4 axis breakout board versio 3.0

Transkriptio

1 4 akselin breakout board Kokoamis- ja käyttöohje Versio Kremmen 4 axis breakout board versio 3.0 Käyttöohje SISÄLLYS Kortin ominaisuudet... 1 Käyttö... 3 Stepperiohjaukset... 3 Tulosignaalit... 4 Releohjaukset... 5 Hätäseis-piiri... 5 KORTIN OMINAISUUDET 4 akselin breakout-kortti (jatkossa 4bobv3) on tarkoitettu liittämään PC:n rinnakkaisportti max 4 stepperitai servo-ohjaimeen. Liitettäviksi sopivat kaikki sellaiset ohjaimet joita ohjataan suunta/askel logiikalla. Tätä varten kortilla on 4 toisistaan riippumatonta pulssilähtöliitäntää. Suunta- ja askelohjausten lisäksi kullakin kanavalla on yhteisesti ohjattu enable-signaali stepperiohjainten lukitusta ja vapautusta varten. Kortilla on rinnakkaisportin signaalilinjaan 1 kytketty varauspumppu, joka estää lähtöjen aktivoitumisen ennen kuin cnc-ohjausohjelma on alustunut oikein. Aktivoinnin suunta on valittavissa. Aputoimintoina kortilla on 4+1 optoerotettua tuloa ja 3 relelähtöä potentiaalivapain kaksoisvaihtokoskettimin. Edellisten lisäksi kortti tukee releohjattua hätäseis-toimintoa.

2 4bobv3 vaatii ulkoisen apujännitteen joka voi olla välillä 12-30V. Sisäinen logiikka toimii normaalilla 5V logiikkatasolla joka muodostetaan kortilla yksinkertaisen perusregulaattorin avulla. Tulopiirit ja lähtöreleet syötetään apujännitteestä esireguloidulla 12V välijännitteellä. Syöttö on suojattu jännitteen väärää napaisuutta vastaan ja kortilla on myös 630 ma kertasulake ylivirtasuojana. Syöttö V Jännitesyöttöjen mittapisteet Syöttö GND LED +5 V syöttö OK Tulot X2 X6 LED lähtö aktiivinen Lähdöt X11 X19 LED tulo aktiivinen Hätäseis X7 X10 LED Hätäseis OK Pulssilähdöt Enablesignaalin mittapiste Pulssilähdön jännitesyöttö apupiste Pulssilähdön GND 2

3 KÄYTTÖ STEPPERIOHJAUKSET Nimensä mukaisesti 4bob-kortilla on 4 ohjauslähtöä steppereille tai servoille jotka ottavat sisään suunta/askel ohjausta. Lähdöt on kokonaan galvaanisesti erotettu optojen avulla 4bob-kortin sisäisestä elektroniikasta. Kuva 1 Stepperiohjauksen lähtöpiiri Kuva 1 esittää piikkirimaliittimen kytkentää. Parilliset pinnit sekä nro 7 kytkeytyvät stepperiohjaimen signaalimaahan. Optojen lähtöpuolen jännite oletetaan saatavan stepperioohjaimelta liittimen pinnistä 9, mutta sen voi kytkeä myös juotospisteeseen Rail(1-4). Stepperien ohjaussignaalit on kytketty seuraavasti: enable 1 2 suunta askel GND GND + syöttö 9 10 Kuva 2 Pulssikanavan signaalien kytkentä 3

4 DB25-liittimen nasta Signaali rimaliitin ja nasta 1 varauspumpun ohjaus ~12-15 khz pulssijono J2,5,7,8 / nasta1 1 pulssilähdön enable 2 Kanava 1 suunta J2/3 3 Kanava 1 askel J2/5 4 Kanava 2 suunta J5/3 5 Kanava 2 askel J5/5 6 Kanava 3 suunta J7/3 7 Kanava 3 askel J7/5 8 Kanava 4 suunta J8/3 9 Kanava 4 askel J8/5 Stepperiohjaimen oletetaan syöttävän optoerotuksen lähtöpuolen jännitteen. Huomaa, että kukin pulssikanava vaatii oman erillisen syötön siihen kytketyltä ohjaimelta. Kanavat eivät syötä toisiaan ristiin. Oletusarvoisesti syöttöjännite on +5 V, muttalähdöt on mitoitettu toimimaan kaikilla jännitteillä 5 12 V. Tätä suuremmilla jännitteillä ei enää ole varmaa että opto jaksaa vetää lähdön loogiseen 0 -tilaan. Lähtöpiirit kuitenkin kestävät hetkellisesti max 60V jännitteen vahingoittumatta. TULOSIGNAALIT Kortilla on 4 kiinteää kosketintulosignaalia sekä 1 valinnainen, jotka on reititetty seuraavasti: Riviliitin D25-liittimen nasta X2 11 X3 15 X4 13 X5 12 X6 10* Liittimen X6 signaali on vaihtoehtoinen hätäseis-ilmaisun kanssa. Valinta suoritetaan liitinrimassa J5. Yhdistys 1-2 ohjaa hätäseis-ilmaisun D-liittimelle, ja yhdistämällä pinnit 2-3 ohjautuu riviliittimen X6 signaali pinniin 10. Tulosignaalit aktivoituvat oikosulkemalla vastaavan riviliittimen navat toisiinsa sulkeutuvalla koskettimella. Vaihtoehtoisesti tulosignaali aktivoituu maadoittamalla riviliittimen vasen liitin (johtimen kytkentäpuolelta katsottuna vasen). Liittimessä vaikuttaa +12 V jännite ja maadoitettaessa läpikulkeva virta on ~10 ma. Kullakin tulosignaalilla on indikaattori-led joka valaisee punaista kun tulopiirissä kiertää virta. LED on sijoitettu vastaavan riviliittimen kohdalle kortilla. HUOM: optojen toimintatavasta johtuen tulojen logiikka on käänteinen: signaalin ollessa aktiivinen, on rinnakkaisportin liitinnavassa jännite 0V eli tila 0. 1 Kunkin pulssilähdön enable-signaalin suunta valitaan yhteisesti oikosulkurimalla J3. Yhdistys 1-2: enable = 0, 2-3: enable = 1. 4

5 RELEOHJAUKSET Kortilla on 3 relelähtöä. Signaalit on kytketty seuraavasti: D25-liittimen nasta Rele Riviliitin 17 K1 X K2 X K3 X17-19* Releet on varustettu 2 vaihtokoskettimella per rele, ja kaikki kontaktit on tuotu riviliittimille. Kosketinjärjestys on kuvan 3 mukainen (koskettimien asento on esitetty rele virrattomana). Riviliittimen pienempi numero on vasen puoli johtimen kytkentäpuolelta katsottuna. Kuva 3 Releiden kosketinjärjestys Kullakin releellä on indikaattori-led joka valaisee punaista kun vastaava rele on vetäneenä. LED on sijoitettu noin keskelle releeseen kytkettyä riviliitinryhmää. HUOM: 4bobv3 relelähdöt eivät ole tarkoitettu 230VAC verkkojännitteen suoraan kytkemiseen. Mikäli tämä on välttämätöntä, käytä siihen mitoitettua välirelettä, jonka kelaa ohjataan max. 48V jännitteellä kortin releiden avulla. HUOM: releiden kärjet kestävät resistiivistä kuormaa 0,5 A 125V jännitteellä ja 2 A 30V jännitteellä. HÄTÄSEIS-PIIRI Kuva 4 näyttää yksinkertaisen hätäseis-piirin toiminnan. Piiri koostuu hätäseis-releestä K5 ja sen ohjaus- ja pitopiireistä jotka kytketään riviliittimien X7 X9 kautta. Kun hätäseis-rele indikoi seis-tilaa se on päästäneenä ja tällöin pääkontaktorin ohjaus riviliittimellä X10 on avautuneena. HUOM: tämä hätäseis-piiri ei vastaa aitoa turvareleellä toteutettua ratkaisua. Käytetty Omronin signaalirele ei pakota kärkiä auki mekaanisesti kiilaamalla kuten aito turvarele. Tästä syystä tulee kiinnittää huomiota kuormaan joka kytketään riviliittimen X10 lähtevään koskettimeen kiinnipalamisen ehkäisemiseksi. 5

6 HUOM: Varo oikosulkemasta hätäseis-piirin johtimia maahan. Kaikki johdot on kytkettävä vain ja ainoastaan riviliittimille oikaiseminen ei ole mahdollista ja aiheuttaa kortin sulakkeen palamisen. Kuva 4 Hätäseis-piiri Hätäseis-toiminnon ohjauspiirit tulisi kytkeä kuten Kuva 4 esittää. 1. Riviliittimelle X7 kytkettävä varsinainen hätäseis-kytkin (EStop) tulisi olla asentoon lukittuva, kiertäen palautuva hätäseis-painike. Painikkeen kontaktit ovat normaalisti kiinni ja avautuvat painettaessa. Mikäli painikkeita on useita, ne kytketään kaikki sarjaan. 2. Riviliittimelle X8 ketjutetaan avautuvat päätyrajakytkimet (LimitSW) kunkin liikeakselin molemmista päädyistä. Liikkeen ajautuminen päätyyn aiheuttaa näin hätäseis-pysäytyksen. 3. Hätäseis-tilan kuittausta varten kytketään erillinen, palautuva painike (Reset) riviliittimelle X9. Kuittauspainikkeen kontaktit sulkeutuvat painettaessa. Näin kytkettynä toiminta on seuraava: 6

7 Mikäli varsinainen hätäseis-kytkin on painettuna, sen kontakti on auki eikä kuittaus ole mahdollista. Hätäseis-kytkiminä tulee siksi käyttää avautuvia, asentoon lukittuvia kytkimiä. Kun kaikki hätäseiskytkimet on vapautettu lukituksesta, piiri sulkeutuu ja koneen käynnistys on mahdollista. Minkä tahansa akselin ajo päätyrajaa vasten avaa vastaavan kytkimen. Tällöin hätäseis-releen oma pito putoaa pois ja hätäseis-tila aktivoituu. Mikäli kaikki varsinaiset hätäseis-kytkimet on palautettu, kuittauksen painaminen vedättää releen K4 ja hätäseis poistuu. Mikäli yksikään rajakytkin ei ole auki (ei olla päätyrajalla), rele K4 jää omalle pidolle ja kuittipainike voidaan vapauttaa. Kone on nyt normaalissa toimintatilassa. Mikäli rajakytkimiä on auki, hätäseis-rele vetää vain niin kauan kuin kuittipainiketta pidetään painettuna. Akseli(t) voidaan nyt ajaa pois päädystä, ja kun kaikki ovat toiminta-alueella, hätäseisrele jää omalle pidolle ja ollaan normaalissa ajotilassa. 7

8 KOMPONENTTIEN SIJOITTELU JA MEKAANISET MITAT Kuva 5 Yläpuolen komponenttisijoittelu 8

9 Kuva 6 Mekaaniset mitat Levyn kiinnitysreikiä ei ole yhdistetty syöttöjännitteen nollatasoon. Mikäli kortti halutaan maadoittaa, siihen on varattu erillinen maadoitusruuvin paikka D-liittimen vieressä. 9

10