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エレ・メカ・ホビーショップSEC のアイテムなどの解説 応用、使用方法、注意点、既知の問題などをお知らせしています
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CNCインターフェース基板の
カレントダウン信号生成の説明図

0001.jpg















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CNCインターフェース基板の
D-SUB25PとモータードライバーへのインターフェースICや汎用入出力IC
此処にバッファーを設けています
ノンインバータ(非反転)です


WS000232_20120601172327.jpg


ノンインバート(非反転)です
反転しません

WS000231_20120601162459.jpg


全体図 クリックするとでかい図面で見られます

DSUB25PtoAM26LS31_HC541.png


カレントダウンが正常に効く時に回転方向が逆にしたい場合
此処の条件で逆にするとカレントダウンが効かなくなります
パルスの出る方向が反転すると何時でも信号がある方向でパルスを待機してしまいます
するとカレントダウンが無効に成り不都合です
此処ではカレントダウンが有効な状態にしておきます

WS000328.jpg


回転方向変更はDIR LOWACTIVEを有効無効で行います
2013年12月8日追加 画像

WS000279.jpg







汎用入力はLOWにて入力を検知します
プルアップされた入力です
非常停止も同じです、常時閉のスイッチの場合条件を逆に設定して下さい
+5V電源を設けています

WS000332_20120601173222.jpg



17ピンのオープンコレクターや1,14,16ピンはバッファICによる電圧出力です

WS000330_20120601173221.jpg


テスト時の出力の設定で使用しています

WS000331_20120601173220.jpg



取説の図では判りにくいのでピン番号と信号名をレイアウトを合わせました

DSUB25PtoAM26LS31_HC541_PCB.png




上記の条件でカレントダウンが正常に効く時
モーターの回転方向を逆にしたい時
例として
当社のモータードライバーの時、モーターの配線を 赤、青を入れ替えます
逆方向に回転します
注意・・・・此の時はモーター電源がオフの時行います
電源オンで作業するとモータードライバーのICが壊れます


m-DSCN6148.jpg



もう一つの方法
モータードライバーへの信号の8ピンのコネクター
緑色のDIRが4ピンにしていますが3ピンにすると反転します

m-DSCN6149.jpg











以前、私の説明でMACHの回転方向の設定はコンフィグのモーターのタグで
反転設定で行うと言っていましたが、カレントダウン機能を利用していた場合
カレントダウンの条件ではなくなると回転方向は合っても
カレントダウンが無効になる、MACHの取説でもそのようになっているはずですが
当社のインターフェースを利用してカレントダウン機能を利用したモータードライバーの場合
上記の反転方法が重要になります

変更の優先順位としては
CNCインターフェース基板のコネクター側 差動の場合はDIRの2ピン入れ替え
又は、DIRのピンを4から3に変更

次の手として、モータードライバーのコネクター2PIN入れ替え

2013-12-08訂正





参考にして
長時間切削可能なマシンにして下さい




MACH のPORT2 の2-9PINが入力設定の時のインターフェースボード
IC1を74HC245に変更して入力モードに切り替える
入力をプルアップと入力保護抵抗を新設
その他は不要な回路を無視する

E5560001.jpg



全てのパーツを差し込んだところ
今までの入力5点+出力4点はそのまま
8点が新規の入力になる

CIMG4506_R.jpg





CIMG4507_R.jpg



8ぴんのコネクターが入力2点+ 5V + 0V

CIMG4508_R.jpg





CIMG4509_R.jpg





CIMG4510_R.jpg















X軸が動かない
波形が出力されていない

WS000351.jpg



修理後正常に出力しています

WS000352.jpg



ロジアナは32チャンネル同時観測

P6230041_R.jpg



専用のアダプタケーブル
接続
X,Y,Z,A軸の差動信号とオーブンコレクタ信号と電源

P6230042_R.jpg



差動ドライバーを取り外し

P6230045_R.jpg



不具合のIC

P6230048_R.jpg

















部品表のリンク

https://drive.google.com/file/d/0B7CLtfM4qjI4NGVQcFVULXZRYmc/edit?usp=sharing








電圧信号時には高速対応するのとインピーダンスを高く軽負荷としている
通常のスイッチ信号時には時間的に問題が出ない領域のことですが

オープンコレクタの信号ではどのように成るのか見てみる
100Kのプルアップ抵抗とコンデンサの効果でオフ時に少し鈍るしバラバラと変化したノイズも出る
通常のスイッチ信号時には時間的に問題が出ない領域のことです

オープンコレクタの信号では
プルアップ抵抗の低抵抗化やコンデンサの除去の確認をしてみる









モーターにフラグを付けてホトインタラプタにて光を遮光するスリットにする
ch0 input
バッファの入出力に成る
ch1 output

WS000357.jpg



SL14-10PINのコネクターより信号を入れる
0Vから5Vに立ち上がり時にデレーにて信号がバタつきます
R10は100K
R2 は10K
C7 0.01

WS000356.jpg



高速でオープンコレクタのホトカプラを5mAでドライブ
R10は100K --> 1K ドライブ電流を流して高速信号とノイズに強くする
R2 は10K --> 1K 少しでも高速に対応するようにしてみた
C7 は取り除く・・・遅れをゼロに近づける

WS000361.jpg





WS000263.jpg




信号は 
回転パルス信号 CK
回転方向信号  DIR
以上の1パルス方式になっています
此はインターフェース基板がそうなのではなく
コンピュータのCNCのソフトが全世界の標準になっています
インターフェース基板はその信号をそれぞれのモータードライバーに
最適な信号に変換しています此は当社の初期からの標準の物です

たとえば

CK+
CK-
DIR+
DIR-
のような信号をサーボモータードライバーに接続する
『差動信号』

8Pコネクター
1-PULSE
2-/PULSE
3-DIR
4-/DIR
5-
6-
7-
8-


そのほかこの片側のみ利用する
『電圧出力』

8Pコネクター
1-
2-/PULSE
3-
4-/DIR
5-
6-
7-+5V
8-0V




また、コレクターがドライバーに直接接続して電流信号とする
『オープンコレクター』

8Pコネクター
1-
2-
3-
4-
5-PULSE
6-DIR
7-+5V
8-0V



上記のように色々とそれぞれのドライバーが異なる物でも接続が可能です

コンピュータの信号は同じですが
繋がるモータードライバーが異なるので
インターフェースが必要になります


【パラレル・インターフェース】 CNCインターフェース基板とサーボ系の接続



PMM-BA-5603-1モータードライバーの資料抜粋

WS002234.jpg





WS002235.jpg





WS002236.jpg











下記に当社のCNCインターフェースとの接続図を記します

CNCインターフェース基板との接続図












2010年10月2日改訂版



CNCインターフェース基板と当社2相の接続

ドライバー側 ---- CNCインターフェース側 8ピン
.CK               2
.DIR              4
.+5V             7
.0V               8

対応するパラレルポート番号と8ピンの接続図

WS000255.jpg

インターフェース側 20090120
Nm-DSCN3662.jpg




2相の基板のレイアウト
実際のシルクが
右側上の端子台に
CNCインターフェースからのカレントダウン信号はREF端子に接続します
此は単独信号線です

DIR,CKもCNCインターフェースから
+5V,0Vと一緒の4芯コードで接続します

+5V,0Vは右下の端子台に接続します




139_4_45.jpg







新型 2相基板 2009/02/15
Nm-DSCN3719.jpg

CK(白),CW/CCW(緑),+5V(赤),0V(黒)
の接続位置
Nm-DSCN3721.jpg


カレントダウンは デジタルトランジスタとR9のボリュームは使いません
新規端子台の REFに接続します

WS001047.jpg








5相のレイアウト
CC=DIRとしてください
CK,DIR,0Vを端子台の所に接続します


WS000258.jpg

デップスイッチの4番の所 REFの信号です
裏面に半田付けします
デップスイッチは必ずオフにしておいてください

WS000257.jpg




全て画像をクリックして拡大し
その後右クリックでダウンロードしてから参照してくださいよく見えます

MACHの出力波形が今迄充分なサンプル量を計測出来なかった
其処で、ロジアナのサンプル量のとれる物を用意して
計測してみた

今迄歯抜けのような波形と思っていたが

全然異なる綺麗な波形ですね


本日届いたばかりの
Logic
箱入りで届いたのですが
封がしてありませんでした
何でしょうか、発送が俊足なので忘れたような気がします

ケースに入っています

Nm-DSCN1211.jpg


予備のコードも注文したのですが
此のケースに楽に入ります

Nm-DSCN1212.jpg


ケースの裏にピンの順番が書いてあります

Nm-DSCN1213.jpg


アースは灰色です
黒から紫まで0-7に成っています

Nm-DSCN1215.jpg


では波形を取得してみましょう

Nm-DSCN1216.jpg




表の順番は上から

0CH=X,CK
1CH=X,DIR
2CH=Y,CK
3CH=Y,DIR
4CH=Z,CK
5CH=Z,DIR
6CH=A,CK
7CH=A,DIR
と成っています

先ず全体を、高分解能で観察
4MHzサンプリング
今回は楽に10秒以上取り込み出来ます

WS000198_20100817161736.jpg


立ち上がりの所

WS000199_20100817161735.jpg


立ち下がり後回転方向切り替えその後立ち上がり

WS000201_20100817161734.jpg


プログラム上は全ての軸が-10.00
ですが、未だ、A軸が減速終了していないのに
次の指令の 全軸原点まで移動の指令が実行始めています


(此は、MACHからの信号をリアルにバッファーICのみ通してみています
 MACHからの信号が少しずれているのが此のLogicアナライザーで良く解ります)



WS000202_20100817161734.jpg


前後しますが
最後の軸の回転方向切り替え時

WS000203_20100817161733.jpg


全軸原点移動完了
殆どが同時に完了しています

WS000204.jpg


全軸が原点移動の前の
A軸の遅れの拡大

WS000205.jpg


この程度は許容のことなのかも
実切削のデータとしてはこの様な物は無いので
今迄問題ないので良しとしましょう

WS000206.jpg












SSRを放熱器に取り付けてパネルに止めています
電源ジャックから2系統の電源コードを出して
底と天上に取り付けた CNCインターフェース基板に供給します

Nm-DSCN0657.jpg


スピンドルモーターはリューターなので
AC100Vのコンセントを設けています

Nm-DSCN0658_20100219180810.jpg


パネルにスリットを開けてケーブル類を此処から出します

Nm-DSCN0659.jpg


別アングル

Nm-DSCN0660.jpg


リューターの代わりにジェッターと言う工業用の樹脂用ドライヤーみたいな物を接続
コントロール信号にてオン・オフしてみた

Nm-DSCN0661.jpg


パラレルコードはポート#1,#2の2系統出しています
スムースステッパーの特徴です

Nm-DSCN0662.jpg


パラレルポート1系統のテスト中

Nm-DSCN0663.jpg


別アングル

Nm-DSCN0664.jpg


ポート#1,#2の2系統のインターフェース基板を展開している所

Nm-DSCN0665.jpg



クリックした後別ウインドウの画像をご自分のパソコンにデータをセーブ後ご利用下さい

B.png


全チャンネルを順次テスト
便宜上マッハの設定で説明させて頂きます

IC1の74HC520
8入力 反転バッファ

WS000391.jpg


モータードライバーのインターフェースやカレントダウンの回路の前段に
8入力 反転バッファを 設置しています
その為に、パラメーターも設定を反転させて頂けると
カレントダウン回路が正常に機能します



Step Low Active をチェックを入れます
反転動作します

WS000389.jpg

8Pコネクター
1-PULSE
2-/PULSE
3-DIR
4-/DIR
5-
6-
7-
8-

WS000269.jpg



松下のサーボの接続例

色々な型番で差動インターフェースは同様に接続しています

WS000329.jpg


WS000330.jpg


WS000331.jpg


WS000332.jpg






CNCインターフェース基板と当社2相の接続

CK,DIR,0Vの接続図

WS000255.jpg

インターフェース側 20090120
Nm-DSCN3662.jpg


旧型 2相基板側 20090120
Nm-DSCN3663.jpg

2相の基板のレイアウト
実際のシルクが
CCは CKとしてください
CKは DIR=CW/CCWとしてください
シルクがCK,CCが逆でした

0Vはそのまま接続します

WS000259.jpg


REFに半田付けします
WS000260.jpg

カレントダウンの信号線 20090120
Nm-DSCN3664.jpg





新型 2相基板 2009/02/15
Nm-DSCN3719.jpg

CK(白),CW/CCW(緑),+5V(赤),0V(黒)
の接続位置
Nm-DSCN3721.jpg

カレントダウンは デジタルトランジスタとR9のボリュームは使いません
旧タイプと同様に REFに接続します

WS000204.jpg







5相のレイアウト
CC=DIRとしてください
CK,DIR,0Vを端子台の所に接続します


WS000258.jpg

デップスイッチの4番の所 REFの信号です
裏面に半田付けします
デップスイッチは必ずオフにしておいてください

WS000257.jpg




全て画像をクリックして拡大し
その後右クリックでダウンロードしてから参照してくださいよく見えます

画像はサムネール表示ですからクリックして大きな画像にしてください

オリエンタルモーターのドライバーに接続する方法は
差動接続とオープンコレクター接続の2種類があります
以下に接続の方法を説明します





差動ドライブによる接続の説明
DSUB25PtoAM26LS31-20081203A-SILK.png

8Pコネクターの1~4ピンを使用します
WS000269.jpg


殆どのCNCソフトは モーター駆動信号は 1パルス方式です
CK,DIRの信号です

RKD514L-A(2)_ページ_1


CNCインターフェース内部回路に反転バッファ 74HC540 に全てのモーター駆動信号が接続してあります
その為、CNCソフトの設定は モーターポートの設定を 「アクティブ L」 にして下さい。
RKD514L-A(2)_ページ_2

CNCソフトの設定です
DIR側はマシンが出来た状態での回転方向に合わせてください
WS000267.jpg

CNCソフトの設定のモーターチューニングで
CK,DIRのタイミングを設定します
オリエンタルモーターでは充分すぎる時間を設定する必要があります
RKD514L-A(2)_ページ_3

モーターチューニング画面で
下の方にパルス幅やタイミングの時間を設定します

WS000268.jpg



RKD514L-A(2)_ページ_4


1パルス方式のタイミングが記述してあります
RKD514L-A(2)_ページ_5










オープンコレクター接続の説明

部品配置図・組み立て図
必要なコネクターは SL24,25,26,27 の5ピン~7ピンです
DSUB25PtoAM26LS31-20081203A-SILK.png

拡大図
WS000254.jpg



オリエンタルモータードライバーは 5相のRK564AW の RKD514Lというデータシートの物です


PDFカタログです

此処に注釈付きを掲載します

RKD514L-A_ページ_1
RKD514L-A_ページ_2
RKD514L-A_ページ_3

画像データはクリックして拡大表示させてその後
 マウスの右クリックしてダウンロード後
参照してください


無事、何事もなく完成しました
テストをするのに、測定機材、測定方法等を考えながら
チマチマとやっていたら、夜になってしまいました

無事、全ての項目がテスト完了しました

左上の2Pコネクターの間隔が干渉していました
ハウジングをセットして半田をしましたので抜き差しには問題がありません
何ミリの世界なのですが、残念
47_1_59.jpg


裏面のトランジスタ
表面実装なので髭の様な極細半田で半田付けしました
1カ所付けてしまえば簡単なのですが
ヘッドルーペ 全回
47_4_20.jpg


ロジアナを使用して波形観測
綺麗に出力されていました
ロジアナはインピーダンスが低いので
時定数回路には影響が出て、始め動かないので焦りました
カレントダウンは 0.1秒後電流が減少します
次のパルスで瞬時復帰します

4回路独立です

47_6_21.jpg

ケーブルはコネクター圧着済み
ドライバー CK,DIR用 4芯X4本
カレントダウン用 バラ線 4本
汎用入出力線 センサーコード ロボットケーブルの様な極細の線が撚ってあります
9本


47_5_21.jpg



回路図
クリックして大きく表示後
右クリックして、画像をダウロードしてご自分のパソコンで見るとよく見えます
DSUB25PtoAM26LS31-20081203A-KAIRO.png


部品配置図・組み立て図
DSUB25PtoAM26LS31-20081203A-SILK.png
やっと面付け迄出来ました
WS000208.jpg

パラレルインターフェースの全体像です
しゅつりょくは0-5Vの電圧出力、差動出力、オープンコレクター出力(独立インターフェース)
の、3種から選択可能です
「電圧出力、差動出力、」このいずれかと「オープンコレクター出力」は同じ軸で異なるインターフェースの出力も可能、パラメーターは同じになりますが何か利用価値がありそう
WS000209.jpg


お決まりの、2相ドライバーです
今回のバージョンではカレントダウンのボリュームとトランジスタを内蔵しましたデップスイッチと外部入力端子に接続しています
WS000210.jpg


LCメーター コンデンサを厳選品を利用していますが
回路が旨く動くか作ってみないと解りません
WS000211.jpg

火曜日発注して旨く行けばいいのですが
17万弱の基板です以前より部品点数も多く機能が増えています

完成後のテストまで気が抜けないです
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