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QCNC1-Rx

PRELIMINARE/

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Informazioni

Documento: MDUQCNC1
Descrizione: Manuale di installazione e manutenzione
Redattore: Riccardo Furlato
Approvatore Giuliano Tognon
Link: http://www.qem.eu/doku/doku.php/strumenti/qmoveplus/QCNC1/mimQCNC1fx_base
Lingua: Italiano
Release documento Release Hardware Descrizione Note Data
00 01 Nuovo manuale / 29/02/2016

L'apparecchiatura è stata progettata per l'impiego in ambiente industriale in conformità alla direttiva 2004/108/CE.

  • EN 61000-6-4: Compatibilità elettromagnetica - Norma generica sull'emissione in ambiente industriale
    • EN55011 Class A: Limiti e metodi di misura
  • EN 61000-6-2: Compatibilità elettromagnetica - Norma generica sull'immunità negli ambienti industriali
    • EN 61000-4-2: Compatibilità elettromagnetica - Immunità alle scariche elettrostatiche
    • EN 61000-4-3: Immunità ai campi magnetici a radiofrequenza
    • EN 61000-4-4: Transitori veloci
    • EN 61000-4-5: Transitori impulsivi
    • EN 61000-4-6: Disturbi condotti a radiofrequenza
  • Il prodotto risulta inoltre conforme alle seguenti normative:
    • EN 60529: Grado di protezione dell'involucro IP20
    • EN 60068-2-1: Test di resistenza al freddo
    • EN 60068-2-2: Test di resistenza al caldo secco
    • EN 60068-2-14: Test di resistenza al cambio di temperatura
    • EN 60068-2-30: Test di resistenza al caldo umido ciclico
    • EN 60068-2-6: Test di resistenza a vibrazioni sinusoidali
    • EN 60068-2-27: Test di resistenza a vibrazioni shock
    • EN 60068-2-64: Test di resistenza a vibrazioni random

1. Descrizione

QCNC1 è un controllo numerico per macchine basate su motori passo passo o motori brushless. Può raggiungere una frequenza di passo di 300 kHz su 4 assi. Questi assi possono essere mossi in modo interpolato. Un ampio set di comandi permettono di lavorare con diversi tipi di macchina dove ingressi e uscite sono necessari per completare il controllo della macchina. Questo controller è stato disegnato con un microcontrollore RISC da 480 MIPS (200MHz) ottenendo una notevole qualità nella fluidità del movimento degli assi e di interpolazione. La comunicazione con il PC avviene attraverso la porta etherneth. E' previsto il collegamento con un volantino o con ingressi di Jogs.

1.1 Identificazione del prodotto

:tip:In base al Codice d'ordinazione dello strumento è possibile ricavarne esattamente le caratteristiche.
Verificare che le Caratteristiche dello strumento corrispondano alle Vostre esigenze.

1.1.1 Etichetta prodotto

1.1.2 Codice di ordinazione

Modello Caratteristiche
QCNC1-R01/A
Versione hardware:
A = 3 assi
B = 4 assi
Z = 4 assi + porte di comunicazione
R01 = Non programmabile
R02 = Programmabile

1.1.3 Versioni hardware

Attualmente sono disponibili le seguenti versioni hardware:

Risorse Versioni hardware
A B Z
USER PORT (RS232-422-485) - - 1
CAN PORT - - 1
MMC/SD PORT 1 1 1
ETHERNET PORT 1 1 1
Ingressi digitali 12÷24Vdc 16 16 16
Ingressi digitali 5÷24Vdc 8 8 8
Conteggi bidirezionali 200KHz (24V-PP, 5V-LD) 1 1 1
Conteggio bidirezionale 15Khz (5V-PNP-PP) 1 1 1
Uscite digitali protette 8 8 16
Uscite analogiche +/-10V-16bit 2 2 2
Uscite STEP/DIR 3 4 4

2. Caratteristiche tecniche

2.1 Caratteristiche generali

Peso (massima configurazione hardware)500g
Materiale contenitoreLamiera
Led sistema4
Led utente4
Tasti sistema3
Temperatura di esercizio0 ÷ 50°C
Umidità relativa90% senza condensa
Altitudine0 - 2000m s.l.m.
Temperatura di trasporto e stoccaggio-25 ÷ +70 °C
Grado di protezione IPIP20

2.2 Dimensioni meccaniche

:info:Quote in mm

2.3 Dima di foratura

3. Collegamenti

:tip:Per informazioni riguardanti le sezioni dei cavi utilizabili ed i connettori usati, consultare l'application note AN021

3.1 Power supply

Il cablaggio deve essere eseguito da personale specializzato e dotato degli opportuni provvedimenti antistatici.
Prima di maneggiare lo strumento, togliere tensione e tutte le parti ad esso collegate.
Per garantire il rispetto delle normative CE, la tensione d'alimentazione deve avere un isolamento galvanico di almeno 1500 Vac.

Alimentazioni disponibili 24 Vdc
Range valido 22 ÷ 27 Vdc
Assorbimento max. 10W

Connettore

CN1 MorsettoSimboloDescrizione
1 Positivo alimentazione
2 TERRA Terra-PE (segnali)
3 0V alimentazione

Esempi di collegamento

Si prescrive l'uso di un alimentatore isolato con uscita 24Vdc +/-5% conforme a EN60950-1.

Usare due alimentatori separati: uno per la parte di controllo e uno per la parte di potenza
Nel caso di un unico alimentatore, usare due linee separate: una per il controllo e una per la potenza
Non usare le stesse linee della parte di potenza

3.2 Collegamenti seriali

3.2.1 PROG PORT (USB mini-B)

PROG PORTDescrizione
Seriale utilizzata per il trasferimento e il debugging del programma applicativo nella CPU.
Da utilizzare solamente con l'ausilio degli accessori IQ009 o IQ013.

3.2.2 USER PORT

Connettore

CN8 MorsettoRS232RS422RS485Descrizione
1A - - A Terminale A - RS485
2A - - B Terminale B - RS485
3A 0V 0V 0V Comune USER PORT
4A 0V 0V 0V Comune USER PORT
5A TX - - Terminale TX - RS232
6A Terra
1B - RX - Terminale RX - RS422
2B - RXN - Terminale RX N - RS422
3B - TX - Terminale TX - RS422
4B - TXN - Terminale TX N - RS422
5B RX - - Terminale RX - RS232
6B Terra

Settaggio standard elettrico

SW2 Num.
Dip		Nome
DIP		Impostazione
dei DIP		Funzione
1 JP2 ON X1) X2) Terminazione RS485
2 JP3 ON X3) X4) Polarizzazione RS485
3 JP1 ON X5) X6)
4 OFF ON OFF Selezione standard elettrico USER PORT
5 ON OFF OFF
6 OFF OFF ON
RS485 RS422 RS2327)
1), 2), 3), 4), 5), 6) X = settaggio non influente
7) E' possibile usare la USER PORT come PROG PORT con standard elettrico RS232, impostando ad ON il DIP-8 di SW1 e ad OFF il DIP-6 di SW2

3.2.3 CANbus PORT

Connettore
CN2 MorsettoSimboloDescrizione
1 CAN H Terminale CAN H
2 CAN L Terminale CAN L
3 0V Comune CAN
Settaggio resistenze di terminazione
Nome
jumper		ImpostazioneFunzione
JP1 JP2
 JP1 INSERITO Terminazione CAN attivata
JP2

3.2.4 ETHERNET port

ETHERNET PORTDescrizione
Connettore RJ45.

LED:
* LINK: led verde = cavo collegato (il led acceso indica che il cavo è connesso ad entrambi i capi)
* DATA: led giallo = scambio dati (il led lampeggiante indica lo scambio dati tra i dispositivi collegati)

3.2.5 MMC/SD

Connettore per l'inserimento della Memory card (evidenziato dalla freccia)

3.3 Ingressi digitali

3.3.1 16 ingressi digitali PNP

CN6 MorsettoSimboloDescrizione
1 0V Comune degli ingressi digitali
2 I1 PAU
3 I2 LIM
4 I3 EST1 (stop emergenza)
5 I4 PRB
6 I5 Homing X
7 I6 Homing Y
8 I7 Homing Z
9 I8 Homing A

.

CN5 MorsettoSimboloDescrizione
1 0V Comune degli ingressi digitali
2 I9 User Input 1
3 I10 User Input 2
4 I11 User Input 3
5 I12 User Input 4
6 I13 User Input 5
7 I14 User Input 6
8 I15 User Input 7
9 I16 User Input 8

3.3.2 8 ingressi digitali e 1 conteggio AB

CN11 Morsetto Simbolo Descrizione
Con volantinoSenza volantino
1 0V Comune degli ingressi digitali
2 I1 Selezione asse X JOG X+
3 I2 Selezione asse Y JOG X-
4 I3 Selezione asse Z JOG Y+
5 I4 Selezione asse A JOG Y-
6 I5 Moltiplicatore x1 JOG Z+
7 I6 Moltiplicatore x10 JOG Z-
8 I7 Moltiplicatore x100 JOG Z ⇒ JOG A
9 I8 EST2 (stop emergenza)
10 +5V 5 Volts DC output 1)
11 PHA1/I9 Fase A encoder JOG Z ⇒ JOG B
12 PHB1/I10 Fase B encoder JOG rapidi
13 Internal bridge 13 -14
14
1) Corrente massima erogabile 50mA

3.3.3 2 ingressi di conteggio bidirezionale a 200KHz

:tip:Le caratteristiche elettriche sono riportate nel paragrafo Caratteristiche elettriche.
Gli esempi di collegamento sono riportati nel paragrafo Esempi di collegamento

.

CN9 Morsetto Simbolo Descrizione
1A Uscita +24V dc1) Override
2A PHA1 Fase A Conteggio 1
PNP / Push-Pull2)
3A PHB1 Fase B
4A Z1 Z
5A 0V Comune degli ingressi di conteggio
6A 0V
7A 0V
1B Uscita +24V dc3)
2B PHA1+ + PHA Conteggio 1
Line Driver
3B PHB1+ + PHB
4B Z1+ + Z
5B PHA1- - PHA
6B PHB1- - PHB
7B Z1- - Z
1), 3) Utilizzabile per alimentare l'encoder. Vedere gli Esempi di collegamento. Corrente massima erogabile 200mA.
2) Configurazione conteggio di tipo PNP/Push-Pull:
Morsetto 5B: collegare al morsetto 5A
Morsetto 6B: collegare al morsetto 6A
Morsetto 7B: collegare al morsetto 7A

3.4 Uscite digitali

3.4.1 16 uscite protette

CN7 MorsettoSimboloDescrizione
1 V+ Ingresso alimentazione uscite (12÷28V dc)
2 O1 User Output 1
3 O2 User Output 2
4 O3 User Output 3
5 O4 User Output 4
6 O5 User Output 5
7 O6 User Output 6
8 O7 User Output 7
9 O8 User Output 8
10 V- Ingresso alimentazione uscite (0V dc)

.

CN4 MorsettoSimboloDescrizione
1 V+ Ingresso alimentazione uscite (12÷28V dc)
2 O9 User Output 9
3 O10 User Output 10
4 O11 User Output 11
5 O12 User Output 12
6 O13 User Output 13
7 O14 User Output 14
8 O15 User Output 15
9 O16 User Output 16
10 V- Ingresso alimentazione uscite (0V dc)

3.4.2 4 uscite STEP-DIREZIONE

:tip:Le caratteristiche elettriche sono riportate nel paragrafo Caratteristiche elettriche.
Gli esempi di collegamento sono riportati nel paragrafo Esempi di collegamento

.

CN12 Morsetto Simbolo Descrizione
1A VD1 Internal bridge 1A -1B
2A DIR1+ Uscita DIREZIONE X Push-Pull Line Driver
3A STEP1+ Uscita STEP X
4A DIR2+ Uscita DIREZIONE Y
5A STEP2+ Uscita STEP Y
6A 0V Comune delle uscite stepper
1B VD1 Internal bridge 1A -1B
2B DIR1- Uscita complementare DIREZIONE X Uscite complementari per l'utilizzo
nei drive con ingressi Line-Driver
3B STEP1- Uscita complementare STEP X
4B DIR2- Uscita complementare DIREZIONE Y
5B STEP2- Uscita complementare STEP Y
6B 0V Comune delle uscite stepper

.

CN13 Morsetto Simbolo Descrizione
1A VD1 Internal bridge 1A -1B
2A DIR3+ Uscita DIREZIONE Z Push-Pull Line Driver
3A STEP3+ Uscita STEP Z
4A DIR4+ Uscita DIREZIONE A
5A STEP4+ Uscita STEP A
6A 0V Comune delle uscite stepper
1B VD1 n.c.
2B DIR3- Uscita complementare DIREZIONE Z Uscite complementari per l'utilizzo
nei drive con ingressi Line-Driver
3B STEP3- Uscita complementare STEP Z
4B DIR4- Uscita complementare DIREZIONE A
5B STEP4- Uscita complementare STEP A
6B 0V Comune delle uscite stepper

Settaggio tensione uscite STEP-DIREZIONE

Inserendo uno dei vari ponticelli JP3, JP4 o JP5, è possibile scegliere la Tensione di funzionamento nominale delle uscite STEP e DIR.

:important:Deve essere inserito un solo ponticello alla volta
Se viene selezionata una delle due tensioni 5V(JP5) o 12V(JP3) i morsetti 1A e 1B devono rimanere scollegati

.

Nome
jumper 		Impostazione Tensione nominale
JP3 INSERITO 12V (Tensione erogata dallo strumento)
JP4 INSERITO VD1 (Tensione che deve essere fornita ai morsetti 1A o 1B)
JP5 INSERITO 5V (Tensione erogata dallo strumento)

.

JP3
JP4
JP5

3.5 Uscite analogiche

3.5.1 2 uscite analogiche +/-10V, 16bit

CN3 MorsettoSimboloDescrizione
1 GAO Comune uscite analogiche
2 AO1 Velocità mandrino
3 AO2 Non utilizzata
4 GAO Comune uscite analogiche

4. Esempi di collegamento

4.1 Ingressi digitali

S1Limite X
S2Limite Y
S3Limite Z
S4Limite A
S5PAU
S6EST1
S7PRB
S8Home X
S9Home Y
S10Home Z
S11Home A

4.2 Ingresso encoder per override

4.2.1 Collegamento di un trasduttore Line Driver

Esempio di collegamento di un ingresso di conteggio Line Driver

4.2.2 Collegamento di un trasduttore PNP / Push Pull

Esempio di collegamento di un ingresso di conteggio PNP/Push Pull

4.2.3 Collegamento di un digital contacting encoder

Esempio di collegamento di un ingresso di conteggio PNP/Push Pull

Esempio che utilizza un digital contacting encoder Bourns® cod.ECW1J-B24-BC0024L

4.3 Collegamento del volantino

4.3.1 Collegamento di un volantino generico

4.4 Uscite digitali protette

Esempio di collegamento di uscite protette

4.5 Uscite STEP - DIREZIONE

4.5.1 Assi X e Y Push-Pull

Esempio di collegamento di uscite di comando per motore stepper

:info:Il livello di tensione delle uscite è selezionabile tramite i ponticelli JP3, JP4 e JP5

4.5.2 Assi A e Z Line-Driver

Esempio di collegamento di uscite di comando per motore stepper

:info:Il livello di tensione delle uscite è selezionabile tramite i ponticelli JP3, JP4 e JP5

4.6 Uscite analogiche

Esempio di collegamento di uscite analogiche

5. Caratteristiche elettriche

Di seguito sono riportate le caratteristiche elettriche hardware.

5.1 RS232

Velocità di comunicazione4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 baud
Modalità di comunicazioneFull duplex
Modo di funzionamentoRiferito a 0V
Max. numero di dispositivi connessi sulla linea1
Max. lunghezza cavi15 m
Impedenza d'ingresso> 3 Kohm
Limite corrente cortocircuito7 mA

Schema elettrico interno RS232

Schema del cavo di collegamento RS232

5.2 RS422

Velocità di comunicazione4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 baud
Modalità di comunicazioneFull duplex
Modo di funzionamentoDifferenziale
Max. numero di dispositivi connessi sulla linea1
Max. lunghezza cavi1200 m
Impedenza d'ingresso> 12 Kohm
Limite corrente cortocircuito35 mA

Schema elettrico interno RS422

Schema del cavo di collegamento RS422

Schema del cavo di collegamento RS422

5.3 RS485

Per attivare la resistenza di terminazione interna vedere paragrafo Settaggio standard elettrico USER PORT, Settaggio standard elettrico AUX1 PORT o Settaggio resistenze di polarizzazione e terminazione AUX2 PORT

.

Velocità di comunicazione4800 baud (solo se utilizzata con device SERCOM e/o MODBUS),
9600 baud, 19200 baud, 38400 baud, 57600 baud
Modalità di comunicazioneHalf duplex
Modo di funzionamentoDifferenziale
Max. numero di dispositivi connessi sulla linea32
Max. lunghezza cavi1200 m
Impedenza d'ingresso> 12 Kohm
Limite corrente cortocircuito35 mA

Schema elettrico interno RS485

Schema del cavo di collegamento RS485

5.4 CAN BUS

Per attivare la resistenza di terminazione interna vedere paragrafo Settaggio resistenze di terminazione

.

Velocità di comunicazione125, 250, 500, 1000 Kbit/s
Max. numero Driver/Receiver sulla linea100
Max. lunghezza cavi500m @ 125Kbit/s, 250m @ 250Kbit/s, 100m @ 500Kbit/s, 25m @ 1000Kbit/s
Impedenza d'ingresso>15Kohm
Limite corrente cortocircuito45mA

Schema elettrico interno canbus

Schema del cavo di collegamento canbus

Esempio di collegamento CANbus

Esempio di collegamento CAN BUS.

Attenzione: chiudere i DIP JP1 e JP2 ed inserire le resistenze di terminazione (RL, RH) sull'ultimo dispositivo della catena.

5.5 ETHERNET

Interfaccia Ethernet 10/100 Base T (IEEE 802.3) su connettore RJ45.

Collegamento tra Qmove+ e PC:

FIXME
QCNC1 Cavo cross-over EIA/TIA-568A/B PC

5.6 MMC/SD

Tipo Memory Card da utilizzareMMC, SD e SDHC fino a 8GB
Per un corretto funzionamento è necessario che il dispositivo sia conforme agli standard definiti da “SD Association” (www.sdcard.org) oppure da “Multi Media Card Association” (www.mmca.org).

Per essere utilizzate le Memory Card devono essere preventivamente formattate con file system FAT16 o FAT32.

5.7 Ingressi digitali su CN5 e CN6

Tipo Sinking (PNP)
Tempo min. di acquisizione (hardware) 3ms
Tensione di funzionamento nominale 12÷24Vdc
Tensione stato logico 0 0÷2 V
Tensione stato logico 1 10,5 ÷ 26,5 V
Corrente assorbita 2mA@10.5V / 8mA@26.5V

Schema interno ingresso digitale standard.

5.8 Ingressi digitali a range esteso su CN11

Tipo di polarizzazione PNP
Tempo min. di acquisizione (hardware) 1ms
Isolamento 1000Vrms
Tensione di funzionamento nominale 5÷24Vdc
Tensione massima applicabile 26Vdc
Tensione stato logico 0 < 1.8V
Tensione stato logico 1 > 4.5V
Caduta di tensione interna 5V
Resistenza di ingresso (Ri) 11200O
Corrente massima assorbita 17mA @ 24V
Corrente massima erogabile da +5V 50mA

5.9 Conteggio bidirezionale su CN11

:tip:I valori riportati in tabella si riferiscono ai segnali d'ingresso A, B e Z.
Il valore di frequenza massima, riportato in tabella si riferisce a dei segnali delle fasi A e B con un DutyCycle = 50%
Con frequenze di conteggio superiori ai 50KHz è preferibile l'uso di encoder di tipo Line-Driver.

.

Tipo di polarizzazione PNP/PP
Frequenza massima 15KHz
Tempo min. di acquisizione FIXME
Isolamento 1000Vrms
Tensione di funzionamento nominale 5Vdc
Tensione stato logico 0 FIXME
Tensione stato logico 1 FIXME
Caduta di tensione interna 1.2V
Resistenza di ingresso 1200O

5.10 Ingressi di conteggio bidirezionale su CN9

I valori riportati in tabella si riferiscono ai segnali d'ingresso A, B e Z.
Il valore di frequenza massima, riportato in tabella si riferisce a dei segnali delle fasi A e B con un DutyCycle = 50%
Con frequenze di conteggio superiori ai 50KHz è preferibile l'uso di encoder di tipo Line-Driver.

Tipo di polarizzazione PNP/PP
Frequenza massima 200KHz
Tempo min. di acquisizione 5µs
Isolamento 1000Vrms
Tensione di funzionamento nominale 24Vdc
Tensione stato logico 0 0 ÷ 2 V
Tensione stato logico 1 10,5 ÷ 26,5 V
Caduta di tensione interna 1,2V
Resistenza di ingresso 3000Ω

Line-Driver

Tipo di polarizzazione Line-Driver
Frequenza massima 200KHz
Tempo min. di acquisizione 5µs
Isolamento 1000Vrms
Tensione di funzionamento nominale (PHx+ ⇔ PHx-) 5Vdc
Tensione stato logico 0 (PHx+ ⇔ PHx-) 0÷1,5 V
Tensione stato logico 1 (PHx+ ⇔ PHx-) 2÷5 V
Caduta di tensione interna 1,2V
Resistenza di ingresso 150Ω

Schema interno ingressi di conteggio.

5.11 Uscite digitali protette su CN4 e CN7

Tipo Sourcing (PNP)
Max. tensione di funzionamento 28V
Caduta di tensione interna max. 600mV
Corrente massima 500mA
Tempo di massimo commutazione da ON a OFF 270µs
Tempo di massimo commutazione da OFF a ON 250µs

Schema interno uscite protette

5.12 Uscite STEP-DIR su CN12 e CN13

Tipo di polarizzazione Push-Pull / Line-Driver
Massima frequenza d'uscita 300KHz
Isolamento 1000Vpp
Corrente max. di funzionamento 20mA
Tensione nominale Selezionabile con JP3-JP4-JP5

Schema interno uscite comando motori stepper

5.13 Uscite analogiche

Tipo di collegamento In modo comune
Isolamento 1000Vrms
Range di tensione (minimo a vuoto) -9,8V ÷ +9,8V
Max. variazione offset in funzione della temperatura +/- 5mV
Risoluzione 16bit
Corrente massima 1mA
Variazione dell'uscita in funzione del carico 100 µV/mA
Resistenza d'uscita 249Ω

Schema interno uscite analogiche

6. Accessori disponibili

IQ011 Prolunga per interfaccia MMC/SD