PDF《研控科技》

R 研控科技 YKD2405PC 总线型步进驱动器 用户手册 版本:V1.

4 深圳市研控自动化科技有限公司 www.yankong.com R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 目录 前言.1

1 概述.2 1.1 产品介绍.2 1.2 特性

2 1.3 应用领域.2 1.4 产品命名规则.3

2 性能指标.4 2.1 电气特性.4 2.2 使用环境.4

3 安装.5 3.1 安装尺寸.5 3.2 安装方法.5

4 驱动器端口与接线

6 4.1 接线示意图

6 4.2 端口定义.7 4.2.1 状态指示灯

7 4.2.2 控制信号输入/输出端口.7 4.2.3 电源输入/电机输出端口.8 4.2.4 拨码开关.8 4.2.5 CAN 总线端口.8 4.3 输入/输出端口操作

8 4.4 拨码开关设定.10 4.5 CAN 通讯端口

11 5 适配电机.13 5.1 电机尺寸.13 5.2 技术参数.13 5.3 电机接线图

14 6 CANopen 协议

15 6.1 CANopen 协议概述.15 6.1.1 CAN 总线与 CANopen

15 6.1.2 CANopen 功能描述.15 6.2 驱动器控制协议 CiA 402.18 6.2.1 CiA402 状态机.18 6.2.2 控制字与状态字

19 6.2.3 工作模式.20 6.2.4 位置模式.21 6.2.5 速度模式.23 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 6.2.6 回原点模式

25 7 对象字典.29

8 报警排除.38

9 版本修订历史

39 10 保修及售后服务.40 10.1 保修

40 10.2 售后服务.40 附录 1:快速编写运动控制功能块指南

41 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 前言 感谢您使用本公司总线型步进驱动器. 在使用本产品前,请务必仔细阅读本手册,了解必要的安全信息、注意事项以及操作方法 等. 错误的操作可能引发极其严重的后果. 声明 本产品的设计和制造不具备保护人身安全免受机械系统威胁的能力,请用户在机械系统设 计和制造过程中考虑安全防护措施,防止因不当的操作或产品异常造成事故. 由于产品的改进,手册内容可能变更,恕不另行通知. 用户对产品的任何改装我公司将不承担任何责任. 阅读时,请注意手册中的以下标示: 注意:提醒您注意文字中的要点. 小心:表示错误的操作可能导致人身伤害和设备损坏.

1 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册

1 概述 1.1 产品介绍 YKD2405PC 总线型步进电机驱动器是在数字型步进驱动器传统开环步进驱动器基础 上增加了总线通讯及单轴控制器功能. 总线通讯采用 CAN 总线接口, 协议上支持 CANopen 协议的 CiA301 及CiA402 子协议. 1.2 特性 ? 新一代

32 位DSP 技术,高性价比、平稳性佳、低噪声、低振动. ? 采用 CAN 总线通讯,支持 CANopen 协议的 CiA301 及CiA402 子协议,最多 可挂载

32 个设备. ? 总线型驱动器可以实现远距离可靠控制,有效解决干扰环境下脉冲丢失的问题. ? 用户可以通过总线设置电流、细分及锁机电流大小;

控制电机启停及对电机运 行实时状态进行查询. ? 内置单轴控制器功能: 用户可以通过总线设置起始速度、 加速时间、 减速时间、 最大速度及总脉冲数等参数实现梯形加减速位置控制功能. ? 支持位置控制、速度控制和回原点工作模式. ?

2 路光电隔离可编程高速差分输入接口,可通过外部信号控制电机的启停. ?

8 路光电隔离可编程输入接口,接收外部控制信号,实现驱动器使能启停、急停 和限位等功能. ?

4 路光电隔离可编程输出接口,输出驱动器状态及控制信号. ? 设有

16 档等角度恒力矩细分,最高

40000 细分. ? 电流控制平滑、精准、电机发热小. ? 步进脉冲停止超过 200ms 时,电机电流减半. ? 低频小细分时具有极佳的平稳性. ? 电压范围:DC24-50V. ? 具有过压、欠压、过流等保护功能. 1.3 应用领域 主要应用于雕刻机、特种工业缝纫机、剥线机、打标机、切割机、舞台灯光、机器人 及医疗器械、激光设备、绘图仪等自动化设备.

2 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 1.4 产品命名规则 YKD系列名称 驱动器相数 CAN总线 驱动器最大电流有效值 Y K D

2 4

0 5 P 驱动器电源电压最大值(乘以 )

10 C

3 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册

2 性能指标 2.1 电气特性 参数 YKD2405PC 最小值 典型值 最大值 单位 连续输出电流 0.5 - 4.2 A 输入电源电压

24 24

50 Vdc 逻辑输入电流

10 10

50 mA 逻辑输入电压 -

5 5 V 脉冲频率

0 -

200 kHz 绝缘电阻

100 - - MΩ 2.2 使用环境 冷却方式 散热片冷却 使用环境 使用场合 尽量远离其他发热设备,避免粉尘、油雾、腐蚀性气 体、强振动场所、禁止有可燃气体和导电灰尘 温度 0℃~50℃ 湿度 40-90%RH(不结露) 震动 10~55Hz/0.15mm 保存温度 -20℃~+80℃

4 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册

3 安装 3.1 安装尺寸 侧面 正面 安装尺寸图(单位:mm) 3.2 安装方法 安装驱动器时请采用直立侧面安装,使散热器表面形成较强的空气对流;

必要时靠近 驱动器处安装风扇,强制散热,保证驱动器在可靠工作温度范围内工作(驱动器的可靠工 作温度通常在 60°C 以内,电机工作温度为 80°C 以内) .

5 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册

4 驱动器端口与接线 4.1 接线示意图 状态指示灯 控制信号输入/输出端口 电机输出端口 电源输入端口 驱动器侧面接线示意图 驱动器顶部接线示意图 小心: ? 参与接线的人员必须具备专业能力. ? 禁止带电接线. ? 安装牢固后才可以进行接线工作. ? 不要将电源接反,输入电压不要超过 50V.

6 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 4.2 端口定义 4.2.1 状态指示灯 颜色 名称 功能 绿色 电源指示灯 通电时,绿色指示灯亮. 红色 报警指示灯 过流时,指示灯按一次循环闪烁;

过压时,指示灯按两次循环闪烁;

欠压时,指示灯按三次循环闪烁;

EEPROM 错误时,指示灯按四次循环闪烁;

4.2.2 控制信号输入/输出端口 端口 引脚 符号 名称 功能

1 12

1 X0 单端输入口 输入端子,信号电源 5V 驱动,支持 NPN 和PNP 两种接线方式,端口功 能支持软件修改

2 X1

3 X2

4 X3

5 X4

6 X5

7 X6

8 X7

9 DR- 差分输入口

10 DR+

11 PU-

12 PU+

1 6

1 XCOM 单端输入口公共端 公共端

2 YCOM 单端输出口公共端

3 Y0 单端输出口 输出端子, 支持 NPN 和PNP 两种接 线方式,端口功能支持软件修改

4 Y1

5 Y2

6 Y3

7 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 4.2.3 电源输入/电机输出端口 端口 引脚 符号 名称 功能

1 6

1 B- 电机接口 两相步进电机接线口

2 B+

3 A-

4 A+

5 V+ 电源接口 DC24-50V

6 V- 4.2.4 拨码开关 端口 引脚 符号 名称 功能

1 2

3 4

5 6

7 8

1 SW1 拨码开关 SW1-5:驱动器地址设置

2 SW2

3 SW3

4 SW4

5 SW5

6 SW6 SW6-7:通讯波特率设置

7 SW7

8 SW8 SW8:120 终端电阻有效位 4.2.5 CAN 总线端口 端口 引脚 符号 名称 功能

1 CANH 通讯口 CANL CANH 通讯线

2 CANL

3 NC 保留 保留

4 NC

5 GND 共地端 共地端

6 NC 保留 保留

7 NC

8 NC 4.3 输入/输出端口操作 ? 端口硬件描述 YKD2405PC 驱动器提供了

8 路光电隔离可编程输入接口,兼容共阴共阳接法,2 路 差分信号输入.

2 路差分信号内部高速光耦隔离,可配置为外部脉冲方向或双脉冲控制,也可配置为

8 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 普通差分输入端子使用,输入信号电压为 5V,当高于 5V 时需串电阻进行限流(如输入信 号为 24V 时需串入 2~3K 阻值电阻) .

8 路(X0-X7)可编程输入信号与外部控制接口通过光耦进行隔离,驱动器内部兼容 共阴共阳接法,如下图所示.为了保证驱动器内部光耦可靠导通,要求控制器端提供的驱 动电流至少 10mA.驱动器内部已串入光耦限流电阻,当输入信号电压高于 5V 时,可根 据需要外串电阻 R 进行限流. 限流电阻 R 的阻值选取:+5V 时:R=0;

+12V 时:R=1KΩ;

+24V 时:R=2KΩ . 注意: ? 如控制器默认输出 24V 控制电压,为避免串电阻麻烦可选择 YKD2405PC-A1 子型号,该子型号默认输入端子控制电平为 24V. XCOM X0 X1 X7 R0 R1 R7 5V-24V/0V 0V/5V-24V 控制器 驱动器 0V 5V PU+ PU- DR+ DR- 输入端子接法参考电路 其中 X0-X7 输入的电平脉冲宽度需要大于 10ms,否则驱动器可能无法正常响应. X0-X7 时序图如下图所示. 10ms or more X0-X7 X0-X7 时序图 驱动器每次上电后,X0-X7 默认为未指定状态,此时输入信号无效.用户可以通过总 线来配置 X0-X7 输入功能.

9 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 驱动器提供了

4 路光耦隔离输出端子,支持 NPN 接线和 PNP 接线两种方式,可支持 高电平与低电平有效的控制器. Y0 Y1 Y2 Y3 YCOM 驱动器 Y0-Y3 输出端子内部电路 4.4 拨码开关设定 YKD2405PC 总线型步进电机驱动器采用

8 位拨码开关设定驱动器地址、通讯波特率 和终端电阻,详细描述如下: 拨码开关组合图 ? 驱动器地址设置 用户采用 CAN 总线,最多可以同时控制

32 台YKD2405PC 驱动器.驱动器通讯地址 设置采用

5 位拨码开关,地址设置范围为 0~31,其中地址

0 为系统预留,当驱动器地址 设置大于

31 时,需要使用上位调试软件进行设置和保存,并且 SW1~SW5 开关需全设为 OFF. 如下表所示: SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 地址

10 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 OFF OFF OFF OFF OFF 自定义 OFF OFF OFF OFF ON

1 OFF OFF OFF ON OFF

2 …… …… ON ON ON ON OFF

30 ON ON ON ON ON

31 ? 通讯波特率设置 表1通讯波特率设置 SW7 SW6 波特率/通讯距离(m) ON ON

125 kbit/s / 500(m) (默认) ON OFF 250kbit/s / 250(m) OFF ON

500 kbit/s / 100(m) OFF OFF 1Mbit/s / 25(m) 表2自定义波特率设置 自定义通讯波特率寄存器 设置值 波特率/通讯距离(m) 2009h

00 125 kbit/s / 500(m)

01 100 kbit/s / 800(m)

02 50 kbit/s / 1000(m)

03 25 kbit/s / 1500(m) 注意: ? 当表

1 通讯波特率不能满足使用要求时,可通过上位机设置自定义通讯波特率 寄存器,并将 SW6,SW7 全部打到 ON,该位默认波特率为 125Kbit/s;

? 表2中给出了各通讯波特率理论上能够通讯的最长距离. ? 终端电阻设置 用户可以通过此位选择通讯末端是否并入

120 终端电阻,根据使用场合确定,一般情 况下只有主站端和最后一个从站需要接

120 欧姆的终端电阻.如下表所示: SW8

120 终端电阻选择位 OFF 无效 ON 有效 4.5 CAN 通讯端口 CAN 通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式,CAN 层的定义与开放系统互连模 型OSI 一致,每一层与另一设备上相同的那一层通讯,实际的通讯发生在每一设备上相邻

11 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 的两层,而设备只通过物理层的物理介质互连,CAN 的规范定义了模型的最下面两层数据 链路层和物理层.CAN 总线物理层没有严格规定,能够使用多种物理介质例如双绞线光纤 等, 最常用的是双绞线信号, 使用差分电压传送, 两条信号线被称为 CAN_H 和CAN_L, 静态时均是 2.5V 左右,此时状态表示为逻辑 1,也可以叫做隐位,若CAN_H 比CAN_L 高表示逻 0,称为显位,此时通常电压值为 CAN_H = 3.5V 和CAN_L= 1.5V,竞争时显位 优先. YKD2405PC 驱动器提供了并排两个 CAN 总线通讯接口, 通讯接口采用标准 RJ45 插座. RJ45 插座有

8 个引脚, 其中引脚

1、

2 用于 CANH、 CANL 通讯线, 引脚

5 为共地端, 其他引脚未使用,注意通讯电缆请采用屏蔽双绞线,并做好接地处理,以保证通讯稳定, 具体可参见 4.2.5 CAN 总线端口.

12 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册

5 适配电机 YKD2405PC 标配电机型号有YK57XN55-3506A 、 YK57XN78-3506A 、 YK57XN78-4208A、YK57XQ56-833A、YK57XQ76-833A 和YK57XQ76-4008A,均为 57mm 四线电机. 5.1 电机尺寸 ? 57mm 两相步进电机(单位:mm) 型号 轴径 D (mm) 轴伸(mm) 轴伸 L1(mm) YK57XN55-3506A 6.35 平台 0.5x15 20.6 YK57XN78-3506A 6.35 平台 0.5x15 20.6 YK57XN78-4208A

8 平台 0.5x15 20.6 YK57XQ56-833A

8 平台 0.5x25 33.0 YK57XQ76-833A

8 平台 0.5x25 33.0 YK57XQ76-4008A

8 平台 0.5x15 20.6 5.2 技术参数 型号 步矩角(°) 额定 电压 (v) 电机 长度 (mm) 保持 转矩 (N.m) 额定电流 (A/phase) 相电 阻(Ω) 相电 感(mH) 转子 惯量 (g.cm) 电机 重量 (kg) 电机线数YK57XN55-3506A 1.8 1.9 54.5 1.4 3.0 0.55 2.0

245 0.71

4 YK57XN78-3506A 3.0 77.5 2.2 3.0 0.85 3.3

470 1.11

4 YK57XN78-4208A 2.5 77.5 2.2 4.2 0.60 2.2

470 1.11

4 YK57XQ56-833A 1.6

55 1.2 4.0 0.40 1.6

280 0.7

4 YK57XQ76-833A 2.0

76 2.0 4.0 0.40 1.8

480 1.0

4 YK57XQ76-4008A 2.15

78 2.2 4.0 0.43 1.8

480 1.0

4 13 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.4 用户手册 5.3 电机接线图 四线电机(线长 400mm) YK57XN55-3506A YK57XN78-3506A YK57XN78-4208A YK57XQ76-4008A YK57XQ56-833A YK57XQ76-833A 注意: ? 电机特性数据和技术数据都是在驱动器驱动的情况下测得, 测试电压为 24VDC. ? 电机安装时务必用电机前端盖安装止口定位,并注意公差配合,严格保证电机 轴 与负载的同心度. ? 电机与驱动器连接时,请勿接错相.

14 11/02/2017 R www.yankong.com YKD2405PC V1.0 用户手册

6 CANopen 协议 6.1 CANopen 协议概述 6.1.1 CAN 总线与 CANopen CAN 是Controller Area Network 的缩写,即控制器局域网络.最初是德国 BOSCH 公 司为汽车的监测与控制而设计的, 当今 CAN 的应用已不再局限于汽车行业, 而向过程工业、 机械工业、机器人、数控机床、医疗器械和传感器等领域发展. 相比其他总线 CAN 总线具有如下特点: ? 多主控制:在总线空闲时,所有的单元都可开始发送消息,多个单元同时开始发送 时,发送高优先级 ID 消息的单元可获得发送权. ? 通信速度:根据整个网络的规模,可设定适合的通信速度,CAN 总线支持高达 1Mbit/s 的通讯速度. ? 通讯校验:CAN 协议采用 CRC,并可提供相应的错误处理功能,保证数据通信的 可靠性. ? 错误检测,通知与恢复:所有的单元都可以检测错误,检测出错误的单元会立即同 时通知其他所有单元.同时,CAN 可以判断出错误的类型,当总线上发生持续数 据错误时,可将引起此故障的单元从总线上隔离出去. CAN 总线通信接口规定了 CAN 协议的物理层和数据链路层功能,但没有规定应用层, 本身并不完整,需要一个高层协议来定义 CAN 报文中的 11/29 位标识符 COB-ID 以及

8 字 节数据如何使用,因此,YKD2405PC 驱动器引入了 CANopen 通讯协议. CANopen 协议是 CAN-in-Automat........