CNC контролер LCC-24 - eXoror · lcc-24 трябва да бъде монтирана и...

CNC контролер LCC-24

Предназначение.

Този продукт служи за връзка между паралелния порт на компютъра и различни изпълнителни устройства като драйвери за

стъпкови и серво мотори, честотни инвертори за управление на асинхронни двигатели, обикновени и твърдотелни (solid state) релета и

други изпълнителни механизми. За целта е необходимо паралелния порт

да бъде под управлението на подходяща програма като Mach3, TurboCNC, KCAM4 и други подобни.

LCC-24 приема до пет входни сигнала, които посредством паралелния порт могат да бъдат управляващи за съответния софтуер.

Пример за това са сигналите за крайна или нулева позиция, „Стоп

сигнал” и др.

Най-разпространеният вариант за използване е като

разпределителна платка (breakout board) за управление на CNC машини посредством паралелния порт на компютъра.

Фигура 1

www.exoror.com Page 2

Възможности.

LCC-24 притежава следната функционалност:

• Девет изхода тип отворен колектор. • Два мултифункционални изхода, всеки от които може да бъде

специфициран при покупка като:

o Нормален изход тип отворен колектор; o Релеен изход;

o Изход с преобразуване PWM->Напрежение.(Само за изход N.) • Четири входа за обща употреба.

• Един вход тип „Стоп сигнал”. • Функция „ Charge pump”.

• Вграден захранващ източник с галванична изолация.

Захранване.

Захранването на LCC-24 е реализирано с галванично разделяне и предпазва от опасни пренапрежения, които биха могли да проникнат в

компютъра през паралелния порт. Захранването трябва да бъде в границите от 20VDC до 85VDC, или 32VAC до 60VAC. Най-удобно е да се

използва захранването предназначено за драйверите на (стъпковите)

електродвигатели. Когато захранвате с постоянно напрежение, не е необходимо да спазвате някакъв поляритет. Просто свържете двата

кабела към клемите на платката означени с PWR.

Изходи.

Изходите на LCC-24 са групирани в два клемореда. Стандартните

изходи са изведени на десния клеморед, а двата мултифункционални

изхода са изведени на горния клеморед. Може да видите местоположението им на фиг.1.

www.exoror.com Page 3

Стандартни изходи.

Деветте стандартни изхода на LCC-24 са изпълнени по следната схема:

Фигура-2

Тук е посочен само изхода XP, но схемата е идентична за всички останали изходи, чиито означения следните:

XP – Изход за сигнал импулс (pulse) за ос X.

XD – Изход за сигнал посока (direction) за ос X.

YP – Изход за сигнал импулс (pulse) за ос Y.

YD – Изход за сигнал посока (direction) за ос Y.

ZP – Изход за сигнал импулс (pulse) за ос Z.

ZD – Изход за сигнал посока (direction) за ос Z.

AP – Изход за сигнал импулс (pulse) за ос A.

AD – Изход за сигнал посока (direction) за ос A.

EN – Изход за общ сигнал разрешение (enable).

Означенията са съобразени с използването на тези изходи за управление на движенията на 4-осна CNC машина. Всички изходи обаче

са напълно идентични, и могат да се използват и по друг начин.

Пет от клемите на клемореда с изходи са означение с „+5”. На тях е изведено напрежение +5VDC (при нормална работа на контралера),

което се използва за захранване на управляваните устройства (драйвери).

www.exoror.com Page 4

ВНИМАНИЕ!!!

Тези изходи не са галванично изолирани от паралелния порт. Към тях е допустимо да свързвате устройства само с галванично изолирани

входове каквито са повечето професионално изпълнени драйвери за стъпкови и серво мотори.

Примерна схема за свързване на два драйвера за стъпкови мотори:

Фигура-3

Обърнете внимание, че изходите XP, XD, YP и т.н. се свързват към

МИНУСА на входовете на драйверите.

www.exoror.com Page 5

Мултифункционални изходи.

LCC-24 има два изхода, които могат да бъдат поръчвани с различна функционалност. Това са изходите „N” и „M”. Към всеки от тези два

изхода принадлежат по три изходни клеми означени както следва:

- за изхода „N” това са: N1, N2 и N3.

- за изхода „M” това са: M1, M2 и M3;

Всеки един от тези два изхода „N” и „M” (независимо един от друг)

може да бъде поръчан като:

- Нормален изход с отворен колектор;

- Релеен изход;

- Изход с преобразуване PWM->Напрежение.(Само за изход „N”).

Следва описание на трите възможни варианта. За простота ще

разглеждаме само изхода „N” и сътветните му клеми N1, N2 и N3. За изхода „M” важат абсолютно същите правила и схеми на свързване.

Достатъчно е да замените буквата „N” със „M”.

www.exoror.com Page 6

1. Нормален изход с отворен колектор.

При този вариант изхода има абсолютно същата функционалност като нормалните девет изхода описани в предишния раздел.

Схемата на свързване е следната:

Фигура-4

Клемата N3 не се използва.

Този вариант на изхода е подходящ за ON/OFF контрол посредством твърдотелно (solid state) реле. Релето трябва да бъде

задължително с оптично изолиран вход за 5VDC!

Примерна схема за управление на монофазен електродвигател:

Фигура -5

www.exoror.com Page 7

2. Релеен изход.

При този вариант мултифункционалният изход представлява контактната система на обикновено електро-механично реле.

Фигура -6

N1 е нормално затворения контакт.

N2 е общия извод на релето.

N3 е нормално отворения контакт.

Този вариант на изхода е подходящ за ON/OFF контрол директно на маломощен монофазен елктродвигател. Също така може да се използва

за управление на трифазни товари посредством подходящ външен контактор.

www.exoror.com Page 8

3. Изход с преобразуване PWM->Напрежение.

При този вариант, изхода е галванично разделен и е изпълнен по следния начин:

Фигура -7

За правилна работа е необходимо да се подаде външно

стабилизирано постоянно напрежение в обхвата от 5VDC до 12VDC.

Плюса на захранването се подава на N1, а минуса на N3. Напрежението на N2 (спрямо N3) е пропорционално на коефициента на запълване на

импулсната поредица подавана извод 17 на паралелния порт. Честотата на тези импулси трябва да е в границите от 40Hz до 10kHz. Този вариант

е подходящ за директно (програмно) управление на оборотите на асинхронни мотори посредством честотни инвертори. Почти всички

честотни управления имат напреженов вход за задаване на оборотите, а така също и спомагатлни захранващи напрежения (обикновено 5VDC и

10VDC). По този начин може да се реализира следното свързване: -

Фигура -8

www.exoror.com Page 9

Входове.

LCC-24 има пет входа. Изведени са на обособен клеморед. Четири от тях са стандартни и могат да се ползват като управляващи сигнали от

управляващата програма. Петия е за сигнал „СТОП” и има допълнителни

свойства.

Схема на свързване на входните сигнали:

Фигура -9

Стандартни входове.

LCC-24 има четири стандартни входа. Означени са с S1, S2, S3 и

S4. Към тези входове обикикновено се свързват микропревключватели за нулева или крайна позиция на отделните оси на движение.

ВНИМАНИЕ!

Тези входове не са галванично разделени от паралелния порт. Към тях е допустимо свързване само на механични превключватели (бутони)

или оптично изолирани изходи.

www.exoror.com Page 10

До клемата S4 са изведени +5VDC и „маса”, което го прави удобен за използване като сигнал „индекс” за следене на оборотите на

шпиндела. Примерно изпълнение е показано на фиг.10. Може да използвате напрежението от клемата +5 за захранване на външни

устройства. Вижте електрическата спецификация за максималния ток, който може да черпите.

Фигура -10

Вход „СТОП” сигнал.

Входа „СТОП” е изведен на клемите с означение „STP”. За

правилната работа на платката е необходимо те да са свързани на късо. При отваряне на веригата се приема, че е натиснат „СТОП” бутон. В този

случай платката подава сигнал към управляващата програма на извод 15 на паралелния порт. Освен това се прекъсва захранването към към

клемите означени с „+5”, които са на клемореда с изходи. По този начин се забраняват всички устройства (драйвери), които се управляват от

изходите.

www.exoror.com Page 11

Функция „Charge pump”.

Някои от програмите за управление на CNC машини, като MACH3 например, позволяват да се използва функцията „Charge pump”.

Предназначението и работата на тази функция е следното.

Управляващата програма извежда на един от изходите на паралелния порт импулсна поредица, обикновено с честота над 10kHz. Наличието на

тази импулсна поредица е указание за LCC-24, че паралелния порт е под управлението на желаната програма. При отсъствието на тази честота,

се приема, че сигналите на паралелния порт не са валидни, и устройствата включени към LCC-24 не трябва да работят. Това е вид

защита, която предотвартява случайни движения на машината, които биха довели до опасни ситуации. Тази възможност може да се разрешава

или забранява чрез джъмпера „J1” (виж фиг.1). Когато джъмпера е поставен, функцията е забранена. За да използвате „Charge pump”,

джъмпера трябва да е изваден и програмата (например MACH3) да извежда необходимата импулсна поредица на извод 16 на паралелния

порт. При отсъствие на тази поредица LCC-24 прекъсва напрежението към клемите означени с „+5” на клемореда с изходи. По този начин се

забраняват всички устройства (драйвери), които се управляват от

изходите. Това е идентично с реакцията на LCC-12 при натиснат „СТОП” бутон.

Честотата, която LCC-24 приема за валидна е в границите от 5kHz до 16kHz.

Светодиодна индикация.

На платката има монтирани два светодиода със зелен и червен цвят.

1. Зеления светодиод свети, когато към LCC-24 е подадено

захранващо напрежение. При нормална работа този светодиод трябва винаги да свети.

2. Червения светодиод свети при следните случаи:

- Задействан „СТОП” бутон;

- Липса на импулсна поредица, ако функцията „Charge pump” е разрешена. Независимо от причината, светещия червен светодиод

означава, че на клемите означени с „+5” на клемореда с изходи няма напрежение.

www.exoror.com Page 12

Техника на безопасност.

LCC-24 трябва да бъде монтирана и свързвана само от

квалифицирани лица.

LCC-24 се захранва с максимум 85VDC или 60VAC. Задължително е

да се спазват всички правила за безопасна работа с високо напрежение.

Платката трябва да бъде монтирана в табло или друг начин, който гарантира недостъпност по време на нормална работа на машината.

Платката трябва да е монтирана като се използват дистанционните

елементи, така че да се подсигури разстояние между нея и монтажната плоча, което да гарантира необходимата изолация.

Платката трябва да се монтира на място и по начин, който да не

позволява случайно попадане на частици между нея и монтажната плоча, които биха довели до „късо съединение”.

Всички връзки и манипулации по платката да стават само при

изключено захранване. Изчаквайте зеления светодиод да изгасне напълно след изключване на захранването.

www.exoror.com Page 13

Примерна схема на свързване.

На следващата схема е даден примерен вариант на свързване на четириосна машина с програмно управление на оборотите на шпиндела

и програмно управление на охлаждащата система.

www.exoror.com Page 14

Код за поръчка.

Възможни са следните варианти за поръчка, в зависимост от изпълнението на мултифункционалните изходи „N” и „M”.

No КОД ЗА ПОРЪЧКА Изход „N” Изход „M”

1 LCC-24-NRM-NRM НОРМАЛЕН НОРМАЛЕН

2 LCC-24-NRM-RLY НОРМАЛЕН РЕЛЕЕН

3 LCC-24- RLY-RLY РЕЛЕЕН РЕЛЕЕН

4 LCC-24- PWM-NRM PWM-

НАПРЕЖЕНИЕ НОРМАЛЕН

5 LCC-24- PWM-RLY PWM-

НАПРЕЖЕНИЕ РЕЛЕЕН

www.exoror.com Page 15

Електрическа спецификация.

Означение Характеристика Мин Тип Макс Мярка

Upwr Захранващо напрежение 20 32

- 85 60

VDC VAC

Udc Постоянно напрежение изведено на

клемите означени с „+5” 4.75 5 5.25 VDC

Flpt Честота на сигналите от паралелния

порт - - 100 kHz

Fcp Честота на функцията Charge pump 5 - 16 kHz

Ioutstd Изходен ток за стандартен изход - - 80 mA

Ioutrly Изходен ток за релеен изход - - 5 A

Ioutpwm Изходен ток за PWM->U изход - - 1 mA

Urly Напрежение на релеен изход - - 250 VAC

Upwmspl Захранващо напрежение за изхода

PWM->U 5 10 12 VDC

Upwmmin Минимално изходно напрежение на

PWM изхода. (PWM=0%) - 0 - VDC

Upwmmax Максимално изходно напрежение на PWM->U изхода. (PWM=100%,

Upwmspl=10V, Ioutpwm=0,5mA)

- 9,70 - VDC

Fpwm Честота на PWM входа 40 50 10000 Hz

Iaux Ток, който може да бъде

консумиран от клемата „5V” на

клеморед „входове”

- - 200 mA

Itot Максимален ток, който може да се

черпи едновременно: Iaux+Ioutstd (за всички изходи)

- - 600 mA

www.exoror.com Page 16

Съответствие на изводите на паралелния порт и

клемите на LCC-24.

Номерация паралелен порт

Съответствие с LCC-12 обозначение

Предназначение

1 EN Изход

2 XP Изход

3 XD Изход

4 YP Изход

5 YD Изход

6 ZP Изход

7 ZD Изход

8 AP Изход

9 AD Изход

10 S4 Вход

11 S3 Вход

12 S2 Вход

13 S1 Вход

14 M (M1,M2,M3) Мултифункционален

изход M

15 STP Вход „СТОП”

16 - Функция „Charge pump”

17 N (N1,N2,N3) Мултифункционален

изход N

18,19,20,21, 22,23,24,25

- GND на

паралелния порт.