ST-3/TR-3 Schrittmotoransteuerung für 3 Achsen, 4 Phasen unipolar bestehend aus ISA-Bus-Ansteuerkarte und externer Treiberkarte

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1 ST-3/TR-3 Schrittmtransteuerung für 3 Achsen, 4 Phasen uniplar bestehend aus ISA-Bus-Ansteuerkarte und externer Treiberkarte ISA-Bus Ansteuerkarte mit dem Prtbaustein 8255 und dem dreifach 16-bit Zähler/Timer 8253 Industrie-Datenerfassung mit dem PC Tel.: Fax.: Internet:

2 Inhalt Sicherheits- und Gefahrenhinweise... 3 Einbau in den PC... 5 Allgemeines zu I/O-Karten... 6 Funktinsweise der Ansteuer-Karte... 7 Kartenansicht und Bauteile ST Funktinsweise der Treiber-Karte... 9 Kartenansicht und Bauteile TR Technische Daten Testprgramm in Turb-Pascal Steckerbelegung ST Steckerbelegung TR Anschrift und Rufnummernverzeichnis Seite 2

3 Sehr geehrter Kunde, wir bedanken uns für den Kauf der ISA Schrittmtr-Ansteuerung ST-3/TR-3. Mit diesen Baugruppen haben Sie ein Prdukt erwrben, welches nach dem heutigen Stand der Technik gebaut wurde. Dieses Prdukt erfüllt die Anfrderungen der geltenden eurpäischen und natinalen Richtlinien. Die Knfrmität wurde nachgewiesen, die entsprechenden Erklärungen und Unterlagen sind beim Hersteller hinterlegt. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlsen Betrieb sicherzustellen müssen Sie als Anwender diese Bedienungsanleitung beachten! Bei Fragen wenden Sie sich an unsere technische Beratung. Rufnummern und Adressen dazu finden Sie unten auf dem Titelblatt der hinten im Anhang. Diese Bedienungsanleitung gehört zu diesem Prdukt. Sie enthält wichtige Hinweise zur Inbetriebnahme und Handhabung. Achten Sie hierauf, auch wenn Sie dieses Prdukt an Dritte weitergeben. Das Gerät hat den Hersteller in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlsen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Sicherheitshinweise und Warnvermerke beachten, die in dieser Gebrauchsanweisung enthalten sind. Eine andere Verwendung als die beschriebene führt zur Beschädigung dieses Prduktes, darüber hinaus ist dies mit Gefahren, wie z. B. Kurzschluss, Brand, elektrischer Schlag etc. verbunden. Das gesamte Prdukt darf nicht geändert bzw. umgebaut und die Gehäuse nicht geöffnet werden! Besuchen Sie uns unter im Internet Sicherheits- und Gefahrenhinweise Allgemein Achtung! Bei Schäden, die durch Nichtbeachten dieser Bedienungsanleitung verursacht werden, erlischt der Garantieanspruch! Für Flgeschäden übernehmen wir keine Haftung! Bei Sach- der Persnenschäden, die durch unsachgemäße Handhabung der Nichtbeachten der Sicherheitshinweise verursacht werden, übernehmen wir keine Haftung! In slchen Fällen erlischt jeder Garantieanspruch. Sllten Sie sich über den krrekten Anschluß nicht im klaren sein der sllten sich Fragen ergeben, die nicht im Laufe der Bedienungsanleitung abgeklärt werden, s setzen Sie sich bitte mit unserer technischen Supprt der einem anderen Fachmann in Verbindung. Es ist vr der Inbetriebnahme eines Gerätes generell zu prüfen, b dieses Gerät der Mdul grundsätzlich für den Anwendungsfall, für den es vrgesehen werden sll, geeignet ist. Aus Sicherheits- und Zulassungsgründen (CE) ist das eigenmächtige Umbauen und/der Verändern des Gerätes nicht gestattet. Beim Öffnen vn Abdeckungen der Entfernen vn Teilen, außer wenn dies vn Hand möglich ist, können spannungsführende Teile freigelegt werden. Auch können Anschlusspunkte spannungsführend sein. Vr einem Abgleich, einer Wartung, einer Instandsetzung der einem Austausch vn Teilen muss das Gerät vn allen Spannungsquellen getrennt sein, wenn ein Öffnen des Gerätes erfrderlich ist. Wenn danach ein Abgleich, eine Wartung der eine Reparatur am geöffneten Gerät unter Spannung unvermeidlich ist, darf das nur durch eine Fachkraft geschehen, die mit den damit verbundenen Gefahren bzw. den einschlägigen Vrschriften dafür vertraut ist. Kndensatren im Gerät können nch geladen sein, selbst wenn das Gerät vn allen Spannungsquellen getrennt wurde. Elektrische Geräte gehören nicht in Kinderhände. Lassen Sie in Anwesenheit vn Kindern besndere Vrsicht walten. Seite 3

4 Lassen Sie das Verpackungsmaterial nicht achtls liegen, Kunststfflien bzw. -tüten, Styrprteile, etc. könnten für Kinder zu einem gefährlichen Spielzeug werden. Das Gerät ist nicht für die Anwendung an Menschen der Tieren zugelassen. Gießen Sie nie Flüssigkeiten über den Geräten aus. Es besteht höchste Gefahr eines Brandes der lebensgefährlichen elektrischen Schlags. Sllte dennch Flüssigkeit ins Geräteinnere gelangt sein, ziehen Sie sfrt das Steckernetzteil aus der Netzsteckdse, bzw. entfernen Sie die Batterien und wenden Sie sich an eine Fachkraft. Vermeiden Sie eine starke mechanische Beanspruchung der Geräte. Setzen Sie die Geräte keinen extremen Temperaturen, starken Vibratinen der hher Feuchtigkeit aus. Schalten Sie die Geräte niemals gleich dann ein, wenn sie vn einem kalten Raum in einen warmen Raum gebracht wurden. Das dabei entstehende Kndenswasser kann unter Umständen die Geräte zerstören. Lassen Sie die Geräte ausgeschaltet auf Zimmertemperatur kmmen. Warten Sie bis das Kndenswasser verdunstet ist. Im Fehlerfall können Netzgeräte Spannungen über 50 V Gleichspannung abgeben, vn der Gefahren ausgehen, auch dann, wenn die angegebenen Ausgangsspannungen der Geräte niedriger liegen. In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvrschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenssenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten. In Ausbildungseinrichtungen (Schulen) swie Hbby- und Selbsthilfewerkstätten ist der Umgang mit elektrischen Geräten und deren Zubehör durch geschultes Persnal verantwrtlich zu überwachen. Betreiben Sie das Gerät (der die Baugruppe) nicht in Räumen der bei widrigen Umgebungsbedingungen, in/ bei welchen brennbare Gase Dämpfe der Stäube vrhanden sind der vrhanden sein können. Vermeiden Sie den Betrieb in unmittelbarer Nähe vn elektrstatischen Feldern (Auf-/Entladungen) und Sendeantennen, da es dadurch zu fehlerhaften Anwendungen kmmen kann. Bei einer mutwilligen mechanischen Beeinträchtigung der elektrischen Änderung (Umbau) eines Gerätes erlischt der Garantieanspruch. Wenn ein gefahrlser Betrieb nicht mehr möglich ist, s ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unbeabsichtigten Betrieb zu sichern. Es ist anzunehmen, daß ein gefahrlser Betrieb nicht mehr möglich ist, wenn a) das Gerät sichtbare Beschädigungen aufweist, b) das Gerät nicht mehr arbeitet c) nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen d) nach schweren Transprtbeanspruchungen. Beachten Sie beim Betrieb des Geätes der der Baugruppe unbedingt die Umgebungsbedingungen (Arbeitstemperaturbereich, Luftfeuchtigkeit). Vermeiden Sie den Betrieb in stark feuchter und nasser Umgebung. Bei Anschuß an Netzspannung Die Geräte sind in Schutzklasse I aufgebaut. Sie sind mit einer VDE-geprüften Netzleitung mit Schutzleiter ausgestattet und dürfen daher nur an 230-V-Wechselspannungsnetzen mit Schutzerdung betrieben bzw. angeschlssen werden. Es ist darauf zu achten, daß der Schutzleiter (gelb/grün) weder in der Netzleitung nch im Gerät bzw. im Netz unterbrchen wird, da bei unterbrchenem Schutzleiter Lebensgefahr besteht. Bei Arbeiten an Geräten der Baugruppen, die mit der Netzspannung verbunden sind, ist das Tragen vn metallischem der leitfähigem Schmuck wie Ketten, Armbändern, Ringen.ä. verbten. Bei Arbeiten unter Spannung darf nur dafür ausdrücklich zugelassenes Werkzeug verwendet werden. Reparatur- und Wartungsarbeiten an Geräten, die in irgendeiner Frm mit der Netzspannung verbunden sind dürfen nur vm Hersteller selbst der einem Fachmann, der mit den verbundenen Gefahren und den einschlägigen Vrschriften dafür vertraut ist, durchgeführt werden. Seite 4

5 Der Einbau in den PC 1. Schalten Sie den Rechner und alle daran angeschlssenen Geräte aus. Bitte beachten Sie: Statische Aufladung kann Ihren Cmputer und die Karte zerstören! Entladen Sie sich daher vr dem Weiterarbeiten, indem Sie eine Wasserleitung, ein Heizungsrhr der ein anderes Metallteil mit Erdverbindung berühren. 2. Öffnen Sie den PC. Im allgemeinen müssen dazu auf der Rückseite des Gerätes vier Sicherungsschrauben mit einem Kreuzschlitzschraubendreher gelöst werden. Anschließend können Sie das Gehäuse nach vrne hin wegziehen. Eventuell müssen Sie einige behindernde Kabel entfernen, merken Sie sich jedch unbedingt die zugehörigen Buchsen bzw. die Steckanrdnung (ev. aufschreiben). Abb Die Einsteckplätze befinden sich am hinteren Ende Ihres Rechners. Die Rückwand nicht benutzter Plätze wird vn einem Schutzblech verdeckt. Suchen Sie einen freien Einsteckplatz und entfernen Sie das dazugehörige Schutzblech, indem Sie seine Halterungsschraube lösen. 4. Stecken Sie die Erweiterungskarte in den freien Steckplatz Abb. 1 (a). Achten Sie auf festen Sitz und darauf, daß Sie die Karte beim Einstecken senkrecht halten. Abb. 2 5.Psitinieren Sie die Karte mittig über das Befestigungslch (Gewinde). Befestigen Sie anschließend das Halterungsblech der Karte Abb. 1 (b) mit der Schraube (c) des Schutzbleches. 6.Schließen Sie das Gehäuse Ihres Rechners und befestigen Sie es mit den Sicherungsschrauben. Kabel, die Sie während des Einbaus gelöst haben, sllten Sie nun wieder einstecken. Stecken Sie die/das Anschlußkabel Abb. 2 (d) der Karte in die vrgesehenen Buchse/n (e) und beachten Sie die VDE-Handhabungsvrschriften. Schalten Sie immer zuerst den Rechner ein, um anschließend, beispielsweise eine Spannung zu messen. Nie umgekehrt!!! Seite 5

6 Allgemeines zu I/O-Karten Wenn ein PC zeitlich festgelegte Abläufe innerhalb einer Prduktin steuern der kmplexe Przesse regeln sll, muß man ihn zuerst in die Lage versetzen, die nötigen analgen der digitalen Meßsignale aufnehmen und ausgeben zu können. Dazu verwendet man am besten eine möglichst exakt auf die jeweilige Aufgabenstellung zugeschnittene Peripherikarte, auf der alle nötigen Ein- und Ausgänge vrhanden sind und mit der auch nch gleich die Pegel anpaßt werden. Da man, angesichts der Menge der zu autmatisierenden Abläufe, diese Karte in der Praxis kaum finden wird, bietet sich als zweitbeste Lösung die Verwendung mehrerer Karten an, die jeweils einen Teilbereich der Aufgabenstellung abdecken. Häufig werden beispielsweise TTL-I/O-Karten genutzt, die ft viele Signale ein- und ausgeben können, aber nur slche, die im TTL-Pegelbereich vn V angesiedelt sind. Oder es kmmen Timer-Karten zum Einsatz, wenn Taktzeiten leicht zu verändern, aber präzise einstellbar sein müssen. Optkppler- und Relais-Karten dienen zur Ptentialtrennung zwischen dem PC und der Anlagenseite und können swhl TTL als auch andere Spannungswerte verarbeiten. Um auch größere Ströme bis zu einigen Ampére schalten zu können, setzt man Karten mit elektr-mechanisch arbeitenden Relais der sgenannte Halbleiter-Relais ein. Zur Erfassung physikalischer Größen braucht man analg-/digital-wandlerkarten, die mit Auflösungen zwischen 8 Bit und 24 Bit und Wandlungsraten vn einigen khz bis zu mehreren MHz verfügbar sind. Mit den in gleicher Variatinsbreite lieferbaren digital-/analg-umsetzern kann man die Steuerspannungen erzeugen, mit denen beispielsweise Sllwertvrgaben an analgen Reglern verändert werden können. Zur Nutzung einer beliebigen I/O-Karte braucht man immer ein speziell auf die jeweilige Karte zugeschnittenes Steuerprgramm, welches für die Einbindung der Karte in das Betriebssystem des Cmputers srgt. Im einfachsten Fall ist das ein mehr der weniger kleines Treiberprgramm, das beim Bten des Rechners geladen und gestartet wird, während des Betriebs aber nicht mehr weiter in Erscheinung tritt. Aufwendigere Lösungen beinhalten einen der mehrere Treiber und ein Anwendungsprgramm, das auf eine spezielle Aufgabenstellung zugeschnitten ist. Der Rechner wird dann üblicherweise auch nur für diese eine Anwendung genutzt. Seite 6

7 Funktinsweise der Ansteuer-Karte Die Ansteuerkarte ST-3 ist als I/O-Karte rund um das Peripherie-IC 8255 aufgebaut und stellt 24 Ein/ Ausgabekanäle zu Verfügung. Zusätzlich sind auf der Karte ein Timer (8253) samt Oszillatr untergebracht. Der separate Oszillatr ermöglicht ein vn der Rechnergeschwindigkeit unabhängiges Timing. Die Karte wird über das PC-Netzteil mit der Versrgungsspannung vn 5 V betrieben. Außer den Steuersignalen /IOWR (Schreibzugriff im Ein-/Ausgabebereich), /IORD (Lesezugriff im Ein-/Ausgabebereich), AEN (Adress-Enable) und RESET, swie den Datenleitungen DO...D7 und den Adressleitungen A0...A10 werden keine weiteren Bussignale für den Betrieb benötigt. Die auf der Karte vrgesehene ptinale Interruptzuweisung mittels eines PALs ist als bslet zu betrachten und wird nicht mehr unterstützt. Die Datenleitungen sind mit Hilfe eines Puffers (74LS245) vm PC getrennt und werden vn drt aus an den PPI-Baustein 8255 (PPI = Prgammable Peripheral Interface) und den Zähler/Timer 8253 geführt. Die gesamte Adressdekdierung wird vn einem PAL übernmmen. Dieses bildet aus den Adressleitungen A2 bis A10 und den Steuersignalen /IORW und /IORD die benötigten Chip-Select- Signale swie die Richtungsbits für die Datenpuffer. Prt A und B des 8255 liegen direkt an einem zweireihigen 40pligen Steckverbinder, dessen Anschlüsse am PC-Sltblech zugänglich sind. PA0 bis PA7 und PB0 bis PB2 liefern die Steuersignale für die Ansteuerung der Schrittmtren über die Treiberkarte TR-3. Eine Besnderheit bildet das Signal PB4, welches das Turb -Relais auf der Treiberkarte einschaltet, das wiederum die Versrgungsspannung der Mtren erhöht, um eine schnellere Ansteuerung zu ermöglichen. Die Leitungen PC0 bis PC2 des C-Prts sind mit den Ausgängen des prgrammierbaren Timerbausteins verbunden. PC3 ist s beschaltet, dass über einen Pull-Up-Widerstand permanent +5 V anliegen. Damit kann diese Leitung zur Realisierung eines Nt-Ausschalters herangezgen werden. Ein Auslösen dieses Ntschalters kann mit der Leuchtdide, die sich auf der Karte befindet, über PC7 angezeigt werden. PC4 bis PC6 dienen der Ansteuerung dreier 230 V-Relais auf der Treiberkarte. Diese sind zum Einschalten der Spindel, der Kühlmittelpumpe und der Netzspannung bei einer CNC-Fräsmaschine vrgesehen. Die Relaiskntakte sind auf der Platine über drei 3plige Schraubklemmen zugänglich. Das Zähler/Timer-IC enthält drei identische 16-bit-Zähler. Diese können unabhängig vneinander vrab gesetzt werden und zählen dann abwärts. Der Zählerinhalt kann zudem abgefragt werden, hne den Takt-Eingang zu blckieren. Die Zähler werden mit vier Steuerwrten eingestellt, die man im Steuerwrtregister (Cntrl Wrd Register) ablegen kann. Dieses Register hat nur eine Adresse, s dass das Steuerwrt aus zwei Bits besteht (SC1 und SC2) die angeben, für welchen Zähler das Steuerwrt bestimmt ist. In der Schaltung liegt an den Eingängen CLK0 bis CLK2 das Taktsignal des Oszillatrs. Alle drei Gate-Eingänge (G0 bis G2) sind über Pull-Up-Widerstände an +5 V gelegt. Der 8253 arbeitet im Mdus Frequenzteiler. Abhängig vm vrgegebenen Zählerinhalt teilt er die Oszillatrfrequenz auf einen bestimmten Wert, den es an Prt C des 8255 weitergibt. Für die vn der Cmputergeschwindigkeit unabhängige Rampensteuerung eines Schrittmtrs reicht dann die Vrgabe unterschiedlicher Zählerpresets. Ein zweiter bidirektinaler Treiberbaustein bildet einen weiteren 8-bit-Prt. Er ist als Eingabeprt für die Abfrage vn maximal sechs Endschaltern zur Lagemeldung an Fräsmaschinen vrgesehen (In unserem Beispielprgramm werden davn jedch nur drei unterstützt). Die Kntaktanschlüsse führen über die Leitungen XGND, X1, X2 und YGND, Y1, Y2 swie ZGND, Z1, Z2 an die Anschlussklemmen die sich ebenfalls auf der Treiberkarte befinden. Bei Betätigung eines Endschalters wird die entsprechende Leitung auf Masse-Pegel gezgen. Seite 7

8 Kartenansicht und Bauteile ST-3 4,0 MHz Oszillatr 3 x 16-bit Timer 40pliger Anschlussstecker Halteblech Adress-PAL PPI 8255 PPI 8255 Datenpuffer ICs Seite 8

9 Funktinsweise der Treiber-Karte Die Treiberkarte TR-3 bietet 16 unabhängige Kanäle mit Open-Kllektr-Ausgang, vn denen jeder bis zu 40 V/2 A schalten kann. Das passende Netzteil zur Versrgung vn drei uniplaren Schrittmtren ist, bis auf den Transfrmatr, auf der Karte bereits integriert. Die 12 Steuersignale für die Schrittmtren (I1 bis I12) swie die für die vier Relais (I13 bis I16) werden vn der Ansteuer-Karte über ein 40pliges Flachbandkabel zur Treiber-Karte geführt. Drt werden sie zuerst mit Hilfe vn 16 Optkpplern vllständig galvanisch vn der PC-Steuerkarte getrennt. Ein ptische Kntrlle, welches Der 16 Signale gesetzt ist, erflgt über die LED-Anzeige. Die Steuersignale für die Schrittmtren gelangen dann über die Treiberbausteine 74S240 direkt auf die Basen der Leistungstransistren. Vn den Kllektren der Leistungstransistren wird die Steuerspannung an die Anschlussklemmen für die Schrittmtren geführt. Die Signale für Mtr 1 werden an den Klemmen STV4 und STV5, für Mtr 2 an STV6 und STV7 und für Mtr 3 an STV8 und STV9 zur Verfügung gestellt. Die Kntakte der drei Relais, die zum Einschalten der Versrgungsspannung, des Spindelmtrs und der Kühlflüssigkeitspume dienen sllen, sind durch Y-Entstörglieder geschützt und führen über 5 A Sicherungen an die Klemmen STV1 bis STV3. Die maximale Schaltleitung der Kntakte beträgt 5 A bei 230 V. Mit dem vierten Relais, das über die Leitung I16 angesteuert wird, kann man die Versrgungsspannung der Schrittmtren vn 12 V auf 30 V umschalten (Turb-Mdus). Dieser Mdus sll die physikalische Gegebenheit, dass bei zunehmender Schrittfrequenz das durch den Mtr zur Verfügung gestellte Drehmment abnimmt, auffangen. Durch eine Erhöhung der Versrgungsspannung kann mit geringerer Schrittfrequenz die gleiche Leistung erreicht werden. Das Verhältnis zwischen Lastwiderstand, Kndensatr, U Turb und I Max muss allerdings bei jedem Mtr neu definiert werden, damit ein Maximum an Leistung und Sicherheit erreicht wird. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch eine ptimale Auslegung der Sftware, die den Schrittmtr ansteuert. Die Halbschrittflge ist zwar etwas schwieriger zu prgrammieren, erreicht aber letztendlich ein größeres Drehmment und eine höhere Drehgeschwindigkeit bei größeren Mtren. Zur Realisierung einer Ntbremse wird das Schaltsignal der Nt-Aus-Taste, ebenfalls über einen Optkppler galvanisch getrennt, über NT+ und NT- (GND) zur Abfrage an den PPI-Baustein der Ansteuerkarte zurückgemeldet. Die sechs maximal möglichen Endtaster werden an den Klemmen STV11 bis STV13 angeschlssen. Minimal drei Endtaster (für X, Y, Z) müssen als aktiver Schließer bei einer Fräsensteuerung angeschlssen werden. In den meisten Fällen reicht dies aus, um die Maschine zu eichen. Als Schließer werden Magnetschalter mit Gegenmagnet empfhlen, da diese rbust und genau sind. Die Taster bzw. Schließer sind intern (ST-3) auf Pull-Up gelegt und können mit einem Input-Befehl per PC abgefragt werden. Das Register liegt auf der I/O-Adresse 0DE8 Hex. Die Steuerkarte läßt sich mit jeder beliebigen Hchsprache aufgrund der Verwendung der bekannten Peripherie-Chips 8255 und 8253 sehr leicht prgrammieren. Selbstverständlich gibt es zu den verschiedenen Anwendungen Dem-Prgramme in BASIC und Turb-Pascal, unter anderem auch eine vllständige Rampensteuerung. (NC1.EXE) Die Auswahl des Netztransfrmatrs: Sicherheitshalber muss der verwendete Transfrmatr sekundärseitig über zwei getrennte Wicklungen verfügen, die am besten auch nch durch eine Zwischenlage gegeneinander isliert sind. Ein Seite 9

10 geeigneter Traf kann separat mitbestellt werden. Je nach Strmaufnahme (bedingt durch den verwendeten Schrittmtr) muss der geeignete Netztransfrmatr bestimmt werden. Im Nrmalfall reichen 3 A bei ca. 28 V Wechselspannung im Turb-Mde völlig aus. Beispiel : Stepper mit 6 V/2 A (2 A pr Phase) R Mt = U Mt /I Mt --> R Mt = 3 Ω Zum Mtrwiderstand kmmt jedch nch ein induktiver Anteil hinzu, der dem Datenblatt des jeweiligen Mtrs zu entnehmen ist und natürlich der entsprechende Widerstand des Anschlußkabels. Kmpensatin: Bei 28 V würde theretisch ein Strm I vn 28/3 gleich 9,3 A fließen, wenn dieser nicht auf der TR-3 Karte kmpensiert würde. Zwei Lastwiderstände begrenzen die maximale Strmaufnahme bei geschalteter Phase auf ca. 1 A (je nach Widerstand). Daher ist es sinnvll die Elektrnik zusätzlich mit einem Ventilatr zu Kühlen, da immerhin eine Leistung vn ca. 200 Watt bei Dauerlast, als Wärme abgeführt werden muss. Damit der Strm bei höheren Schrittfrequenzen nicht zu stark abnimmt, sind die Widerstände zusätzlich mit Kndensatren überbrückt. Diese srgen dafür, dass bei erhöhter Frequenz ein bestimmter Wert vn I Min garantiert wird. Ansnsten würde der Strm zu gering werden und es kann dazu kmmen, dass der Schrittmtr Schritte auslässt. Dieses Verfahren kann jedch nicht endls frtgesetzt werden, da nch andere Parameter das Mtrverhalten beeinflussen (Beispiel : max. DC, Trägheit der Masse...). S muss als zwischen der Leistungskurve des Mtrs (Nm zur Schrittfrequenz, sprich der max. Kraft) und der höchsten Drehgeschwindigkeit immer ein Kmprmiss gesucht werden. Sicher ist, daß je größer der Schrittmtr ist, bei zunehmender Schrittfrequenz die Kraft immer mehr abnimmt. Aus diesem Grund versucht man Schrittmtren per "Turb" etwas mehr Kraft und Schnelligkeit zu verleihen. Wird die ST-3/TR-3 Steuerung beispielsweise zu einer X, Y, Z Maschine verwendet, s sllten drei Endtaster der Sftware den Nullpunkt mitteilen, da ansnsten keine Reprduzierbarkeit zwischen den verschiedenen Arbeistvrgängen erflgen kann (es sei denn, man stelle die Psitin immer vn Hand zurück). Hier nch die Wichtigsten I/O Adressen zur Prgrammierung: Mtr X = PA0..3 vm 8255 (DE0) Mtr Y = PA4..7 vm 8255 (DE0) Mtr Z = PB0..3 vm 8255 (DE1) Taster X = (DE8) Bit 0 (lw) für links / Bit 1 für rechts Taster Y = (DE8) Bit 2 (lw) für links / Bit 3 für rechts Taster Z = (DE8) Bit 4 (lw) für links / Bit 5 für rechts Nttaster = PC3 vm 8255 (DE2) Relais 1 = PC4 vm 8255 (DE2) / Spindelmtr Relais 2 = PC5 vm 8255 (DE2) / Kühlmittelpumpe Relais 3 = PC6 vm 8255 (DE2) / z.b.v. frei Turb= PB4, wenn Bit gesetzt, Turb-Mde = ON 8253 Timer = DE4...7, geht auf PC0...PC2 zur Abfrage über 8255 Seite 10

11 Kartenansicht und Bauteile ST-3 Treibertransistren Schrittmtr (X) Kmpensatin Schrittmtr (Y) Schrittmtr (Z) STV4, STV5 STV6, STV7 STV8, STV9 STV3, STV2, STV1 STV13, STV12, STV11 STV10 40pliger Traf-Anschluss Relaiskntakte Endtaster NOT-AUS-Taster Anschlussstecker LEDs Seite 11

12 Technische Daten Ansteuer-Karte ST-3: PPI-System : 8255 Ausgänge Zähler-System Oszillatr Eingänge Spannungsversrgung Anschluss : 16 Leitungen, PA0...PA7 und PB0...PB7 (TTL-Pegel) : 8253 (drei 16-bit Zähler/Timer) : 4 MHz : 8 TTL-Leitungen : +5 V (aus dem PC) : 40plig zur Treiberkarte : ISA-Bus zum PC Temperaturbereich : C Platinenmaße : 140 x 100 mm (hne Sltblech) Treiber-Karte TR-3: Eingänge Ausgänge Mtrausgänge Schaltleistung Relais Kntaktbelastbarkeit Sicherungen Anschluss : 16 TTL-Datenleitungen : 7 TTL-Datenleitungen : 3 Mtren, 4 Phasen pr Mtr : 12 V/40 V bei 2 A pr Phase : 4 mit je einem Umschaltkntakt : 3 Relais zur Ansteuerung externer Lasten : 1 Relais zur Umschaltung Nrmal/Turb : 230 V/ 5 A : 3 x 5 A, Relaiskntaktkreis : 1 x 5 A, Treiberstrm : 1 x A, 5 V-Strmversrgung : 40plig zur Ansteuerkarte Temperaturbereich : C Platinenmaße : 160 x 100 mm Seite 12

13 Beispielprgramm in Turb-Pascal { Testprgramm fuer 4-Phasen/uniplar Mtr. } { 8253 Timer und Endabschalter werden nicht ber cksichtigt. } { Prgrammiert mit TURBO-PASCAL 5.5 vn Brland } uses crt,ds,graph; cnst sx = $0DE0; { Prtadressen der Karte (PPI8255) } sy = $0DE1; { PA = 0de0, PB = 0de1, PC = 0de2 } sf = $0DE2; { Statusprt = 0de3, siehe INIT. } A = 1; { Mtr : Phasen am Prt 8255 (cnst) } B = 2; C = 4; D = 8; AB = 3; BC = 6; CD = 12; DA = 9; E = 16; F = 32; G = 64; H = 128; EF = 48; FG = 96; GH =192; HE =144; type parms = recrd driver mde : integer; : integer; var i,z, dx : integer; W : char; param : parms; vl,vz : integer; prcedure init; { Initialisieren ber Statusprt. } prt [$0de3] :=128; { setze alle Prts auf Ausgabe. } sund (2000); delay (50); nsund; prcedure speed; prcedure verz; { Verzegerung! Rampe bei Start/Stp. } fr vz := 0 t vl d { relative Verzegerung,je nach PC anders} Seite 13

14 vl := vl - 1; if vl < 90 then vl := 90 ; if i > 2000 then vl := vl +2; delay(0); prcedure dh; fr z := 0 t 30 d prcedure test1; { Eilgang mit Taste T testen.} vl := 1550; { In VL steht der Wert f. Startrampe.} prt[$0de1]:= 16 ; { 16 Init TURBO-MODE } fr i := 1 t 2050 d { X-Achse 300 x 8 Stepps n.l.} prt [sx] := A ; verz; { ganze Verzegerung } prt [sx] := AB; dh; { hier ist Halbschritt } prt [sx] := B ; verz; prt [sx] := BC; dh; prt [sx] := C ; verz; prt [sx] := CD; dh; prt [sx] := D ; verz; prt [sx] := DA; dh; prt [sx] :=0; { Phasen abschalten } vl := 800 ; fr i := 1 t 300 d { wieder zurueck!!! } prt [sx] := DA; verz; { ganze Verzegerung } prt [sx] := D ; verz; { Mtr links herum } prt [sx] := CD; verz; prt [sx] := C ; verz; prt [sx] := BC; verz; prt [sx] := B ; verz; prt [sx] := AB; verz; prt [sx] := A ; verz; prt [sx] :=0; { Phasen abschalten } prt [$0de1] :=0; { WICHTIG!!!!!!!!! } prcedure vrz; delay (dx); prcedure vrzx; delay (dx div 2); Seite 14

15 prcedure einz; { Einzelschritte testen.} prt[$0de1]:= 0 ; { 16 Init TURBO-MODE } fr i := 1 t 2000 d { X-Achse 50 x 8 Stepps n.l.} prt [sx] := A ; vrz; { ganze Verzegerung } prt [sx] := AB; vrzx; { Mtr rechts herum } prt [sx] := B ; vrz; prt [sx] := BC; vrzx; prt [sx] := C ; vrz; prt [sx] := CD; vrzx; prt [sx] := D ; vrz; prt [sx] := DA; vrzx; if keypressed then dx := dx -1; if keypressed then w := readkey; prt [sx] :=0; { Phasen abschalten } dx := 50; { HAUPTPROGRAMM } W :='A'; init; dx := 50; detectgraph(param.driver,param.mde);{ Graphikkarte } initgraph(param.driver,param.mde,' '); setfillstyle(1,0); { Bildschirm vrbereiten } BAR (0,0,748,348); setfillstyle(0,0); setclr(0); setbkclr( 1); BAR (2,203,468,347); setclr(15); repeat; repeat; uttextxy ( 10, 10,'T - Testfahrt X-Achse' ); uttextxy ( 10, 30,'E - Einzelschritt ' ); uttextxy ( 10, 50,'Q - Prgramm verlassen'); until keypressed; w :=readkey; case w f 't','t' : test1; 'e','e' : einz; 's','s' : Speed; until w = 'q'; clrscr; writeln('ende'); TextMde(80); end. Wichtig: Bei der Prgrammierung der Mtren ist darauf zu achten, dass die Phasenspannung bei Pausen immer abgeschaltet wird! Seite 15

16 Steckerbelegung ST-3 Pin Signal 1 GND 2 XGND 3 PA0 4 X1 5 PA1 6 X2 7 PA2 8 YGND 9 PA3 10 Y1 11 PA4 12 Y2 13 PA5 14 ZGND 15 PA6 16 Z1 17 PA7 18 Z2 19 PB0 20 ZBV1 Pin Signal 21 PB1 22 ZBV2 23 PB2 24 ZBV3 25 PB3 26 ZBV4 27 REL-1 28 ZBV5 29 REL-2 30 ZBV6 31 REL-3 32 ZBV7 33 TURBO 34 ZBV8 35 NOT-AUS 36 ZBV9 37 GND 38 ZBV10 39 GND 40 GND 40pliger Stecker Stecker / Draufsicht Seite 16

17 Steckerbelegung TR-3 Anschluss : STV10 NOT-AUS (Taster zwischen Pin 1&3) (vn ben gesehen) 220 Vlt - Relais 1 x EIN Pin 1 = 220 V Pin 2 = Erde Pin 3 = 220 V Gilt für Stecker N. STV-1 = Kühlmittelpumpe STV-2 = Spindelmtr STV-3 = z.b.v Endtaster (Grenztaster) Anschluss: STV 11 : Pin1 Masse, Pin 2 = X links, Pin 3 = X rechts STV 12 : Pin1 Masse, Pin 2 = Y links, Pin 3 = Y rechts STV 13 : Pin1 Masse, Pin 2 = Z rechts, Pin 3 = Z links Stepper - Anschluss: STV 4&5, STV 6&7, STV 8&9 : Pin Nr. : 1 = ws (+) Pin Nr. : 2 = sw (Phase 1) Pin Nr. : 3 = bl (Phase 2) Pin Nr. : 4 = ge (+) Pin Nr. : 5 = gn (Phase 3) Pin Nr. : 6 = rt (Phase 4) (vn ben gesehen) U23 Steckverbinder Anschluss für Transfrmatr: Typ: x 5 Amp. 1 x 10 Vlt 1 x 5/10/15/20/25/30 Vlt Vlt ca V 0 Vlt Turb Spannung (30 V ) Nrm Spannung (12 V ) ERDE frei 230 V (Phase) frei 230 V (0) separate Wicklungen! Seite 17

18 Anschriften und Rufnummernverzeichnis Anschriften Pstfach 1127 Steinstraße 22 D Erftstadt D Erftstadt Rufnummern Auslandsvrwahl Inlandsvrwahl Vertrieb und Service Fax Werkstatt und Prüffeld BBS Mailbx-Mdem Pressestelle Geschäftsleitung ISDN (nur auf Anfrage) E-Fax Fax-Abruf-Service Hauptkatalg, 32 Seiten aktuelle Preisliste, 8 Seiten OPTO-PCI-Karte, 20 Seiten PCI-1616-Karte, 19 Seiten neue Prdukte, Kurzvrstellung PCI-Karten, K98/99 Antenne Internet - Service - Technik - Inf - Webmaster - Herr Klter Haupt-Dmains Redirects Server mit Frames Server hne Frames http// http// http// http// http// http// http// http// Seite 18

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