WIKAN 서보드라이브연결 http://www.wikan.co.kr All rights reserved 2017-05
DOCUMENT HISTORY Document History Date Description 2015/3 [ 배포 ] 2015/4/6 [ 정정 ] 2 장서보연결 2.3. 미쯔비시 (MR-JE-20A) 핀번호정정, 2.4. RS Automation(CSD5) 핀번호정정 2015/6/9 2 장서보연결도수정 2016/12/27 2.7 파라소닉서보모터연결도추가 2017/05/22 2.3 미쯔비시 (MRJ2 시리즈연결도추가 2
TABLE OF CONTENTS TABLE OF CONTENTS 1. 모터드라이브신호연결및신호방식 4 1.1. 전기신호 4 1.2. 신호방식 6 1.3. 엔코더피드백신호 8 1.4. 그외축부가입출력신호연결 8 1.4.1. 홈센서신호입력 8 1.4.2. 리미트센서신호입력 8 1.4.3. 서보온 (SERVO ON) 신호출력 9 1.4.4. 서보브레이크 (SERVO BRAKE) 신호출력 9 1.4.5. 서보알람 (SERVO ALARM) 신호입력 9 1.4.6. 서보리셋 (SERVO RESET) 신호출력 9 1.5. 모션마스터프로그램의축신호설정 10 1.5.1. 축신호방식설정 10 1.5.2. 서보부가입출력신호동작설정 10 2. 서보드라이브 IO 신호연결 11 2.1. 위칸모션보드서보연결신호 11 2.1.1. 축구동및 EncZ 상연결신호 11 2.1.2. 서보및드라이브신호 12 2.2. 야스카와서보연결-SGDV 14 2.3. 미쯔비시서보연결-MR-JE 15 2.4. RS Automation 서보연결-CSD5 17 2.5. 파스텍서보연결-EziSERVO_ST 18 2.6. 오므론서보연결 19 2.6.1. SMARTSTEP1 시리즈 (R7D-AP) 19 2.6.2. SMARTSTEP2 시리즈 (R7D-BP) 20 2.6.3. G5 시리즈 (R88D-KT) 21 3
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.1. 전기신호 1. 모터드라이브신호연결및신호방식 먼저일반적인전기제어시스템에서의전기신호종류를간략히살펴보고, 서보모터드라이브의신호종류및 연결을간단히살펴봅니다. 전기신호 신호방식 엔코더피드백신호 그외축부가입출력신호연결 모션마스터프로그램의축신호설정 1.1. 전기신호 모터드라이브는일반적으로위치제어에알맞은스텝모터드라이브혹은서보모터드라이브와연결되는것을기준으로설명합니다. 모션컨트롤러와모터드라이브의연결은크게축의펄스동작신호연결과모터드라이브 IO 제어연결이있습니다. 먼저모션컨트롤러가모터드라이브의축펄스전기신호를연결하기위해아래의 3가지종류의연결신호중하나를선택하게됩니다. 첫째는차동라인신호 (Differential Line driver signal) 혹은 RS422 신호방식으로불리는 5V 전압규격의차동전압방식입니다. 전기적기호는보통아래와같이표현됩니다. 이방식은 Y+ 가 Y-보다높은전압상태 (5V정도) 일때 ( 활성상태 ) 와반대로 Y-가 Y+ 보다높은전압상태일때 ( 비활성상태 ) 의두가지상태로의미를전달하는전기신호방식입니다. [ 그림 ] 차동라인신호방식 다음으로오픈콜렉터신호방식입니다. 이방식은 COM 과 Y 가전기적으로연결될때 ( 활성상태 ) 와연결되지않을때 ( 비활성상태 ) 의두가지상태로의미를전달하는전기신호방식입니다. 이때 Y 신호의전압레벨은항상 COM 신호의전압레벨보다높거나같아야합니다. 4
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.1. 전기신호 [ 그림 ] 오픈콜렉터신호방식 마지막방식은토템폴방식으로써 Q1 과 Q2 가서로반대로통전되어 VCC 전압이 Y 로연결되거나 ( 활성상태 ), 반대 로 GND 전압이 Y 로연결되어 ( 비활성상태 ) 전기신호를전달하는방식입니다. [ 그림 ] 토템폴방식 이러한전기적신호방식은단지모션컨트롤러에게만적용되는방식이아니라대부분의전기컨트롤러의일반적인 전기신호연결방식으로사용됩니다. 이들신호중대부분모션컨트롤러는노이즈내성이비교적강한첫번째라인드라이브방식의신호연결을선호합 니다. 위칸모션컨트롤러도대부분첫번째방식의신호연결을제공할것입니다. 마지막토템폴방식의신호연결은 모션컨트롤러에서잘사용되지않는방식입니다. 대부분의제어회로장치들의입력은포토커플러에의해절연된경우가많습니다. 특히모터드라이브의펄스구동부 는고속의펄스열을받을수있는높은주파수특성을갖는포토커플러를주로사용하게됩니다. 여기서는라인드라이브와오픈콜렉터신호방식으로출력되는모션컨트롤러와모터드라이브간의연결회로를살펴 봅니다. [ 그림 ] 차동라인드라이브방식 5
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.2. 신호방식 [ 그림 ] 오픈콜렉터신호방식 모터드라이브의펄스입력단의전류제한저항은 5V입력영역으로 180~330옴범위에서내정된경우가많습니다. ( 특별히입력전압의범위가 24V인경우다면 2K옴부근의저항치값을갖고있습니다. ) 모션컨트롤러가차동라인드라이브방식으로신호를출력할경우대부분 Y+ 신호와 Y-신호를구분하여모터드라이브입력단에그대로연결해줄수있습니다. 그러나오프콜렉터신호를출력할경우연결방식은외부전원의전압에따라전류제한저항 R1을추가적으로설치하여그림과같이연결해주어야합니다. 외부전원이 24V이면 R1은 1.8K~2.2K옴사이이면적당합니다. 만약외부전원을 5V로한다면 R1을없애고 VDD를바로접속할수도있습니다. 일반적으로오픈콜렉터드라이브는축펄스신호보다는축제어용부가 IO 신호와같은입반출력신호로많이사용됩 니다. 1.2. 신호방식 앞절에서전기적신호형태를살펴보았다면이번절에서는이러한전기적신호의변화를어떤방식으로위치지령신호로인식하는지에대해서설명합니다. 일반적인펄스구동방식의위치제어형모터드라이브는아래와같이크게 3가지방식중하나로신호를처리합니다. (1) 1펄스방식 (Pulse / Direction) (2) 2펄스방식 (CW Pulse / CCW Pulse) (3) 위상차방식 (Phase A/B) 모션컨트롤러는하나의축을제어하기위해펄스신호 2 개가준비되어있습니다. 이펄스신호를어떤방식으로사 용하는냐에따라상기의신호방식으로나누어집니다. 1 펄스방식은아래그림과같이이동지령에해당하는하나의신호와이동방향을지령하는신호로써위치를지령 하는방식입니다. 6
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.2. 신호방식 [ 그림 ] 1 펄스방식 2 펄스방식은 CW 방향 ( 시계회전방향 ) 이동지령과 CCW 방향 ( 반시계방향 ) 이동에해당하는각각의펄스신호로써위 치를지령하는방식입니다. [ 그림 ] 2 펄스방식 위상차방식은증분형엔코드신호 (Incremental encoder signal) 와동일한방식으로두개의신호위상 (Phase A, Phase B) 차에의한전진위상과후퇴위상을구분하여이동을지령하는방식입니다. [ 그림 ] 위상차방식 일반적으로 1 펄스방식혹은 2 펄스방식을많이사용합니다. 또한활성화상태 ( 동작지령 ) 신호를 H 레벨혹인 1 인경우 를정논리방식라부르며비활성화상태 ( 동작대기상태 ) 신호가 H 레벨혹은 1 인경우를부논리방식이라고합니다. 7
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.3. 엔코더피드백신호 1.3. 엔코더피드백신호 서보모터드라이브의경우모터회전에따라증분형위상차신호인위상A, 위상B, 위상Z신호가출력됩니다. 모션컨트롤러가엔코더의신호를피드백받는경우이들신호를입력받아내부적으로카운트하는기능을가지고있으면이신호를연결하여사용합니다. 엔코드신호는모터드라이브에서모션컨트롤러방향으로전달되는신호로써방향만반대일뿐상기절의신호방식중위상차방식과동일한방식입니다. 또한대부분전기적신호형태로라인드라이브방식일취하고있습니다. 현재위칸모션컨트롤러 BLX6 등은엔코더의피드백신호위상 A 와위상 B 신호를받아들이지않습니다. 그러나모터 가한바퀴회전시에하나의펄스가출력되는위상 Z 신호는입력받게됩니다. 위상 Z 신호는특히원점복귀동작에 서보다정확한위치의복귀완료위치가필요로할때유용하게사용될수있습니다. 단지신호의방향만다를뿐아래와같이라인드라이브의축펄스신호연결과동일한방식입니다. [ 그림 ] 엔코드신호연결 1.4. 그외축부가입출력신호연결 대부분컨트롤러에서축의위치지령펄스 ( 출력 ) 및엔코더신호 ( 입력 ) 연결은각각차동라인드라이브방식과고속포토커플러방식을사용합니다. 이들신호이외에도하나의축을동작시키기위해서아래와같은몇가지부가축신호들이사용됩니다. 이신호대부분은출력은오픈콜렉터방식으로입력은포토커플러방식으로사용됩니다. ( 아래의신호입력과출력용어는모션컨트롤러입장에서기술합니다.) 1.4.1. 홈센서신호입력모션의원점복귀동작은홈센서신호를찾아서이동하는모션동작입니다. 홈센서신호를찾게되면지정된방식대로동작정지하여원점복귀동작을완료하게됩니다. 대부분기계는실제기계좌표계와 CNC프로그램상의위치를일치시키기위해서원점복귀를실행하게됩니다. 1.4.2. 리미트센서신호입력리미트센서신호란축의이동거리제한을위해정방향이동거리제한신호와역방향이동거리제한신호를말합니다. 일반적으로기계의충돌및이탈을방지하기위한목적으로이동한계를지정할때사용합니다. 물리적인신호를 8
1. 모터드라이브신호연결및신호방식 1.4. 그외축부가입출력신호연결 사용하여이동을제한하는것을하드리미트방식이라하며, 내부적으로이동위치값의상한과하한을제한하여이동한계를설정하는방식을소프트리미트방식이라고합니다. 소프트리미트방식으로기계움직임을제한하기위해서는반드시원점복귀동작에의해서 CNC프로그램에서의위치와실제기계위치를일치시켜주어야합니다. 1.4.3. 서보온 (SERVO ON) 신호출력서보온신호는서보드라이브가서보모터에전기를인가하여서보동작을수행하라는지시입니다. 일반적으로는 CNC기계시스템에전기가인가되면바로서보온동작에의해각축별모터에전기가바로인입되어서보동작을즉각적으로이루어집니다. 그러나때때로서보온을해제하여모터를프리상태로두는경우도필요할수있습니다. 특히서보드라이브의특정파라메터는서보온상태에서조작되지않을수도있습니다. 모션마스터프로그램은서보온신호를실행시자동으로 ON할수도있으며수동으로 ON/OFF해제할수있는 M코드를제공합니다. 1.4.4. 서보브레이크 (SERVO BRAKE) 신호출력모션마스터프로그램과위칸모션컨트롤러는서보브레이크신호는별도로사용하지않습니다. 서보브레이크신호는 Z축과같이모터에전기가인가되지않으면중력에의해슬라이딩혹은처짐이발생할때필요로할수있습니다. 중력에의해미끄럼이발생되는경우브레이크가있는서보모터와서보드라이브를사용하며서보브레이크출력은서보온신호를반전하여사용할수있습니다. 1.4.5. 서보알람 (SERVO ALARM) 신호입력서보드라이브에이상이발견되어모션컨트롤러에게동작중지요청을하는신호입니다. 1.4.6. 서보리셋 (SERVO RESET) 신호출력 처음서보를동작시키거나서보의위치오차를클리어하거나서보에서발생된알람신호를제거하기위한목적으 로사용되는신호입니다. 모션마스터와위칸모션컨트롤러는리셋동작에서서보리셋신호를발생합니다. 9
1. 모터 드라이브 신호 연결 및 신호방식 1.5. 모션마스터 프로그램의 축신호 설정 1.5. 모션마스터 프로그램의 축신호 설정 본장의 내용은 모션마스터 사용자 매뉴얼 CNC 장치 연결 기초 가이드(4장) 일부 내용입니다. 모션마스터의 보 다 자세한 내용은 모션마스터 사용자 매뉴얼을 참고 하실 수 있습니다. 1.5.1. 축 신호방식 설정 축신호 방식은 아래의 엔진구성화면에서 설정하게 됩니다. 1.5.2. 서보 부가 입출력 신호동작 설정 BLX6 등의 위칸모션컨트롤러는 서보온, 서보알람, 서보리셋의 부가적인 서보입출력신호는 모든 동작축에서 공유하여 사용합니다. 그러므로 모션마스터프로그램에서 각 서보부가 신호에 대한 동작활성화 및 동작레벨설정은 모든 축에 대해서 동일하게 설정되어야 유효합니다. 10 서보 드라이브 신호 연결
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.1. 위칸모션보드서보연결신호 2. 서보드라이브 IO 신호연결 위칸모션보드의서보드라이브 IO 신호를살펴봅니다. 그리고, 몇가지서보드라이브연결예시를제공합니다. 위칸모션보드연결신호 야스카와서보 (SGDV) 의연결 미쯔비시서보 (MR-J2) 의연결 RS Automation 서보 (CSD5) 의연결 파스텍서보 (EziSERVO) 의연결 오므론서보 (OMNUC G5) 의연결 오므론서보 (SMARTSTEP2) 의연결 2.1. 위칸모션보드서보연결신호 CLX4, BLX6 등의위칸모션컨트롤러는대부분아래와같은서보연결신호를가지고있습니다. 2.1.1. 축구동및 EncZ 상연결신호 [ 그림 ] 연결신호 위칸모션보드 P+ P- Pulse/CW 300 N+ N- EncZ+ Dir/CCW EncZ- [ 표 ] 신호설명 Name Description P+ 축구동신호 Pulse/CW P- (5V 차동라인드라이버출력 ) N+ N- 축구동신호 Dir/CCW (5V 차동라인드라이버출력 ) 11
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.1. 위칸모션보드서보연결신호 EncZ+ EncZ- 엔코더 Z 상입력 (5V 차동라인드라이버입력 ) 2.1.2. 서보및드라이브신호 [ 그림 ] 연결신호 위칸모션보드 VDD VDD VDD SV.RST SV.ON SV.ALM SV.INPOS VDD [ 표 ] 신호설명 Name Description SV.RST 서보리셋출력서보리셋신호는모든축에공통으로연결되어있습니다. 한개의축 (Axis) 을 ON/OFF 시키면나머지다른모든축들도동시에출력이됩니다. SV.ON 서보 ON 신호출력서보 ON 신호는모든축에공통으로연결되어있습니다. 한개의축 (Axis) 을 ON/OFF 시키면나머지다른모든축들도동시에출력이됩니다. SV.ALM 서보알람입력 (B 접점방식 ) 서보알람입력신호는하나의축 (Axis) 이라도알람신호가발생될경우전체 서보알람을발생시킵니다. 따라서사용하지않는축 (Axis) 은 GND 로 연결하여사용하십시오. SV.INPOS 서보 IN POSITION 입력 (A 접점방식 ) 12
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.1. 위칸모션보드서보연결신호 서보 INPOS 입력신호는하나의축 (Axis) 이라도입력신호발생시전체서보 INPOS 신호로처리됩니다. 따라서사용하지않는축 (Axis) 은 GND 로 연결하여사용하십시오. 13
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.2. 야스카와서보연결 2.2. 야스카와서보연결 2.2.1. SGDV 14
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.3. 미쯔비시서보연결 2.3. 미쯔비시서보연결 2.3.1. MR-J2S- A 15
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.3. 미쯔비시서보연결 2.3.2. MR-JE-20A/ MR-J3- A/ MR-J4- A 16
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.4. RS Automation 서보연결 -CSD5 2.4. RS Automation 서보연결 -CSD5 2.4.1. CSD5 17
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.5. 파스텍서보연결 2.5. 파스텍서보연결 2.5.1. EziSERVO_ST 18
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.6. 오므론서보연결 2.6. 오므론서보연결 2.6.1. SMARTSTEP1 시리즈 (R7D-AP) 엔코더 Z 상이오프콜렉터신호를출력할경우연결방식은외부전원의전압에따라전류제한저항을추가적으로 설치하여그림과같이연결해주어야합니다.(1.1 절설명참고 ) 19
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.6. 오므론서보연결 2.6.2. SMARTSTEP2 시리즈 (R7D-BP) 20
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.6. 오므론서보연결 2.6.3. G5 시리즈 (R88D-KT) 21
2. 서보드라이브 IO 신호연결 2.7. 파라소닉서보연결 2.7. 파라소닉서보연결 2.7.1. MINAS A5 시리즈 22