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Robotronix Controller for Laser and Scanner
ATTENZIONE Si consiglia l’utilizzo del RoboCLASS esclusivamente all’interno
di un appropriato contenitore.
ATTENZIONE Maneggiare con cura il RoboCLASS dentro il contenitore.
Sistemi di condizionamento ausiliari potrebbero essere necessari per
mantenere la temperatura ambiente entro i limiti di utilizzo. Si faccia
riferimento alla specifica sezione per maggiori informazioni riguardanti le
temperature di esercizio.
ATTENZIONE Non utilizzare il RoboCLASS in modo non specificato in questo
documento. Manomissioni al sistema ne possono compromettere le protezioni
di sicurezza. Il danneggiamento volontario o involontario del sistema in
qualche sua parte compromette la sicurezza del suo utilizzo. Se il prodotto è
danneggiato, rispedirlo a Robotronix.
1
Figura 1 – Vista superiore
Figura 2 – Quote e piano foratura
2
Panoramica
Il RoboCLASS, è un sistema sviluppato per venire incontro alle esigenze richieste nelle
applicazioni di marcatura laser e packaging.
RoboCLASS è basato sulla scheda RT/FPGA NI-9606 della National Instruments e su di
esso trovano posto:
- ingressi ed uscite digitali per uso generico;
- un ingresso per la lettura di un encoder - importante per il MOTF (mark on the fly);
- un connettore per la connessione di un motore stepper;
- due connettori per il pilotaggio e controllo di 4 motori comandabili con treni di
impulsi;
- un connetttore per l'interfacciamento con periferiche XY2-100;
- un connettore per l'interfacciamento con differenti tipologie di Laser.
Essendo RoboCLASS basato su HW e SW National Instruments, vengono rilasciate
delle librerie per ambiente labview che ne permettono la programmazione ad alto livello.
Cosa serve per iniziare
Per utilizzare il RoboCLASS è necessario
❑ Hardware
–
alimentatore 9-30 VDC 2A
–
cavo ethernet incrociato
❑ Software
–
–
Labview 2011 o successivi
Labview Real-Time Module o successivi
–
Labview FPGA Module o successivi
3
Dislocazione degli I/O
I connettori presenti sul RoboCLASS sono indicati in figura. Nella tabella sottostante, per ciascuno di
essi è riportato il tipo e la destinazione di utilizzo
Posizione
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Connettore
IDC 16 poli
IDC 10 poli
IDC 6 poli
IDC 20 poli
IDC 16 poli
IDC 14 poli
IDC 10 poli
IDC 40 poli
Jumper Block
IDC 40 poli
IDC 14 poli
IDC 16 poli
IDC 26 poli
IDC 40 poli
Morsetto 4 poli
Tipologia
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Maschio
Denominazione
J2: SCANNER
J1: PROG
J14: AO
J8: DAC BUS
J4: LCD
J13: EXT BUS
J12: LASER
J10: AXIS 3-4
J18: Laser +5V +24V; J19: Axis +5V +24V
J6: AXIS 1-2
J9: STEPPER CTR
J11: MOTOR + ENCODER
J3: +24V DI
J5: SSR
Power: alimentazione 9-30V
Tabella 1 - Dislocazione degli I/O
J2 SCANNER
Il connettore SCANNER implementa lo standard industriale XY2-100 utilizzato per inviare le coordinate
X, Y e Z dalla scheda di controllo al sistema di deflessione (scanner). La comunicazione tra scanner e
laser rispecchia esattamente quanto previsto dallo standard, il layer fisico si basa su connessioni
differenziali e la frequenza massima del clock è pari ad 2MHz (Nell'immagine in basso è visibile la
temporizzazione dei canali utilizzati nel protocollo di trasmissione).
Figura 3 – Temporizzazione standard XY2-100
4
La gestione del protocollo XY2-100 viene eseguita a basso livello dai VIs della libreria fornita assieme
alla scheda RoboCLASS.
La piedinatura è:
Pin
Nome
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
- Clock
+ Clock
- Sync
+ Sync
- Data X
+ Data Y
- Data Y
+ Data Y
-Data Z
+Data Z
- Status 1 (IN)
+ Status 1 (IN)
- Data P
+ Data P
- Status 2 (IN)
+ Status 2 (IN)
Descrizione del segnale
IN/OUT
Clock
Output
Bit di sincronismo
Output
Canale X – dato asse X
Output
Canale Y – dato asse Y
Output
Canale Z – dato asse Z
Output
Stato dello scanner
Input
Uso futuro
Output
Uso futuro
Input
Tabella 2 – Piedinatura connettore J2
J1 PROG
Connettore di programmazione della CPLD interna (funzionalità riservata al solo personale RobotroniX).
J14 AO (Opzionale)
Connettore per accesso uscite analogiche.
Pin
Nome
1
2
3
4
5
6
- Clock
+ Clock
- Sync
+ Sync
- Status 2 (IN)
+ Status 2 (IN)
Descrizione del segnale
IN/OUT
Clock
Output
Bit di sincronismo
Output
Uso futuro
Input
Tabella 3 – Piedinatura connettore J14
* NOTA: per abilitare questa funzione è necessario disporre della scheda di espansione RoboCLASS-DAC da installare sul
connettore J8
J8 DAC BUS
Slot riservato alla scheda di espansione RoboCLASS-DAC.
5
J4 LCD
Connettore riservato al controllo della scheda di espansione RoboCLASS-LCD. Tale scheda è dotata di
un display LCD 4 x 20 caratteri. La libreria per il controllo del display viene fornita assieme alla scheda
di espansione.
J13 EXT BUS
Il connettore Ext Bus garantisce un collegamento diretto a 10 I/O della sbRIO.
E’ possibile configurare la direzione del segnale (IN/OUT) via software. Le caratteristiche dei segnali
sono:
Massima corrente per ogni I/O
1mA (le linee non sono dotate di protezione ma
direttamente collegate all’I/O della scheda SBRIO; fare riferimento al manuale del costruttore)
Livelli logici Input:
Input low voltage, VIL
0Vmin; 0,8 Vmax
Input high voltage, VIH 2,0Vmin;3,465Vmax
Livelli logici Output:
Output high voltage, VOH
Output low voltage, VOL
2,7Vmin;3,3Vmax
0,0Vmin; 0,4Vmax
Massima frequenza di lavoro
10MHz
La piedinatura è:
Nome
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
DIO0
DIO1
DIO2
DIO3
DIO4
DIO5
DIO6
DIO7
DIO8
DIO9
+5V
GND
N.C.
N.C.
Descrizione del segnale
LVTTL (compatibile TTL)
Tensione disponibile 5V 100mA max
Ground
Non connesso
Non connesso
IN/OUT
Configurabile via SW
Pin
Output
Tabella 4 – Piedinatura connettore J13
6
J12 LASER
Connettore dedicato al pilotaggio di un LASER.
I segnali digitali in uscita possono lavorare in logica TTL (+5V) o 24V in funzione della posizione dello
jumper J18.
La piedinatura è:
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Nome
AO1
AO2
DO1
DO2
DO3
DO4
DO5
+5V
GND
N.C.
Descrizione del segnale
±10V, 12-bit, 1.7Msps
±10V, 12-bit, 1.7Msps
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
Tensione disponibile 5V 100mA max
Ground
Non connesso
IN/OUT
Output
Output
Output
Output
Output
Output
Output
Output
Tabella 5 – Piedinatura connettore J12
J10 AXIS 3-4
Il connettore AXIS 3-4 controlla due dei quattro motori che RoboCLASS può gestire. I segnali digitali in
uscita possono lavorare in logica TTL (+5V) o 24V in funzione della posizione dello jumper J19.
La piedinatura è:
Pin
1,15,30,32
2,16,29,31,
33,35,37
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Nome
Descrizione del segnale
+5V
Tensione disponibile 5V 100mA max
GND
Ground
ENC3 +A
ENC3 -A
ENC3 +B
ENC3 -B
ENC3 +Z
ENC3 -Z
ENC4 +A
ENC4 -A
ENC4 +B
ENC4 -B
ENC4 +Z
ENC4 -Z
DI1
DO1
DI2
DO2
DI3
DO3
DI4
DO4
DI5
DO5
DI6
DO6
Canale A dell’encoder del
standard RS-422
Canale B dell’encoder del
standard RS-422
Canale Z dell’encoder del
standard RS-422
Canale A dell’encoder del
standard RS-422
Canale B dell’encoder del
standard RS-422
Canale Z dell’encoder del
standard RS-422
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
motore 3 in
motore 3 in
motore 3 in
motore 4 in
motore 4 in
motore 4 in
IN/OUT
Output
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
7
34,36
38-39-40
+24V
N.C.
Non connesso
Tabella 6 – Piedinatura connettore J10
J6 AXIS 1-2
Il connettore AXIS 1-2 controlla due dei quattro motori che RoboCLASS può gestire. I segnali digitali in
uscita possono lavorare in logica TTL (+5V) o 24V in funzione della posizione dello jumper J19.
La piedinatura è:
Pin
1,15,30,32
2,16,29,31,
33,35,37
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
34,36
38-39-40
Nome
Descrizione del segnale
IN/OUT
+5V
Tensione disponibile 5V 100mA max
GND
Ground
ENC3 +A
ENC3 -A
ENC3 +B
ENC3 -B
ENC3 +Z
ENC3 -Z
ENC4 +A
ENC4 -A
ENC4 +B
ENC4 -B
ENC4 +Z
ENC4 -Z
DI1
DO1
DI2
DO2
DI3
DO3
DI4
DO4
DI5
DO5
DI6
DO6
+24V
N.C.
Canale A dell’encoder del motore 3 in
standard RS-422
Input
Canale B dell’encoder del motore 3 in
standard RS-422
Input
Canale Z dell’encoder del motore 3 in
standard RS-422
Input
Canale A dell’encoder del motore 4 in
standard RS-422
Output
Input
Canale B dell’encoder del motore 4 in
standard RS-422
Input
Canale Z dell’encoder del motore 4 in
standard RS-422
Input
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
5V, max 100 KHz
5V o 24V, 400mA, 5MHz
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Input
Output
Non connesso
Tabella 7 – Piedinatura connettore J6
8
J18-J19 JUMPER BLOCK
L’impostazione dei jumper J18 e J19 permette di selezionare il livello di tensione tra i valori +5V e +24V.
Più precisamente J18 permette la selezione sui connettori LASER, mentre J19 permette la selezione sui
connettori AXIS 1-2 e AXIS 3-4.
J9 MOTOR DRV
Connettore dedicato all’installazione della scheda di espansione RoboCLASS-MTRDRV. Tale scheda
permette di pilotare direttamente un motore stepper unipolare o bipolare utilizzando i pin del connettore
J11.
J11 MOTOR+ENCODER
Il connettore J11 permette la connessione di un encoder differenziale e di un motore stepper unipolare o
bipolare. La funzionalità di pilotaggio del motore è possibile solamente con scheda di espansione
RoboCLASS-MTRDRV installata.
La piedinatura è:
Pin
Nome
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ENC1 +A
ENC1 –A
ENC1 +B
ENC1 –B
ENC1 +Z
ENC1 –Z
+5V
GND
FASE 1
FASE 2
COMUNE 1
FASE 3
FASE 4
COMUNE 2
GND
N.C.
Descrizione del segnale
IN/OUT
Encoder standard RS-422, 10MHz
Input
Encoder standard RS-422, 10MHz
Input
Encoder standard RS-422, 10MHz
Input
Tensione disponibile 5V 100mA max
Ground
Stepper bipolare o unipolare, 1A max
Stepper bipolare o unipolare, 1A max
Stepper bipolare comune
Stepper bipolare o unipolare, 1A max
Stepper bipolare o unipolare , 1A max
Stepper bipolare comune
Ground
Output
Output
Output
Output
Output
Output
Output
Tabella 8 – Piedinatura connettore J11
9
J3 +24V DI
Il connettore J3 permette la connessione di 16 Digital Input a +24V. Tutte le 16 linee sono foto
accoppiate.
La piedinatura è:
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8,10,12,14,16
18,20,22,24
9
11
13
15
17
19
21
23
25
26
Nome
Descrizione del segnale
IN 1
IN 14
IN 2
IN 15
IN 3
IN 16
IN 4
IN/OUT
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Input
COM
IN 5
IN 6
IN 7
IN 8
IN 9
IN 10
IN 11
IN 12
IN 13
GND
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Input
Tabella 9 – Piedinatura connettore J3
J5 SSR
Il connettore J5 permette la connessione di 16 Digital Output mediante la tecnologia solid state relay.
La piedinatura è:
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Nome
OUT1a
OUT1b
OUT2a
OUT2b
OUT3a
OUT3b
OUT4a
OUT4b
OUT5a
OUT5b
OUT6a
OUT6b
OUT7a
OUT7b
OUT8a
OUT8b
OUT9a
OUT9b
Descrizione del segnale
IN/OUT
Contatto 1 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 2 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 3 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 4 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 5 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 6 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 7 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 8 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 9 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
10
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33÷40
OUT10a
OUT10b
OUT11a
OUT11b
OUT12a
OUT12b
OUT13a
OUT13b
OUT14a
OUT14b
OUT15a
OUT15b
OUT16a
OUT16b
GND
Contatto 10 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 11 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 12 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 13 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 14 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 15 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Contatto 16 NO, 600mA, 60V, 5kHz
Output
Tabella 10 – Piedinatura connettore J5
POWER: Power supply
Il RoboCLASS richiede un alimentazione esterna compresa tra i 9 ed i 30 VDC. E’ raccomandabile una potenza pari a
55W
Pin
Nome
1
+ IN
2
- IN
3
+ OUT
4
Descrizione del segnale
IN/OUT
Alimentazione 9-30VDC
Input
Output 9-30VDC
Output
- OUT
Tabella 11 – Piedinatura connettore POWER
sbRIO
Per le caratteristiche della sbRIO si rimanda al sito del produttore:
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/it/nid/210003
11
INDICE DEI PARAGRAFI
J2 SCANNER .................................................................................................................................................................................. 4
J1 PROG......................................................................................................................................................................................... 5
J14 AO (Opzionale)........................................................................................................................................................................ 5
J8 DAC BUS.................................................................................................................................................................................... 5
J4 LCD............................................................................................................................................................................................ 6
J13 EXT BUS .................................................................................................................................................................................. 6
J12 LASER ...................................................................................................................................................................................... 7
J10 AXIS 3-4................................................................................................................................................................................... 7
J6 AXIS 1-2..................................................................................................................................................................................... 8
J18-J19 JUMPER BLOCK................................................................................................................................................................. 9
J9 MOTOR DRV ............................................................................................................................................................................. 9
J11 MOTOR+ENCODER ................................................................................................................................................................. 9
J3 +24V DI ................................................................................................................................................................................... 10
J5 SSR .......................................................................................................................................................................................... 10
POWER: Power supply ................................................................................................................................................................ 11
sbRIO ........................................................................................................................................................................................... 11
INDICE DELLE TABELLE
Tabella 1 - Dislocazione degli I/O.................................................................................................................................................. 4
Tabella 2 – Piedinatura connettore J2 .......................................................................................................................................... 5
Tabella 3 – Piedinatura connettore J14 ........................................................................................................................................ 5
Tabella 4 – Piedinatura connettore J13 ........................................................................................................................................ 6
Tabella 5 – Piedinatura connettore J12 ........................................................................................................................................ 7
Tabella 6 – Piedinatura connettore J10 ........................................................................................................................................ 8
Tabella 7 – Piedinatura connettore J6 .......................................................................................................................................... 8
Tabella 8 – Piedinatura connettore J11 ........................................................................................................................................ 9
Tabella 9 – Piedinatura connettore J3 ........................................................................................................................................ 10
Tabella 10 – Piedinatura connettore J5 ...................................................................................................................................... 11
Tabella 11 – Piedinatura connettore POWER ............................................................................................................................. 11
INDICE DELLE FIGURE
Figura 1 – Vista superiore ............................................................................................................................................................. 2
Figura 2 – Quote e piano foratura ................................................................................................................................................ 2
Figura 3 – Temporizzazione standard XY2-100 ............................................................................................................................. 4
12