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Estlcam Klemmen Adapter

  • USB CNC Steuerung für Estlcam...
  • Schritt- und Richtungssignale X/Y/Z für Endstufen mit Klemmanschluss.
    • z.B. für Leadshine DM542EU oder JMC Servos...
    • Bei Bedarf 2 Endstufen je Achse anschließbar...
  • 8 Eingänge für mechanische Taster oder NPN Sensoren...
  • 4 Ausgänge für Relais:
    • 1x Fräsmotor...
    • 3x Zusatzfunktionen (z.B. Staubsauger)...
  • Frequenzumrichter direkt anschließbar:
    • Start / Stopp über potenzialfreien Optokopplerausgang...
    • Drehzahlsteuerung über 0-10V Ausgang...
  • PWM Ausgang...
  • Anschlussbuchse für Zusatzmodule:
  • Hochwertige Schraubklemmen mit zuverlässiger Liftklemmung...
  • Benötigtes Zubehör:
    • Netzteil 12-24V je nach Betriebsspannung deiner Sensoren und Relais...
  • Abmessungen: 152,5x80mm / Abstand Befestigungsschrauben: 142,5x70mm
    54,95 € incl. MwSt.
    zzgl. Versand / Lieferzeit 2 Tage



Bedienungsanleitung:

Wichtig:

  • Erst lesen, dann schrauben ;-)
  • Installiere die aktuellste Estlcam Version...
  • Verhindere Kurzschlüsse und Verpolungen:
    • Kurzschlüsse und Verpolungen können die Steuerung, angeschlossene Komponenten und schlimmstenfalls deinen Computer beschädigen!
    • Montiere den Adapter so, dass beim Fräsen keine Späne auf die Platine fallen können...
    • Bei Montage auf Metallplatte muss sichergestellt sein, dass die Platinenunterseite kein Metall berührt...
    • Stelle sicher, dass alle Anschlüsse fest verbunden und gut isoliert sind.
      • Keine ausgefransten Kabelenden! Verwende Aderendhülsen, Kabelschuhe etc...
    • Führe Änderungen immer stromlos und mit abgezogenem USB Kabel durch...
    • Prüfe alles gewissenhaft, bevor du die Steuerung in Betrieb nimmst....
  • Kalkuliere bei der Inbetriebnahme mit Überraschungen - z.B. plötzlich anlaufendem Fräsmotor!
    • Erst mal Fräser raus und Abstand halten bis alles wie gewünscht funktioniert...
  • Verwende nur hochwertige, gut geschirmte USB Kabel
    • Minderwertige Kabel können dazu führen, dass die Steuerung plötzlich mitten in der Arbeit stehen bleibt...



Übersicht:




12 bis 24V Spannungsversorgung:

  • Der Klemmenadapter benötigt eine externe Spannungsversorgung mit 12 bis 24V um korrekt zu funktionieren...
  • Die Wahl der Spannung hängt in erster Linie von den Anforderungen ggf. genutzter Relais ab:
    • Bei Verwendung von 24V Relais muss ein 24V Netzteil verwendet werden...
    • Bei Verwendung von 12V Relais muss ein 12V Netzteil verwendet werden...
    • Bei Solid State Relais mit weitem Eingangsspannungsbereich oder ohne Relais ist die Spannung in der Regel beliebig.
      (Empfehlung in dem Fall: 24V, da Industriestandard)...
  • Geeignete Netzteile sind z.B. das MeanWell RS-15-24 (24V) oder MeanWell RS-15-12 (12V)
  • Schließe den positiven Ausgang / "+" des Netzteils an "V+" an...
  • Schließe den negativen Ausgang / "-" des Netzteils an "GND" daneben an...
  • Spannungen über 30V zerstören den Adapter!
  • In der aktuellen Version des Adapters ist der Anschluss zur Spannungsversorgung gegen verpolen geschützt.
    Bei älteren Adaptern (Lieferung vor 2021) führt eine Verpolung zur Zerstörung.




Endstufen anschließen:

  • Der Adapter ist zur Ansteuerung von Endstufen mit Schraub- und Klemmanschlüssen wie z.B. Leadshine DM542EU gedacht...
  • Für jede Achse stehen 4 Anschlüsse zur Verfügung:
    • PUL (X/Y/Z): Schrittsignal der jeweiligen Achse...
    • DIR (X/Y/Z): Richtungssignal der jeweiligen Achse...
    • 2x "COM" zur einfachen Verkabelung ohne zusätzliche Verteilerklemmen:
      • Im Auslieferungszustand entspricht "COM" "GND" ("-" / negativer Pol)...
      • Optional kann "COM" jedoch auch auf "+5V" umgeschaltet werden - siehe weiter unten...
      • Bei älteren Versionen des Adapters (vor 2021) sind diese Klemmen mit "GND" beschriftet und nicht auf +5V umschaltbar...
  • Alle Schritt- und Richtungsausgänge sind 5V TTL Signale und funktionieren auch ohne externe Spannungsversorgung...
  • Schritt- und Richtungsausgänge nicht kurzschließen - Beschädigungsgefahr!

Leadshine und ähnliche:

  • Verkabelung der Endstufen mit dem Adapter:
    • "PUL+" (Schritt) der Endstufe mit "PUL" des Adapters...
    • "DIR+" (Richtung) der Endstufe mit "DIR" des Adapters...
    • "PUL-" und "DIR-" mit den "COM" Anschlüssen des Adapters...
  • Ignoriere ENA+ und ENA-...
  • Wiederhole das Spiel für die Endstufen der Y und Z-Achse...
  • Bei Bedarf können 2 Endstufen je Achse angeschlossen werden:
    • Z.B. für Maschinen mit Antrieben auf beiden Seiten des Portals...
    • Verbinde einfach beide Endstufen mit den jeweiligen Anschlüssen des Adapters...
    • Mehr als 2 Endstufen je Ausgang können zur Beschädigung durch zu hohen Strombedarf führen!

JMC und ähnliche mit Alarm Ausgang:

  • Der Anschluss von JMC Servos und Closed Loop Steppern erfolgt für die PUL und DIR Anschlüsse wie oben gezeigt...
  • Optional kann zusätzlich das Alarm Signal mit dem Adapter verbunden werden um im Fall von Positionsabweichungen die Maschine zum Stillstand zu bringen:
    • Verbinde "ALM+" mit einem beliebigen Eingang des Adapters (E1 bis E8)...
    • Verbinde "ALM-" mit "GND" daneben...
    • Konfiguriere den Eingang als "Fehlermeldung"...
    • Es ist möglich mehrere "ALM" Signale auf denselben Eingang des Klemmen Adapter zu klemmen um Eingänge zu sparen...

Endstufen mit "Opto" / "+5V" Anschluss (gemeinsame Anode):

  • In letzter Zeit tauchen immer häufiger Endstufen auf die Anstelle von "PUL+" / "PUL-" / "DIR+" / "DIR-" nur 3 Anschlüsse "PUL" / "DIR" und "OPTO" bzw. "+5V" haben...
  • Hierzu ist eine kleine Anpassung wie links im Bild gezeigt nötig um die "COM" Anschlüsse von "GND" auf "+5V" umzuschalten:
    • Entferne den 0 Ohm Widerstand im "GND" Feld...
    • Löte ihn anschließend im "+5V" Feld ein...
    • Falls der Widerstand kaputt oder verloren geht schließe einfach beide Pads im "+5V" Feld mit einem dicken Batzen Lötzinn kurz...
  • Verbinde anschließend:
    • "PUL" (Schritt) der Endstufe mit "PUL" des Adapters...
    • "DIR" (Richtung) der Endstufe mit "DIR" des Adapters...
    • "OPTO" oder "+5V" mit einem der "COM" Anschlüsse des Adapters...
  • Bei älteren Adaptern (Lieferung vor 2021) besteht diese Möglichkeit nicht.

Andere Endstufen:

  • Andere Anschlüsse, unklare Beschriftungen oder sonstige Probleme?
  • Schicke mir einfach eine eMail mit Hersteller, Typ und Bild der Endstufe...

Tips zur Konfiguration:

  • Für viele Endstufen wie z.B. auch die Leadshine DM542EU sollte das Häkchen bei "Schrittsignal invertieren" gesetzt werden:
    • Diese Endstufen lesen das Richtungssignal bei steigender Taktflanke des Schrittsignals ein das bei "normalem" Schrittsignal zu dem Zeitpunkt allerdings noch nicht lange anliegt...
    • Dadurch kann es dazu kommen, dass Richtungswechsel erst beim nächsten Takt erkannt werden und sich mit der Zeit Positionsabweichungen aufsummieren...
    • Die Invertierung sorgt dafür, dass der Richtungswechsel bei fallender Flanke ausgegeben wird und bei der nächsten steigenden dann schon deutlich länger korrekt anliegt...
  • Bei Problemen mit schleichenden Positionsabweichungen sollte das Häkchen bei "Schrittsignal invertieren" entsprechend die erste Anlaufstelle sein...
  • Für Endstufen die noch mehr Zeit zwischen dem Wechsel des Richtungssignals und dem nächsten Takt benötigen kann die Zeit im Feld "Schrittpause" weiter erhöht werden.
    • Das betrifft allerdings nur wenige Endstufen mit besonders langsamen Optokopplern auf dem Richtungssignal...
    • Da das Feld die Laufruhe negativ beeinflusst sollte der Wert nicht unnötig hochgesetzt werden...
  • Manche Endstufen funktionieren nur mit Schrittimpulsen innerhalb einer gewissen Länge zuverlässig.
    • Diese kann im Feld "Schrittimpulslänge" eingestellt werden...
    • In der Regel ist die Einstellung "Automatisch" jedoch am besten. Nur Endstufen mit sehr geringer maximaler Eingangsfrequenz sind von der Problematik betroffen...




Eingänge:

  • Auf dem Adapter stehen 8 Eingänge z.B. für
    • Endschalter...
    • Kantentaster...
    • Buttons...
    • und sonstige digitale Sensoren und Signale zur Verfügung...
  • Jeder Eingang hat zur Vereinfachung der Verkabelung 3 Anschlüsse:
    • "GND"...
    • "E1" bis "E8": Der eigentliche Eingang...
    • "V+": Versorgungsspannungsanschluss zur Versorgung elektronischer Sensoren:

Anschluss mechanischer Schalter und Sensoren:

  • Verbinde einen Anschluss des Schalters (egal welchen) mit "GND"...
  • Und den anderen mit "E..."
  • Ignoriere "V+"...
  • Es können Öffner und Schließer verwendet werden...
  • Es können mehrere Schalter am selben Eingang angeschlossen werden:
    • Bei Schließern als Parallelschaltung...
    • Bei Öffnern als Serienschaltung...
    • Die Zweck der Schalter muss jedoch gleich sein:
      • Es können z.B. mehrere Endschalter kombiniert werden...
      • Allerdings nicht z.B. Endschalter mit Werkzeuglängensensoren...

Anschluss induktive Näherungsschalter / NPN Sensoren:

  • Verbinde die blaue Ader des Sensors mit "GND"
  • Verbinde die schwarze Ader des Sensors mit "E..."
  • Verbinde die braune Ader des Sensors mit "V+"
  • Öffner oder Schließer ist egal...
  • Es funktioniert nur mit Sensoren des Typs "NPN"...
  • Bei Schließern ist eine Parallelschaltung mehrerer Sensoren am selben Eingang möglich um Eingänge zu sparen...
  • Achte darauf, dass der Sensor für die gewählte Versorungungsspannung geeignet ist - siehe 12 bis 24V Spannungsversorgung.
    Normalerweise sollte es da allerdings außer bei ganz exotischen Sachen keine Probleme geben...

Anschluss sonstiger Sensoren und Signale:

  • Jeder Eingang ist über einen 5kohm Widerstand auf Versorgungsspannungsniveau hochgezogen...
  • Geschaltet wird, indem der Eingang mit "GND" verbunden wird...
  • Das kann z.B. über einen mechanischen Schalter, Relaiskontakt, Optokoppler oder Open Collector Ausgang geschehen...
  • Nicht mit Tri-State / Push-Pull Pins (z.B. Mikrocontroller) kompatibel!
  • Frage im Zweifel per eMail nach wenn du etwas ungewöhnliches anschließen möchtest...

Konfiguration der Eingänge:

  • Damit ein Eingang die gewünschte Aufgabe übernimmt muss er in der Konfiguration der Steuerung entsprechend konfiguriert werden...
  • Die Konfiguration sollte allerdings erst am Schluss nach erfolgreicher Inbetriebnahme vorgenommen werden!
    Sonst überschreibt dir Estlcam ggf. alles wieder mit den Grundeinstellungen...
  • Unbenutzte Eingänge sollten auch als "Unbenutzt" konfiguriert sein...
  • Bei Öffnern muss das Häkchen bei "Invertieren" gesetzt werden!




Anschluss von Zusatzmodulen am Mini-DIN Stecker:

  • Die Mini-DIN Buchse dient in erster Linie zum Anschluss fertiger Zusatzmodule:
  • Prinzipiell sind allerdings auch eigene Basteleien möglich...
  • Mehr Infos zur Mini-DIN Buchse findest du hier...



Relais oder Magnetventile anschließen:

Anschluss mechanischer Relais:



  • Preiswerteste Lösung, allerdings in seltenen Fällen Störungen der USB Kommunikation möglich...
  • Viele Relais haben integrierte Freilaufdioden:
    • Wird ein Relais mit Freilaufdiode falsch herum angeschlossen führt das zu einem Kurzschluss!
      Die aktuelle Version des Adapters ist zwar weitgehend kurzschlussfest, allerdings ohne Garantie!
      Ältere Versionen des Adapters (vor 2021) werden bei einem Kurzschluss an den Ausgängen fast immer irreparabel zerstört!
    • Relais bei denen nicht klar ist ob Freilaufdioden vorhanden - und wie herum sie gepolt sind - dürfen nicht angeschlossen werden!
  • Verbinde "A1 (+)" des Relais mit dem "+" Anschluss des gewünschten Ausgangs...
  • Verbinde "A2 (-)" des Relais mit dem "-" Anschluss des gewünschten Ausgangs...
  • Achte auf zur Versorgungsspannung des Klemmen Adapters passende Spulenspannung siehe 12 bis 24V Spannungsversorgung
  • Für die meisten Anwendungen passendes Relais mit 24V Spulenspannung: Wago 788-304 24V

Anschluss Magnetventile:

  • Magnetventile verhalten sich wie mechanische Relais...
  • Du kannst also recht einfach z.B. pneumatische Klemmvorrichtungen über den Klemmen Adapter steuern...
  • Maximal zulässigen Spulenstrom von 200mA beachten!...

Anschluss von Solid State Relais (SSR):



  • SSR sind relativ teuer, dafür störungsarm schaltend und mangels Freilaufdioden ohne Gefahr von Kurzschlüssen anschließbar...
  • Verbinde "A1 (+)" des Relais mit dem "+" Anschluss des gewünschten Ausgangs...
  • Verbinde "A2 (-)" des Relais mit dem "-" Anschluss des gewünschten Ausgangs...
  • Achte auf:
    • Nulldurchgangsschaltung (zero crossing circuit).
      Das Relais wird sonst ggf. von induktiven Lasten wie Motoren zerstört!
    • Ausreichende Strom- und Spannungsfestigkeit.
      Bei knapper Auslegung ist ggf. ein Kühlkörper erforderlich!
    • Achte auf zur Versorgungsspannung des Klemmen Adapters passenden Eingangsspannungsbereich siehe 12 bis 24V Spannungsversorgung
      (Bei den meisten SSR unproblematisch).
  • Für die meisten Anwendungen passend: Carlo Gavazzi RM1A23D25




AMB / Kress Motoren mit externer Drehzahlsteuerung: siehe hier...

Mafell Motoren mit externer Drehzahlsteuerung: siehe hier...




Frequenzumrichter (FU) anschließen:

  • Der Klemmen Adapter kann die meisten handelsüblichen Frequenzumrichter direkt ansteuern:
    • Das Klemmenpaar "RUN+" und "RUN-" stellt einen potenzialfreien Schaltkontakt (Open Collector Optokopplerausgang) zur Verfügung über den ein digitaler Eingang des FU zum starten des Motors geschaltet werden kann...
    • Die Klemmen "RPM" und "GND" stellen ein kalibrierbares 0-10V Analogsignal zur Verfügung über das die Drehzahl des Motors gesteuert werden kann...
  • Kalibriere zuerst den Drehzahlausgang - siehe unten!
  • Die Klemmenbeschriftungen der Frequenzumrichter sind leider je nach Hersteller und Typ sehr unterschiedlich...
  • Fast alle Frequenzumrichter sind im Auslieferungszustand auf Start / Stopp über das eigene Bedienfeld parametriert!
    • Start / Stopp über den Klemmen Adapter geht meist erst nach entsprechender Anpassung der Parametrierung (Hersteller- und Typabhängig)...
    • In der Regel hilft da nur ein Blick in das Handbuch weiter...
  • FUs mit Poti im Bedienfeld sind im Auslieferungszustand meist auf Drehzahlregelung über das eigene Poti parametriert!
    • Auch hier ist in der Regel erst eine Parameteranpassung erforderlich...
    • Teilweise sogar das umstecken von Jumpern im Inneren des FU...

Anschlussbeispiele / ohne Gewähr - auf eigene Verantwortung:

Huanyang Hy... Serie:
  • "RUN+" -> "FOR"
  • "RUN-" -> "DCM"
  • "RPM" -> "VI"
  • "GND" -> "ACM"
  • Parameter 1: "1"
  • Parameter 2: "1"
  • Parameter 72: "400"
  • Parameter 73: "100"
  • Falls Poti im Bedienfeld: Jumper von "VR" auf "VI" umstecken...

"YL620":
  • "RUN+" -> "FWD"
  • "RUN-" -> "XGND"
  • "RPM" -> "VI1"
  • "GND" -> "GND"
  • Parameter 00.01: "1"
  • Parameter 07.08: "3"
"A2" Inverter (China Noname):
  • "RUN+" -> "FWD"
  • "RUN-" -> "GND"
  • "RPM" -> "10V IN"
  • "GND" -> "GND"
  • Parameter Pn 03: "4"

0-10V RPM Ausgang kalibrieren:

  • Zur Kalibrierung muss der Adapter angeschlossen, mit Strom versorgt und in Estlcam konfiguriert und programmiert worden sein...
  • Der Frequenzumrichter selbst sollte jedoch noch nicht angeschlossen sein!
  • Starte die Steuerung...
  • Tippe "pwm100" in die Kommandozeile der Steuerung und drücke die "Enter" Taste.
    • Das Spindel Symbol (Bild rechts unten) muss von blau zu rot wechseln...
  • Messe die Spannung zwischen "RPM" und "GND" mit einem Multimeter.
    • Achte darauf, dass die Schrauben der Klemmen zum messen angezogen sind.
      Lose Schrauben haben keinen guten Kontakt und führen zu falschen Messwerten...
  • Drehe an der Schraube des blauen Potis bis die Spannung ca. 9V beträgt (absichtlich weniger als 10V)...
  • Schalte nun den Strom aus, beende Estlcam und ziehe das USB Kabel ab...
  • Schließe den Frequenzumrichter an...
  • USB Kabel rein, Strom an und Estlcam wieder starten...
  • Tippe wieder "pwm100" in die Kommandozeile der Steuerung und drücke die "Enter" Taste...
    • Der Fräsmotor sollte jetzt mit etwas weniger als der maximalen Drehzahl laufen...
    • Drehe am Poti bis er exakt seine Maximalgeschwindigkeit erreicht hat und dann noch einen kleinen Tick weiter...
    • Fertig...




Adapter anschließen:




Treiber installieren:




Konfiguration:

  • Menü "Einstellungen" -> "CNC Steuerung":



  • Wähle unter "Steuerungselektronik" den "Klemmen Adapter" aus:



  • Wähle unter "USB / COM Anschluss" den Anschluss deines Adapters aus:



    Falls mehrere Anschlüsse zur Auswahl stehen und du dir nicht sicher bist wähle "Suchen..." aus und folge den Anweisungen...
  • Fülle anschließend den Rest der Felder aus.
    • Zu jedem Feld sind umfangreiche Erklärungen vorhanden - lasse den Mauszeiger kurz darüber ruhen damit sie erscheinen...
  • Klicke anschließend auf "Steuerung programmieren..." um den Adapter zu programmieren und die Steuerung zu starten...



Kommunikationsgeschwindigkeit erhöhen:

  • Standardmäßig prüft der USB Treiber alle 16ms ob Daten von der Steuerung übertragen werden müssen...
  • Das reicht prinzipiell aus, ist allerdings nicht optimal...
  • Um die Ansprechfreudigkeit der Steuerung zu optimieren mache folgendes:
    • Öffne den Geräte-Manager (z.B. "Geräte-Manager" in die Windows Suchzeile eingeben oder über "Systemsteuerung" -> "System und Sicherheit" -> "Geräte-Manager" aufrufen:




    • Schaue in Estlcam nach welcher "COM" Anschluss unter "USB / COM Anschluss:" eingetragen ist. In unserem Beispiel ist das "COM3":




    • Suche einen "USB Serial Port" mit dieser "COM" Nummer unter "Anschlüsse (COM & LPT)". In unserem Beispiel "USB Serial Port COM3"...
    • Mache einen Rechtsklick auf diesen Eintrag und wähle -> "Eigenschaften" aus:




    • Wähle den Reiter "Anschlusseinstellungen" aus und klicke auf "Erweitert":




    • Ändere den Wert für die "Wartezeit" auf 2ms:





Christian Knüll / Heidelbergerstr. 6 / 74746 Höpfingen / Deutschland / christian@estlcam.de