících dialogů pro úpravy v aplikaci Mach3, jako jsou porty a piny, obecná konfigurace atd., stejně jako při použití ovladače LPT. Některé další možnosti, které nabízí ovladač pohybu USB-MC-INT, lze upravit pomocí dialogového okna, které se otevře pomocí položky nabídky Plugin Control/USB-MC Config…. Stavové okno, které lze otevřít pomocí Plugin Control/USB-MC Status…

Úprava portů a kolíků v okně Porty a kolíky
Pohybový ovladač USB-MC-INT poskytuje jeden digitální vstupní port se 14 kolíky a jeden digitální výstupní port se 16 kolíky. Tyto piny lze podle potřeby přemapovat, to znamená, že jim lze přiřadit různé funkce, které jsou potřebné pro konkrétní aplikace (obrázek 4.1).

Obrázek 4.1 Konfigurace portů a pinů
Při použití konfiguračních dialogů jako Motor Outputs, Input Signals, Output Signals atd. je číslo 1 vždy použito jako číslo portu. Dostupné piny na vstupním portu jsou očíslovány od 1 do 14. Podobně jsou piny výstupního portu očíslovány od 1 do 16. Pohybový ovladač USB-MC-INT bude ignorovat jakékoli číslo portu odlišné od 1 a jakýkoli PIN, který je mimo dostupný rozsah .

Konfigurační dialog USB-MC-INT

Pohybový ovladač USB-MC-INT používá stejný konfigurační dialog jako pohybový ovladač USB-MC. Tento dialog lze otevřít pomocí položky nabídky Plugin Control/USB-MC Config… (obrázek 5.1).
Karta Obecné nastavení (obrázek 5.1)

Frekvence PWM vřetena/laseru
Frekvenci výstupního signálu PWM, který se používá pro řízení otáček vřetena nebo řízení výkonu laseru, lze nastavit v rozsahu 10 Hz – 200000 5.1 Hz (obrázek 4.1). Výstupní kolík pro tento účel se volí pomocí řádku osy vřetena v okně Výstupy motoru (obrázek XNUMX). Používají se pouze úpravy pro signál Step (pin/low act/port) a pole Dir se nepoužívá pro výstup PWM.

DŮLEŽITÁ POZNÁMKA: Pro PWM výstup lze použít pouze výstupní piny 1-14 (a ne piny 15 a 16).
Také v okně Nastavení Ports&pins/Spindle ve skupině Motor control by měly být zapnuty možnosti Use spindle motor a PWM control. PWMBase Freq ve stejné skupině se nepoužívá.

Rychlost zatažení domů
Toto je rychlost zatažení z domovského spínače daná v procentechtage rychlosti navádění (obrázek 5.1). V první fázi operace navádění (referování) pro osu se provádí pohyb směrem k domovskému spínači, dokud není spínač aktivován. Poté se pohyb provádí v opačném směru (zatažení), dokud se spínač nedeaktivuje a tato poloha se použije jako referenční. Rychlost zatažení domů by měla být dostatečně nízká, aby bylo dosaženo dobré přesnosti reference.

Index impulsů na otáčku
Indexový vstup se používá pro detekci otáček vřetena. Běžně se používá jeden pulz na otáčku, ale lze použít i více než jeden (obrázek 5.1).

Dereference všech os při sestupuct
Tato možnost by měla být zapnuta, pokud chcete dereferencovat všechny osy v případě chyby nebo přerušení spojení s ovladačem (obrázek 5.1).

Maximální frekvence kroku

• Umožňuje nastavení maximální frekvence generovaných skokových signálů (obrázek 5.1). Nižší rychlost (125 kHz, šířka pulzu 4 µs) se používá v případě, že ovládané ovladače/řadiče nejsou dostatečně rychlé pro šířku impulsu 2 µs, která je vyžadována při použití plné rychlosti (250 kHz).
• Po změně tohoto parametru je nutné restartovat Mach3, aby se nové nastavení projevilo. Po restartu je také potřeba zkontrolovat na obrazovce MotorTuning, zda je rychlost pro kteroukoli osu nastavena na hodnotu vyšší, než dovoluje aktuální maximální frekvence, a případně opravit nastavení.

Hardware MPG

• Pokud je tato možnost zapnuta (obrázek 5.1), ovladač pohybu USB-MC-INT bude používat hardwarový režim MPG, to znamená, že čtení vstupů MPG a generování výstupních signálů STEP/DIR se provádí kompletně v hardwaru bez nutnosti komunikace s PC. .
• To umožňuje velmi rychlou odezvu (nízká latence) a zároveň přesné řízení motoru. Konfigurované parametry motoru (maximální rychlost, zrychlení) jsou dodržovány.
• Pokud je tato možnost vypnuta, použijí se pro provoz MPG standardní režimy Mach3. Tyto možnosti lze zobrazit stisknutím klávesy TAB v Mach3. V tomto případě ovladač pohybu USB-MC-INT načte vstup MPG, odešle aktuální polohu do Mach3 a
• Mach3 pak, podle zvoleného MPG režimu (pouze rychlost, Multi-Step…), generuje příslušné příkazy pro pohyby. Tyto příkazy jsou poté odeslány do ovladače pohybu USB-MC-INT a provedeny.
• V hardwarovém režimu se stejně jako ve standardním režimu CycleJogStep používá k nastavení kroku pohybu a také většina nastavení (osa MPG, aretace…) je stejná.

Limit MPG federate
Pokud je tato volba zapnuta (obrázek 5.1), rychlostní limit daný parametrem MPG Feedrate je dodržován v hardwarovém MPG režimu. Tento parametr se nachází v okně MPG/Jog (obrázek 6.1).

Možnosti laserového PWM

Ramp kompenzace výkonu
Kompenzace výkonu laseru (obrázek 5.1) se používá k překonání typických problémů při laserovém gravírování, a to hloubka/intenzita gravírování závisí na rychlosti pohybu laserové hlavy. To je zvláště viditelné na začátku a na konci jednoho gravírovacího segmentu, kde se laserová hlava zpomalí a zastaví, takže se objeví nežádoucí černé tečky. K odstranění tohoto jevu lze výkon laseru řídit pomocí PWM, takže pracovní cyklus PWM je přímo závislý na rychlosti laserové hlavy. Tak napřample, pokud je rychlost nulová, pracovní cyklus PWM bude také nulový. S rostoucí rychlostí se zvyšuje i pracovní cyklus, který řídí výkon laseru. Je možné nakonfigurovat libovolnou křivku vztahu.

Synchronizujte výstup s pohyby G-code, M10px, M11px
Tato volba (obrázek 5.1) umožňuje rychlé příkazy M10px a M11px, kromě jejich primární funkce nastavení stavu na výstupu x (Output#1-6), zároveň umí zapnout/vypnout PWM výstup. Port brány určuje, který výstup x tímto způsobem řídí výstup PWM. Takže napřample, pokud je zadán příkaz M11p3 a port brány=3, výstup PWM bude zapnut.
Laserové gravírování vyžaduje mnohem rychlejší zapnutí/vypnutí laseru, než jakého je možné dosáhnout pomocí vřetenových příkazů (M3, M4 a M5). Použitím příkazů M10/M11 je zapnutí/vypnutí laseru také ideálně synchronizováno s prováděním g-kódu. To se provádí následujícím způsobem: když napřample, příkaz M11p1 (zapnout výstup 1) je proveden v programu v g-kódu, zpočátku se nic neděje, ale tento příkaz „zapnout výstup x“ je zapamatován jako aktivovaný pro provedení. Když je proveden další příkaz pro polohování (jako G01 pravděpodobně na úplně dalším řádku programu), pak ve stejném okamžiku, kdy začne přikázaný pohyb, je aktivován i daný výstup. Stejná logika platí pro příkaz M11px (turn of output).

Rastrové gravírování v úrovni šedé

• Tato možnost se používá pro laserové gravírování rastrových obrázků a je podporována 8bitová paleta (256 odstínů šedi) (obrázek 5.1). Když je tato volba zapnuta, osa A se používá k řízení výkonu laseru, tj. daný „pohyb“ osy A je přímo převeden na pracovní cyklus výstupu PWM.
• G-kód by měl být generován z bitmapového obrázku pomocí jednoho z programů pro tento účel. Více podrobností o této možnosti a požadovaných nastaveních v Mach3 pro gravírování rastrových obrázků naleznete v samostatném dokumentu (Laserové rastrové gravírování USB motion controlleru).

Karta Vstupní filtr
Digitální filtrování (debouncing) je dostupné pro všechny vstupy. Okno vstupního filtru umožňuje podrobné nastavení odrazu (obrázek 5.2). Doba odrazu se udává v krocích po 100 µS. Napřample, je-li zadána hodnota 30, znamená to, že na vstupu je potřeba 3 ms stabilního stavu, aby se stav změnil z aktivního na neaktivní nebo naopak. Pokud je pro vstup uvedena doba odskoku 0, odskok se pro tento vstup vypne. To se doporučuje v případě, že chceme maximální rychlost čtení a jsme si jisti, že signál je čistý (např. optický kodér). Dobu odskoku lze nastavit pro skupinu pinů funkcí nebo pro každý pin zvlášť (obrázek 5.2).

Karta Analogový vstup a kodéry
Pohybový ovladač USB-MC-INT nabízí jeden analogový vstup a navíc umožňuje současné čtení dvou inkrementálních enkodérů. Jejich funkčnost lze upravit pomocí tohoto dialogu (obrázek 5.3).

Speciální funkční skupina
V poli vlevo jsou zobrazeny dostupné zdroje vstupního signálu a v závorkách přiřazená funkce (pokud existuje). Pro vybraný zdroj signálu jsou na pravé straně zobrazeny parametry, které lze upravit.

Pro speciální funkce jsou dostupné tyto možnosti:

• Žádný – signál není použit pro žádnou speciální funkci,
• FRO 0–250 % – regulace rychlosti posuvu,
• SRO 0–250 % – regulace rychlosti vřetena,
• Nastavit uživatelskou proměnnou – načtená hodnota se vloží do interní proměnné Mach3, aby mohla být použita napřample, z makro skriptu nebo podobného. ID představuje identifikátor (adresu) proměnné. Typ výstupu lze zvolit jako 16bitovou hodnotu (0–65535) nebo procentatage (0-100 %). Hodnoty těchto proměnných lze sledovat pomocí funkce Mach3 Operator/Geode Vary Monitor
• Nastavit uživatele DROP – podobně jako u předchozí volby, pouze v tomto případě ID představuje indikátor pole DROP.

Při použití kodéru se krok pro proměnnou upraví nastavením hodnoty aretace pro použitý kodér (viz popis v dalším textu).

Nulový práh objtage
svtage nastavení prahu pro analogový vstup, udává se v mV. Načtená hodnota, která je menší nebo rovna této, se považuje za nulu (obrázek 5.3).

Mapování kodéru
Pohybový ovladač USB-MC-INT podporuje současné čtení dvou inkrementálních kodérů, včetně jednoho ze zařízení MPG (obrázek 5.3). Protože Mach3 nabízí úpravy pro celkem sedm vstupů kodéru, je potřeba tyto dva kodéry namapovat na požadované pozice.
Rozlišení kodéru/MPG

• Používá se k nastavení rozlišení inkrementálního kodéru (obrázek 5.3). Dostupné možnosti jsou x1 a x4. Volba x4 poskytuje nejlepší rozlišení a je vhodná např. pro optické kodéry. Volba x1 poskytuje základní rozlišení kodéru, to znamená jeden přírůstek pro jeden celý cyklus změny stavu na vedeních A a B. Tato volba je vhodná např. pro malé mechanické, rotační enkodéry, u kterých chceme, aby jedna zarážka odpovídala změně polohy 1 a ne 4. U mechanických enkodérů je také možný efekt odskakování kontaktů, což způsobuje chyby při čtení polohy proto je potřeba nastavit debouding pro kodér na optimální hodnotu. Algoritmus, který se používá pro volbu x1 čtení, je vůči těmto problémům poměrně odolný, takže při použití této volby je možné nastavit debouncing na nulu.

Zarážka (počet/jednotka)

• Zarážka je několik impulsů (přírůstků) z kodéru/MPG pro jeden úplný pohybový krok v Mach3. U MPG je tento krok definován na obrazovce MPG/Jog (obrázek 6.1).
• Hodnota aretace je pro lepší přehlednost zobrazena v tomto dialogu, ale lze ji upravit pomocí okna Mach3 Config/Ports&Pins/Encoders/Mpg's spolu se vstupními porty a piny pro kodéry.
• Zarážka nemusí být celé číslo a může být i záporná, pokud je potřeba změnit směr otáčení.
• Obvykle je MPG nastaveno na hodnotu aretace 4, pokud je zvoleno rozlišení kodéru x4.

karta Možnosti THC
Funkce THC (kontrola výšky hořáku) se používá u plazmových řezaček pro plynulou regulaci vertikální polohy plazmové hlavy nad materiálem. Kromě toho pro podporu externích regulátorů obsahuje pohybový ovladač USB-MC-INT také interní regulátor THC, který je možné využít připojením příslušného vol.tage senzor k analogovému vstupu ovladače pohybu USB-MC-INT.
Více podrobností o provozu THC a úpravách Mach3 souvisejících s tímto režimem lze nalézt v samostatném dokumentu (Provoz THC s USB pohybovými ovladači Audioms Automatika doo).

Shuttle režim

• MPG je možné použít také pro režim Shuttle Mach3, tedy jemné řízení rychlosti provádění programu G-Code v reálném čase (obrázek 6.1).
• Tato funkce se provádí kompletně hardwarově a v tomto režimu rychlost otáčení MPG přímo ovlivňuje rychlost provádění programu G-Code.
• Tlačítko Shuttle mode lze také použít jako rychlý FeedHold, i když MPG není připojeno nebo nakonfigurováno v systému. V tomto případě, pokud je během provádění G-kódu aktivován kyvadlový režim, pohyb na všech osách se zpomalí až do úplného zastavení.
• Deaktivací kyvadlového režimu se pohyb na všech osách zrychlí, aby dosáhl normální rychlosti. Toto zrychlení/zpomalení lze upravit pomocí pole Shuttle Accel. který lze nalézt v dialogovém okně Mach3 General Config.

Stavové okno

Stavové okno (obrázek 7.1) zobrazuje aktuální stav všech vstupních a výstupních pinů na ovladači pohybu USB-MC-INT. Na levé straně je také zobrazena aktuální poloha všech 6 os a na pravé straně různé stavové informace ovladače.
Toto okno se vznáší nad ostatními okny a nebrání normálnímu použití ovládacích prvků Mach3.

Připojení ovladače pohybu USB-MC-INT k systému CNC
Následuje popis zapojení ovladače pohybu USB-MC-INT do řídicího systému CNC.

Propojení s počítačem a napájecím zdrojem pro pohybový ovladač USB-MC-INT
Pro napájení pohybového ovladače USB-MC-INT je nutné zajistit externí napájecí zdroj 15-28 VDC / 500 mA (obrázek 8.1).

• Pro připojení pohybového ovladače USB-MC-INT k počítači se používá kabel USB typu AB (obrázek 8.1). Pohybový ovladač je dodáván s kvalitním 1 m dlouhým USB kabelem se dvěma feritovými jádry.
• V případě potřeby je možné použít jiné USB kabely. V tom případě použijte kvalitní USB kabely, pokud možno ne delší než 2m. Doporučuje se použít kabel USB s feritovými jádry (obrázek 8.2).

Připojení pohonů krokových motorů k ovladači pohybu USB-MC-INT
Pohybový ovladač USB-MC-INT může přijímat připojení až 6-krokových motorových pohonů. Obrázek 8.3 ukazuje doporučený princip zapojení pro příkazové řádky STEP/DIR/ENABLE ke čtyřem ovladačům mikrokrokových krokových motorů MST-107 nebo MST-109.

Volitelně může ovladač pohybu USB-MC-INT přijmout dvě další osy, to znamená další dva mikrokrokové motorové pohony MST-107 nebo MST-109 (obrázek 8.4).

• Výstup Common Enable je k dispozici na konektorech Con.10, Con.11, Con.12 a Con.13 a je označen ENA O12. Výstup Enable je realizován pomocí PNP tranzistoru zapojeného v konfiguraci s otevřeným kolektorem a je aktivován výstupem O12. Maximální proud pro výstup Enable je 150 mA.
• Tabulka 8.1 uvádí seznam doporučených výstupů pro generování signálů STEP a DIR pro řízení až 6 os. Výstup O12 je vyhrazen pro signál Enable.

Tabulka 8.1 Seznam doporučených výstupů pro řízení 6os

Osa	STEP (výstup)	DIR (výstup)	ENA (výstup)
X	O1	O2	O12
Y	O3	O4
Z	O5	O6
A	O7	O8
B	O9	O10
C	O15	O16

Pro napájení pohybového ovladače USB-MC-INT a až 4 mikrokrokových ovladačů MST-107 nebo MST-109 se doporučuje použít napájecí modul s integrovanou motorovou brzdou PSB-1 ​​(obrázek 8.5). Více podrobností o napájecím modulu PSB-1 ​​a pokyny pro zapojení naleznete v návodu k tomuto modulu.

Uživatel si také může zajistit své napájení. V takovém případě Obrázek 8.6 ukazuje doporučené schéma připojení napájecího zdroje pro pohybový ovladač USB-MC-INT a až 4 ovladače MST-107. Napájecí zdroj musí poskytovat dva nezávislé zdroje, jeden pro napájení řadiče USB-MC-INT (15–24 VDC / 350 – 500 mA) a druhý pro napájení ovladačů MST-107 (20–40 VDC, proud pro tento zdroj napájení závisí na použitých krokových motorech – napřview manuál pro microstep ovladač MST-107).
Na každém +V napájecím vedení, pro každý driver MST-107, se doporučuje použít rychletavné pojistky, které chrání drivery v případě přetížení.

Připojení disků jiných výrobců k ovladači pohybu USB-MC-INT
Obrázek 8.7 ukazuje doporučené schéma zapojení pro připojení 4 pohonů jiných výrobců k ovladači pohybu USB-MC-INT. Použité digitální výstupy na pohybových ovladačích USB-MC-INT jsou typu TTL. Pohony jiných výrobců, bez ohledu na to, zda jsou určeny pro krokové, stejnosměrné nebo střídavé servomotory, mají obvykle stejné nebo velmi podobné vstupní rozhraní.

Možné problémy při připojování ovladačů od jiných výrobců a navrhovaná řešení.

• Ovladače jiných výrobců mají často dost silné filtry na PUL (STEP) a DIR linkách. V případě maximální frekvence (250 kHz, přičemž šířka signálu je 2 µs) signálu STEP na ovladači pohybu USB-MC-INT může řidič přeskakovat kroky nebo je dokonce vůbec nedetekovat. Když k tomu dojde, měla by být maximální frekvence snížena na 125 kHz (šířka signálu 4 µs) v modulu plug-in ovladače pohybu USB-MC-INT (Obrázek 5.1 Obecné nastavení). Po změně parametrů je nutné restartovat řídicí software, aby se nastavení aktivovalo.
• Zkontrolujte, zda ovladač od jiných výrobců nevyžaduje sestupnou nebo vzestupnou hranu signálu STEP. V případě potřeby aktivujte nebo deaktivujte možnost „Step low active“ v řídicím softwaru.
• Některé ovladače od jiných výrobců mají invertovanou ENABLE pin logiku. Pohybový ovladač USB-MC-INT toto nepodporuje a v takovém případě nepřipojuje linky ENA+ a ENA- (obrázek 8.8). Tímto způsobem bude řidič vždy aktivní.

Volitelně je možné k ovladači pohybu USB-MC-INT připojit další dvě osy, tj. další dva pohony jiných výrobců (obrázek 8.9).

Tabulka 8.1 uvádí seznam doporučených výstupů pro generování signálů STEP a DIR pro řízení až 6 os. Výstup O12 je vyhrazen pro signál Enable.

Připojení reléových výstupů

• Pohybový ovladač USB-MC-INT má integrovaná dvě relé s kontakty typu SPDT. Kapacita pro každé relé je 250 V AC / 8 A max nebo 30 V DC / 8 A max.
• Obrázek 8.10 ukazuje možné schéma zapojení reléových výstupů na ovladači pohybu USB-MC-INT. Pro proudy přesahující 3A se doporučuje použít externí relé s vyšším jmenovitým proudem nebo stykače a v takovém případě je lze aktivovat pomocí relé na ovladači pohybu USB-MC-INT.
• K aktivaci reléových výstupů slouží digitální výstupy O13 a O14 a na ovladači pohybu USB-MC-INT některé indikátory ukazují stav reléových výstupů.

Analogový výstup na ovladači pohybu USB-MC-INT

• Mach3 může generovat signál PWM (Pulse-width modulation). PWM neboli pulzně šířková modulace je způsob řízení, kdy se frekvence řídícího signálu nemění. Mění se poměr signál/pauza, tj. mění se šířka signálu.
• Pokud je na výstupu TTL, na kterém je přijímán signál PWM, umístěn vhodný filtr, bude na tomto filtru vystupovat analogový signál. VoltagÚroveň analogového signálu závisí na poměru signál/pauza. Napřample, pokud je šířka signálu 10 % a šířka pauzy 90 %, analogový výstup obj.tage bude 10 % maximálního objemutagE. Tento analogový signál lze použít jako řídicí signál pro regulaci otáček vřetena nebo pro ovládání jedné z dalších periferií na stroji.
• Pohybový ovladač USB-MC-INT má jeden analogový výstup. Analogový výstup Aout je k dispozici na konektoru Con. 15 (obrázek 8.11). Ovládání analogového výstupu Aout se provádí generováním PWM signálu na digitálním výstupu O11.
• VoltagÚroveň pro analogový výstup je z výroby přednastavena na rozsah 0-10 V. Volitelně je možné nastavit vol.tage úroveň do rozsahu 0-5V (na zvláštní požadavek).

POZNÁMKA: Záporný výstup analogového výstupu Aout (O11) je galvanicky spojen se zemí napájení pohybového ovladače USB-MC-INT.

Analogový výstup lze nakonfigurovat buď v rozsahu 0-5V nebo 0-10V. Rozsah se volí propojkou J4 – Analogový výstup objtage volič (obrázek 8.12).

Analogový vstup USB-MC-INT pohybový ovladač

• Pohybový ovladač USB-MC-INT má jeden analogový vstup (An in) s rozsahem 0-5 V a je k dispozici na konektoru Con.15 (obrázek 8.13).
• Analogový vstup nabízí možnost připojení potenciometrů, THC senzorů a dalších senzorů s analogovými výstupy pro realizaci některých speciálních funkcí (FRO, SRO, THC regulace atd.).
• Obrázek 8.13.a ukazuje doporučený způsob připojení potenciometru k analogovému vstupu An In a Obrázek 8.13.b ukazuje doporučený způsob připojení analogového výstupu THC Sensor k analogovému vstupu An In. Podrobný popis pochodně
• Řízení výšky (THC) pomocí USB-MC-INT je uvedeno v samostatném návodu k použití.

Opto-izolované digitální vstupy
Pohybový ovladač USB-MC-INT nabízí připojení signálů až do 8 digitálních vstupů (DIN7-DIN14) obj.tage úroveň 24 V DC. Tyto digitální vstupy jsou připojeny ke konektorům Con.20 a Con.21 (obrázek 8.14). Pro posun úrovně objtagJsou použity palubní optočleny od 24 VDC do 5 VDC.

POZNÁMKA: Pro aktivaci digitálních vstupů se z bezpečnostních důvodů doporučuje použít spínače typu NC (Normally Closed).

Existují dva režimy zapojení koncových spínačů:

• neizolovaný režim a
• opto-izolovaný režim.

Kromě toho Obrázek 8.14 ukazuje zjednodušené elektrické schéma vstupního obvodu pro digitální vstupy DIN7-DIN14 a také dva režimy pro zapojení koncových spínačů (neizolovaný režim a optoizolovaný režim). Digitální vstupy DIN7-DIN14 mají implementovanou pasivní dolní propust s mezní frekvencí 3.4 kHz.

Digitální vstupy DIN7-DIN14 mají společné záporné napájecí vedení (DGnd).
V následujícím textu je podrobně vysvětleno zapojení koncových spínačů.

Izolovaný režim pro kabelové koncové spínače na optoizolované vstupy
Izolovaný režim pro zapojení koncových spínačů k digitálním vstupům DIN7-DIN14 znamená použití přídavného napájecího zdroje s obj.tage v rozsahu 15-25 VDC. Obrázek 8.15 ukazuje zapojení elektromechanických spínačů, zatímco Obrázek 8.16 ukazuje možný způsob připojení indukčních spínačů k digitálním vstupům DIN7-DIN14 v režimu izolovaného zapojení. Měl by být použit indukční spínač s výstupem typu NPN (obrázek 8.16).

DŮLEŽITÁ POZNÁMKA: Při připojování koncových spínačů v izolovaném režimu (Obrázek 8.16 a Obrázek 8.17) je nutné odstranit propojky z míst J1 a J2.

Neizolovaný režim pro kabeláž koncových spínačů na optoizolované vstupy
Tento režim předpokládá použití napájení pohybového ovladače USB-MC-INT pro aktivaci digitálních vstupů DIN7-DIN14. V takovém případě dodávka objtage pohybového ovladače USB-MC-INT musí být v doporučeném rozsahu (15-28 V DC). Obrázek 8.17 ukazuje zapojení elektromechanických spínačů, zatímco Obrázek 8.18 ukazuje možné připojení indukčních spínačů k digitálním vstupům DIN7-DIN14 v režimu neizolovaného zapojení.

DŮLEŽITÉ NEE: Při zapojování koncových spínačů v neizolovaném režimu (Obrázek 8.17 i Obrázek 8.18) je nutné nastavit propojky do pozic J1 a J2.

Připojení systému měření výšky řezného nástroje
Jednou z užitečných možností moderních CNC řídicích systémů je měření výšky řezného nástroje napříč osou Z (Auto Tool Height). To se provádí pomocí funkce G31 (funkce sondy). Měření výšky řezného nástroje lze provádět různými způsoby. Následují dva nejběžnější způsoby měření.

• První způsob: Měření pomocí speciálního měřicího nástroje, který se umístí mezi řezný nástroj a obrobek (obrázek 8.19). Když se řezný nástroj dotkne horní části měřicího nástroje, aktivuje se spínač uvnitř měřicího nástroje, který řídicímu systému sdělí, že došlo ke kontaktu. Tímto způsobem nejsou vodiče spínače v elektrickém kontaktu s kovovými částmi stroje. Toto je doporučený způsob měření výšky osy Z.
• Druhý způsob: Pomocí plechu nebo bloku známé šířky nebo nějakého jednoduchého měřicího nástroje (obrázek 8.20). Pod plechem nebo měřicím přístrojem je elektrický izolátor pro jeho elektrické oddělení od stroje. V tomto případě plech (nebo měřicí nástroj) a řezný nástroj, který je umístěn ve stroji třampnástroj funguje jako spínač. Kovové části stroje jsou tak v přímém elektrickém kontaktu s řídicí elektronikou. Při tomto měření je velmi důležité zkontrolovat zapojení systému, aby nedošlo k poškození řídicí elektroniky.

Pohybový ovladač USB-MC-INT nabízí možnost připojení opto-izolovaných digitálních vstupů 24V. Digitální vstupy mají společné záporné napájecí vedení (DGnd), takže obrázek 8.21 ukazuje doporučený způsob připojení systému měření výšky Z řezného nástroje. V daném example, měření se provádí přes digitální vstup DIN7. Pro zajištění optoizolovaného režimu je zapotřebí další zdroj napájení 24VDC.

Univerzální digitální vstupy
Pohybový ovladač USB-MC-INT nabízí šest univerzálních digitálních vstupů TTL, které jsou přístupné přes konektory Con.16 a Con.17. Ty jsou označeny jako IN1 až IN6 (obrázek 8.22) a mají integrované pull-up rezistory 4.7 kΩ. Digitální vstup IN5 slouží pro signál Error z konektorů pro ovládání DC servobudičů (konektory označené jako X-Axis, Y-Axis, Z-Axis a A-Axis).

Univerzální digitální výstupy

• Pohybový ovladač USB-MC-INT má také 4 digitální výstupy TTL pro všeobecné použití. Ty jsou označeny jako O9, O10, O15 a O16 a jsou k dispozici na konektoru Con.14 (obrázek 8.23).
• Univerzální digitální výstupy lze použít pro generování signálů STEP/DIR pro další osy (pátá a šestá osa) (obrázek 8.4 a obrázek 8.9), pro aktivaci externích relé atd.

POZNÁMKA: Signál PWM nelze konfigurovat na výstupy O15 a O16.

LED indikátory

OP/ER – Stavová LED

Nesvítí	Ovladač není napájen
Bliká pomalu	Regulátor je v nouzovém režimu (výstupy jsou ve stavu vysoké impedance)
Neustále svítí	Navázáno spojení s počítačem, ovladač je v klidovém režimu (připraven k práci)
Rychle bliká	Aktuálně se provádí příkaz (jog, G-kód).
1 krátké mrknutí	Je zjištěna chyba (např. aktivovaný koncový spínač, ESTOP nebo podobně). Pro typ chyby se podívejte na stavový řádek Mach3

Komunikační LED
Svítí, když probíhá komunikace s počítačem.

Bezpečnostní doporučení

• Důrazně se doporučuje vynutit galvanickou izolaci mezi pracovním prostředím a PC (pomocí optoizolátorů a podobně).
• Všechny pohony Audioms Automatika doo pro krokové a stejnosměrné servomotory mají vestavěné optočleny na vstupech STEP a DIR, takže u těchto linek není nutná další izolace. Pro jiné vstupy a výstupy a v závislosti na použitém zařízení může být nutné použít další optoizolátory.
• Použití pohybového ovladače USB-MC-INT vyžaduje znalost a pochopení fungování kompletního pracovního systému a také povědomí o možných rizicích práce se stroji a nástroji.
• Pohybový ovladač USB-MC-INT je vhodné umístit do kovového krytu, aby byl chráněn před vnějšími vlivy v přítomnosti silného elektromagnetického pole, velmi vysoké teploty, vlhkosti a podobně.
• Je nutné dodržovat bezpečnostní normy, jako je instalace tlačítek EStop, koncových spínačů a podobně.

FAQ

• Otázka: Jak mohu aktualizovat firmware?
  • Odpověď: Firmware můžete aktualizovat automaticky pomocí dodaného softwaru. Podrobné pokyny naleznete v části 3.3 uživatelské příručky.
• Otázka: Které funkce USB MotionController nepodporuje?
  • Odpověď: Seznam funkcí, které nejsou podporovány, naleznete v části 1.2 v uživatelské příručce.
• Otázka: Jak upravím porty a kolíky?
  • A: Chcete-li nastavit porty a piny, postupujte podle pokynů uvedených v části 4.1 uživatelské příručky.

REVIZE DOKUMENTU
Ver. 1.0, červenec 2023, počáteční verze

Audioms Automatika doo Kragujevac, Srbsko

• web: www.audiohms.com
• e-mail: office@audiohms.com

Uživatelská příručka ovladače pohybu USB-MC-INT v.3, červenec 2023

Dokumenty / zdroje

AUDIOMS AUTOMATIKA Ovladač pohybu USB-MC-INT-v3 [pdfUživatelská příručka USB-MC-INT-v3 ovladač pohybu, USB-MC-INT-v3, ovladač pohybu, ovladač

Reference

• Uživatelská příručka