SMC4四轴控制器入门教程(3)-外接开关及传感器

       SMC4 四轴脱机控制器支持16个输入端口,标号为IN1-IN16,每个输入端口功能不固定,具体功能需要在系统中配置或在程序中通过程序指令使用。

        输入端口定义:

         下图为主机后面板上两个DB25端口分别为OUT和IN端口,其中图上右边的DB25端口为IN端口,有8个GND引脚、16个IN引脚,1个5V电源输出(500mA)。

 

      下图为主机后面板接入IO转接板的引脚定义。IN输入转接板并没有增加功能电路,脚号功能上仍然于DB25一样,只是更方便于接线。

        输入端口可以用做如下功能:

            1-限位输入

            2-机械原点输入

            3-对刀器输入

            4-快捷功能输入

            5-程序等待输入

      不论是机械开关还是传感器都可以用于上面所列的功能。

      连接方法:

      SMC4四轴控制器的输入端口可以支持机械式开关和NPN型的电子传感器。电子传感器的类型必须是NPN型, 可以是常见的光电传感器、接近传感器等等。使用传感器连接时,传感器所用电源不得超出24V,推荐使用12V,也可以和SMC4共用一个电源。每个输入端口只能设置一个功能,比如IN1设置成限位功能后,不可再把这个端口设置成快捷按钮。(相关资料:《了解一下接近传感器 》/ 《了解一下光电传感器》)

       连接机械式开关时,方法最简单,只需要把开关的公共端(C)接入到SCM4脱机控制器的任一个GND端口,以及把常开触点(NO)或常闭触点(NC)接入到SM4脱机控制器的IN1-16中的任一个端口上。建议使用时连接到常闭触点上,可以增加抗干扰性。另处普通的对刀器原理类似于机械式开关,接线方式按照机械式开关接法。

       连接NPN型传感器时,需要把传感器电源正端连接到电源正端,可以是独立电源也可以和SMC4四轴控制器共用电源,电压不得高于24V,传感器电源负端连接到电源负端,传感器输出端连接到SM4脱机控制器的IN1-16中的任一个端口上。NPN型传感器输出类型可以是常开也可以是常闭的。

        测试方法

        SMC4四轴控制器内置输入端口测试界面。可从菜单“机台配置”-“测试”中打开。进入测试界面后,可以利用界面中的显示图形来测试开关、线路以及端口的好坏。图形为红色时表示输出端口INx与GND呈开路状态,图形为黑色时表示输出端口INx与GND呈闭合状态。测试方法可以看下面的视频。

        测试界面的使用方法视频

      下面以假设接入一个急停(常闭)IN1、 一个X轴+限位(常闭)IN2、一个Y原点(常闭)IN3以及一个对刀器(常开)IN4 ,来看看应如何设置。
急停(常闭)IN1


这个例子中急停开关为常闭,接于IN1。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:功能开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为0。

          接成常闭,设电平为1。


X轴+限位(常闭)IN2

这个例子中X轴限位+开关为常闭,接于IN2。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:限位开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。


Y原点(常闭)IN3

这个例子中Y轴机械原点开关为常闭,接于IN3。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:机械原点开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。
方向:可设置为0或1,分别表示为运动轴的正反向,按实际情况设定。


对刀器(常开)IN4

这个例子中对刀器开关为常开,接于IN4。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:对刀器开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。
方向:可设置为0或1,分别表示为运动轴的正反向,按实际情况设定。
对刀器的其它设置项可以在“G参数”中设置。
 

       安全高度:暂停/回原点/加参考点时Z轴会按这个设定值抬高。
对刀模式:默认值0,为浮动对刀。值为1时是固定对刀,有第一次对刀和换刀后对刀两种操作。
对刀偏移:对刀后,Z轴坐标会偏置到这个值上。这个值通常会设置成对刀块厚度。
对刀弹回:对刀后,Z轴会按照这个设置值离开对刀器,方便拿走对刀器。

       在程序中也是可以用M指令对输入端口应该侦测的。使用M3xx可以判断端口是否为低电平(常开开关触发时相当于低电平),如果是则向下执行下一行,否侧一直等待。使用M4xx可以判断端口是否为高电平(常闭开关触发时相当于高电平),如果是则向下执行下一行,否侧一直等待。xx则代表01-16号IN端口,比如要判断IN1是否为低电平,就可以在程序中使用M301来判断。实例应用可以参考《SMC4脱机控制器单步运行

四轴脱机控制器连接老步进驱动板

在DIY CNC的圈子里,老旧的步进驱动板还留存有不少的。因为当年MACH是最便宜最入门的软件,也就催生了大量的一体并口驱动板。而现在带有并口的电脑越来越难找,加之便宜可靠的脱机控制器也有了,如果不想花多一笔金钱更换新驱动器,又想使用方便好使的脱机控制器,不妨参考下面的例子。

下面这个板子,是零七年的阿尔法三轴一体板,当年有一定的影响力,板子也有十二个年头了。这类板子因为使用MACH的原因,通常会有一个叫电荷泵的功能,也就是MACH软件开启后会在指定端口输出脉冲,当板子接收到脉冲后才会使能板子上的功能。当使用SMC-4脱机控制器或别的一些控制器时是没有电荷泵功能的,所以就算把脉冲、方向端口接好,也是没有办法使用的。因此要使用这种旧板子连接SMC-4脱机控制器必须要先解除板子上的电荷泵功能。

 

从板子的端口说明文档中可以看到电荷泵功能输入引脚位于并口的17脚,因此我们可以顺着并口的17脚的线路反查到电荷泵功能的主电路。

这板子上的电荷泵大概原理就是脉冲从并口17脚进来后经过两个二极管1V6、1V7以及电容后转换成一个高电平信号再通过三极管D6,使其让经R15上拉后的IC4输入引脚拉低,从面使能板子功能。所以我们只需要去除三极管D6,并在三极管的CE极上加个2.2K的电阻就可以解除板子的电荷泵功能了。

解除电泵泵之后,就能把脉冲、方向端口引入到板子,使步进驱动正常工作了。

因为这个板子的输入光耦是共阴的接法,而SMC4控制器脉冲输出是共阳方式的,所以要在并口转换板子上把这些端口都用上拉电阻处理一下,使其能正常的使用。

对应板子和控制器的端口说明,把并口转换板的端口对应和控制器的脉冲方向端口进行连接,当然不要忘记连接两者的GND。

最后就可以把阿尔法板的并口线直接接入到SMC-4脱机控制器正常工作了。在这里SMC-4就相当于取代了MACH软件和PC电脑了。

20190420

 

四轴脱机控制器控制舵机

实验用SG90舵机,0-180度的控制脉宽为0.5ms到2.5ms。关于舵机的知识可以参看http://www.cdle.net/thread-51027-1-1.html

在CNC控制器控制舵机的目的是在于控制一些特殊要求的设置,比如激光、电焊、等离子做为主轴切割时,这些需要直接控制功率,可以用舵机来控制它们的功率调节旋钮,达到方便控制的目的。

把控制器的PWM频率设置为250HZ,MAX S设为400。

那么S值50-250刚好对应0.5-2.5ms,也就是说使用G码S50就会控制舵机转到0度,用S250就会控制舵机转到180度。

下面这段G码就是控制舵机从0到180度的连续运转G代码。

servo 《- G代码下载

演示的视频

注意:当控制器执行了PWM输出后,会一直输出,这样会使舵机发热严重,可以在输出后关断其输出,比如下面这段G代码可以让舵机在转到大约90度后停止

S90
G04P500
S0