instrukcja gencnc-02.cdr

www.cncland.pl
ELEKTRONIKA I STEROWANIE
INSTRUKCJA OBSŁUGI
Silniki krokowe i serwo
Sterowniki CNC, modernizacja maszyn
Zasilacze silników krokowych
Generatora impulsów prostokątnych
Oprogramowanie CNC
Falowniki i elektrowrzeciona
Enkodery i liniały magnetyczne
TECHNIKA LINIOWA I PRZENIESIENIE
NAPĘDU
GEN CNC02
Nakrętki i śruby kulowe-trapezowe
Koła i pasy zębate
Prowadnice i wózki liniowe-szynowe
Wałki prowadzące i łożyska
Motoreduktory i przekładnie podnośnikowe
TWORZYWA SZTUCZNE
KONSTRUKCYJNE
PA, POM, PET, PTFE, PEEK
PE, PP, PVC i inne
12
www.cncland.pl
Producent i serwis:
CNC LAND S.C.
Ul. Gen. Andersa 26
15-124 Białystok
e-mail: [email protected]
Tel: (85) 743 33 22
Prosimy o uważne przeczytanie instrukcji i stosowanie się do zawartych w niej zaleceń!!
Niestosowanie się do zaleceń w instrukcji może spowodować uszkodzenie urządzenia lub
utrudnienie posługiwania się sprzętem jak i oprogramowaniem.
www.cncland.pl
1
1. Opis generatora GEN CNC02:
Prezentowany układ służy do sterowania sterownikami silników
krokowych lub serwo wyposażonych w opcję sterowania krok/kierunek.
Standardowo do sterowania silnikami krokowymi stosuje się
złożone systemy sterowania oparte o komputer, sterowniki PLC, lub gotowe
systemy sterowania NC.
W wielu przypadkach nie potrzebujemy stosować drogich
skomplikowanych urządzeń by móc wysterować silnik. W takiej sytuacji
idealnym rozwiązaniem staje się proponowany generator.
Konstrukcja układu została tak przemyślana by wyeliminować
problemy jakie występują przy wyższych prędkościach obrotowych
(regulowana rampa rozpędzania/hamowania), dopasowaniu napięciowym
wyjścia generatora (wyjścia +5, +24VDC, typu NPN), zliczaniu impulsów
z generatora (2 niezależne wyjścia, jedno z nich może być wykorzystane w
takiej roli), wejść START i STOP pracujących z odpowiednim priorytetem.
2. Dane techniczne:
Napięcie zasilania: 18-24VDC (preferowane 24VDC)
Pobór prądu: typowo 0,1A
Zakres generowanych częstotliwości typowo 0...150kHz (max. 450kHz)
Obciążalność wyjść max. 100mA/wyjście
Sposób sterowania: napięciowo 0..5VDC lub potencjometrem
Stopnie podziału częstotliwości wyjściowej : 6 od 1 do 4096
Potencjometry do regulacji rampy, zworki do wyboru sterowania i podziału
na płytce generatora, złącza ARK do podłączenia sygnałów zewnętrznych
Wymiary:
Długość: 90mm
Szerokość: 50mm
Wysokość: ok.11mm
Waga: ok. 0,05kg
2
www.cncland.pl
OZNAKOWANIE WEEE
Jeżeli zamierzasz pozbyć się
tego produktu, nie wyrzucaj go
razem ze zwykłymi domowymi
odpadkami. Według dyrektywy
WEEE (Dyrektywa 2002/96/EC)
obowiązującej w Unii Europejskiej
dla używanego sprzętu
Użytkownik, który zamierza pozbyć się tego
produktu, jest obowiązany do oddania zużytego sprzętu
elektrycznego i elektronicznego do punktu zbierania
zużytego sprzętu. Punkty zbierania prowadzone są m.in.
przez sprzedawców hurtowych i detalicznych tego sprzętu
oraz przez gminne jednostki organizacyjne prowadzące
działalność w zakresie odbierania odpadów.
Powyższe obowiązki ustawowe wprowadzone
zostały w celu ograniczenia ilości odpadów powstałych ze
zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego oraz
zapewnienia odpowiedniego poziomu zbierania, odzysku i
recyklingu zużytego sprzętu. Prawidłowa realizacja tych
obowiązków ma znaczenie zwłaszcza w przypadku, gdy w
zużytym sprzęcie znajdują się składniki niebezpieczne,
które mają szczególnie negatywny wpływ na środowisko i
zdrowie ludzi.
www.cncland.pl
11
11. Eksploatacja Generatora:
Generator do poprawnej pracy wymaga stabilizowanego
źródła zasilania o napięciu od 18 do 24VDC, potencjometru jedno lub
wielo obrotowego o liniowej charakterystyce i oporności w zakresie
od 1Kom do 100Kom lub źródła napięcia sterowania od 0 do 5VDC do zadawania częstotliwości.
Należy pamiętać o stosowaniu jak najkrótszych (o ile to możliwe)
przewodów łączących generator z potencjometrem (przewód to też
rezystancja).
Generator został przetestowany w warunkach “normalnych” to jest
temperaturze 20 stopni C i wilgotności względnej 20-40%RH. Wzrost
temperatury otoczenia może wpływać na zmianę częstotliwości
przebiegu, wiec trzeba uwzględnić wpływ temperatury przy
projektowaniu urządzenia zawierającego generator.
Należy zwrócić szczególną uwagę na biegunowość podczas
montażu urządzenia - odwrotne podłączenie przewód zasilających
lub zwarcie wyjścia generatora z masą może prowadzić do jego
uszkodzenia.
3. Opis wyprowadzeń generatora GEN CNC02:
Złącze opisane jako POWER służy do zasilania, GND - masa zasilania,
+24 - biegun dodatni. Na złączu VCC wyprowadzone są 2 dodatnie bieguny
zasilania stopni wejściowych sterowników (np. PUL+, CLK+) gdzie +24 oznacza
napięcie 24VDC (napięcie zasilania generatora), a +5 napięcie 5VDC. Kolejne
złącze OUT to wyjście impulsów z generatora (typu NPN), CTO - wyjście do
układów zliczania (np. licznika impulsów, sterownika PLC),
wyjście PUL - podłączamy do sterownika do wejścia sygnału kroku. Złącze TIGR
steruje pracą generatora, zwarcie wejścia IN z GND spowoduje uruchomienie
generatora(lub startuje rampę przyśpieszenia). Złącze STOP zatrzymuje pracę
generatora i ma ono wyższy priorytet od wejścia TIGR, zwarcie wejścia IN z GND
zatrzymuje generowanie (lub uruchamia rampę zwalniającą) impulsów. Następne
złącze POT służy do podłączenia sygnału do zadawania częstotliwości wyjściowej.
Dodatkowo na płytce znajdują się potencjometry do regulacji rampy, zworki do
wyboru stopnia podziału i aktywacji rampy.
WYBÓR PODZIAŁU
CZĘSTOTLIWOŚCI
REGULACJA
PRZYŚPIESZANIA
REGULACJA ZWALNIANIA
AKTYWACJA RAMPY
Firma CNCLAND S.C. nie bierze odpowiedzialności wynikające z
użytkowania urządzenia, jak i z nie prawidłowego jego podłączenia i
ryzyka z tego wynikającego.
ZADAWANIE
CZĘSTOTLIWOŚCI
ZASILANIE
ZASILANIE WEJŚĆ
STEROWNIKÓW
ZATRZYMANIE(ZWALNIANIE)
WYJŚCIA GENERATORA
NPN
10
www.cncland.pl
START(ROZPĘDZANIE)
www.cncland.pl
3
4. Przykładowy sposób podłączenia sygnału
wyjściowego do sterownika silnika :
Wyjście GEN CNC02 jest typu NPN, to znaczy że jego wyjście to tranzystor
NPN, który w trakcie otwarcia zwiera sygnał do masy:
Podane wzory są orientacyjne - ze względu na specyfikę
układu i rodzaj producenta układów scalonych generatora, obliczone
wartości częstotliwości mogą się znacznie różnić od rzeczywistych.
Jeśli interesuje nas dana częstotliwość wyjściowa lub jej zakres
pomocny będzie miernik częstotliwości.
GND
10. Liczba obrotów silnika krokowego a częstotliwość
generatora:
Mając silnik krokowy, sterownik i generator możemy w prosty
sposób obliczyć liczbę obrotów silnika na minutę:
WNĘTRZE UKŁADU
Rzeczywista liczba korków silnika = liczba kroków * podział
sterownika
Można powiedzieć że sterujemy masą sygnału a plus jest stale podłączony
do sterownika:
+PUL +CLK +STEP
-PUL -CLK -STEP
Strzałki oznaczają wybór
napięcia jakie tolerują wejścia
sterownika, standardowo to
+5VDC, lecz bywają serva z
sygnałami wejściowymi
+24VDC, tak też należy
podłączyć sygnał + PUL, +CLK
STEROWNIK
SILNIKA
KROKOWEGO
SERVO
LUB
FALOWNIK
Liczba obrotów silnika na sekundę = częstotliwość generatora /
rzeczywista liczba kroków silnika
Na przykład:
Silnik korkowy 1,8 deg/krok (1,8 stopnia na krok) = 200kroków na
obrót.
Częstotliwość z generatora =10 kHz =10000 Hz
Podział sterownika = 1/8
Rzeczywista liczba kroków silnika= 200*8 = 1600 (każdy krok silnika
dzielony jest na 8 więc liczba kroków silnika na obrót wzrasta
ośmiokrotnie)
Liczba obrotów wału silnika na sekundę = 10000Hz / 1600kroków=
6,25obr./sekundę
Liczba obrotów silnika na minutę = 6,25obr./s *60 = 375obr./min.
4
www.cncland.pl
www.cncland.pl
9
-napięciem stałym z zakresu 0..5VDC:
5. Rampa prędkości, przyśpieszanie, zwalnianie silnika:
GND
+0..5VDC
Uwaga: Rampa prędkości działa tylko z potencjometrem, sterowanie
napięciowe DZIAŁA NIE ZALEŻNIE od ustawień potencjometrów
ACCEL, DECEL i zworki JP2.
9. Dobór częstotliwości i jej obliczanie:
Częstotliwość maksymalna i minimalna generatora zależą od
rezystorów R8, R9. Standardowo częstotliwość generatora wynosi
od 0 do około 150kHz. (R8=10k, brak R9).
Gdy rezystor R9 nie jest wlutowany to częstotliwość maksymalną
obliczamy ze wzoru:
Fgen = 1/(R2 * 4,7^-10 = R2*0,00000000047)
Rezystor R9 pozwala zmniejszyć zakres zmian częstotliwościwyznacza częst. minimalną wynoszącą około:
Fmin = 1/(R3 * 4,7^-10 = R3*0,00000000047)
Obecność R9 ma też wpływ na częstotliwość maksymalna. Fmax z
rezystorem R9 wynosi:
Fmax=Fmin + Fgen
.
8
www.cncland.pl
WYKRES
PRĘDKOŚCI
OBROTOWEJ SILNIKA
W FUNKCJI CZASU
PRĘDKOŚĆ
Nie podłączone wejście B POT spowoduje niestabilną pracę
generatora, ponieważ jego wejście zadziała jak antena, będzie "wyłapywać"
zakłócenia z otoczenia.
Generator GEN CNC02 został wyposażony w opcję rampy (zworka
JP2 uaktywniania rampy w pozycji RAMP), w takim celu by było możliwe
rozpędzanie silników do większych prędkości. Jak wiadomo by rozpędzić
silnik krokowy należy liniowo zwiększać częstotliwość sygnału kroku, w
innym wypadku silnik nie wystartuje, jego wirnik wyskoczy z pola
magnetycznego, silnik straci moment, to samo dotyczy wyhamowania silnika
z przy wyższych prędkościach - silnik zatrzymany od razu straci moment i
przez siłę bezwładności wału zgubi pozycję. Ma to też później przełożenie na
ruchy maszyny , maszyna nie szarpie i nie zatrzymuje się gwałtownie w
losowych miejscach.
CZAS
ROZPĘDZANIE
STAŁA PRĘDKOŚĆ
ZWALNIANIE
Do ustawiania czasu rozpędzania i zwalniania służą potencjometry na
płytce generatora oznaczone jako ACCEL (rozpędzanie) i
DECEL(zwalnianie).
6. Wejście TIGR - uruchamianie generatora:
Zwarcie wejścia IN z GND w złączu TIGR uruchamia generowanie
częstotliwości. W zależności jak ustawiona jest zworka JP2 mamy
generowanie rampy lub stałą częstotliwość (zworka w pozycji +5V), przy
takim ustawieniu zwarcie wejścia powoduje generowanie zadanej
częstotliwości przez czas na jaki jest ono zwarcie. W przypadku rampy
sprawa wygląda inaczej, ilustrują to wykresy na kolejnej stronie:
www.cncland.pl
5
- ustawienie potencjometrów ACCEL i DECEL w skrajnie lewą stronę:
7. Opis wejścia STOP generatora GEN CNC02:
PRĘDKOŚĆ
Złącze wejściowe STOP zatrzymuje pracę generatora, zwarcie IN z GND
złącza powoduje natychmiastowe zatrzymanie pracy generatora, ma ono wyższy
priorytet o wejścia TIGR:
PRĘDKOŚĆ
CZAS
ZWARCIE WEJŚCIA TIGR
WEJŚCIE TIGR
CZAS
- ustawienie potencjometrów ACCEL i DECEL w skrajnie prawą stronę:
WEJŚCIE TIGR
ZWARCIE WEJŚCIA STOP
PRĘDKOŚĆ
WEJŚCIE STOP
8. Opis wejścia POT - zadawanie częstotliwości:
CZAS
Częstotliwość wyjściową generatora możemy regulować, dzięki
złączu POT w dwojaki sposób:
- regulacja za pomocą potencjometru:
WEJŚCIE TIGR
- ustawienie potencjometrów ACCEL i DECEL w dowolnie, dowolny czas
zwarcia wejścia TIGR:
PRĘDKOŚĆ
POTENCJOMETR
4,7k - 47k typ. 10k
liniowy
1:
1
2
CZAS
2:
WEJŚCIE TIGR
6
www.cncland.pl
Starajmy się używać możliwie najkrótszych przewodów, o średnicy
nie mniejszej niż 0,25mm2. W długich przewodach mogą indukować się
napięcia, które będą miały wpływ na stabilność częstotliwości.
www.cncland.pl
7