NC-Multifunktionskarte (NCM)

Transkript

1 (NCM)

2 2 NC-Multifunktionskarte Version V 1.6 Stand Autor/en Bearbeitung/Illustrationen Sutter/Pasternak Sutter/Pasternak Erstellung Die Erstellung dieser Unterlage erfolgte mit Microsoft Word 2000 und Adobe Illustrator. Warenzeichen Alle verwendeten Produktnamen und Warenzeichen sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer. Schutzvermerk andron GmbH All Rights Reserved. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patenterteilung oder GM-Eintragung. Verbindlichkeit Es können weitere, in dieser Dokumentation nicht beschriebene Funktionen in der Steuerung lauffähig sein. Es besteht jedoch kein Anspruch auf diese Funktionen bei Neulieferung bzw. im Servicefall. Änderungen im Inhalt der Dokumentation und Liefermöglichkeiten der Produkte sind vorbehalten. Herausgeber andron GmbH, Schlätterstraße 2, D Wasserburg/Bodensee Telefon +49 (0) 8382/9855-0, Fax +49 (0) 8382/ [email protected]

3 3 Inhalt Revisionsliste... 4 Allgemeines... 5 Kurzbeschreibung... 5 Leistungsmerkmale... 5 Typenübersicht und Nummernschlüssel... 6 Lieferversionen... 6 Schnittstellen der NC-Multifunktionskarte (NCM)... 7 Übersicht der Schnittstellen... 8 Kodierung und Bestückung +NCM02x Kodierung und Bestückung +NCM02x PIN-Belegung der internen Schnittstellen NCM-Slotwinkel Zusätzliche SERCOS-Ringe Slotwinkel +NCMZ Slotwinkel +NCMZ Achsanzahl je SERCOS-Ring Handrad-Schnittstellenadapter Lieferversionen Varianten-Übersicht SERCOS-Lichtwellenleiter Kabelspezifikationen InterBus-S Kabel Kabelspezifikationen NCIO Karte mit 16 Ein- und Ausgängen Allgemeines Slotwinkel NCIO Belegung X Einbau Spannungsversorgung LWI-Karte mit 4 optischen Eingängen Allgemeines Slotwinkel LWI... 24

4 4 NC-Multifunktionskarte Revisionsliste Version Datum Ergänzungen und Änderungen Kurzzeichen V Erste Ausgabe Su Korrekturen V Su Die Jumper X26, X27 und X 29 waren offen und sind jetzt geschlossen. Änderungen V Durch den Einsatz von neuen Opto-Modulen ab November 2003, ändern sich Su die Artikelnummern der NC Multifunktionskarten und der Schnittstellenadapter. Ergänzungen V Su Beschreibung X21 CNC Fault und Tabelle der Achsanzahl je SERCOS-Ring. Ergänzungen und Korrekturen V Su Beschreibung NCIO Karte ergänzt, Vorserienmodelle entfernt. Ergänzungen Neue Kodierungen für NCM-Version +NCM0211/0212 Kodierung für NCM-Version +NCM0204 entfernt V Pa Veränderte Schnittstellenbelegung für X10/X12 Neue Handrad-Adapter-Versionen +HRA02xx und Nummernschlüssel LWI-Interface mit 4 optischen Eingängen (für Erodiergenerator) V Layoutänderung in DIN A4 Pa

5 5 Allgemeines Kurzbeschreibung Die NC-Multifunktionskarte (NCM) ist das Kernstück des NC-Rechners. Sie ist mit bis zu vier SERCOS-Schnittstellen für die Antriebskommunikation zuständig. Für das Abspeichern der maschinenspezifischen Daten, der Achsauflösung, den Ramp-Kurven, etc. steht ein Flash-Speicher zur Verfügung. Die Handrad-Schnittstellen sind ebenfalls auf der Karte integriert. Des weiteren verfügt die Karte über 3 konfigurierbare serielle Schnittstellen (z.b.: als Feldbus-Master). Abbildung: NC-Multifunktionskarte Leistungsmerkmale PCI Interface Flash Memory mit bis zu 1024 kb. 256 kb NV-RAM zur Datenpufferung über Shadow EEPROM, keine Pufferbatterie erforderlich (Option). 4 SERCOS-Schnittstellen mit 2/4/8/16 MBaud. Busmasterfähigkeit zur zyklischen Datenübertragung zwischen den SERCON Bausteinen und dem Arbeitsspeicher. Bis zu 4 Handrad-Schnittstellen für jeweils 2 um 90 verschobene TTL- Eingangssignale mit je einem 16 Bit Vorwärts- / Rückwärtszähler. 32 Bit RISC Kommunikationsprozessor getaktet mit 40 MHz und 128 kb Flash EPROM und 10 kb RAM erweiterbar bis 1 MB. 2 kb Dualport RAM zum PCI-Bus. 3 prozessorinterne serielle Schnittstellen.

6 6 NC-Multifunktionskarte Typenübersicht und Nummernschlüssel Lieferversionen Die NC-Multifunktionskarte ist in unterschiedlichen Bestückungsvarianten lieferbar. + N C M Baureihe 01 Baureihe 1 02 Baureihe 2 Version 0 Version 1 Version (ab Nov. 2005) SERCOS Ringe 1 1 SERCOS-Ring 2 2 SERCOS-Ringe 4 4 SERCOS-Ringe Abbildung: Nummernschlüssel NCM-Karte NCM-Nummern.eps

7 7 Schnittstellen der NC-Multifunktionskarte (NCM) Feldbusmodul I/O NCIO NCM <-> NCIO (optional) Fast I/Os Relais-Kontakt NC Störung HR0 HR1 Handrad Interface Adapter Handrad Interface Adapter LWI-Interface mit 4 Opto- Eingängen 2. SERCOS Ring 3. SERCOS Ring 4. SERCOS Ring Flash Memory 1. SERCOS RING NC PCI-BUS Abbildung: Schnittstellen der NCM-Karte NCM Schnittstellen.eps

8 8 NC-Multifunktionskarte Übersicht der Schnittstellen Auf der NC-Multifunktionskarte stehen, je nach Bestückungsvariante, die folgenden Schnittstellen zur Verfügung: Interne Bezeichnung X1 X2 X3 X4 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X17 X20 X21 X23 J1 Funktion Serielle Schnittstelle D0 Fast I/Os 2. SERCOS-Ring Serielle Schnittstelle D2 4. SERCOS-Ring 3. SERCOS-Ring Programmieranschluss für Baustein D14 (nur für den internen Gebrauch) Handrad HR2* / LWI-Adapter Handrad HR0 Handrad HR3* / LWI-Adapter Handrad HR1* Anschluss für Programmieradapter (nur für den internen Gebrauch) CAN-Bus Schnittstelle CAN-Bus Schnittstelle Analog Schnittstelle Relais-Kontakt NC Störung * zur Zeit nicht verfügbar Achtung! Die X-Bezeichnungen der Schnittstellen sind die internen Nummern die beim Kartendruck verwendet wurden. Die nach außen geführten Schnittstellen haben andere Bezeichnungen.

9 9 Kodierung und Bestückung +NCM02x1 X24.1 X25.1 X23 X21 X24.1 X25.1 X23 X21 X2 J1 X1 X2 J1 X1 V8.3 Flash Memory X6 X4 V8.4 Flash Memory X6 X4 J2 X29 X28 J2 X29 X28 X9 X11 X9 X11 J3 J3 X13 X13 X16 X17 X16 X17 J10 J10 J13 J13 1. Ring 1. Ring X27 X26 X30 X27 X26 X30 +NCM0201 +NCM0211 Abbildung: NC-Multifunktionskarte mit 1 SERCOS-Ring NCM Bestückung-B 1 SERCOS Ring.eps

10 10 Kodierung und Bestückung +NCM02x2 X25.1 X25.1 X24.1 X23 X21 X24.1 X23 X21 X2 J1 X1 X3 X2 J1 X1 X3 V8.3 Flash Memory X6 X4 V8.4 Flash Memory X6 X4 J2 X29 X28 J2 X29 X28 X9 X9 X10 X11 X10 X11 J3 J3 X12 X13 X12 X13 X16 X17 X16 X17 J10 J10 J11 J11 J12 2. Ring J12 2. Ring J13 J13 1. Ring 1. Ring X27 X26 X30 X27 X26 X30 +NCM0202 +NCM0212 Abbildung: NC-Multifunktionskarte mit 2 SERCOS-Ringen NCM Bestückung-B 2 SERCOS Ringe.eps

11 11 PIN-Belegung der internen Schnittstellen X1 Serielle Schnittstelle D0 X4 Serielle Schnittstelle D2 PIN Bezeichnung 1 GND 2 TXD 3 RXD 4 RTS 5 CTS 6 nicht belegt 7 nicht belegt 8 nicht belegt 9 nicht belegt 10 GND Volt Volt 13 nicht belegt 14 nicht belegt

12 12 NCM-Slotwinkel CNC Fault X Zustandsanzeige H6 Zustandsanzeige H5 Fast I/Os X23 SERCOS Empfänger (RX) X25.1 SERCOS Sender (TX) X24.1 Zustandsanzeige H4 Abbildung: Slotwinkel der NC-Multifunktionskarte NCM-Slotwinkel.eps Zustandsanzeige H4 LED Beschreibung grün Daten werden empfangen SERCOS-Ring gelb Daten werden gesendet rot Verzerrung oder Leitungsbruch Zustandsanzeige H5 LED Beschreibung gelb 1 Peripherie Fehler Fast I/Os gelb 2 nicht verwendet gelb 3 Host Fehler Zustandsanzeige H6 LED Beschreibung grün Betriebsbereit Fast I/Os gelb rot Fehler CNC Fault X21 Der Kontakt CNC Fault X21 ist ein Relaiskontakt, der über einen Hardware-Watchdog geschlossen und vom Betriebssystem der NC ständig getriggert wird. Im Fehlerfall wird der Kontakt zwangsgeöffnet, und kann z.b. in die Not-Aus Kette der Maschine verdrahtet werden. Kontaktbelastung U max = 30 V DC I max = 150 ma

13 13 Zusätzliche SERCOS-Ringe Slotwinkel +NCMZ003 Auf der NC-Multifunktionskarte steht ein Lichtleiteranschlusspaar für den 1. SERCOS-Ring zur Verfügung. Zum Anschluss von weiteren SERCOS-Ringen stehen die Schnittstellenadapter +NCMZ003 (für einen zusätzlichen SERCOS-Ring) und +NCMZ004 (für zwei zusätzliche SERCOS-Ringe) zur Verfügung. SERCOS Empfänger (RX) X25.x SERCOS Sender (TX) X24.x Zustandsanzeige H4 Abbildung: Slotwinkel +NCMZ003 NCMZ1 Slotwinkel.eps Slotwinkel +NCMZ004 SERCOS Empfänger (RX) X25.x SERCOS Sender (TX) X24.x Zustandsanzeige H4 SERCOS Empfänger (RX) X25.x SERCOS Sender (TX) X24.x Zustandsanzeige H4 Abbildung: Slotwinkel +NCMZ004 NCMZ2 Slotwinkel.eps

14 14 X24.x Sender X24.2 Sender (TX) 2. SERCOS-Ring X24.3 Sender (TX) 3. SERCOS-Ring X24.4 Sender (TX) 4. SERCOS-Ring X25.x Empfänger X 25.2 Empfänger (RX) 2. SERCOS-Ring X 25.3 Empfänger (RX) 3. SERCOS-Ring X 25.4 Empfänger (RX) 4. SERCOS-Ring Zustandsanzeige H4 LED Beschreibung grün Daten werden empfangen SERCOS-Ring gelb Daten werden gesendet rot Verzerrung oder Leitungsbruch SERCOS Schnittstellen +NCMZ SERCOS RING +NCMZ SERCOS RING 2. SERCOS RING X3 X8 J8 J4 J11 J13 X7 4. Ring 3. Ring 2. Ring 1. Ring 1. SERCOS RING Flash Memory Abbildung: SERCOS-Schnittstellen der NC-Multifunktionskarte NCM SERCOS Schnittstellen.eps

15 15 Achsanzahl je SERCOS-Ring Die unstehenden Tabellen zeigen, wie viel Achsen in Abhängigkeit vom Zeittakt und von der Übertragungsrate je SERCOS-Ring betrieben werden können. 4 Mbit/s SERCOS Ring(e) SERCOS Interface mit 4 Mbit/s Übertragungsrate und einem Zeittakt von: 0,5 ms 1 ms 2 ms 1 4 Achsen 8 Achsen 8 Achsen 2 8 Achsen 16 Achsen 16 Achsen 3 12 Achsen 16 Achsen 16 Achsen 4 16 Achsen 16 Achsen 16 Achsen 8 Mbit/s SERCOS Ring(e) SERCOS Interface mit 8 Mbit/s Übertragungsrate und einem Zeittakt von: 0,5 ms 1 ms 2 ms in Vorbereitung 16 Mbit/s SERCOS Ring(e) SERCOS Interface mit 16 Mbit/s Übertragungsrate und einem Zeittakt von: 0,5 ms 1 ms 2 ms in Vorbereitung

16 16 Handrad-Schnittstellenadapter Diese Schnittstellen dienen zum Anschluss von elektronischen Handrädern. Die Wandlung der Signale der NC-Multifunktionskarte für die Handrad-Schnittstellen erfolgt über die Schnittstellenadapter +HRA010x/021x. Somit ist die Schnittstelle (X30.x) von außen über einen 9-poligen SUB-D Stecker zugänglich. Aufgrund der unterschiedlichen Ausgangssignale der Handräder stehen momentan drei Schnittstellenvarianten zur Verfügung Pin Signalbezeichnungen bisher +HRA0101 +HRA0102 +HRA0103 neu +HRA0211 +HRA0212 +HRA0213 RS V 5 V 1 A A A 2 A# GND GND 3 Schirm B nicht belegt nicht belegt 4 nicht belegt nicht belegt nicht belegt 5 nicht belegt nicht belegt nicht belegt 6 Schirm A nicht belegt nicht belegt 7 B# GND GND 8 B B B 9 nicht belegt nicht belegt nicht belegt Die Versorgungsspannung des Handrads muss extern zugeführt werden. Lieferversionen + H R A Baureihe 01 Baureihe 1 02 Baureihe 2 Version 0 MIO-Schnittstelle (andronic 2000) 1 NCM-Schnittstelle (andronic 2060) Schnittstelle 1 RS V 3 5 V Abbildung: Nummernschlüssel HRA-Schnittstellenadapter HRA-Nummern.eps

17 17 Varianten-Übersicht +HRA0101 JP2 JP3 ST01 X30.x (RS 422) ST02 JP1 +HRA0102 JP2 JP3 ST01 X30.x (24V) ST02 JP1 +HRA0103 JP2 JP3 ST01 X30.x (5V) ST02 JP1 old new +HRA0211 ST01 X30.x (RS 422) +HRA0212 ST01 X30.x (24 V) +HRA0213 ST01 X30.x (5 V) Abbildung: Übersicht Handrad Schnittstellenadapter HRA0xxx.EPS

18 18 SERCOS-Lichtwellenleiter Die SERCOS-Lichtwellenleiter verbinden die NC-Multifunktionskarte, bzw. die Schnittstellenadapter, des NC Rechners mit den Antrieben. Die Verbindung ist als Ring ausgeführt, was bedeutet dass je nach Anzahl der Antriebe mindestens zwei SERCOS Lichtwellenleiter verwendet werden. Je nach Einsatzort kommen zwei verschiedene Leitungen zum Einsatz: Für die Verdrahtung innerhalb des Schaltschrankes wird eine LWL-Leitung mit einem Durchmesser von 2,2 mm verwendet. Außerhalb des Schaltschrankes wird eine ummantelte LWL-Leitung mit einem Durchmesser von 6,0 mm verwendet, um höheren mechanischen Belastungen standzuhalten. LWL Leitung 2,2 mm Fibre optic cable 2.2 mm LWL Leitung 6,0 mm Fibre optic cable 6.0 mm Abbildung: Interne und externe SERCOS LWL-Leitung SERCOSKabel.eps Kabelspezifikationen Leitungslänge: Biegeradius: Interne Leitung: Externe Leitung: Maximal 20 m Mindestens 50 mm 2,2 mm 6,0 mm Achtung! Der SERCOS Lichtwellenleiter darf nicht geknickt werden und der Biegeradius von 50 mm nicht unterschritten werden!

19 19 InterBus-S Kabel Das InterBus-S Kabel ist ein 6-poliges Paarflexkabel und verbindet die Multifunktionskarte (X23) mit einem bzw. mehreren InterBus-S I/O Modulen. NC- X23 NC-Multifunktionskarte NC multifunction card I/O-Modul I/O module DO 1 1 DO DO 6 6 DO GND 3 3 GND DI 2 2 DI DI 7 7 DI Udd 5 BCI 9 Gehäuse plug housing Abbildung: PIN-Belegung InterBus-S Kabel Gehäuse plug housing IBSK0001.EPS Kabelspezifikationen Leitungslänge: Maximal 20 m Biegeradius: Mindestens 50 mm Querschnitt: 0,25 mm² 3x2 Adern paarweise verdrillt Spezifikation: nach DIN Teil 2

20 20 NCIO Karte mit 16 Ein- und Ausgängen Allgemeines Die NCIO Karte dient zur Umsetzung der Bus-Signale des 9-poligen Sub-D Steckers auf der NC-Multifunktionskarte, auf eine 37-polige Sub-D Buchsenleiste. Hier liegen 16 digitale Inputs und 16 digitale Outputs auf. Die Belegung und Benennung der Signale entspricht exakt jener Belegung auf der MIO-Karte der Vorgängersteuerungen. Die Verbindung zwischen NCIO Karte und NC-Multifunktionskarte erfolgt mit dem Verbindungskabel IBSK0011 welches im Lieferumfang der NCIO Karte enthalten ist. Abbildung: NCIO Karte Slotwinkel NCIO I/O X22 to NCM X23.2 Abbildung: Slotwinkel der NCIO-Karte NCIO-Slotwinkel.eps

21 21 Belegung X PIN Signalbezeichnung 1 GND für 24 V Geber (Port 23) S 2 Port 23, Bit 0, Geber+ E* 1 3 Port 23, Bit 1 E* 4 Port 23, Bit 2 E* 5 Port 23, Bit 3 E* 6 Port 23, Bit 4 E* 7 Port 23, Bit 5 E* 8 Port 23, Bit 6 E* 9 Port 23, Bit 7 E* V für Ausgangs-Signale S 11 GND für Ausgangs-Signale 24V S 12 nicht belegt A 13 nicht belegt A 14 nicht belegt A 15 nicht belegt A 16 nicht belegt A 17 nicht belegt A 18 nicht belegt A 19 nicht belegt A 20 Einlese-Freigabe E 1 21 Bearbeitungs-Freigabe E 1 22 nicht belegt E 23 nicht belegt E 24 nicht belegt E 25 nicht belegt E 26 Vorschub-Freigabe alle Achsen E 1 27 NOT-AUS E V GND für Eingangs-Signale S 29 24V GND für Eingangs-Signale S 30 nicht belegt A 31 nicht belegt A 32 nicht belegt A 33 nicht belegt A 34 nicht belegt A 35 nicht belegt A 36 nicht belegt A 37 nicht belegt A S: externe Spannungsversorgung E: Eingang (E*: Eingang adressierbar über anlog-c Kommandos) A: Ausgang 1: aktiver Signalpegel = High (1) 0: aktiver Signalpegel = Low (0) Signalpegel: 24 V DC +/- 10% max. Belastung: je Ausgang 80 ma Eingangsstrom 5 ma

22 22 Einbau Die Einbauposition der NCIO Karte in das Steuerungsgehäuse ist den untenstehenden Zeichnungen zu entnehmen. NC-Multifunktionskarte NC multifunction card Verbindungskabel Connection cable NCIO Karte NCIO card STA ERR TX RUN RDY Gehäuseausführung small RX DIAG SCL Abbildung: Einbauposition im Gehäuse small NCIO_Einbau_S.eps NC-Multifunktionskarte NC multifunction card Verbindungskabel Connection cable NCIO Karte NCIO card STA ERR TX RUN RDY Gehäuseausführung large TX RX RX DIAG SCL Abbildung: Einbauposition im Gehäuse large NCIO_Einbau_L.eps

23 23 Spannungsversorgung Die Spannungsversorgung von + 5 Volt für die NCIO Karte erfolgt mittels einem Standardsteckverbinder direkt vom Netzteil aus. + 5 V I/O X22 to NCM X23.2 Abbildung: Spannungsversorgung der NCIO Karte Spannungsversorgung NCIO.eps

24 24 LWI-Karte mit 4 optischen Eingängen Allgemeines Die Lichtwellenleiter-Interface Karte +LWI0101 besitzt vier optische Eingänge die über ein Verbindungskabel an der NCM-Karte (X10/X12) angeschlossen werden. Über diese Schnittstelle werden z.b. die Signale eines externen Erodiergenerators in die Steuerung eingespeist. Die Verbindung zwischen der LWI Karte und NC-Multifunktionskarte erfolgt mit dem abgebildeten Verbindungskabel welches im Lieferumfang der LWI Karte enthalten ist. Abbildung: LWI0101 Karte mit Verbindungskabel Slotwinkel LWI Input (forward) X81.V Input (rinse) X81.S V R S forward backwards rinse Input (backwards) X81.R Abbildung: Slotwinkel der LWI-Karte LWL Slotwinkel.eps