모션마스터 MPG 연결 매뉴얼

모션마스터 MPG 연결매뉴얼 -MPG:Manual Pulse Generator- (Motion Master V01.R13.0180 기준 ) WIKAN.CO.KR All rights reserved 2014-04-09

Document History Date Descriptions Version 14/04/15 [ 배포 ] MotionMaster_MPG_Manual-V13-R178-R01.pdf R01 14/06/10 [ 수정 ] 4.2.2 절 (14page) WIKAN 2/19

[ 차례 ] 1. 특징 4 2. MPG 의구성요소 5 3. MPG Setup 윈도우 6 4. MPG 구성요소들의신호와연결방식및설정 8 4.1. 엔코더휠 (ENCODER WHEEL) 8 4.1.1. 연결 8 4.1.2. MPG SETUP 윈도우설정 10 4.2. 축선택및배율선택스위치 13 4.2.1. SELECTOR 스위치접점방식과연결 13 4.2.2. SELECTOR 스위치와 ADC입력의연결 14 4.2.3. BCD 스위치접점방식과연결 15 4.2.4. ONE SWITCH 방식의연결 16 4.2.5. 축선택 ( 이동배율선택 ) 설정 17 4.3. 기타연결설정 18 4.3.1. 비상정지 (ESTOP) 스위치연결및설정 18 4.3.2. 동작가능 (ENABLE) 스위치 19 4.3.3. 휠동작의축이동방향반전옵션 19 WIKAN 3/19

1. 특징 모션마스터 V13.R180 의 MPG 동작은 R179의기능을그대로이어오며, 아래의 2가지기능적인추가와 JOG 및 MPG를실행시키기위한전용의버튼과윈도우를갖고있는차이점이있습니다. (1) ONE SWITCH방식의축선택기능추가 (MPG의입력핀수를줄이고결선의간결하게합니다.) (2) ONE SWITCH방식의이동배율선택기능추가 (MPG의입력핀수를줄이고결선의간결하게합니다.) (3) JOG 및 MPG전용동작윈도우 MOTION MASTER V13.R180 이하내용들은 V13.179 의기준매뉴얼을내용과 R180 에서추가된 MPG 기능의내용을함께설명합니다. V13.R179 Motion Master 는크게아래의 3 가지형태의 MPG 연결을지원합니다. (1) 모션보드의 GIO 입력을이용하는 MPG연결방식 (2) 모션보드의확장연결신호 (EXT-LINK : EIO확장연결 ) 에의한연결방식 (3) COM포트를이용한통신방식의 MPG연결방식 R179 는 (1)GIO 연결방식 (2)EXT-LINK 에의한 EIO 연결방식을지원합니다. 다양한 MPG와연결하기위해다양한연결옵션들이주어지고, GIO의입력핀의사용량을줄이기위해서아날로그입력핀을이용해서축 (AXIS) 과이동배율 (x1, x10, x100...) 을선택할수도있습니다. 또한 EIO확장연결신호를이용하면간단한지원보드를통해서다양한형태의 MPG와연결이가능합니다. 여기서는 GIO입력을이용한연결방식만을설명하며 EIO확장연결에의한 MPG연결은제품마다다를수있으니해당제품의매뉴얼을통해서확인해주십시오. WIKAN 4/19

2. MPG 의구성요소 일반적인 MPG는자동동작이아닌상태에서수동으로기계의축을하나씩움직여주는역할을합니다. 이를위해서아래와같은기본적은구성을갖고있습니다. (1) 엔코더휠 (Encoder Wheel) (2) 축선택스위치 (Axis Selector) (3) 이동배율선택스위치 (Movement Multiplier) (4) 동작가능스위치 (Enable Switch) (5) 비상정지스위치 (EStop Switch) EStop 스위치 축선택스위치 OFF,X,Y,Z,4,5,6 이동배율선택스위치 x1, x10, x100... 동작가능스위치 엔코더휠 MPG마다각구성요소들의형태에차이가있지만, 대체적 5가지정도의구성요소를갖습니다. 제품마다각구성요소에서출력되는스위칭신호가다를수있으며모션마스터프로그램은 5가지구성요소들의다양신호와연결될수있는 MPG SETUP 윈도우를제공합니다. 다음에간단히 MPG SETUP윈도우화면에대한전체구성과 MPG의실제구성요소간에비교해봅니다. WIKAN 5/19

3. MPG Setup 윈도우 아래는모션마스터프로그램의 CNC 동작화면에서 CNC 구성설정화면을선택한후나타난 CNC구성설정화면중일부를보여줍니다. 혹시우측구성설정선택화면이나타나지않으면이버튼을눌러주세요. 이버튼을누르면 MPG 셋업윈도우가표시됩니다. WIKAN 6/19

이들구성중 [MPG SETUP] 버튼을누르면아래와같은 MPG SETUP 윈도우가표시되며각항목별구성은 MPG의실제구성요소들과대응합니다. - MPG SETUP 윈도우 - (0) MPG 연결방식 (1) 엔코더휠구성설정 (2) 축선택스위치구성 (3) 이동배율선택스위치구성 (4) 비상정지스위치설정 (5) 동작가능스위치설정 다음절에서 MPG 의각구성요소들의신호들과연결및설정을살펴봅니다. WIKAN 7/19

4. MPG 구성요소들의신호와연결방식및설정 아래의 5가지 MPG 스위치요소들과이들의신호연결및 MPG 셋업화면의설정을살펴봅니다. (1) 엔코더휠 (Encoder Wheel) (2) 축선택스위치 (Axis Selector) (3) 이동배율선택스위치 (Movement Multiplier) (4) 동작가능스위치 (Enable Switch) (5) 비상정지스위치 (EStop Switch) 4.1. 엔코더휠 (ENCODER WHEEL) 손잡이가달린휠형태의엔코더는일반적으로광학식 INCREMENTAL( 증분식 ) 엔코더와동일한신호형태를갖고있습니다. 즉기본적으로 90도의위상차를갖는 A상과 B상의신호가출력됩니다. 이들위상의형식은아래와같이단순합니다. 신호흐름 CCW 회전 CW 회전 엔코더 A 상 엔코더 B 상 신호의 1 주기 엔코더의각위상신호 A,B는제품의종류마다크게아래의 3가지전기적신호형태를갖습니다. (1) 차동라인드라이브형태의신호 (2) 오픈콜렉터형태의신호 (3) 토템폴형태의신호 4.1.1. 연결 X6V3엔진을사용하는모션컨트롤러의 MPG의엔코더휠의신호는아래의 3가지경로중하나를택해서연결할수있습니다. (1) GIO입력의 ENC 0번채널 (GIO입력핀 2번 /3번) (2) GIO입력의 ENC 1번채널 (GIO입력핀 4번 /5번) (3) Extend Link통신에의한전용 MPG연결보드 <= 해당제품매뉴얼을참조하세요. WIKAN 8/19

이들연결방식중 (2) 을방식을기준으로설명합니다. 모션보드의 GIO입력은포토커플러에의해 DC24전원을기준으로신호를입력받도록설계되어있습니다. BLX6보드와트레이닝보드모두기준전원 DC24V에의한포토커플러를통해신호를입력받습니다. 그러므로엔코더가 DC24V로동작되며, 신호가오픈콜렉터형태이거나토템폴형태일경우에는직접적으로연결하여동작할수있습니다. 반면에차동라인드라이브형태의신호를출력하는엔코더의경우반드시 DC5V의입력을받으며출력신호역시 5V영역이므로직접적으로모션보드에의해입력받을수없으며간단한포토커플러회로나트랜지스터회로를통해서신호를변환하여입력받을수있습니다. 아래의 (2) 번내용은엔코더의라인드라이브신호를포토커플러회로를구성하여신호를변환시킨후연결하는예를보여줍니다. (1) DC24V 입력용오픈콜렉터 ( 혹은토템폴 ) 출력형태의엔코더와모션보드 (BLX6, 트레이닝보드 ) 의연결 엔코더 모션보드 GIN 입력포트 ENC.1 번과연결 DC24V B상 A상 DC0V VDD GIN.P7 GIN.P6 GIN.P5 GIN.P4 0V (2) 차동라인드라이브출력형태의엔코더와모션보드 (BLX6, 트레이닝보드 ) 의연결 모션보드아날로그입력포트의 VCC (5V) 전원사용 <- 외부의 5V 전원을사용할때 5V VCC AD3 AD2 AD1 AD0 0V 엔코더 DC5V +B상 -B상 +A상 -A상 DC0V 변환회로 (1) 사용할때배선연결 + 차동라인드라이브 -> 오픈콜렉터신호변환회로 (1) - Gnd 차동라인드라이브 -> 오픈콜렉터신호변환회로 (1) Out 모션보드 GIN 입력포트 ENC.1 번과연결 VDD GIN.P7 GIN.P6 GIN.P5 + Out GIN.P4 - Gnd 0V 다음은차동라인드라이브신호를오픈콜렉터신호로변환해주는회로예를보여줍니다. WIKAN 9/19

차동라인드라이브 -> 오픈콜렉터신호변환회로 변환회로 (1) 포토커플러를이용한신호변환 차동라인드라이브신호입력 포토커플러 PC817 오픈콜렉터출력 A+ A- 180~300Ω 0.25W 저항 역전압보호다이오드 1N4148 역. 과전압보호다이오드 1N4148 혹은 30V 제너다이오드 A 신호출력 변환회로 (2) NPN 트랜지스터를이용한신호변환 오픈콜렉터출력 차동라인드라이브신호입력 다이오드 1N4148 C A 신호출력 A+ 1kΩ 0.25W 저항 B NPN 소신호트랜지스터 SC1815 역전압보호다이오드 1N4148 1kΩ 0.25W 저항 E 4.1.2. MPG SETUP 윈도우설정 엔코더휠의동작속성설정은아래와같이 4 가지의구성설정으로이루어집니다. 하나씩살펴봅니다. 1 3 2 4 WIKAN 10/19

(1) 기본구성 ( 엔코더의 PPR 설정 ) PPR은엔코더가 1회전당출력하는펄스수를의미합니다. (Pulse Per Rotation) 대부분 100[PPR] 혹은 25[PPR] 로구성되며해당엔코더에맞는 PPR을입력합니다. INCREMENTAL 위상신호방시의엔코더는기본적 1체배 2체배 4체배동작을실행할수있습니다. 상기 100[PPR] 의설정은 1체배방식을기준으로한펄스수입니다. 엔코더휠을동작할때 1체배방식그대로동작할수있으며, 2체배혹은 4체배방식으로동작시킬수있습니다. 4체배방식의경우같은휠의동작일때 4배많은펄스를발생할수있습니다. (2) 연결방식상기배선연결예는 GIO.ENC.1 번채널을이용하는연결입니다. (3) 연속이동동작설정모션마스터프로그램은 MPG의엔코더휠을아래의 3가지방식으로구분하여동작합니다. - 개별펄스의단위스텝이동동작 - 연속이동동작 - 추가가속동작 모션마스터프로그램의 MPG동작은 MPG펄스를그대로서보드라이브에전송하지않으며해당하는축의설정된가감속도에맞게가감속하여출력합니다. 그러므로 MPG펄스의발생속도가개별펄스단위동작을위한가감속도의시간단위보다더빨리발생한다면연속으로회전하게됩니다. 이때보다빠른움직임을원할경우 MPG의휠을보다빠르게회전시켜추가적으로가속동작을실행할수도있습니다. 상기동작설명을아래의타임그래프로간단히표현할수있습니다. 이동속도 단위스텝이동동작연속이동동작추가가속동작 시간연속이동동작의기준은엔코더휠의회전동작속도와단위스텝의이동시간과관련됩니다. 이때단위스텝이동과연속이동동작의전환을자동 (Auto) 로설정할수도있고, 수동 (Manual) 으로설정할수있습니다. 수동으로설정할경우엔코더휠의회전동작속도 [RPS] 를설정하게되면설정된 RPS보다높은회전동작에서연속이동동작을실행하게됩니다. (RPS는 1초당회전수를의미합니다. Rotation Per Second) (4) 추가가속동작연속회전동작시엔코더휠을특정회전수보다빨리회전시키면추가적으로가속하여동작할수있습니다. 추가적이가속동작은아래의 3가지파라메터에의해실행됩니다. WIKAN 11/19

- 추가가속동작의시작하기위한엔코더휠의회전동작속도 [RPS] : 기본적으로 3.0으로설정합니다.( 초당3회전이상동작시킬때 ) - 가속시간설정 : 추가가속을실행을위한가속도결정 : 기계관성부하와작동의안전에맞게적당히설정합니다. - 가속한계속도배율설정 : 연속동작의기준속도에추가적으로몇배율로동작할것인지결정합니다. 기계관성부하와작동의안전에맞게적당히설정합니다. 속도배율값을 0.0 으로설정하면추가가속동작을실행하지않는것과동일합니다. WIKAN 12/19

4.2. 축선택및배율선택스위치 축선택스위치와배율선택스위치는기능만다르며, 전기적연결과설정이동일함으로축선택스위치를기준으로만설명됩니다. 일반적으로축선택스위치와이동배율선택스위치는기본적으로 2가지형태의스위치를주로사용합니다. (1) SELECTOR 접점출력스위치 (2) BCD 접점출력스위치모션마스터프로그램은이들접점의수를줄이기위해아날로그입력핀 (ADC) 을이용하여축선택과배율선택기능을제공합니다. 이들각스위치형태에따른연결과설정들을살펴봅니다. 4.2.1. SELECTOR 스위치접점방식과연결 SELECTOR 스위치접점방식은선택축수만큼의입력접점이요구되므로비교적많은입력접점을사용합니다. 아래에 X,Y,Z,A 4개의축선택에대한 GIO입력연결방식을보여주며, GIO 입력이아닌 ADC( 아날로그 ) 입력에의해입력신호를 1개로써사용하는방법도제시합니다. A A 축선택출력 모션보드 GIN 입력포트와연결 OFF X Z Y Z축선택출력 Y축선택출력 X축선택출력 OFF선택출력 VDD GIN.P3 GIN.P2 GIN.P1 GIN.P0 0V 공통출력 (CM) - 출력접점동작표 - 출력선택 OFF X Y Z A OFF 선택 1 0 0 0 0 X 선택 0 1 0 0 0 Y 선택 0 0 1 0 0 Z 선택 0 0 0 1 0 A 선택 0 0 0 0 1 0 : 공통출력 (CM) 과연결안됨 1 : 공통출력 (CM) 과연결됨 WIKAN 13/19

4.2.2. SELECTOR 스위치와 ADC 입력의연결 5V Rs 모션보드 AD0 연결 A VCC Z AD3 Y R4 R3 R2 R1 AD2 AD1 X AD0 0V OFF 공통출력 (CM) Rs, R1, R2, R3, R4는각축선택스위칭마다 0~5V사이의전압이골고루분포될수있도록값을정합니다. Rs값은 1k옴이상값을정하며, 각저항이 10k옴이하의범위내에서설정합니다. 예 > 아래와같은저항을선택하면 AD0는우측의전압근사값이표현됩니다. Rs = 1.0k R1 = 0.5k AD0 = 5[V] x 0.5k / (1.0k + 0.5k) = 1.67 [V] R2 = 1.0k AD0 = 5[V] x 1.0k / (1.0k + 1.0k) = 2.50 [V] R3 = 2.5k AD0 = 5[V] x 2.5k / (1.0k + 2.5k) = 3.57 [V] R4 = 9.0k AD0 = 5[V] x 9.0k / (1.0k + 9.0k) = 4.50 [V] 각축선택에대한 AD값은아래의모니터링화면의 ADC0 값표시창에서확인할수있습니다. 각축에대한 ADC값은 MPG설정에서사용됩니다. WIKAN 14/19

4.2.3. BCD 스위치접점방식과연결 BCD접점출력은 SELECTOR 접점의 1:1접점방식이아니라 BCD코드에의한접점이출력됩니다. BCD코드는각접점을 2진법으로취하고십진수 0,1,2,...9 까지만을표현하는코드입니다. 축수가최대 6개로가정하면 2진수접점은최소 3개를필요로하며축수를 3개로가정한다면접점은최소 2개를필요로합니다. A 모션보드 GIN 입력포트와연결 OFF X Z Y BCD 출력변환 VDD GIN.P3 GIN.P2 GIN.P1 GIN.P0 0V 공통출력 (CM) - 출력접점동작표 - 선택 출력 BCD.4 BCD.2 BCD.1 OFF 선택 0 0 0 X 선택 0 0 1 Y 선택 0 1 0 Z 선택 0 1 1 A 선택 1 0 0 0 : 공통출력 (CM) 과연결안됨 1 : 공통출력 (CM) 과연결됨 WIKAN 15/19

4.2.4. ONE SWITCH 방식의연결축선택동작과이동배율선택동작에대한 GIO입력핀사용의최소화를위해하나의스위치입력 ( 버튼동작 ) 을통해서다양한축의선택과이동배율을선택할수있는연결방식입니다. 축선택의경우 X축에대한 GIO입력핀이사용되고이동배율선택의경우 ( 이동1배율 )x1 에대한 GIO입력핀이사용됩니다. 각 GIO 입력핀이상승엣지일때축 ( 이동배율 ) 은다음축 ( 이동배율 ) 로바뀌게됩니다. 축 ( 이동배율 ) 선택스위치 모션보드 GIN 입력포트와연결 VDD GIN.P3 GIN.P2 GIN.P1 GIN.P0 0V 아래는 6 축에대한각축의선택변환순서와이동배율의선택변환순서를보여줍니다. (1) 축의선택에대한변환순서시작 OFF X Y Z A B C (1) 이동배율의선택에대한변환순서 시작 x1 x10 x100 x1000 WIKAN 16/19

4.2.5. 축선택 ( 이동배율선택 ) 설정축선택스위치연결과이동배율선택에관련된 MPG 셋업윈도우의설정내용이동일함으로축선택스위치연결과관련된 MPG설정내용을기준으로설명합니다. 축선택스위치과관련되어아래의총 5가지항목에대한설정을필요로합니다. 여기서 GIO연결과 ADC연결중하나만을선택함으로실제총 4개의선택사항이필요합니다. 각설정별로살펴봅니다. 1 2 3 4 5 (1) 스위치동작방식설정 (Operation Mode) - 셀렉터스위치 (Selector switch) 형태의출력방식 - BCD 스위치형태의출력방식 - 단일스위치형태의출력방식 (2) 신호반전여부일반적으로스위치동작은 0V(GND) 와연결되어동작되며, 신호의형태나모션보드의입력방식에따라신호를반전시켜입력으로사용할경우, 입력된신호를반전시켜적용하도록지시합니다. (3) 모션보드연결방식 - NONE : 연결없음 - EIO.MPG : 전용 Ext_Link통신 ( 확장통신 ) 기능을사용한 MPG연결시 - GIO : GIO입력을사용한축선택기능연결 - ADC : ADC채널의입력값을사용한축선택기능연결 (4) GIO입력연결방식일때각스위치접점신호의입력포트결정해당하는신호에연결된입력포트번호를설정합니다. 현재 0~7번까지사용가능하며, -1로설정하며해당접점기능이없음을나타냅니다. (5) ADC입력방식으로축선택스위치기능을사용할때각축이선택될때마다표현되는 ADC값을기록합니다. 0보다작은음의값을사용하면해당축의선택신호를사용하지않음을나타냅니다. 각기록값들은가장인접된기록값과비교되어그중간값까지를유효한입력값으로적용합니다.( 신호여유값자동계산 ). WIKAN 17/19

즉 X축 ADC 신호값을 2000 으로설정하고 + 방향으로가장인접된임의축 (Z축으로가정 ) 의 ADC 신호값이 3000 이고 -방향으로가장인접된임의축 (Y축으로가정 ) 의 ADC 신호값이 1000일경우아래와같이자동으로 X축의신호범위값이설정됩니다. (Y 축선택영역 ) 1500 < X 축선택 ADC 신호범위 < 2500 (Z 축선택영역 ) 4.3. 기타연결설정 엔코더휠, 축선택스위치, 이동배율선택스위치와의연결과설정이끝났다면, 추가적인옵션으로아래의 3가지설정을필요로할수있습니다. 이들설정은 MPG장치마다있거나없을수있습니다. (1) 비상정지스위치 (2) 휠동작 ENABLE( 가능 ) 스위치 (3) 휠동작에의한축이동반전옵션 4.3.1. 비상정지 (ESTOP) 스위치연결및설정 위칸모션보드는 ESTOP입력신호를 GIO입력신호와관계없이별도의신호로제공됩니다. BLX6보드와모션트레이닝보드에서제공되는 ESTOP신호는기본적으로 A접점형식으로 ESTOP신호입력을받아들입니다. MPG의비상정지신호가 A접점이면전용의 ESTOP입력신호를그대로사용할수있습니다. 그러나이신호가아닌별도의 ESTOP기능신호를 GIO 입력포트에할당하고한다면아래와같이사용할수있습니다. 비상정지스위치 모션보드 GIN 입력포트와연결 VDD GIN.P3 GIN.P2 GIN.P1 GIN.P0 0V 상기와같이연결되었다면아래와같이설정하여동작할수있습니다. WIKAN 18/19

4.3.2. 동작가능 (ENABLE) 스위치 동작가능스위치는 MPG의동작전체혹은엔코더휠의동작을금지하거나허가하는용도로사용됩니다. 모션마스터 V13.R179버전은 MPG의엔코더휠의동작을금지하며허가하는용도로동작합니다. ENABLE 스위치의연결은아래와같이 GIO 입력포트중하나에할당할수있습니다. 동작가능스위치 모션보드 GIN 입력포트와연결 VDD GIN.P3 GIN.P2 GIN.P1 GIN.P0 0V 상기와같이연결한후아래와같이설정하여동작할수있습니다. 4.3.3. 휠동작의축이동방향반전옵션 기계장치의특성마다휠의회전방향과해당선택축의이동방향이서로반대방향의느낌이발생할수있습니다. 이때휠의회전방향에대한축의진행방향을반전시키고자한다면해당축에체크를설정하여사용합니다. - 끝. WIKAN 19/19