AutomationDirect NEMA 17 STP-MTR-17048, NEMA 23 STP-MTR-23055, STP-MTR-23079, NEMA 34 STP-MTR-34066 Motor a pasos, STP-DRV-4035 Amplificador de pulsos, STP-PWR-3204 Fuente de poder, STP-EXT-020 Cable de extensión de motor Manual

Sistema de motores paso a paso
Manual
Manual No.: STP-SYS-MSP
Amplificador de pulsos
STP-DRV-4035
Motor a pasos NEMA 17
STP-MTR-17048
Motor a pasos NEMA 23
STP-MTR-23079
Cable de extensión de motor a pasos
STP-EXT-020
Fuente de poder de motores
STP-PWR-3204
Motor a pasos NEMA 23
STP-MTR-23055
Motor a pasos NEMA 34
STP-MTR-34066
WARNING
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AutomationDirect. We want your new automation equipment to operate safely. Anyone who installs or
uses this equipment should read this publication (and any other relevant publications) before installing
or operating the equipment.
To minimize the risk of potential safety problems, you should follow all applicable local and national
codes that regulate the installation and operation of your equipment. These codes vary from area to
area and usually change with time. It is your responsibility to determine which codes should be
followed, and to verify that the equipment, installation, and operation is in compliance with the latest
revision of these codes.
At a minimum, you should follow all applicable sections of the National Fire Code, National Electrical
Code, and the codes of the National Electrical Manufacturer's Association (NEMA). There may be local
regulatory or government offices that can also help determine which codes and standards are necessary
for safe installation and operation.
Equipment damage or serious injury to personnel can result from the failure to follow all applicable
codes and standards. We do not guarantee the products described in this publication are suitable for
your particular application, nor do we assume any responsibility for your product design, installation,
or operation.
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as on-line control equipment in hazardous environments requiring fail-safe performance, such as in the
operation of nuclear facilities, aircraft navigation or communication systems, air traffic control, direct
life support machines, or weapons systems, in which the failure of the product could lead directly to
death, personal injury, or severe physical or environmental damage ("High Risk Activities").
AutomationDirect specifically disclaims any expressed or implied warranty of fitness for High Risk
Activities.
For additional warranty and safety information, see the Terms and Conditions section of our catalog. If
you have any questions concerning the installation or operation of this equipment, or if you need
additional information, please call us at 770-844-4200.
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AutomationDirect we constantly strive to improve our products and services, so we reserve the right to
make changes to the products and/or publications at any time without notice and without any
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ADVERTENCIA
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equipo de automatización opere de manera segura. Cualquier persona que instale o use este equipo
debe leer esta publicación (y cualquier otra publicación pertinente) antes de instalar u operar el
equipo.
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seguridad locales o nacionales aplicables que regulan la instalación y operación de su equipo. Estos
códigos varian de área en área y usualmente cambian con el tiempo. Es su responsabilidad determinar
cuales códigos deben ser seguidos y verificar que el equipo, instalación y operación estén en
cumplimiento con la revisión mas reciente de estos códigos.
Como mínimo, debe seguir las secciones aplicables del Código Nacional de Incendio, Código
Nacional Eléctrico, y los códigos de (NEMA) la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos de
E.E.U.U. Puede haber oficinas de normas locales o del gobierno que pueden ayudar a determinar
cuales códigos y normas son necesarios para una instalación e operación segura.
Si no se siguen todos los códigos y normas aplicables, puede resultar en daños al equipo o lesiones
serias a personas. No garantizamos los productos descritos en esta publicación para ser adecuados
para su aplicación en particular, ni asumimos ninguna responsabilidad por el diseño de su producto,
la instalación u operación.
Nuestros productos no son tolerantes a fallas y no han sido diseñados, fabricados o intencionados para
uso o reventa como equipo de control en línea en ambientes peligrosos que requieren una ejecución
sin fallas, tales como operación en instalaciones nucleares, sistemas de navegación aérea, o de
comunicación, control de trafico aéreo, máquinas de soporte de vida o sistemas de armamentos en las
cuales la falla del producto puede resultar directamente en muerte, heridas personales, o daños físicos
o ambientales severos ("Actividades de Alto Riesgo"). Automationdirect.com™ específicamente
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y Condiciones de nuestro catalogo. Si tiene alguna pregunta sobre instalación u operación de este
equipo, o si necesita información adicional, por favor llámenos al número 770-844-4200 en Estados
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ADVERTENCIA
Advertencia: Lea siempre este manual a fondo antes de usar el sistema SureStep™, con el
accionamiento, los motores y las fuentes de poder.
Advertencia: La entrada de CA debe ser desconectada antes de realizar cualquier
mantenimiento. No conecte ni desconecte los cables o los conectores mientras que se
aplica energía al circuito. El mantenimiento se debe realizar solamente por un técnico
cualificado.
Advertencia: Hay componentes MOS altamente sensibles en las placas de circuito
impresos. Estos componentes son especialmente sensibles a la electricidad estática. Para
evitar daño a estos componentes, no toque estos componentes o las placas de circuito
impresos con los objetos de metal o sus manos.
Advertencia: Conecte a tierra la fuente de poder SureStep™ usando el terminal de
tierra. El método de aterramiento debe cumplir con los reglamentos del país donde va
a ser instalado el equipo. Vea la " disposición del terminal y del componente de la
fuente de poder " en el capítulo 4.
WARNING
WARNING: Always read this manual thoroughly before using SureStep™ Stepping System
drives, motors and power supplies.
WARNING: AC input power must be disconnected before performing any maintenance.
Do not connect or disconnect wires or connectors while power is applied to the circuit.
Maintenance must only be performed by a qualified technician.
WARNING: There are highly sensitive MOS components on the printed circuit boards.
These components are especially sensitive to static electricity. To avoid damage to these
components, do not touch these components or the circuit boards with metal objects or
your bare hands.
WARNING: Ground the SureStep™ power supply using the ground terminal. The
grounding method must comply with the laws of the country where the equipment is
to be installed. Refer to “Power Supply Terminal & Component Layout” in CHAPTER 4.
MANUAL
Sistema de motores paso a paso
SURESTEPTM
Por favor incluya el número y edición del Manual , mostrados abajo, cuando se comunique
con apoyo técnico en relación a esta publicación.
Manual No:
STP-SYS-MSP
Emisión:
Segunda edición en español
Fecha de edición:
3/28/07
Historia de la publicación
Edición
Fecha
Descripción de cambios
1a edición en inglés
7/28/04
1a edición, Revisión A
8/26/04
Original
Fusible de CA cambiado desde 2A de acción retardada a 3A
acción rápida, más otros cambios y correcciones menores.
1a edición en español
8/12/05
Traducción por el Ing. Luis Miranda, miembro del equipo de
apoyo técnico de AutomationDirect, a partir de la revisión de
8/26/04. Cambios en el apéndice A para considerar unidades en
el sistema métrico.
2a edición en español,
3/28/07
Corrección del diagrama en la página 2-9 y otros pequeños
cambios
CONTENIDO
Capítulo 1: Como comenzar
Descripción del manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–2
Introducción al sistema de accionamiento
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–3
Introducción al motor de pasos bipolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–4
Introducción a la fuente de poder del motor
. . . . . . . . . . . . . . . . . .1–5
Seleccionado el sistema SureStep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–6
Uso con PLCs DirectLOGIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–6
Capítulo 2: Accionamiento SureStep™ STP-DRV-4035
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–2
Diagrama de bloques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–3
Diagrama de cableado típico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–4
Localizaciones de conexiones y ajustes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–4
Conectando el motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–5
Conectando la fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–6
Conectando las señales lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–7
Usando señales lógicas sin nivel TTL de 5 VCC . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–9
La entrada Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–9
Configuración de la corriente de fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–10
Fórmula de configuración de la corriente de salida . . . . . . . . . . . . .2–10
Tabla de configuración de la corriente de salida . . . . . . . . . . . . . . .2–11
Micropasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–12
Reducción de la corriente cuando el motor está parado . . . . . . . . . .2–13
Contenido
Self Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–13
Escojiendo una fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–14
Montaje del accionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–15
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–16
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStep
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–3
Diseño e Instalación
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–3
Fuente de poder y accionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Montaje del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Conectando el motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Diagrama de cableado y cable de extensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Curvas de torque vs. velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–5
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–7
Capítulo 4: Fuente de poder SureStep
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–3
Disposición de terminales y componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–4
Montaje de la fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–5
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–6
Apéndice A: Selección del sistema SureStep
Seleccionando componentes del sistema SureStep
A–2
Tornillo - Ejemplo de cálculos
A–10
Correa transportadora - Ejemplo de cálculos
A–13
Mesa rotatoria - Ejemplo de cálculos
Tablas de conversión de unidades, Fórmulas y definiciones
A–15
A–19
Apéndice B: Usando SureStep con PLCs DirectLOGIC
PLCs y módulos DirectLOGIC compatibles
Conexiones típicas a un PLC DL05
Conexiones típicas a un módulo H0-CTRIO
Conexiones típicas a múltiples motores
ii
Manual del sistema SureStepTM
B–2
B–4
B–5
B–6
COMO COMENZAR
CAPÍTULO
1
En este capítulo...
Descripción del manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–2
Introducción al sistema de accionamiento SureStep 1–3
Introducción al motor de pasos bipolar SureStep .1–4
Introducción a la fuente de poder SureStep . . . . .1–5
Seleccionando el sistema SureStep . . . . . . . . . . . .1–6
Uso con PLCs DirectLOGIC . . . . . . . . . . . . . . . . . .1–6
Capítulo 1: Como comenzar
Descripción del Manual
Sumario de esta publicación
Gracias por seleccionar los componentes del sistema SureStepTM. Este manual
describe la selección, instalación, configuración, y métodos de operación del
sistema SureStepTM, y esperamos que nuestra dedicación a un buen funcionamiento,
a la calidad y a la economía haga su proyecto de control de movimiento
satisfactorio.
Quién debe leer este manual
Este manual contiene información importante para los que instalen, mantengan, y/o
hagan funcionar qualquiera de los aparatos del sistema SureStepTM.
Apoyo Técnico
Por Teléfono: 770-844-4200
(Lunes a Viernes, 9:00 a.m.-6:00 p.m. E.T.)
En Internet: www.automationdirect.com
Nuestro grupo de apoyo técnico trabajará con usted para contestar sus preguntas. Si
no puede encontrar la solución para su aplicación, o si por cualquier otra razón usted
necesita ayuda técnica adicional, por favor llame a Apoyo Técnico al 770-844-4200.
Estamos disponibles los días de semana de 9:00 a.m. hasta las 6:00 p.m. Hora del Este
de Estados Unidos.
Además le invitamos a que visite nuestro sitio en Internet, donde puede encontrar
información técnica y no técnica sobre nuestros productos y nuestra empresa.
Visítenos en www.atomationdirect.com.
Símbolos especiales
Cuando vea el icono de la "libreta" en el margen de la izquierda, el párrafo en el lado
derecho será una nota especial.
Cuando vea el icono del "punto de exclamación" en el margen de la izquierda, el párrafo
a la derecha será uno de ADVERTENCIA. Esta información puede evitar heridas,
pérdidas de propiedad, o (en casos extremos) hasta muerte.
1–2
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 1: Como comenzar
Introducción al accionamiento SureStep
Para usar el accionamiento SureStepTM STP-DRV-4035 para configurar un sistema
de control de motor paso a paso, usted necesitará lo siguiente
• Fuente de poder de 12-42 Volt CC para el accionamiento del motor. La fuente de
poder SureStep STP-PWR-3204 de AUTOMATIONDIRECT es la mejor opción para
energizar el accionamiento del motor. Si decide no usar el módulo STP-PWR-3204,
lea por favor la sección titulada "Escojiendo una fuente de poder" en el capítulo 2
de este manual para ayudar a elegir una fuente.
• Una fuente de pulsos de pasos como control del tren de pulsos . La señal puede ser
drenadora (NPN), surtidora (PNP) o diferencial. Por ejemplo, nuestros PLCs
DirectLOGIC
• si su uso requiere rotación bidireccional, usted también necesitará una señal de
dirección. Esta señal puede también ser drenadora (NPN), surtidora (PNP) o
diferencial.
• un motor paso a paso compatible.
• un destornillador plano pequeño para apretar los conectores.
El bosquejo de abajo muestra donde encontrar los puntos de conexión y ajustes.
STP-DRV-4035
Conector
de potencia
Conector
del motor
Orificio de
montaje (1 de 6)
Switches para
seleccionar corriente,
Resolución de pulsos
Reducción de corriente
y Self Test
LED
Power On
Conector lógico
(STEP+/-, DIR+/-, EN+/-)
Vea el capítulo 2 en este manual para detalles completos de instalación,
configuración y cableado del accionamiento STP-DRV-4035.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
1–3
Capítulo 1: Como comenzar
Introducción de motores paso a paso bipolares
Hay cuatro motores paso a paso bipolares estándares disponibles en
AUTOMATIONDIRECT on rebordes o bridas de montaje NEMA 17, 23 y 34, con torque
a eje detenido desde 83 a 434 onzas-pulgadas (o 0,59 hasta 3,06 N-m). Todos
nuestros motores de pasos vienen con un cable con conector de 2 pies. También
hay disponible un cable de extensión de 20 pies con un conector para un cableado
rápido y simple.
STP-MTR-34066
Los cuatro motores bipolares estándares de pasos son los artículos
STP-MTR-17048, STP-MTR-23055, STP-MTR-23079 y STP-MTR-34066. Los
primeros dos dígitos del sufijo de cinco dígitos en el número de artículo representan
el tamaño del reborde o brida de montaje NEMA. El cable de extensión es el
número de artículo STP-EXT-020.
Vea al capítulo 3 en este manual para detalles completos de las especificaciones,
instalación, montaje, las dimensiones y cableado de los motores paso a paso y del
cable de extensión SureStep.
Vea el correspondiente manual del PLC que Ud. haya escojido para entender mas
de como hacer control de posición o de velocidad con un tren de pulsos de alta
velcoidad. Los PLCs DL05 y DL06 tienen ya incorporados esta función en las
salidas Y0 y Y1, cuando éstas son de corriente continua.
En éstas y las otras familias DirectLOGIC Ud puede usar el módulo CTRIO, que
genera pulsos de una frecuencia de hasta 25 kHz.
1–4
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 1: Como comenzar
Introducción de la fuente de poder SureStep
La fuente de poder del motor paso a paso SureStep STP-PWR-3204 fue diseñada
para trabajar con el accionamiento de motores paso a paso SureStep. La fuente de
poder puede suministrar 32 VCC no regulados @ 4 A para el voltaje de alimentación
del motor paso a paso al accionamiento SureStep. También tiene una fuente
regulada de lógica de salida de 5 VCC @ 500 mA que puede suministrar el voltaje
para el controlador paso a paso y las salidas de la lógica del PLC al control
SureStep.
Fusible: 3 A
Factor de forma 3AG ,
Acción rápida
Selección de voltaje
Switch (vea nota)
STP-PWR-3204
240V 120V
120/240 VCA
F1
GND
L2
L1
Transformador
F2
35 VCC
C1
–
+
35 VCC
LED de potencia
5 VCC
D1
R1
C2
Placa de circuito impresso
U1
–
5 VCC
LED de potencia
+
C3
Fusible: 6 A
Factor de forma 3AG
Acción rápida
Nota: El switch de rango de voltaje está colocado en 240 VCA en la fábrica
La fuente de poder del motor paso a paso tiene la capacidad de alimentar hasta tres
accionamientos de motores SureStep STP-DRV-4035, dependiendo de los requisitos
de tamaño y del uso del motor paso a paso.
Vea el capítulo 4 en este manual para detalles completos de especificaciones,
instalación, montaje, dimensiones y cableado de la fuente de alimentación del
motor paso a paso SureStep.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
1–5
Capítulo 1: Como comenzar
Seleccionando el sistema SureStep
Vea el apéndice A: Seleccionando el sistema SureStep™ para información
detallada sobre cómo calcular los requisitos para los varios usos usando los motores
paso a paso para control de movimiento.
Uso con PLCs DirectLOGIC
Vea el apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC para información
detallada sobre cableado de los componentes del sistema SureStep a PLCs
DirectLOGIC y módulos contadores de alta velocidad.
Lo que sigue es una lista de PLCs DirectLOGIC y los números de artículo de
módulos que pueden trabajar con los sistemas SureStep:
D0-05AD
D0-05DD
D0-05DD-D
D0-06DD1
D0-06DD2
D0-06DD1-D
D0-06DD2-D
H0-CTRIO
F1-130AD
F1-130DD
F1-130DD-D
H2-CTRIO
D2-CTRINT
T1H-CTRIO
D4-CTRIO
1–6
Manual del sistema SureStepTM
ACCIONAMIENTO
STP-DRV-4035
SURESTEPTM
CAPÍTULO
2
En este capítulo...
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–2
Diagrama de bloques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–3
Diagrama de cableado típico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–4
Localizaciones de conexiones y ajustes . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–4
Conectando el motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–5
Conectando la fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–6
Conectando las señales lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–7
Usando señales lógicas sin nivel TTL de 5 VCC . . . . . . . . . . . .2–9
La entrada Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–9
Configuración de la corriente de fase . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–10
Fórmula de configuración de la corriente de salida . . . . . . .2–10
Tabla de configuración de la corriente de salida
. . . . . . . . .2–11
Micropasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–12
Reducción de la corriente cuando el motor está parado . . . .2–13
Self Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–13
Escojiendo una fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–14
Montaje del accionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–15
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–16
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Características
• Accionamientos para motores paso a paso NEMA 17 a 34
• Amplificadores de conmutación de 3 estados con MOSFET, para modulación de
anchura de pulso,
• Corriente de fase a partir de 0,4 a 3,5 A (seleccionados por un switch, 32 ajustes)
• Entradas de pulsos ópticamente aisladas, dirección y permiso
• Paso de 1/2, 1/5, 1/10, 1/50 (seleccionado por switch)
• Reducción de corriente de 50% automática (puede ser apagado)
Diagrama de bloques
STP-DRV-4035
V+
Conecte a
Fuente de poder
(12 - 42 VCC)
V–
Corriente
0,4 a 3,5
A/Fase
Self Test
Step+
Step–
Secuenciador
de micropasos
Dir+
Dir–
Aislación
óptica
Amplificador
MOSFET
Enable–
Conexiones lógicas
desde PLC o Indexer
A–
B+
B–
Pasos/Rev:
1/2, 1/5,
1/10 or 1/50
Enable+
2–2
A+
Reducción de
corriente de 50%
Manual del sistema SureStepTM
Conexiones
a un motor paso
a paso bipolar
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Especificaciones
Especificaciones del accionamiento SureStep™
Número de artículo
Entrada (con el LED Power
encendido)
STP-DRV-4035
12-42 VCC (incluyendo el voltaje de ripple u ondulación)
Salida de corriente
Corriente de salida seleccionable desde 0,4 a 3,5 A/fase (Salida máxima
de potencia es de 140 W)
Controlador de corriente
Controlador Bipolar de Puente Dual H
(PWM de 3 estados de 20 kHz con switches MOSFET)
Circuito de
señales de
entrada
Señales
de entrada
Los pulsos del motor en el lado de caida del pulso y el ancho de pulso es
Señal de pulso de 0,5 microsegundos
Debe cambiar por lo menos 2 microsegundos antes de que sea enviado
Señal de
un pulso de paso
dirección
Señal Enable
Funciones
seleccionables del
DIP Switch
Entrada con opto-acoplador de 440 Ohm de resistencia (5 a 15 mA de
corriente de entrada). La señal lógica 0 es llevada a 0,8 VCC o menos. La
señal lógica 1 es una entrada de 4 VCC o mós grande
Self Test
Micropasos
Reducción de
corriente
Configuración
de corriente
Método de enfriamiento del
accionamiento
Dimensiones
Montaje
Conectores
Peso
Temperatura de operación
del chasis
Aprobaciones de agencias
La señal lógica 0 corta la corriente al motor (la corriente de salida es
permitida con conexión o señal lógica 1)
Off u On (usa un medio paso para girar 1/2 revolución en cada dirección
a 100 pasos/segundo)
400 (200x2), 1,000 (200x5), 2,000 (200x10), or 10,000 (200x50) pasos/rev
0% or 50% de reducción (Ajuste de corriente de eje detenido está
activada si el motor está detenido por 1 segundo o más)
0,4 a 3,5 A/fase con 32 nivels de selección
Convección natural (monte el accionamiento en una superficie metálica si
es posible)
3 x 4 x 1,5 pulgadas
Use 4 tornillos #4 para montar el el lado mas ancho o 2 tormilos en el
lado mas delgado)
Bloques terminales con tornillos con alambre 18 AWG máximo
264 gramos
o
9,3 onzas
0° C a 55° C recomendado, 70° C máximo(use un ventilador si fuera
necesario)
CE (cumple con EN55011A y EN50082-1 (1992))
Nota: El accionamiento STP-DRV-4035 trabaja con motores bipolares de 4, 6 y 8
conductores. Todos los motores SureStep™de AUTOMATIONDIRECT son motores bipolares
paso a paso de 4 conductores.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
2–3
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Diagrama de cableado típico
Fuente de poder del
Motor paso a paso
L1
–
PLC - Salidas drenadoras
Accionamiento
STP-DRV-4035
DIP Switch de
9 posiciones
VDC+
+
VDC–
–
A+
+
A–
B+
B–
Código de color del Cable
Term Alambre Pin #
Rojo
1
A+
A– Blanco 2
3
B+ Verde
B– Negro 4
TEST
1/2
1/5 1/10
1/2
50% IDLE
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
CURRENT
BASE = 0.4
L2
Alimentación CA
GND
4
3
2
1
Vista frontal
Cable de extensión
STP-EXT-020
1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 VCC 35 VCC
120/240
VCA
STP-PWR-3204
0 VCC
+5 VCC
1/5
1/50
1/10
1/50
PLC:
D0-06DD1
EN–
24V
EN+
0V
DIR–
Y1 Out (Dir.)
+V
DIR+
Y0 Out (Pulse)
C0
STEP–
STEP+
Alimentación
Modo 30: salida de pulsos
Motor paso a paso
STP-MTR-17048
Conector
Cable de 12 pulgadas
con conector
Localizaciones de conexión y ajuste
El bosquejo de abajo muestra donde encontrar los puntos más importantes de
conexión y puntos de ajustes.
Conector
de potencia
Conector
del motor
Orificio de
montaje (1 de 6)
Switches para
seleccionar corriente,
Resolución de pulsos
Reducción de corriente
y Self Test
LED
Power On
2–4
Manual del sistema SureStepTM
Conector lógico
(STEP+/-, DIR+/-, EN+/-)
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Conectando el motor
Advertencia: Al conectar un motor paso a paso con el accionamiento SureStep™ STPDRV-4035, asegúrese de que la fuente de alimentación del motor está apagada. Al usar
un motor no sumninistrado por AUTOMATIONDIRECT, aisle cualquier conductor no usado
del motor de modo que él no se pueda poner en cortocircuito. Nunca desconecte el
motor mientras que el accionamiento esté energizado. Nunca conecte los conductores
del motor a la tierra o a una fuente de alimentación. (Vea el diagrama eléctrico típico
mostrado en la página 2-4 de este capítulo para códigos de color de conductores del
motor paso a paso para motores suministrrados por AUTOMATIONDIRECT ).
Usted debe ahora decidir cómo conectar
su motor con el accionamiento SureStepTM
STP-DRV-4035.
A+
A–
Motores de 4 conductores
Rojo
Motor
de 4
conductores
Blanco
Los motores de 4 conductores pueden ser
conectados solamente de una forma. Siga
el diagrama de cableado mostrado a la
derecha.
Verde
Negro
B+
B–
4 conductores
Nota: Todos los motores SureStep™ de AUTOMATIONDIRECT son motores bipolares paso a
paso de cuatro conductores.
Motores de 6 conductores
Los motores de 6 conductores se pueden conectar en serie o en el cable central
centro. En modo en serie, los motores producen más torque en velocidades bajas,
pero no pueden funcionar tan rápidamente como en la configuración de conexión
central. En la operación en serie, el motor se debe hacer funcionar con corriente
menor que la nominal en un 30% para evitar calentamiento. Los diagramas
eléctricos para ambos métodos de conexión se muestran abajo. NC significa no
conectados.
Verde/Blanco
A–
NC
A+
Blanco
A–
Motor
de 6
conductores
A+
Verde
NC
Rojo Negro
B–
NC
Rojo/
Blanco
B+
Verde/Blanco
Motor
de 6
conductores
Blanco
verde
Rojo Negro
B–
B+
Rojo/
Blanco
NC
6 conductores conectados en serie 6 conductores conectados en el centro
Nota: Los colores de los cables de motores paso a paso de otros fabricantes pueden tener
otros colores.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
2–5
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Motores de 8 conductores
Los motores de 8 conductores también se pueden conectar de dos formas: serie o
paralelo. La operación serie le da más torque a bajas velocidades y menos torque a
altas velocidades. Al usar la conexión serie, el motor se debe hacer funcionar con
30% menos que la corriente nominal para prevenir calentamiento excesivo. La
operación paralela permite un mayor torque en alta velocidad. Al usar la conexión
paralela, la corriente se puede aumentar en 30% sobre la corriente nominal. Se
debe tomar cuidado en cualquier caso para asegurarse que el motor no se está
recalentando. Se muestran abajo diagramas eléctricos para motores de 8
conductores.
A+
Anaranj/Blanco
Negro/Blanco
A–
Anaranjado
A+
Negro/
Blanco
Anaranjado
Motor
de 8
conductores
Anar/
Blanco
Motor
de 8
conductores
A–
Negro
Negro
Amarillo
Ama/
Blanco Rojo/
Blanco B–
B+
Rojo
Amarillo
Rojo Rojo/
Ama/
Blanco Blanco
B+
B–
8 conductores conectados en serie
8 conductores conectados en paralelo
Nota: Los colores de los cables de motores paso a paso de otros fabricantes pueden tener
otros colores.
Conectando la fuente de poder
La fuente de poder STP-PWR-3204 de AUTOMATIONDIRECT es la mejor opción para
accionar motores paso a paso. Si usted necesita información de como escojer una fuente
de poder diferente, lea la sección titulada "Escojiendo una fuente de poder" en este
manual.
Si su fuente de poder no tiene un fusible o una protección de limitación de corriente de
cortocircuito en la salida, se debe colocar un fusible de acción rápida de 4A entre el
accionamiento y la fuente de poder. Instale el fusible en el terminal + de la fuente de
poder.
Conecte el terminal "+" de la fuente de poder con el terminal del accionamiento rotulado
"+ VDC". Conecte el terminal "-" con el terminal del accionamiento rotulado "VDC -".
Use cable no más pequeño que 18 AWG. Tenga cuidado de no invertir los cables. La
conexión reversa destruirá su accionamiento y anulará la garantía.
+
Fusible *
Accionamiento
VCC
–
12 - 42 VCC –
+
Fuente de
poder
* No es necesario un fusible externo cuando se usa la fuente de poder
STP-PWR-3204; en ese caso el fusible es interno.
2–6
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Conectando las señales lógicas
El accionamiento SureStep contiene un circuito óptico de aislación para evitar que
el ruido eléctrico inherente en amplificadores de conmutación interfiera con sus
circuitos.
La aislación óptica es lograda
energizando el accionamiento del
Interno al
motor de una fuente de poder
accionamiento
diferente que la fuente que sus
STP-DRV-4035
220 Ohm
circuitos de control. No hay una
conexión eléctrica entre las dos: la STEP+
comunicación de la señal es
transmitida por una luz infrarroja.
220 Ohm
Cuando su circuito se enciende o STEP–
apaga, un LED infrarrojo, ya
construído en el accionamiento,
señala un estado de la lógica a los
Circuito de entrada del accionamiento
fototransistores
que
están
conectados
al
cerebro
o
inteligencia del accionamiento. Se muestra un circuito esquemático de entrada del
diagrama a la derecha.
Usted necesitará suministrar una fuente de pulsos de paso al accionamiento en los
terminales STEP+ y STEP - y a una señal de dirección en los terminales DIR+ y DIRsi se requiere una rotación bidireccional. Usted también necesitará determinar si los
terminales de la entrada ENABLE son utilizados en su aplicación.
La operación, los niveles de voltaje y el cableado en los terminales ENABLE es igual
que los terminales STEP y la DIRECCIÓN. El terminal de EN+ y EN- se puede dejar
sin conectar si no se requiere la función de permiso.
Todas las entradas de señales lógicas se pueden controlar por una señal de salida
de C.C. que sea drenadora (NPN), surtidora (PNP) o diferencial.
En las siguientes páginas hay ejemplos para conectar varias formas de salidas de
controladores paso a paso y de PLCs.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
2–7
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Conectando a un controlador con salidas drenadoras
+5V OUT
Controlador
con
salidas
drenadoras
DIR
DIR+
DIR–
STP-DRV-4035
STEP+
EN+
STEP–
EN–
N/C
STEP
N/C
Conectando a un controlador con salidas surtidoras
Controlador
con
salidas
surtidoras
COM
DIR–
DIR
DIR+
STP-DRV-4035
STEP–
EN+
STEP+
EN–
N/C
STEP
N/C
Conectando a un controlador con salidas diferenciales
Controlador
con
salidas
diferenciales
DIR+
DIR+
DIR–
DIR–
STP-DRV-4035
STEP+
STEP+
EN+
STEP–
STEP–
EN–
N/C
N/C
Nota: Muchos controladores de alta velocidad tienen salidas diferenciales.
2–8
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Usando señales lógicas sin nivel TTL de 5 Volt
Algunas señales de pasos y de dirección, especialmente las señales de PLCs, no
utilizan lógica de 5 Volt. Usted puede conectar los niveles de señal de hasta 24 volt
al accionamiento SureStep si usted agrega resistencias externas a las entradas de
STEP, DIR y de ENABLE, como mostrado abajo.
• Para señales lógicas de 12 Volt, agregue resistencias de 820 Ohm, de 1/4 Watt
• Para señales lógicas de 24 Volt, agregue resistencias de 2200 Ohm, de 1/4 Watt
Conectando un controlador con salidas drenadoras o surtidoras de 12 a 24 VCC
+12-24V
Controlador
DIR
con
salidas
drenadoras
ENABLE
STEP
DIR+
STP-DRV-4035
Drive
DIR–
R
R
R
STEP+
EN+
STEP–
EN–
COM
Controlador
DIR
con
salidas
surtidoras
ENABLE
STEP
DIR–
STP-DRV-4035
Drive
DIR+
R
R
R
(Si se usa la función ENABLE)
STEP–
EN–
STEP+
EN+
(Si se usa la función ENABLE)
Conectando un PLC con salidas drenadoras o surtidoras de 12 a 24 VCC
COM
–
+
+12-24V 12-24 VDC
Conectando
un PLC
salidas
drenadoras
ENABLE
R
R
–
+
COM 12-24 VDC
+12-24V
STP-DRV-4035
DIR–
Drive
DIR
STEP
DIR+
STEP+
EN+
STEP–
EN–
R (Si se usa la función ENABLE)
Conectando
un PLC
salidas
surtidoras
ENABLE
STEP
DIR–
STP-DRV-4035
Drive
DIR+
DIR
R
R
STEP–
EN–
STEP+
EN+
R (Si se usa la función ENABLE)
Nota: La mayoría del PLCs puede utilizar señales lógicas de 24 VCC.
La entrada Enable
La entrada ENABLE permite que el usuario apague la corriente al motor al
proporcionar un voltaje positivo entre los terminales EN+ y el EN -. El circuito de la
lógica continúa funcionando, de modo que el accionamiento "recuerda" la posición
del paso incluso cuando los amplificadores son inhabilitados. Sin embargo, el
motor puede moverse levemente cuando la corriente se quita dependiendo de las
características exactas del motor y de la carga.
Nota: Si usted no tiene ninguna necesidad de deshabilitar los amplificadores, usted no
necesita conectar nada a la entrada ENABLE.
1a Ed. español
11/06
Manual del sistema SureStepTM
2–9
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Tabla de pasos
(medio paso)
DIR=1
cw
(a favor
de los
punteros
del reloj)
Paso
0
1
2
3
4
5
6
7
8
A+
abierto
+
+
abierto
–
–
–
abierto
A–
B+
abierto
+
–
+
–
abierto
–
–
abierto
–
+
–
+
abierto
+
+
abierto
+
B–
–
–
abierto
+
+
+
abierto
DIR=0
ccw
(en contra
de los
punteros
del reloj)
–
El paso 0 es el estado de cuando se energiza el accionamiento
Configuración de la corriente de fase
Antes de encender la fuente de poder la primera vez, se necesita configurar el
accionamiento para la corriente apropiada de la fase del motor. La corriente
nominal normalmente está impresa en la placa de identificación del motor. La
corriente del accionamiento SureStep es fácil de configurar. Si usted desea, usted
puede aprender una fórmula simple para configurar la corriente y nunca necesitar
el manual otra vez. O usted puede saltar a la tabla en la página siguiente, encontrar
el valor de la corriente que usted desea y configure los DIP switches según la tabla.
Fórmula de configuración de la corriente de salida
Localice el banco de DIP switches cerca del conector del motor. Cinco de switches
DIP en a las posiciones 5 a 9, tienen un valor de corriente impreso al lado de ellos,
tales como 0.1, 0.2, 0.4, 0.8 y 1.6. Cada switch controla la cantidad de corriente,
en Amperios (A), que su etiqueta indica, además del valor de corriente mínimo de
0.4 amperio. Hay siempre una corriente base de 0,4 Amperios, incluso con los
cinco DIP switches colocados en la posición "Off" (al otro lado de sus etiquetas).
Para agregar a ese valor, deslice los switches apropiados hacia sus etiquetas en el
accionamiento. Usted puede necesitar un destornillador pequeño para esto.
Ajuste de corriente total de DIP switches =
Corriente necesitada por fase del motor – 0,4 A, que es la corriente base
Suponga que desea configurar el accionamiento en 2,2 A
por fase basada en el motor de pasos que muestra una
corriente de fase de 2,2 A. Usted necesita la corriente de
base de 0,4 A más otros 1,6 y 0,2 A.
2–10
0.1
0.2
0.4
2,2 = 0,4 + 1,6 + 0,2.
0.8
Deslice los DIP switches de 1,6 A y 0,2 A hacia las
etiquetas según lo mostrado en la figura de la derecha.
1.6
Manual del sistema SureStepTM
5 6 7 8 9
Ejemplo
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Tabla de configuración de la corriente de salida
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
0.8
1.6
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
0.1
0.2
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
5 6 7 8 9
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
A/FASE 0.4
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.1
0.2
2.3
0.8
1.6
2.4
3.1
3.2
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
A/FASE 0.4
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
0.8
1.6
0.1
0.2
0.1
0.2
3.0
5 6 7 8 9
1.9
0.8
1.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
2.2
5 6 7 8 9
03/07
1.8
0.1
0.2
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.8
1.6
2.9
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.8
1.6
A/FASE 0.4
2.1
5 6 7 8 9
2b Ed. español
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
1.7
0.1
0.2
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
0.8
1.6
A/FASE 0.4
0.1
0.2
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
2.8
5 6 7 8 9
0.1
0.2
1.1
A/FASE 0.4
1.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
2.0
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
1.0
0.1
0.2
0.8
1.6
5 6 7 8 9
0.8
1.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
1.5
5 6 7 8 9
0.1
0.2
0.9
A/FASE 0.4
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.8
1.4
5 6 7 8 9
0.8
1.6
0.1
0.2
0.8
1.6
5 6 7 8 9
0.1
0.2
0.7
A/FASE 0.4
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
1.3
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
0.8
1.6
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
1.2
5 6 7 8 9
0.1
0.2
0.5
A/FASE 0.4
5 6 7 8 9
0.1
0.2
A/FASE 0.4
0.8
1.6
0.4
A/FASE 0.4
2.5
0.8
1.6
2.6
2.7
0.8
1.6
3.3
3.4
3.5
0.8
1.6
Valor
original de
fábrica
Manual del sistema SureStepTM
2–11
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Micropasos
La mayoría de los accionamientos de motores paso a paso ofrecen una opción de
resoluciones entre paso completo y medio paso. En la mayoría de los
accionamientos de paso completo, se usan ambas fases del motor a cada momento.
El medio paso divide cada paso en dos pasos más pequeños alternándose entre
ambas fases encendido y una fase encendido. Los accionamientos Microstepping
como el SureStep controlan exactamente la cantidad de corriente en cada fase en
cada posición del paso como un medio de subdividir los pasos electrónicamente
incluso más que eso. El accionamiento SureStep ofrece una opción de medio paso
y de tres resoluciones de micropasos. El ajuste más alto divide cada paso completo
en 50 micropasos, proporcionando 10.000 pasos por revolución al usar un motor
de 1,8° por paso (O 200 pasos por revolución).
Además de proporcionar una posición exacta y movimiento suave, los
accionamientos de micropasos pueden ser utilizados para proporcionar un
movimiento en unidades convenientes. Cuando el accionamiento se configura a
2.000 pasos/rev (1/10 paso) y se utiliza con un tornillo de posicionamiento de 5
rev/cm, usted obtiene una resolución de 0,0001 cm. por paso.
Es fácil configurar la resolución del paso. Mire el DIP switch en el accionamiento
SureStep. Al lado de los interruptores 2 y 3, hay etiquetas en la placa de circuito
impreso. Cada interruptor tiene dos marcas en cada extremo. El interruptor 2 está
marcado 1/5, 1/10 en un extremo y 1/5, 1/50 en el otro. El interruptor 3 se etiqueta
1/2, 1/5 y 1/10, 1/50. Para configurar el accionamiento para una resolución, deslice
ambos interruptores hacia la etiqueta apropiada. Por ejemplo, si usted desea un
paso 1/10, deslice el interruptor 2 hacia la etiqueta de 1/10 (a la izquierda) y el
interruptor 3 hacia 1/10 (a la derecha).
Vea por favor a la tabla de abajo y configure los interruptores para la resolución que
usted desea.
PASOS/REV
(1/10)
10,000
1/2
1/10
1/5
1/2
3
PASOS/REV
(1/50)
1/2
1/10
1/5
1/2
2
1/5
1/50
1/10
1/50
2,000
3
Manual del sistema SureStepTM
1/5
1/50
1/10
1/50
2
1/2
1/10
1/5
1/2
3
2–12
1,000
PASOS/REV
(1/5)
2
Valor
original
3
PASOS/REV
(MEDIO)
1/2
1/10
1/5
1/2
2
400
1/5
1/50
1/10
1/50
1/5
1/50
1/10
1/50
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Reducción de corriente cuando el motor está parado
Su accionamiento tiene una función que reduce automáticamente la corriente del
motor en 50% en cualquier momento que el motor no se está moviendo. Esto
reduce el calentamiento del accionamiento aproximadamente a 50% y baja el
calentamiento del motor en 75%. Esta característica puede ser desactivada si se
desea mantener la corriente continuamente. Esto es útil cuando se requiere un alto
torque cuando el eje del motor está parado. Para reducir al mínimo el
calentamiento del accionamiento y del motor recomendamos que active la función
de reducción de corriente a menos que su uso le obligue a usarla.
La reducción de corriente es activada con el DIP switch 4 hacia la etiqueta de 50%
IDLE, según lo mostrado en el bosquejo de abajo. Deslizando el switch al contrario
de la etiqueta de 50% IDLE inhabilita la característica de reducción.
Reducción de corriente
seleccionada
(Como viene de fábrica)
50% IDLE
4
4
50% IDLE
Sin reducción de corriente
Self Test
El accionamiento SureStep incluye una función de prueba llamada self test, sin
necesidad de tener un PLC. Esto se usa para la investigación de fallas o verificación
del circuito entre el accionamiento y el motor. Si usted no está seguro sobre las
conexiones al motor o al accionamiento, o si el accionamiento SureStep no está
respondiendo a los pulsos de paso, se puede activar esta prueba.
Para activar la prueba, coloque el DIP switch 1 hacia la etiqueta TEST. El
accionamiento hará girar lentamente el motor, 1/2 revolución hacia adelante y
luego 1/2 revolución hacia atrás. Esto se repite hasta que usted deslice el switch al
otro lado de la etiqueta TEST. El accionamiento SureStep utiliza siempre modo del
medio paso durante la prueba, no importa cómo estén los switches 2 y 3. La prueba
no hace caso de las entradas STEP y DIRECCIÓN mientras funciona. La entrada
ENABLE continúa funcionando normalmente.
Self Test activado
2b Ed. español
03/07
TEST
1
1
TEST
Self Test desactivado
(Como viene de fábrica)
Manual del sistema SureStepTM
2–13
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Escojiendo una fuente de poder
Voltaje
Los accionamientos de conmutación trabajan prendiendo y apagando el voltaje a
los terminales del motor mientras supervisan la corriente para alcanzar un nivel
exacto de corriente de fase. Para hacer esto eficiente y silenciosamente, usted debe
tener una fuente de poder con un voltaje de por lo menos unas cinco veces el
voltaje del motor. Dependiendo de cuán rápidamente usted desea hacer funcionar
el motor, usted puede necesitar aún más voltaje. Más es mejor, el único límite
superior es el voltaje nominal máximo del accionamiento: 42 Volt (incluyendo
ripple u ondulación ).
Si usted elige una fuente de poder no regulada, no exceda 30 Volt C.C. Esto es
porque las fuentes no reguladas son definidas por la corriente de carga completa.
En cargas pequeñas, como cuando el motor no se está moviendo, el voltaje real
puede ser hasta 1,4 veces el voltaje en la etiqueta de la fuente de poder.
La fuente de poder STP-PWR-3204 está diseñada para suministrar el voltaje
máximo, aproximadamente 32 VCC, mientras tenga carga, que no exceda el límite
superior de 42 VCC cuando está sin carga.
Corriente
La corriente máxima de la fuente que se necesitará es la suma de las corrientes
bifásicas. Sin embargo, usted necesitará generalmente mucho menos que eso,
dependiendo de las condiciones del tipo, del voltaje, de la velocidad y de la carga
del motor. Esto es, porque el accionamiento SureStep utiliza amplificadores de
conmutación, convirtiendo un alto voltaje y una corriente baja en una tensión más
baja y una corriente más alta. Mientras más exceda el voltaje de la fuente el voltaje
del motor, menos corriente necesitará de la fuente de poder.
Recomendamos el procedimiento de selección siguiente:
1. Si usted planea usar solamente algunos accionamientos, obtenga una fuente de
poder con por lo menos dos veces la corriente nominal de la fase del motor.
2. Si usted está diseñando para producción en masa y debe reducir al mínimo el
costo, obtenga una fuente de poder con más de dos veces la corriente nominal del
motor. Instale el motor y supervise la corriente que sale de la fuente de poder y en
el accionamiento en diferentes cargas del motor. Esto le dirá cuánta corriente usted
realmente necesita de modo que pueda escojer una fuente de poder de un costo
más bajo.
Si usted planea utilizar una fuente de poder regulada usted puede encontrar un
problema con la corriente de protección (foldback). Cuando energiza por primera
vez el accionamiento, aparecerá la corriente de inrush de ambas fases del motor
por algunos milisegundos mientras que se está estableciendo el campo del estator.
Después, los amplificadores comienzan a conmutar y es drenada mucho menos
corriente de la fuente de poder. Si su fuente de poder piensa que este inrush inicial
es un cortocircuito puede bajar a una tensión más baja. Con muchos esquemas de
protección el voltaje vuelve a normal solamente después del primer paso del motor
y queda bien después de eso. En ese sentido, las fuentes de poder no reguladas son
mejores. Son también menos costosas.
Nota: La fuente de poder SureStepTM STP-PWR-3204 de AutomationDirect es la mejor
opción de fuente de poder C.C. a se usada con el accionamiento SureStepTM STP-DRV4035.
2–14
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Montaje del accionamiento
Usted puede montar el accionamiento en el lado ancho o angosto del chasis. Si
usted monta el accionamiento en el lado ancho, use tornillos #4 a través de los
cuatro orificios en la esquina. Para montaje lateral en el lado angosto, usted puede
utilizar tornillos #4 en los dos orificios laterales.
Montaje en el lado ancho
Montaje en el lado angosto
Superficie plana suave
Tornillos #4
A menos que Ud. haga funcionar el sistema abajo de una
corriente de 1 A/fase del motor, se necesita de un disipador
de calor. A menudo, el panel de montaje metálico puede ser
un disipador de calor efectivo.
Los amplificadores de conmutación en el accionamiento generan calor. A menos
que usted esté funcionando abajo de 1 A, usted puede necesitar un disipador de
calor.
Para hacer funcionar el accionamiento continuamente a la energía máxima usted
debe montarlo correctamente en una superficie que disipa el calor con una
constante térmica de no más que 4C/watt. A menudo, el recinto metálico de su
sistema puede hacer un disipador de calor eficaz.
Nunca use el accionamiento en un espacio donde no hay flujo de aire o donde hay
otros dispositivos que hagan que el aire circundante esté a más de 70 C.
Nunca coloque el accionamiento donde le pueda llegar humedad o donde le pueda
llegar partículas de metal.
La placa metálica del accionamineto puede calentarse a más de lo que puede
soportar su piel y es por eso que el recomendamos tener cuidado de tocarla al estar
en operación.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
2–15
Capítulo 2: Accionamiento STP-DRV-4035 SureStepTM
Dimensiones
4x Ø.125
1.50"
0.125"
2.50"
2x Ø.125
3.70"
0.25"
3.75"
0.15"
.875"
Dimensiones en pulgadas
2–16
Manual del sistema SureStepTM
4.00"
3.00"
0.25"
MOTORES
PASO A PASO
SURESTEPTM
CAPÍTULO
3
En este capítulo...
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–3
Diseño e Instalación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–3
Fuente de poder y accionamiento . . . . . . . . . . . . .3–4
Montaje del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Conectando el motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–4
Diagrama de cableado y cable de extensión . . . . .3–4
Curvas de torque vs. velocidad . . . . . . . . . . . . . . .3–5
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3–7
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Características
• Cuatro motores paso a paso estándares para cubrir un amplio rango de
aplicaciones
• El estilo cuadrado de la carcaza produce un alto torque y logra una mejor
relación de volumen a torque
• Rebordes o bridas de montaje NEMA 17, 23 y 34
• Rangos de torque con el eje detenido desde 83 a 434 onzas-pulgada o 0,59
hasta 3,06 N-m
• Cable del motor con conector, de 12 pulgadas de largo
• Cable de extensión de 20 pies (6 metros) con conector
NEMA 17
STP-MTR-17048
NEMA 23
STP-MTR-23055
NEMA 34
STP-MTR-34066
NEMA 23
STP-MTR-23079
Cable de extensión
STP-EXT-020
3–2
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Especificaciones
Especificaciones del motor paso a paso SureStep™
Números de artículo
Flanje del Motor
Torque de eje deternido
máximo
STP-MTR-17048 STP-MTR-23055
STP-MTR-23079
STP-MTR-34066
NEMA 17
NEMA 23
NEMA 23
NEMA 34
0,59 N-m
1,29 N-m
166 onzaspulgada
11,4 libraspulgada
2,08 N-m
276 onzaspulgada
18,4 libraspulgada
83 onzas-pulgada
5,2 libraspulgada
0,0000068 kg-m2 0,000027 kg-m2
Inertia del rotor
0,45 oz-in2
1,483 oz-in2
0,000047 kg-m2
0,00014 kg-m2
2,596 oz-in2
7,66 oz-in2
0,00024 lb-in-s
0,00042 lb-in-s
0,0012 lb-in-s2
2,0 A/fase
2,8 A/fase
2,8 A/fase
2,8 A/fase
2
2
1,8° (motores bifásicos con cable con conector)
210 gramos
0,7 lbs
Peso
27,1 libras-pulgada
0,00006 lb-in-s
2
Corriente nominal
Angulo del paso básico
3,06 N-m
434 onzas-pulgada
457 gramos
1,50 lbs
1 Kg
2,2 lbs
1,17 Kg
3,85 lbs
0,0508 mm o 0,002 pulgadas
Tolerancia del eje
Juego radial del eje
0,0254 mm o 0,001 pulgadas máximas
@ fuerza de 1 libra
0,0762 mm o 0,003 pulgadas
Perpendicularidad
0,0508 mm o 0,002 pulgadas
Concentricidad
-20 °C a 50 °C
Temperatura de
(La temperature externa del motor debe mantenerse abajo de 100 °C (212 °F))
operación
1,82 Kg o 6 lbs 4,57 Kg o 15 lbs 4,57 Kg o 15 lbs 11,89 Kg o 39 lbs
Fuerza máxima radial
1,82 Kg o 6 lbs 3,96 Kg o 13 lbs 3,96 Kg o 13 lbs 7,62 Kg o 25 lbs
Fuerza máxima axial
Clase B 130 °C
Clase de aislación
CE (cumple con EN55014-1 (1993) y EN60034-1.5.11)
Aprobación de Agencia
Cable de extensión
6 metros o 20 pies - Número de artículo STP-EXT-020
(motor al accionamiento)
Diseño e instalación
Permita un tiempo suficiente para acelerar la carga y dimensione el motor paso a paso con un
factor de seguridad del 100% del torque.
No desmonte los motores paso a paso porque la eficiencia del motor será reducida y la garantía
será anulada.
No conecte ni desconecte el motor paso a paso durante la operación.
Monte el motor a una superficie con buena conductividad térmica, tal como acero o aluminio,
para permitir la disipación de calor.
Use un acoplamiento flexible con "abrazaderas" al eje del motor y al eje de la carga para
prevenir empuje axial en los cojinetes con pequeños desalineamientos.
2b.. Ed espñol
03/07
Manual del sistema SureStepTM
3–3
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Fuente de poder y accionamiento del motor
La fuente de poder STP-PWR-3204 de AutomationDirect es la mejor opción para
accionar motores paso a paso de AUTOMATIONDIRECT y otros. La fuente de poder
STP-PWR-3204 fue diseñada para trabajar con el accionamiento del motor bipolar
de AUTOMATIONDIRECT SureStep™ STP-DRV-4035.
Montaje del motor
Se recomienda que el motor esté montado en una superficie metálica para ayudar
a disipar el calor generado por el motor. El motor puede tener el eje horizontal o
vertical; si es vertical, no debe haber esfuerzo radial en el motor, excepto el peso
de su propio rotor.
Conectando el motor
Advertencia: Al conectar un motor paso a paso con un accionamiento o un controlador
indexer, asegúrese que la fuente de poder del motor está apagada.
Nunca desconecte el motor mientras que el accionamento esté energizado.
Nunca conecte los cables del motor a la tierra o directamente a la fuente de poder. (vea
el diagrama del cable de extensión de la figura de abajo para el código de color de los
conductores del motor paso a paso de los motores suministrados por AUTOMATIONDIRECT)
Diagrama del cable de extensión
STP-EXT-020
Clavija 4
Clavija 3
+1"
240" –0"
2.00"
1.00"
1.0" REF
Clavija 1
Clavija 2
PIN #
1
2
3
4
3–4
COLOR
ROJO
BLANCO
VERDE
NEGRO
CONECTOR:
MOLEX # 43045-0412
Manual del sistema SureStepTM
HEAT SHRINK
CABLE SIN BLINDAJE:
(4)x #20 AWG
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Curvas de torque vs. velocidad
Observe por favor que la curva de torque contra valores de velocidad mostrados fue
obtenida al voltaje de entrada nominal de CA usando los motores paso a paso
SureStep™, la fuente de poder STP-PWR-3204 y un cable inalterado de extensión
STP-EXT-020, todos descritos en este manual.
STP-MTR-17048
45
Torque (N-mx10-2)
40
35
1/2 paso
400 pasos/rev
30
25
1/10 paso
2000 paso/rev
20
15
10
5
0
RPM: 150
Hz (400 pasos/rev):
1k
Hz (1000 pasos/rev): 2.5k
300
450
600
750
900
1050
1200
1350
1500
1650
1800
1950
2100
2k
3k
4k
5k
6k
7k
8k
9k
10k
11k
12k
13k
14k
2250
15k
5k
7.5k
10k
12.5k
15k
17.5k
20k
22.5k
25k
27.5k
30k
32.5k
35k
37.5k
STP-MTR-23055
100
Torque (N-mx10-2)
90
1/2 paso
400 pasos/rev
80
70
1/10 paso
2000 pasos/rev
60
50
40
30
20
10
0
RPM:
300
450
600
750
900
1050
1200
1350
1500
Hz (400 pasos/rev): 1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
Hz (2000 pasos/rev): 5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
50,000
2b.. Ed espñol
03/07
150
Manual del sistema SureStepTM
3–5
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Curvas de torque vs. velocidad (cont)
STP-MTR-23079
250
1/2 paso
400 pasos/rev
200
Torque (N-mx10-2)
1/10 paso
2000 paso/rev
150
100
50
0
RPM:
300
450
600
750
900
1050
1200
1350
1500
Hz (400 pasos/rev): 1,000
150
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
Hz (2000 pasos/rev): 5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,000
50,000
STP-MTR-34066
350
1/2 paso
400 pasos/rev
300
Torque (N-mx10-2)
1/10 paso
2000 pasos/rev
250
200
150
100
50
0
RPM:
Hz (400 pasos/rev):
75
150
225
300
375
450
525
600
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
5,000
7,500
10,000
12,500
15,000
17,500
20,000
Hz (2000 pasos/rev): 2,500
3–6
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
1.66 Max
[42.16]
1.89 Max
[48.00]
0.94±0.02
[23.88±0.50]
1.22 (4X)
[30.99]
0.08 [2.03]
+0.0000
Ø0.1968 -0.0005
+0.00]
[Ø5.00 -0.013]
Unidades: pulgadas [mm]
M3 X 0,5
0,15 [3.81] Mínima
profundidad (4X)
+0.000
Ø0.866 -0.002
+0.00]
[Ø22.00 -0.05]
3
4
Cable sin blindaje
(4)x #20 AWG .
Heat Shrink
Color Fase
A
Rojo
Blanco
A
B
Verde
Negro
B
Clavija
1
2
3
4
2.25 Max
[57.15]
1.86 (4X)
[47.24]
12.0 [305]
1
2
Vista desde la entrada del cable
Conector Molex. p/n 43025-0400
Terminal Molex p/n 43030-0007
2.17 Max
[55.12]
0.81±0.02
[20.57±0.50]
0.06 [1.52]
+0.0000
Ø0.2500 -0.0005
+0.00]
[Ø6.35 -0.013]
0.59 [14.99]
Unidades: pulgadas [mm]
0.230 [5.84] plano
Ø1.500±0.001
[Ø38.10±0.025]
Ø0.20 [Ø5.08] perforado, (4X)
Localización
de tornillos
opcional
Heat Shrink
03/07
3
Cable sin blindaje
(4) x #20 AWG .
Pin # Color Fase
A
1
Rojo
2
Blanco
A
B
3
Verde
4
Negro
B
2b.. Ed espñol
0.20 [5.08]
4
12.0 [305]
1
2
Vista desde la entrada del cable
Conector Molex p/n 43025-0400
Terminal Molex p/n 43030-0007
Manual del sistema SureStepTM
3–7
Capítulo 3: Motores paso a paso SureStepTM
Dimensiones (cont)
STP-MTR-23079
2.25 Max
[57.15]
1.86 (4X)
[47.24]
3.10 Max
[78.74]
0.81±0.02
[20.57±0.50]
0.06 [1.52]
+0.0000
Ø0.2500 -0.0005
+0.00]
[Ø6.35 -0.013]
0.59 [14.99]
Unidades: pulgadas [mm]
0.230 [5.84] plano
Ø1.500±0.001
[Ø38.10±0.025]
Ø0.20 [Ø5.08] perforado(4X)
Localización
de tornillos
opcional
0.20 [5.08]
Clavija
1
2
3
4
Color Fase
A
Rojo
Blanco
A
B
Verde
Negro
B
12.0 [305]
3
4
Heat Shrink
Cable sin blindaje
(4) x #20 AWG
1
2
Vista desde la entrada del cable
Conector Molex p/n 43025-0400
Terminal Molex p/n 43030-0007
STP-MTR-34066
2.60 Max
[66.04]
1.46±0.04
[37.08±1.02]
3.37 Max
[85.60]
2.74 (4X)
[69.60]
0.08 [2.03]
+0.0000
Ø0.5000 -0.0005
+0.00]
[Ø12.70 -0.013]
1.00 [25.40]
Unidades: pulgadas [mm]
0.450±0.006
[11.43±0.15]
(2X)90˚ Apart
Ø2.875±0.001
[Ø73.03±0.025]
Ø0.26 [Ø6.60] perforado (4X)
Localización
de tornillos
opcional
4
Clavija
1
2
3
4
3–8
3
Heat Shrink
Color Fase
A
Rojo
Blanco
A
B
Verde
Negro
B
Manual del sistema SureStepTM
2
1
0.40
[10.16]
Cable sin blindaje
(4) x #20 AWG
Vista desde la entrada del cable
Conector Molex p/n 43025-0400
Terminal Molex p/n 43030-0007
12.0
[305]
FUENTE DE PODER
SURESTEPTM
STP-PWR-3204
CAPÍTULO
4
En este capítulo...
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–2
Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–3
Disposición de terminales y componentes . . . . . .4–4
Montaje de la fuente de poder . . . . . . . . . . . . . . .4–5
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4–6
Capítulo 4: Fuente de poder STP-PWR-3204 SureStepTM
Características
• Salida de 32 VCC hasta 4 A no regulada para un motor paso a paso bipolar
• Salida de 5 VCC ±5% con hasta 500 mA regulada, para las entradas de pulsos
• Terminales con tornillos de entrada de CA y de salida de C.C.
• Entrada de alimentación de 120 o 240 VCA, 50/60 Hertz, seleccionable por un
switch
• LEDs de indicación de fuente energizada
Nota: La fuente de poder para motores paso a paso puede suministrar potencia hasta tres
accionamientos de motores SureStep™ STP-DRV-4035, dependiendo de los requisitos de
tamaño y de aplicación del motor paso a paso.
4–2
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 4: Fuente de poder STP-PWR-3204 SureStepTM
Especificaciones
Especificaciones de la fuente de poder SureStep™
Número de artículo
STP-PWR-3204
Alimentación (protegida por fusible)
monofásica, 120/240 VCA, 50/60 Hz, 150 VA
(Fusible: 3 A, factor de forma 3AG, acción rápida)
Voltajes de entrada
(Seleccionado por un switch)
120/240 VCA ±10%
Nota: El switch de selección de voltaje es configurado
en la fábrica como para 240 VCA.
Corriente de Inrush
120 VCA < 12 A / 240 VCA < 14 A
32 VCC @ 4 A (con carga plena)
Salida de alimentación del motor
35 VCC @ 1 A con carga
(linear no regulada, protegida por fusible e 41 VCC @ sin carga
indicador LED de energización)
(Fusible: 6 A, factor de forma 3AG, acción rápida)
Salida de alimentación lógica (regulada a ±
5 VCC @ 500 mA
5%, sobrecarga protegida
(Sobrecarga protegida electrónicamente)
electronicamente e indicador LED de
energización)
Rango de temperatura de operación
0 °C a 50 °C; disminuye la corriente 1,1% por grado
sobre 50 °C; 70 °C máximo
Rango de temperatura de almacenamiento -55 °C a 85 °C
95% (sin condensación) máximo
Humedad relativa
Método de enfriamiento
Convección natural
(monte la fuente sobre una superficie metálica, si es
posible)
Dimensiones
4 x 7 x 3¼ pulgadas
Montaje
Use cuatro (4) tornillos #8 or #10 para montar
en cualquiera de los lados de la placa.
Peso
Conexiones
Aprobación de agencias
2b.. Ed español 03/07
2 Kg
o
6.5 lbs
Terminales de tornillos
UL, CSA y CE
Manual del sistema SureStepTM
4–3
Capítulo 4: Fuente de poder STP-PWR-3204 SureStepTM
Disposición de terminales y componentes
Fusible: 3 A
Factor de forma 3AG ,
Acción rápida
Selección de voltaje
Switch (vea nota)
STP-PWR-3204
240V 120V
120/240 VCA
F1
GND
L2
L1
Transformador
F2
35 VCC
C1
–
+
35 VCC
LED de potencia
5 VCC
D1
R1
C2
Placa de circuito impresso
U1
–
5 VCC
LED de potencia
+
C3
Fusible: 6 A
Factor de forma 3AG
Acción rápida
Nota: El switch de rango de voltaje está colocado en 240 VCA en la fábrica
4–4
Manual del sistema SureStepTM
Capítulo 4: Fuente de poder STP-PWR-3204 SureStepTM
Montaje de la fuente de poder
La fuente de poder STP-PWR-3204 se puede montar en el lado inferior o el lado trasero del chasis.
Cualquier orientación tiene cuatro agujeros de montaje de diámetro 0.213". Use tornillos de máquina #8
o #10.
Montaje al lado ancho
Montaje al lado angosto
Tornillos #8 o #10
Superficie plana
Advertencia: Nunca use la fuente de poder en un espacio donde no hay flujo de aire o
la temperatura del aire circundante es mayor de 70° C.
2b.. Ed español 03/07
Manual del sistema SureStepTM
4–5
Capítulo 4: Fuente de poder STP-PWR-3204 SureStepTM
Dimensiones
0.250"
6.500
0.250"
3.250"
Orificio de 0.213"
(8 lugares)
2.400"
0.600"
0.250"
3.250"
Placa de circuito impreso
0.700"
7.000"
4–6
Manual del sistema SureStepTM
4.000"
Transformador
2.400"
4.000"
0.775"
SELECCIÓN
SISTEMA
SureStep
DEL
APÉNDICE
A
En este apéndice...
Seleccionando componentes del sistema SureStep™ . . . . . . . . . .A–2
El procedimiento de selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–2
¿Cuántos pulsos debe hacer el PLC para hacer el movimiento? . . . . . . . . . . . . . .A–2
¿Cual es la resolución de posición de la carga? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–4
¿Cual es frecuencia de pulsos para obtener el tiempo del movimiento? . . . . . . .A–5
Calculando el torque resistivo de la carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–6
Tabla 1 - Calcule el torque para "aceleración" y "operación" . . . . . . . . . . . . . . . . .A–7
Tornillo de bolas - Ejemplo de cálculos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–10
Paso 1 - Defina la necesidades de movimiento y del actuador . . . . . . . . . . . . .A–10
Paso 2 - Determine la resolución de posicionamiento de la carga . . . . . . . . . .A–10
Paso 3 - Determine el perfil de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–11
Paso 4 - Determine el torque necesario para mover la carga . . . . . . . . . . . . . .A–11
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema de motorización . . . . . . . . . . . . . . . .A–12
Correa transportadora - Ejemplo de cálculos . . . . . . . . . . . . . . . .A–13
Paso 1 - Defina la necesidades de movimiento y del actuador . . . . . . . . . . . . .A–13
Paso 2 - Determine la resolución de posicionamiento de la carga . . . . . . . . . .A–14
Paso 3 - Determine el perfil de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–14
Paso 4 - Determine el torque necesario para mover la carga . . . . . . . . . . . . . .A–14
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema de motorización . . . . . . . . . . . . . . . .A–15
Mesa rotatoria - Ejemplo de cálculos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–16
Paso 1 - Defina la necesidades de movimiento y del actuador . . . . . . . . . . . . .A–16
Paso 2 - Determine la resolución de posicionamiento de la carga . . . . . . . . . .A–16
Paso 3 - Determine el perfil de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A–17
Paso 4 - Determine el torque necesario para mover la carga . . . . . . . . . . . . . .A–17
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema de motorización . . . . . . . . . . . . . . . .A–18
Tablas de conversión de unidades, fórmulas y definiciones: . . . .A–19
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Seleccionando componentes del sistema SureStep™
La selección de su sistema SureStep™ sigue un proceso bien definido. Veamos el
proceso y definamos algunas relaciones y fórmulas útiles. Usaremos esta
información en algunos ejemplos típicos a lo largo de la explicación. Estos
ejemplos son calculadors con el sistema métrico, ya que los cálculos resultan
mucho más fáciles de ejecutar.
El procedimiento de selección
Velocidad
Período de
aceleración
Velocidad constante
Período de
desaceleración
tiempo
Torque
T1
T2
tiempo
T3
El motor suministra el torque necesario para crear el movimiento requerido de la
carga a través de un actuador (los aparatos mecánicos que están entre el eje del
motor y la carga o el objeto). La información más importante para lograr el
movimiento requerido es:
• cantidad total de pulsos del PLC para llegar a la posición
• resolución de la posición de la carga
• velocidad de indexación (o frecuencia de los pulsos del PLC) para alcanzar el
tiempo de movimiento
• torque que tiene que suministrar el motor paso a paso (incluyendo un factor de
seguridad de 100%)
• Relación de inercia del motor a la carga, como verificación
Siendo la carga y el actuador elementos físicos con masa, siempre se necesitará un
torque dinámico para mover la carga en la aceleración y para frenar la carga en la
desaceleración, además de la resistencia normal de la carga. Vea la sección
“Calculando el torque resistivo de la carga”.
En el sistema MKS o métrico
- el torque se mide en N-m.
- la inercia se mide en Kg-m2
- la aceleración linear se mide en m/s
- la velocidad de rotación se mide en radianes por segundo y corresponde a
RPM*2* ÷ 60.
En un análisis final, necesitamos alcanzar el movimiento requerido con exactitud
de posición aceptable. esto se mide en la resolución de posicionamiento.
A–2
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
¿Cuántos pulsos debe generar el PLC para hacer el movimiento
hasta la posición deseada?
El número total de pulsos para hacer el movimiento es expresado por la fórmula:
Fórmula 햲: Ptotal = pulsos totales = (Dtotal ÷ (dcarga ÷ i)) * paso
Dtotal = distancia total del movimiento
dcarga = distancia que se mueve la carga por rotación del eje del actuador (P = paso
= 1/lcarga)
paso = Resolución del paso del accionamiento (pasos/revmotor)
i = razón de la reducción (revmotor/revejereductor)
Ejemplo 1:
El motor se une directamente a un
disco, el motor es ajustado para 400
pasos por revolución y necesitamos
mover el disco 5,5 revoluciones.
¿Cuántos pulsos debe generar el PLC
para enviar al accionamiento?
Solución
Ptotal = (5.5 revdisco ÷ (1 revdisco/reveje ÷ 1 revmotor/reveje))x 400 pasos/revmotor
= 2200 pulsos
Ejemplo 2:
El motor se une directamente a un
tornillo o husillo de bolas que mueve
una mesa, donde una vuelta del tornillo
corresponde a 10 milímetros de
movimiento linear; el accionamiento se
configura para 1000 pasos por
revolución y necesitamos mover la
mesa 45 milímetros. ¿Cuántos pulsos
necesitamos enviar al accionamiento?
Ptotal = (45 mm ÷ (10 mm/revtornillo ÷ 1 revmotor/revtornillo)) * 1000 pasos/revmotor
= 4500 pulsos
Ejemplo 3:
Agreguemos una reducción de correa de 2:1 entre el motor y el tornillo o husillo
de bolas en el ejemplo 2. Ahora ¿Cuántos pulsos necesitamos para hacer el
movimiento de 45 milímetros?
Ptotal = (45 mm ÷ (10mm/revtornillo ÷ 2 revmotor/revtornillo)) * 1000 pasos/revmotor
= 9000 pulsos
¿Cuál es la resolución de posición de la carga?
Deseamos saber cuanto se moverá la carga para un pulso o paso del eje del motor.
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03/07
Manual del sistema SureStepTM
A–3
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
La fórmula para determinar la resolución de posición es:
Fórmula 햳: L = Resolución de posición = (dcarga ÷ i) ÷ paso
Ejemplo 4:
¿Cuál es la resolución de posición para el sistema en el ejemplo 3?
L = (dcarga ÷ i) ÷ paso
= (10 mm/revtornillo ÷ 2 revmotor/revtornillo) ÷ 1000 pasos/revmotor
= 0,005 mm/paso
¿Cual es frecuencia de pulsos para obtener el tiempo de movimiento?
El tipo más básico de perfil de movimiento es un perfil "partir-parar" donde no hay
un período de aceleración o uno de desaceleración. Este tipo de perfil de
Perfil partir-parar
Velocidad del
tren de pulsos
Tiempo del movimiento
movimiento se usa solamente para aplicaciones de baja velocidad porque la carga
"se mueve de un tirón" a partir de una velocidad a otra y el motor que camina se
atascará o faltarán pulsos si se trata de hacer cambios excesivos de velocidad. La
fórmula para encontrar la velocidad del tren de pulsos para el movimiento " partirparar" es:
Fórmula 햴: fSS = velocidad del tren de pulsos = Ptotal ÷ ttotal
Ptotal = Pulsos totales
ttotal = tiempo del movimiento
Ejemplo 5:
¿Cuál es la velocidad del tren de pulsos para hacer un movimiento "partir-parar" con
10.000 pulsos en 800 ms?
fSS = Velocidad de tren de pulsos = Ptotal ÷ ttotal = 10.000 pulsos ÷ 0,8 segundos
= 12,500 Hz.
A–4
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Perfil trapezoidal
Para una operación de velocidad
ftrapez
más alta, el perfil "trapezoidal" de
movimiento incluye aceleración y
desaceleración controlada y una
velocidad inicial diferente de
f0
cero. Con tiempos de aceleración
y de desaceleración iguales, la
velocidad máxima del tren de
pulsos se puede encontrar usando
la fórmula:
Perfil Trapezoidal
Velocidad del
tren de pulsos
Velocidad
de partida
Aceleración
tacel
ttotal - 2xtacel
Desaceleración
tacel
Tiempo de movimiento
ttotal
$Fórmula 햵: f
Trapez = (Ptotal - (f0 * tacel)) ÷ (ttotal - tacel)
para perfiles trapezoidales de movimiento con la misma acel/desaceleración
siendo f0 = Velocidad de partida
tacel = tiempo de aceleración o desaceleración
Esto se desprende de establecer que:
- durante la aceleración los pulsos son: a) Pacel= (ftrapez - f0)x tacel
- durante el movimento contante es
b) Pcte= (ftrapez)x (ttotal - tacel)
- durante la desaceleración es
c) Pdesacel= (ftrapez - 0)x tacel
Sumando estos valores se llega a la fórmula de arriba. Esta fórmula no vale para
tiempos de aceleración y desaceleración diferentes, pero es fácil calcular esta
condición usando el mismo criterio.
Ejemplo 6:
¿Cuál es la velocidad del tren de pulsos requerida para hacer un movimiento
"trapezoidal" en 800 ms, el tiempo de acel/desaceleración de 200 ms cada uno,
10.000 pulsos totales y una velocidad inicial de 40 Hertz?
fTrapez = (10.000 pulsos - (40 [pulsos/s] * 0,2 [s])) ÷ (0,8 [s] - 0,2 [s])
16.653 Hz.
Calculando el torque resistivo de la carga
El torque que requiere ser suministrado por el sistema de accionamiento al actuador
debe ser mayor que el torque resistivo y se puede determinar como la suma del
torque de aceleración y del torque resistivo a velocidad constante y se recomienda
aplicar al motor un factor de seguridad entre 20 a 100%, dependiendo del sistema
en questión, para evitar que el motor deje de ejecutar pulsos o se pare por cambios
de carga, ya que hay varios efectos difíciles de cuantificar, tal como la velocidad del
lubricante, desgaste del actuador, etc,
La fórmula para el torque mínimo que el motor debe suministrar es:
Fórmula 햶: Tmotor = Tacel + Tresist
Tacel = el torque que requiere la carga para acelerar y desacelerar la inercia total
del sistema (inercia incluyendo la del motor y del actuador)
Tresist = El torque de carga a velocidad constante para hacer funcionar el
mecanismo, para vencer la fricción, a fuerzas externas de carga, etc.
2b Ed. español
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Manual del sistema SureStepTM
A–5
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
En la tabla 1 de la próxima página mostramos cómo calcular el torque requerido
para acelerar o desacelerar una carga con inercia a partir de una velocidad a otra y
el cálculo del torque a velocidad constante para actuadores mecánicos comunes y
de ese cálculo resulta una curva típica resistiva como la siguiente.
Velocidad
Período de
aceleración
Velocidad constante
Período de
desaceleración
tiempo
Torque
T1
T2
tiempo
T3
Note que el torque dinámico de aceleración aumenta al aumentar la aceleración.
Por eso es posible, escojer un motor de menor torque si se disminuye la
aceleración, esto es, el tiempo que demora para alcanzar la velociad constante.
En relación al cálculo de inercias, se acostumbra considerar la eficiencia del
actuador en este cálculo (aunque no es correcto) ya que la eficiencia debe entrar
más bien en el cálculo del torque resistivo. Sin embargo, esto permite considerar
fomulas mas simples en la determinación del torque resistivo.
El motor paso a paso no suministra el mayor torque cuando está parado sino
cuando está en el medio de un paso, pero debe estar activado con la corriente del
accionamiento (el accionamiento debe estar activado). Note de las curvas que el
torque del motor disminuye al aumentar la velocidad (debido a la influencia de la
inductancia del motor ) y al aumentar la cantidad de pulsos por revolución del eje.
Torque
del motor
La curva de torque vs. pulsos que se entrega en los
datos del motor es el torque máximo que el motor
puede suministrar a cada velocidad.
El factor de seguridad típico para calcular el motor es
tal que se mantenga el torque de la carga en general
abajo del 50% del torque del motor disponible para
evitar que el motor salte pasos o se detenga.
Torque de la carga en
función de la velocidad
Velocidad en Hz
A–6
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tabla 1 - Cálculo de torque para "aceleración" y "operación"
El torque requerido para acelerar o desacelerar una carga con inercia con un
cambio linear en velocidad es:
velocidad [RPM] ÷ tiempo[s]) * (2 ÷ 60)
Fórmula 햷: Tacel[N-m] = Jtotal[Kg-m2]* (
Jtotal es la inercia del motor más
la inercia de la carga ("reflejada"
al eje del motor).
Velocidad
Período de
aceleración
Velocidad constante
Período de
desaceleración
tiempo
El factor 2÷ 60 es usado para
convertir
el
"cambio
en Torque
T1
velocidad" expresada en RPM
T2
en una velocidad angular
tiempo
(radianes/segundo). Vea
la
T
3
información en esta tabla para
calcular la inercia "reflejada" de la carga para varias formas comunes y aparatos
simples mecánicos.
Ejemplo 7:
¿Cuál es el torque necesario para acelerar una carga con inercia de 0,0477[Kg-m2]
(la inercia del motor es 0,00014 [Kg-m2] y la inercia "reflejada" de la carga es
0,0477 [Kg-m2], desde 0 a 600 RPM del motor en 2 [segundos]?
Tacel = 0,0491[Kg-m2] * (600 RPM ÷ 2 [segundos]) * (2 ÷ 60) = 1,542 [N-m]
Fórmulas de tornillo de bolas
W
Fgravedad
JW
Fext
J acoplamiento
J reductor
J tornillo
J motor
Descripción:
RPM del motor
Torque requerido para acelerar y desacelerar la carga
Inercia total del motor
Inercia de la carga
Paso y eficiencia
Torque de fricción
Torque debido a tensión
en el tornillo sinfin
Fuerza total
Fuerza de gravedad y
Fuerza de fricción
Angulo de inclinación y
Coeficiente de fricción
2b Ed. español
03/07
Fórmulas:
nmotor = (vcarga * P) * i, nmotor (RPM), vcarga (mm/min)
velocidad[RPM]÷
tiempo[s]) * 2*÷ 60
Tacel[N-m]= Jtotal[Kg-m2] * (
Jtotal [Kg-m2]= Jmotor + Jreductor + ((Jacoplamiento + Jtornillo + Jcarga) ÷ i2)
Jcarga= (Peso[Kg]) * (2 P2) ÷ e
P = pitch = revs/m del movimiento, e = eficiencia
Tresist [Kg-m2] = ((Ftotal ÷ (2 P)) + Tpreload) ÷ i
Tpreload [Kg-m2] =tensión en el tornillo para minimizar el “backlash”
Ftotal[N] = Fext + Ffricción + Fgravedad
Fgravedad [N]= Peso[Kg]*sin*9,81, Ffricción = µ*Peso[Kg]*os*9,81
=Angulo de inclinación, µ = coeficiente de fricción
Manual del sistema SureStepTM
A–7
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tabla 1-Cálculo de torque para "aceleración" y "operación" (cont)
Datos típicos del tornillo sinfin
e=
eficiencia
Material:
Tuerca de la bola
Acme con tuerca plástica
Acme con tuerca metálica
µ=
coef. de fricción
Material:
Acero en acero
Acero en acero(lubricado)
Teflon en acero
Buje de bolas
0,90
0,65
0,40
0,580
0,150
0,040
0,003
Fórmulas de correas transportadoras (o piñon y cremallera)
W
J motor
Fext
Fgravedad
JW
J reductor
J motor
JW
W
Fext
J reductor
J piñon
Descripción:
RPM del motor
Torque requerido para acelerar y desacelerar la carga
Inercia reflejada en eje del motor
Inercia de la carga
Radio de las poleas o piñon
Razón de velocidad del reductor
Torque de fricción
Fuerza total
Fuerza de gravedad y
fuerza de fricción
Fgravedad
J piñon
W2
Fórmulas:
*r) * i
nmotor = (vcarga[m/s] * 2 *
velocidad[RPM]÷
tiempo[s]) * 2*÷ 60
Tacel[N-m]= Jtotal[Kg-m2]*(
Jtotal [Kg-m2] = Jmotor + Jreductor + ((Jpiñon + JW) ÷ i2)
JW = Peso÷ e * r2 ; JW = ((Peso1 + Peso2) ÷ e) * r2
r = Radio del piñon o poleas
i = Velocidad alta÷ velocidad baja de los ejes del reductor
Tresist [N-m] = (Ftotal * r) ÷ i
Ftotal [N] = Fext + Ffricción + Fgravedad
Fgravedad [N] = Peso*sin*9,81; Ffricción = µ*Peso*cos*9,81
Fórmulas de reductores con engranajes o de correas
J polea motor
J polea motor
J carga
J motor
J polea carga
J motor
J polea carga
J carga
Descripción:
Fórmulas:
nmotor = ncarga * i
RPM del motor
Torque requerido para acelerar T [N-m]=J
2
velocidad[RPM]÷
tiempo[s]) * 2*÷ 60
acel
total[Kg-m ]*(
y desacelerar la carga
2
Jtotal [Kg-m ]= Jmotor + Jpoleamotor + ((Jpoleacarga + Jcarga) ÷ i2)
Inercia de la carga
Tmotor * i = Tcarga[N-m]
Torque motor
A–8
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tabla 1- Cálculo de torque para "aceleración" y "operación" (cont)
Fórmulas de determinación de inercia de cilindro hueco
L
Do = 2ro
Di = 2ri
Descripción:
Inercia
Inercia
Volumen
Fórmulas:
J = Peso[Kg] * (ro2[m] + ri2[m]) ÷ 2
J = * L[m] * [Kg/m3] * (ro4[m] – ri4[m]) ÷ 2
Volumen [m3] = 4 * (Do2[m] - Di2[m]) * L[m]
Fórmulas de determinación de inercia de cilindro sólido
L
D = 2r
Descripción:
Inercia
Inercia
Volumen
Fórmulas:
J {Kg-m2] = (Peso [Kg] * r2[m]) ÷ 2
* L [m]* [Kg/m3] * r4[m]) ÷ 2
J [Kg-m2] = (
Volumen [m3]= * r2[m] * L[m]
Fórmulas de determinación de inercia de bloque rectangular
l
h
w
Descripción:
Inercia
Volumen
Fórmulas:
J [Kg-m2]= (Peso [Kg] ÷ 12) * (h2[m] + w2[m])
Volumen [m3] = l [m] * h [m] w [m]
Definiciones de símbolos y densidades más comunes
J = inercia
= densidad
L = Longitud
= 2700 Kg/m3 o
0,098 lb/in3 (aluminio)
h = altura
= 7700 Kg/m3 o
0,280 lb/in3 (acero)
w = ancho
= 1105 Kg/m
0,040 lb/in3 (plástico)
W = peso
= 8500 Kg/m3 o
0.310 lb/in3 (bronce)
D = diámetro
= 8900 Kg/m3 o
0,322 lb/in3 (cobre)
r = radio
= 1000 Kg/m3 o
0,0361 lb/in3 (agua)
3
2
g = gravedad = 9,81 Kg-m2 o 386 pulg/s
2b Ed. español
03/07
o
3.1416
Manual del sistema SureStepTM
A–9
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tornillo de bolas - Ejemplo de cálculos
Paso 1 - Defina las necesidades del actuador y del movimiento
Peso de la mesa y del objeto = 60 Kg
W
Ángulo de inclinación = 0°
JW
Fuerza externa de la carga= 0
Fext
Diámetro del tornillo = 16 mm
J acoplamiento
Longitud del tornillo = 600 mm
J reductor
Material del tornillo = acero
Resolución deseada = 0,0254 mm/paso J motor
Reductor de engranaje = 2:1
Movimiento = 120 mm
Paso del tornillo = 16 mm/rev (pitch = 0,0625 rev/mm o 62,5 rev/m)
Coeficiente de fricción de superficies que se deslizan = 0,05
Tiempo de movimiento = 1,7 segundos
Tiempo de aceleración: 25% del tiempo total = 0,425 s.
Frecuencia inicial en la partida = 40 Hz
Fgravedad
J tornillo
Definiciones
dcarga = desplazamiento o distancia que se mueve la carga por rotación del eje del actuador
(P=pitch=1/dcarga)
Dtotal = distancia total del movimiento
Paso = resolución del paso del accionamiento (pasos/revmotor)
i = razón de reducción del reductor de velocidad (revmotor/revejereductor)
Tacel = torque requerido para acelerar y desacelerar la inercia total del sistema (incluye la inercia del motor)
Tresist= torque resistivo de la carga cuando se opera el actuador a velocidad constante por la fricción,
fuerzas externas a la carga, etc.
ttotal = tiempo del movimiento
Paso 2 - Determine la resolución de la posición de la carga
Arreglando la Fórmula 햳 para calcular la resolución requerida del accionamiento:
paso = (dcarga ÷ i) ÷ L
= (16 ÷ 2) ÷ 0,0254[mm/pulso]
= 315 pulsos/rev
Con la reducción del engranaje de 2:1, el sistema se puede definir con un motor
que haga 400 pasos/rev para exceder la resolución requerida de posición de la
carga.
Un reductor de correa dentada de 2:1 es una buena opción por el bajo costo y baja
holgura. También, si se desea, el motor se puede re-posicionar debajo del tornillo
con un reductor de correa dentada.
A–10
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Paso 3 - Determine el perfil del movimiento
De la Fórmula 햲, los pulsos totales necesarios para hacer el movimiento son:
Ptotal = (Dtotal ÷ (dcarga ÷ i)) * paso
= (120 ÷ (16 ÷ 2)) * 400 = 6,000 pulsos
Desde la Fórmula 햵, la frecuencia máxima del tren de pulsos a ser generado para
un movimiento trapezoidal es:
fTrapez = (Ptotal - (f0 * tacel)) ÷ (ttotal - tacel)
= (6,000 - (40 * 0,425)) ÷ (1,7 - 0,425) 4,692 Hz
donde el tiempo tacel es 0,425 [s] y la frecuencia f0 es de 40 Hertz.
= 4,692 Hz * (60 sec/1 min) ÷ 400 pasos/rev
704 RPM de velocidad del eje del motor
Paso 4 - Determine el torque necesario para mover la carga
Usando las fórmulas en la Tabla 1:
Jtotal = Jmotor + Jreductor + ((Jacoplamiento + Jtornillo + JW) ÷ i2)
Para este ejemplo, digamos que la inercia del reductor de engranajes y del
acoplamiento es cero.
JW = (Peso ÷ e) * (1 ÷ (2P))2
= (60[Kg] ÷ 0,9) * (1 ÷ (2 * 3,1416 * 62,5[rev/m]))2
= 0,000432304 [Kg-m2]
Jtornillo ( * L * * r4) ÷ 2
(3,1416 * 0,6 [m] * 7700 [kg/m3] * 0,0084[m]) ÷ 2
5,945 10-5 [Kg-m2]
La inercia de la carga y el tornillo reflejados al eje del motor es:
J(tornillo+carga)/motor[Kg-m2]= ((Jtornillo + JW) ÷ i2)
((0,0004323+0,00005945) ÷ 22)= 0,000231 [Kg-m2]
El torque requerido para acelerar la inercia es:
velocidad[RPM]÷
tiempo[s])*2÷ 60 [N-m]
Tacel Jtotal[Kg-m2] * (
= 0,000231[Kg-m2]*(704 RPM ÷ 0,425[s]) *2÷ 60 = 0,040072951[N-m]
Después, necesitamos determinar el torque resistivo en la operación de
movimiento. Si existe la máquina es a veces posible medir realmente el torque
resistivo. De otra forma, es necesario estimar este valor por experiencias similares
o por fórmulas similares a la siguiente:
Tresist = ((Ftotal ÷ (2 P)) + Tpreload) ÷ i
Ftotal = Fext + Ffricción + Fgravedad
= 0 + µ*Peso*cos*9,81 + 0 = 0,05 * 60*9,81 = 29,43 [N]
Tresist = (29,43 [N] ÷ (2 * 3,1416 * 62,5[rev/m])) ÷ 2
0,03747 [N-m]
donde hemos asumido que el torque de carga y de precarga sea cero.
De la Fórmula 햶, el torque a ser suministrado por el motor es:
Tmovimiento = Tacel + Tresist = 0,040072951 + 0,03747 0,07754439 [N-m]
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
A–11
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Sin embargo, éste es el torque requerido del motor antes de que hayamos escogido
un motor y hayamos incluido la inercia del motor.
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema del motor/accionamiento
Parece una opción razonable que un motor sería el motor STP-MTR-23055. Este
motor tiene una inercia de:
Jmotor = 0,000027 [kg-m2]
El torque real del motor sería modificado:
velocidad[RPM]÷
tiempo[s])*(2 ÷ 60)
Tacel[N-m] Jtotal[Kg-m2] * (
= (0,000231+0,000027)*(704 RPM ÷ 0,425[s]) *(2 ÷ 60) = 0,044756[N-m]
de modo que:
Tmotor = Tacel + Tresist
= 0,044756 + 0,03747 [N-m] 0,082226 [N-m] 82,22x10-3[N-m]
STP-MTR-23055
1000
Torque (N-m x 10 -3)
El motor STP-MTR-23055
900
podrá
satisfacer
las
800
condiciones. Observe las
700
curvas en función del
600
tiempo, de la figura de
500
400
abajo, donde se puede
300
Torque necesario
ver que el motor siempre
200
tiene
mas
torque
100
disponible
que
el
0
0
150
300
450
600
750
900
1050
1200
1350
1500
704
requerimiento del torque
RPM:
resistivo. El factor de
seguridad en este caso es de 0,5 [N-m]÷ 0,0822 [N-m]= 6,08; no es posible escojer
otro motor menor tal como el STP-MTR-17048 ya que el torque requerido a 704
RPM sería 0,03 N-m.
1/2 paso
400pasos/rev
1/10 paso
2000 pasos/rev
Observe que este motor específico tiene bastante torque para poder acelerar la
carga a bajas velocidades. Este criterio es más bien general, y permite ver que el
motor paso a paso puede tener aceleraciones altas hasta una velocidad alrededor
de unos 800 RPM en
este caso, sin mayores
Velocidad
Desaceleración
Aceleración
Velocidad de 4692 Hz
problemas. Es tarea del
de 0,425 s
de 0,425 s
diseñador escojer el
motor mas adecuado 40 Hz
segundos
1 N-m
para cada carga; a veces Torque
estos cálculos deben ser
Torque máximo que puede generar el motor
0,5 N-m
hechos iterativamente,
hasta alcanzar la mejor
0,0822 N-m
0,003747 N-m
c o m b i n a c i ó n
segundos
Torque resistivo y de aceleración
0s
0,425 s
1,27 s
1,7 s
motor/reductor.
-0,007286 N-m
-0,5 N-m
-1 N-m
A–12
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Correa transportadora - Ejemplo de cálculo
Fgravedad
W
J motor
JW
Fext
J reductor
J piñon
Paso 1 - Defina los datos de movimiento y del actuador
Peso de la mesa y del objeto = 0,92[Kg]
Fuerza externa = 0 [Kg]
Coeficiente de fricción de superficies deslizando = 0,05
Ángulo de la mesa = 0º
Eficiencia de la correa y de la polea = 0,8
Diámetro de la polea de la correa= 40 mm o 0,04 [metro]
Grueso de la polea = 20 mm o 0,02 [metro]
Material de la polea = aluminio
Resolución deseada = 0,0254 mm/pulso o 0,001 pulgadas por pulso
Reductor de engranajes (reducción de velocidad) = 5:1
Distancia de movimiento = 1,25 [metro]
Tiempo de movimiento = 4,0 [segundos]
Tiempo de aceleración y desaceleración= 1,0 [segundo]
Inercia del reductor de engranajes = estimada en cero
Definiciones
dcarga =desplazamiento o distancia que se mueve la carga por rotación del eje del motor (P = paso = 1/dcarga)
Dtotal = distancia total del movimiento
Paso = resolución del paso (pasos/revmotor)
i = relación de reducción del reductor (revmotor/revreductor)
Tacel = torque necesario para acelerar y desacelerar la inercia total del sistema (incluye la inercia del motor)
Tresist = torque necesario para mover el mecanismo por las resistencias de fricción, fuerzas externas, etc.
ttotal = tiempo de movimiento
Paso 2 - Determine la resolución de posición de la carga
Rearreglando la Fórmula 햵 para calcular la resolución requerida del
accionamiento:
paso = (dcarga ÷ i) ÷ L
= ((3,1416 * 40 mm) ÷ 5) ÷ 0,0254
= 989 pasos/rev
donde dcarga = * Diámetro de la polea.
Con la reducción del engranaje de 5:1, podemos escojer 1000 pasos/rev para
exceder levemente la resolución deseada de posicionamiento de la carga.
En general se necesita siempre una reducción con un acionamiento de correa y un
engranaje planetario de 5:1 es muy típico.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
A–13
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Paso 3 - Determine el perfil del movimiento
De la Fórmula 햲, los pulsos totales para hacer el movimiento requerido son:
Ptotal = (Dtotal ÷ (dcarga ÷ i)) * paso
= 1250 [mm] ÷ ((3,1416 * 40 [mm]) ÷ 5) * 1000 [pulsos/rev]
49,735 pulsos
De la Fórmula 햵, la frecuencia máxima para un movimiento trapezoidal es:
fTrapez = (Ptotal - (f0 * tacel)) ÷ (ttotal - tacel)
= (49,735-20*1) ÷ (4 - 1)
16,571 Hz
donde la velocidad inicial es 20 Hz.
= 16,571 Hz * (60 s/1 min) ÷ 1000 pasos/rev
994,3 RPM para la velocidad máxima requerida del motor
Paso 4 - Determine el torque necesario para mover la carga
Usando las fórmulas en la Tabla 1:
Jtotal = Jmotor + Jreductor + ((Jpoleas + JW) ÷ i2)
Para este ejemplo, digamos que la inercia del reductor de engranajes es cero.
La inercia de la polea (recordar que hay dos poleas) se puede calcular como:
Jpoleas (( * L * * r4) * 2, siendo r=0,020 [m]
(3,1416 * 0,02 [m] * 2700 [Kg/m3] * 0,00000016 [m4] ) * 2
0,00005429 [Kg-m2]
La inercia de la carga es JW = Peso * r2
= (0,92 [Kg] * 0.0202
0,0006215 [Kg-m2]
La inercia de la carga y las poleas reflejadas al motor es:
J(poleas + carga)/motor = ((Jpoleas + JW) ÷ i2)
((0,00005429 + 0,0006215) ÷ 52) 0,0000027031[Kg-m2]
Luego, el torque necesario para acelerar la inercia es:
velocidad[RPM]÷
tiempo[s]) * 2÷ 60
Tacel[N-m] Jtotal[Kg-m2] * (
= 0,0000027031[Kg-m2] * 994,3* 2÷ 60
= 0,002814607[N-m]
Tresist = (Ftotal * r) ÷ i
Ftotal = Fext + Ffricción + Fgravedad
= 0 + µ*Peso*cos + 0 = 0,05 * 0,92[Kg]*9,81N/Kg] = 0,45126 [N]
Tresist = (0,45126 [N] * 0,02 m) ÷ 5 = 0,00180504 [N-m]
De la Fórmula 햶, el torque necesario para mover la carga es:
Tmotor = Tacel + Tresist = 0,0028146[N-m] + 0,00180 [N-m] 0,0046196[N-m]
Sin embargo, éste es el torque requerido antes de que hayamos escogido un motor
y hayamos incluido la inercia del motor.
A–14
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema de motorización
Parece ser que una opción razonable para un motor sería el motor STP-MTR-17048.
Este motor tiene una inercia de:
Jmotor = 0,0000068 [Kg-m2]
El torque real necesario para mover el sistema sería, modificado:
tiempo[s]) * 2÷ 60[N-m]
Tacel = Jtotal[Kg-m2] * (velocidad[RPM]÷
= (0,0000068 + 0,000028145) * (994,3 RPM ÷ 1)*2÷ 60 = 0,003638573[N-m]
de modo que:
Tmotor = Tacel + Tresist en la aceleración
= 0,003638573 [N-m]+ 0,00180504[N-m] = 0,0054436 [N-m]
Tmotor = Tresist - Tacel en la desaceleración
= 0,00180504[N-m]- 0,003638573[N-m]= - 0,001833533 [N-m]
45
Torque (N-mx10-2)
40
35
1/2 paso
400 pasos/rev
30
25
1/10 paso
2000 paso/rev
20
15
10
Esta es la curva de
torque de la carga
5
0
RPM: 150
300
450
600
750
900
1050
1200
1350
1500
1650
1800
1950
2100
2250
Hz (1000 pasos/rev): 2.5k
5k
7.5k
10k
12.5k
15k
17.5k
20k
22.5k
25k
27.5k
30k
32.5k
35k
37.5k
El motor STP-MTR-17048 trabajará. Observe los valores en la curva de valores en
función del tiempo en la figura de abajo
Velocidad
Aceleración
de 1 s
20 Hz
Torque
Velocidad de 994 RPM o 16571 Hz
Desaceleración
de 1 s
segundos
0.45 N-m
Torque máximo que puede generar el motor
0,0054436 N-m
0,23 N-m
0,001805 N-m
Torque resistivo y de aceleración
0s
1s
segundos
3s
4s
-0,0018335 N-m
-0,23 N-m
-0.45 N-m
2b Ed. español
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Manual del sistema SureStepTM
A–15
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Mesa rotatoria - Ejemplo de cálculos
Paso 1 - Defina las necesidades del actuador y del movimiento
J reductor
J motor
Diámetro de la mesa = 12 inch
Espesor de la mesa = 2 inch
Material de la mesa = acero
Número de objetos = 8
Resolución deseada= 0,05º
Reductor = 20:10 30:1, dependiendo del cálculo
Ángulo del giro = 45º
Tiempo del giro = 0,7 segundos
Tiempo de aceleración y desaceleración: 0,15 segundos
Inercia del reductor: 1,4351*10-4 [Kg-m2]
Torque resistente durante el movimiento referido al eje del motor: 0,5 [N-m]
Eficiencia del reductor: 0,75
Definiciones
dcarga = desplazamiento o distancia que se mueve por revolución del eje del motor (P = paso = 1/dcarga)
Dtotal =distancia total del movimiento
paso = resolución del paso del (pasos/revmotor)
i = razón de reducción (revmotor/revejereductor)
Tacel = torque necesario para acelerar y desacelerar la inercia total del sistema (incluye inercia del motor)
Tresist = torque requerido para mover el mecanismo debido a fricción, fuerzas externas, etc.
ttotal = tiempo de movimiento
Paso 2 - Determine la resolución de posición de la carga
Rearreglando la Fórmula 햵 para calcular la resolución requerida:
paso = (dcarga ÷ i) ÷ L
= (360º ÷ 20) ÷ 0,05º
= 360 pasos/rev
Con la reducción 20:1, el sistema se puede escojer en 400 pasos/rev para tener una
mejor resolución requerida de posicionamiento de la carga.
Es casi siempre necesario usar una gran reducción de engranajes al controlar la
posición de un disco de inercia grande.
A–16
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Paso 3 - Determine el perfil de movimiento
De la Fórmula 햲, los pulsos totales para completar el movimiento son:
Ptotal = (Dtotal ÷ (dcarga ÷ i)) * paso
= (45º ÷ (360º ÷ 20) * 400
= 1000 pulsos
De la Fórmula 햵, la frecuencia máxima para ese movimiento trapezoidal es:
fTrapez = (Ptotal - (f0 * tacel)) ÷ (ttotal - tacel)
= (1000 ÷ (0.7-0,15) 1818 Hz
donde el tiempo de aceleración es 0,15 [s] y la frecuencia inicial es cero
= 1818 Hz * (60 sec/1 min) ÷ 400 pulsos/rev
273 RPM
Paso 4 - Determine el torque requerido del motor
Usando las fórmulas en la Tabla 1:
Jtotal = Jmotor + Jreductor + (Jmesa ÷ i2)
Como curiosidad, veamos el peso de la mesa. El peso de la mesa es el volumen por
la densidad. El volumen se calcula como:
Volumen [m3]= * r2[m] * L[m]
3,1416 *0,15282 [m] * 0,0508 [m] 0,00372615 [m3]
de modo que el peso es 0,0037[m3]*7700 [kg/m3] 28,6[Kg]
Jmesa * L * * r4 ÷ 2
3,1416 * 0,0508 [m] * 7700 [Kg/m3] * 0,15284 [m] ÷ 2
0,662894137 [Kg-m2] referido al lado de velocidad lenta
La inercia de la mesa rotatoria reflejada al eje del motor es:
Jmesa/motor = Jmesa ÷ i2+ Jreductor
0,662894137 ÷ 202+1,4351*10-4 [Kg-m2] 0,001672475[Kg-m2]
El torque necesario para acelerar la inercia es:
velocidad[RPM]÷tiempo[s])*2÷ 60
Tacel[N-m] Jtotal[Kg-m2] * (
= 0,001672475 * 273 ÷ 0,15)*2÷ 60
0,318757 [N-m]
De la Fórmula 햶, el torque necesario para mover la mesa es:
Tmotor = Tacel + Tresist
= 0,318757[N-m] + 0,5 [N-m] = 0,818757 [N-m]
Sin embargo, este es el torque necesario para mover la mesa antes de que hayamos
escojido un motor e incluído la inercia del rotor del motor.
2b Ed. español
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Manual del sistema SureStepTM
A–17
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Paso 5 - Seleccione y confirme el sistema de motorización
Parece ser que una opción razonable sería el motor STP-MTR-34066. Este motor
tiene una inercia de:
Jmotor = 0,00014 [Kg-m2]
El torque real para producir el movimiento sería, modificadoal incluir eata inercia:
velocidad[RPM]÷
tiempo[s])*2÷ 60
Tacel[N-m] = Jtotal[Kg-m2] * (
= (0,001672475[Kg-m2] + 0,00014 [Kg-m2]) * (273 RPM ÷ 0,15) *2÷ 60
0,3454396 [N-m]
de modo que el torque máximo para mover la carga será:
Tmotor = Tacel + Tresist
0,345439593 [N-m] + 0,5 [N-m]
0,84544 {N-m]
De hecho, el torque varía con la velocidad, como es mostrado en la página A-6.
2470
1/2 paso
400 pasos/rev
1/10 paso
2000 pasos/rev
2000
Torque (N-m -3 )
STP-MTR-34066
1500
Torque vs velocidad
1000
500
0
0
75
150
225
300
375
450
525
600
RPM:
El motor STP-MTR-34066 trabajará. Observe que el factor de seguridad aquí es
aproximadamente 1,2 {N-m} ÷ 0.84544 {n-m], es decir, un factor de 1,419 o 49 %
sobre el valor maáximo de torque resistivo.
Este sistema trabajará sin problemas, pero como medida adicional de seguridad se
puede escojer un reductor de relación mas grande, por ejemplo, 30:1, que reducirá
la inercia de la carga en relación a la inercia del motor. Es este caso, el número de
pulsos y la frecuencia maxima debe cambiar correspondientemente. Se deja al
lector hacer los cáculos para esta nueva condición.
Los cálculos pueden ser hechos tan precisos como se quiera, usando hojas de
cálculo tales como EXCEL de Microsoft; sin embargo, no es necesaria una precisión
muy grande ya que el factor de seguridad cubre cualquier error.
A–18
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tablas de conversión de unidades, fórmulas y definiciones :
Conversión de longitud
Para convertir A a
B, multiplique A
por el factor en la
tabla.
A
µm
mm
m
mil
pulgada
pie
B
µm
mm
metro
mil
pulgada
pie
1
1,000E–03
1,000E–06
3,937E–02
3,937E–05
3,281E–06
1,000E+03
1
1,000E–03
3,937E+01
3,937E–02
3,281E–03
1,000E+06
1,000E+03
1
3,937E+04
3,937E+01
3,281E+00
2,540E+01
2,540E–02
2,540E–05
1
1,000E–03
8,330E–05
2,540E+04
2,540E+01
2,540E–02
1,000E+03
1
8,330E–02
3,048E+05
3,048E+02
3,048E–01
1,200E+04
1,200E+01
1
lb-pie
Conversión de torque
Para convertir A a
B, multiplique A
por el factor en la
tabla.
A
B
N-m
kp-m(kgm)
kg-cm
oz-in
lb-pulgada
N-m
1
1.020E–01
1.020E+01
1.416E+02
8.850E+00
7.380E-01
kpm(kg-m)
9.810E+00
1
1.000E+02
1.390E+03
8.680E+01
7.230E+00
kg-cm
9.810E–02
1.000E–02
1
1.390E+01
8.680E–01
7.230E–02
oz-pulgada
7.060E–03
7.200E–04
7.200E–02
1
6.250E–02
5.200E–03
lb-pulgada
1.130E–01
1.150E–02
1.150E+00
1.600E+01
1
8.330E–02
lb-pie
1.356E+00
1.380E–01
1.383E+01
1.920E+02
1.200E+01
1
Conversión del momento de inercia
Para convertir A a
B, multiplique A
por el factor en la
tabla.
B
kg-m
2
kg-m2
1
oz-pulglb-pulg-s2
s2
oz-in2
lbpulgada2
kg-cm-s
9.800E–02
1
7.060E–03
7.190E–02
lb-pulg-s2
1.130E–01 1.152E+00 1.600E+01
2
oz-pulg
1.830E–05
1.870E–04
2.590E–03
1.620E–04
lb-pulg2
2.930E–04
2.985E–03
4.140E–02
2.590E–03 1.600E+01
lb-pie
4.210E–02
4.290E–01 5.968E+00 3.730E–01 2.304E+03 1.440E+02
2
2b Ed. español
03/07
lb-pie2
1.020E+01 1.416E+02 8.850E+00 5.470E+04 3.420E+03 2.373E+01
oz-pulg-s2
2
A
kg-cm-s
2
1.388E+01 8.680E–01 5.360E+03
1
3.350+02
2.320E+00
6.250E–02 3.861E+02 2.413E+01 1.676E–01
1
6.180E+03 3.861E+02 2.681E+00
1
6.250E–02
4.340E–04
1
6.940E–03
Manual del sistema SureStepTM
1
A–19
Apéndice A: Selección del sistema SureStep™
Tablas de conversión de unidades, fórmulas y definiciones (cont):
Fórmulas generales y definiciones
Descripción:
Gravedad
Torque
Potencia (Watt)
Potencia (Horsepower)
Horsepower
Revoluciones
Fórmulas:
gravedad = 9.81 m/s2, 386 in/s2
T = J , ( inercia multiplicada por la aceleración angular) = rad/s2
P (W) = T (Nm) (rad/s); es la rotación expresada en radianes/segundo
P (Hp) = T (lb-in) n (r.p.m.) / 63,024
1 Hp = 746 Watt
1 rev = 1,296,000 arc-sec / 21,600 arc-min
Fórmulas para velocidad lineal y aceleración constante
Descripción:
Velocidad
final
Posición
final
Posición
final
Velocidad
final
cuadrada
A–20
Fórmulas:
vf = vi +at (velocidad final = velocidad inicial + aceleración * tiempo)
xf = xi + ½(vi +vf)t (posición final = posición inicial+ 1/2(velocidad inicial – velocidad final)
* tiempo)
xf = xi + vit + ½at2 (posición final = posición inicial * tiempo + 1/2 * aceleración * tiempo
cuadrado)
vf2 = vi2 + 2a(xf – xi) (velocidad final cuadrada = velocidad inicial cuadrada +
2 * aceleración * (final posición – posición inicial))
Manual del sistema SureStepTM
USANDO
SureStep™ CON
PLCS DIRECTLOGIC
APÉNDICE
B
En este apéndice...
PLCs y módulos Direct LOGIC compatibles . . . . . .B–2
Conexiones típicas a un PLC DL05 . . . . . . . . . . . . .B–4
Conexiones típicas a un H0-CTRIO . . . . . . . . . . . .B–5
Conexiones típicas – Motores múltiples . . . . . . . .B–6
Apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC
PLCs y módulos DirectLOGIC compatibles
Las tablas siguientes muestran qué PLCs y módulos DirectLOGIC pueden ser
utilizados con el sistema SureStep.
PLCs y módulos compatibles DirectLOGIC con SureStep
PLCs DL05
D0-05AD
D0-05DD
D0-05DD-D
PLC DL05, 8 entradas y 6 salidas CC, alimentación 110/220VCA. 8 entradas, 90-120 VCA,
2 comunes aislados. 6 salidas, 6-27 VCC drenadoras, 1,0 A/punto. máx. 2 salidas son
configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW o salidas de paso y
pulso de dirección independiente hasta 7KHz (0,5A/pto.).
PLC DL05, 8 entradas y 6 salidas CC, alimentación 110/220VCA. 8 entradas 12-24 VCC,
drenadoras y surtidoras, 2 comunes aislados. 6 salidas, 6-27 VCC drenadoras, 1.0A/punto.
máx. 2 salidas son configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW o
salidas de paso y pulso de dirección independiente hasta 7KHz (0.5A/pto.).(No disponibles
cuando se usan entradas de alta velocidad).
PLC DL05, 8 entradas y 6 salidas CC, alimentación 12/24VVC. I8 entradas 12-24 VCC,
drenadoras y surtidoras, 2 comunes aislados. 6 salidas, 6-27 VCC drenadoras, 1,0A/punto.
máx. 2 salidas son configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW o
salidas de paso y pulso de dirección independiente hasta 7KHz (0,5A/pto.). (No disponibles
cuando se usan entradas de alta velocidad).
PLCs DL06
D0-06DD1
PLC DL06, 20 entradas y 16 salidas, alimentación 110/220VCA, con fuente de poder interna 0.3A,
24VCC. 20 entradas de 12-24 VCC drenadoras y surtidoras, 5 comunes aislados (4 entradas por común).
16 salidas drenadoras de 12-24 VCC, 1,0 A/punto. máx., 4 comunes (4 puntos por común) 2 salidas
son configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW o salidas de paso
y pulso de dirección independiente hasta 10 KHz (0,5A/pto.). (No disponibles cuando se usan
entradas de alta velocidad).
D0-06DD2
PLC DL06, 20 entradas y 16 salidas, alimentación 110/220VCA, con fuente de poder interna 0.3A,
24VCC. 20 entradas de 12-24 VCC drenadoras y surtidoras, 5 comunes aislados (4 entradas por común).
16 salidas surtidoras de 12-24 VCC, 1,0 A/punto. máx., 4 comunes (4 puntos por común) 2 salidas son
configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW o salidas de paso y
pulso de dirección independiente hasta 10 KHz (0,5A/pto.). (No disponibles cuando se usan
entradas de alta velocidad).
PLC DL06, 20 entradas y 16 salidas, alimentación 12/24VCC. 20 entradas de 12-24 VCC drenadoras y
surtidoras, 5 comunes aislados (4 entradas por común). 16 salidas drenadoras de 12-24 VCC, 1,0 A/punto.
D0-06DD1-D máx., 4 comunes (4 puntos por común) 2 salidas son configurables para salidas de tren de pulsos
con dirección CW/CCW o salidas de paso y pulso de dirección independiente hasta 10 KHz
(0,5A/pto.). (No disponibles cuando se usan entradas de alta velocidad).
PLC DL06, 20 entradas y 16 salidas, alimentación 12/24 VCC. 20 entradas de 12-24 VCC drenadoras y
surtidoras, 5 comunes aislados (4 entradas por común). 16 salidas surtidoras de 12-24 VCC, 1,0 A/punto.
D0-06DD2-D máx., 4 comunes (4 puntos por común) 2 salidas son configurables para salidas de tren de pulsos
con dirección CW/CCW o salidas de paso y pulso de dirección independiente hasta 10 KHz
(0,5A/pto.). (No disponibles cuando se usan entradas de alta velocidad).
Módulo de alta velocidad para PLCs DL05/DL06
H0-CTRIO
B–2
Módulo de interfase de alta velocidad contador y generador de pulsos del DL05/06 , 4 entradas
de C.C. drenadoras y surtidoras de 9-30 VCC, 2 salidas aisladas de C.C. drenadoras y surtidoras
de 5-30 VCC, 1A por punto. Las entradas apoyan: 1 encoder en cuadratura o 2 contadores de
un canal que pueden contar hasta 100KHz, y 2 entradas discretas de alta velocidad para reset,
inhibición o captura de pulso. Las salidas apoyan: 2 salidas discretas independientes de alta
velocidad configurables o 1 salida de control de pulsos , desde 20Hz hasta 25KHz por canal,
pulso y dirección o pulsos a favor o en contra de los punteros del reloj.
Manual del sistema SureStepTM
Apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC
PLCs y módulos compatibles DirectLOGIC con SureStep (cont.)
PLCs DL105
F1-130AD
F1-130DD
F1-130DD-D
PLC DL130 con alimentación de 110/220VCA. 10 entradas de 80-132 VCA, 3 comunes
aislados. Outputs: 8 salidas drenadoras de 5-30VCC, 0,5A/punto max, 3 comunes internamente
conectados. 2 salidas son configurables para salidas de tren de pulsos con dirección CW/CCW
o salidas de paso y pulso de dirección independiente hasta 7KHz (0,5A/pto.).
PLC DL130 con alimentación de 110/220VCA. 10 entradas de 12-24 VCC drenadoras y
surtidoras, 3 comunes aislados. 8 salidas drenadoras de 5-30VCC, 0,5A/punto max, 3
comunes internamente conectados. 2 salidas son configurables para salidas de tren de
pulsos con dirección CW/CCW o salidas de paso y pulso de dirección independiente
hasta 7KHz (0.5A/pto.).(No disponibles cuando se usan entradas de alta velocidad).
PLC DL130 con alimentación de 12/24 VCC. 10 entradas de 12-24 VCC drenadoras y
surtidoras, 3 comunes aislados. 8 salidas drenadoras de 5-30VCC, 0,5A/punto max, 3
comunes internamente conectados. 2 salidas son configurables para salidas de tren de
pulsos con dirección CW/CCW o salidas de paso y pulso de dirección independiente
hasta 7KHz (0.5A/pto.).(No disponibles cuando se usan entradas de alta velocidad).
Módulos de E/S de alta velocidad DL205
H2-CTRIO *
D2-CTRINT
Módulo interfase de alta velocidad contador de E/S DL205, 8 entradas 9-30 VCC; 4 salidas
de C.C drenadoras/surtidoras, aisladas, 5-30 VCC, 1A por punto. Las entradas apoyan: 2
contadores de encoder en cuadratura hasta 100KHz, o 4 contadores de un canal hasta
100KHz, y 4 entradas discretas de alta velocidad para reset, inhibición o captura de pulsos.
Las salidas apoyan: 4 salidas discretas de alta velocidad independientes configurables o
salidas de control de pulsos de 2 canales, 20Hz hasta 25KHz por canal, pulso y dirección o
pulsos CW/CCW.
Módulo de interfase, 4 entradas de C.C. aisladas, 1 salida de tren de pulsos (CW) o 2 salidas
de trenes de pulsos (CW, CCW) con restricciones de entrada de C.C., acepta dos contadores
cuando son usados con D2-240 o D2-250-1, D2-260 (uno solamente con D2-230), o un
contador incremental/decremental, no disponible al usar entradas de alta velocidad).
Módulo de E/S de alta velocidad Terminator I/O
T1H-CTRIO *
Módulo de alta velocidad Terminator I/O, 8 entradas drenadoras/surtidoras de 9-30 VCC, 4
salidas CC aisladas, 5-30VCC, 1A por punto. Las entradas apoyan: 2 contadores de encoder
en cuadratura hasta 100KHz, o 4 contadores de un canal hasta 100KHz, y 4 entradas
discretas de alta velocidad para reset, inhibición o captura de pulsos. Las salidas apoyan: 4
salidas discretas de alta velocidad independientes configurables o salidas de control de
pulsos de 2 canales, 20Hz hasta 25KHz por canal, pulso y dirección o pulsos CW/CCW. (Use
este módulo con bases de terminales T1K-16B o T1K-16B-1).
Módulo de E/S de alta velocidad DL405
H4-CTRIO
Módulo interfase de alta velocidad contador de E/S DL405, 8 entradas 9-30 VCC; 4 salidas
de C.C drenadoras/surtidoras, aisladas, 5-30 VCC, 1A por punto. Las entradas apoyan: 2
contadores de encoder en cuadratura hasta 100KHz, o 4 contadores de un canal hasta
100KHz, y 4 entradas discretas de alta velocidad para reset, inhibición o captura de pulsos.
Las salidas apoyan: 4 salidas discretas de alta velocidad independientes configurables o
salidas de control de pulsos de 2 canales, 20Hz hasta 25KHz por canal, pulso y dirección o
pulsos CW/CCW.
* Nota: Los módulos H2-CTRIO y T1H-CTRIO pueden también ser usados para controlar el sistema
SureStep en sistemas de control basados en computadoras con Think & Do/Studio o con el
módulo WinPLC/EBC en la ranura de la CPU de la base DL205.
2b Ed. español
03/07
Manual del sistema SureStepTM
B–3
Apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC
Conexiones típicas a un PLC DL05
En la figura de abajo se muestran conexiones típicas, en un diagrama eléctrico,
entre los componentes del sistema SureStep y un PLC DL05 de DirectLOGIC. Vea
al manual del PLC DL05, D0-USER-M, capítulo 3, para leer instrucciones de
programación detalladas al usar el PLC con el modo 30: Función de salidas de
pulsos.
PLC DL05 programado para
Modo 30: salida de pulsos
PLC D0-05DD
L1 L2
L2
L1
C1
X5
C2
X7
Y1
Y0
Y2
Y3
Y5
Y4
+V
Fuente de poder
24 VCC
GND
+
Alimentación CA
–
–
GND
120/240
VCA
GND
X2
X6
Alimentación CA
5 VCC 35 VCC
120/240
VCA
STP-PWR-3204
X0
X4
Alimentación CA
Fuente de poder
para sistema SureStep
LG
X3
L2
L1
+
PSP24-024S
G
X1
24 VCC
AC(L) AC(N) C0
Y1
–
0 VCC
+5 VCC
+
Accionamiento del motor paso a paso
STP-DRV-4035
9 Position
DIP Switch
VDC+
A–
B+
B–
Código de colores
del cable
Terminal Cable Clavija
A+
Rojo
1
2
A– Blanco
B+
Verde
3
B– Negro
4
4
3
2
1
Vista frontal
Cable de extensión
STP-EXT-020
B–4
CURRENT
BASE = 0.4
A+
Manual del sistema SureStepTM
1 2 3 4 5 6 7 8 9
VDC–
TEST
1/2
1/5 1/10
1/2
50% IDLE
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
EN–
N/C
EN+
N/C
DIR–
1/5
1/50
1/10
1/50
DIR+
STEP–
STEP+
Y0
POWER
Motor
STP-MTR-23055
Conector
Cable del motor de 12
pulgadas con conector
Apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC
Conexiones típicas a un módulo H0-CTRIO
En la figura de abajo se muestran conexiones típicas, en un diagrama eléctrico,
entre los componentes del sistema SureStep y un módulo DirectLOGIC H0-CTRIO
instalado en una ranura de un PLC DL05 o un PLC DL06. Vea el manual CTRIO
High-Speed Counter Module, p/n HX-CTRIO-M, para información detallada de
instrucciones de programación cuando se usa el módulo H0-CTRIO.
0V
LG
Y0
Y2
C1
Y5
Y7 Y10 Y12
C3 Y15 Y17
G
Y1
Y3
Y4
Y6
C2
Y11 Y13 Y14 Y16 N.C.
AC(L) AC(N) 24V C0
OUTPUT: 6-240V
50 - 60Hz
2.0A, 6 - 27V
2.0A
PWR: 100-240V
0
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
PWR
RUN
CPU
TX1
RX1
TX2
RX2
50-60Hz 40VA
Y
17
20
D0-06DR
21 22
23
X
INPUT: 12 - 24V
3 - 15mA
ERR
OK
Y0
A
LOGIC
06
CTR/TMR IN
9–30V 5–12mA
DC/Pulse Out
5–36V 1A
IN
K oyo
C0
X1
X0
X3
X2
X4
C1
Y1
B
X6
X5
X7
C2 X11 X13 X14 X16 C4 X21 X23 N.C.
X10 X12 C3
X15 X17 X20 X22 N.C.
TERM
PORT1
PORT2
RUN STOP
A
B
C
5 VDC 35 VDC
120/240
VCA
STP-PWR-3204
GND
L2
L1
D
M
Alimenrtación CA
Fuente de poder del
MotorSureStep
YC
Y0
Y1
OUT
H0–CTRIO
–
+
Y1
–
0 VCC
+5 VCC
+
Accionamiento del motor paso a paso
STP-DRV-4035
DIP Switch
B+
B–
Código de colores
del cable
Terminal Cable Clavija
1
A+
Rojo
2
A– Blanco
3
B+
Verde
B– Negro
4
4
03/07
1/5
1/50
1/10
1/50
DIR+
STEP–
STEP+
Y0
POWER
Motor
STP-MTR-34066
3
2
1
Vista frontal
Cable de extensión
STP-EXT-020
2b Ed. español
CURRENT
BASE = 0.4
A–
TEST
1/2
1/5 1/10
1/2
50% IDLE
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
1 2 3 4 5 6 7 8 9
A+
N/C
N/C
DIR–
VDC+
VDC–
EN–
EN+
Conector
Cable del motor de 12
pulgadas con conector
Manual del sistema SureStepTM
B–5
Apéndice B: Usando SureStep™ con PLCs DirectLOGIC
Conexiones típicas a múltiples motores
En la figura de abajo se muestran conexiones típicas, en un diagrama eléctrico,
entre los componentes del sistema SureStep y un módulo H2-CTRIO instalado en
un PLC DL205. Vea al manual del CTRIO HX-CTRIO-M, para instrucciones de
programación detalladas cuando se usa el módulo H2-CTRIO.
5 VDC 35 VDC
120/240
VCA
STP-PWR-3204
GND
L2
L1
IN 9-30VDC 5-12mA
OUT 5-36VDC
1.0A max
per point
Alimentación CA
Fuente de poder del
motor SureStep
CTR
+24VDC
IN
OUT PUTS
0
OK
1
ER
C1
2
3
C TR 2
H2--CTRI O
2A
2B
2C
2D
2M
C2
Y2
C3
Y3
–
1A
1B
1C
1D
1M
NC
C0
Y0
1A
C1
Y1
2A
+
1B
–
0 VCC
2B
1C
+5 VCC
+
Accionamiento de motor paso a paso
STP-DRV-4035
9 Position
DIP Switch
VDC+
A–
B+
B–
TEST
1/2
1/5 1/10
1/2
50% IDLE
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
CURRENT
BASE = 0.4
A+
1 2 3 4 5 6 7 8 9
VDC–
EN–
N/C
EN+
N/C
DIR–
1/5
1/50
1/10
1/50
2C
1D
2D
1M
2M
NC
DIR+
C2
STEP–
C0
STEP+
Y2
POWER
Y0
C3
C1
Motor
Y3
Y1
Accionamiento de motor paso a paso
STP-DRV-4035
VDC+
A–
B+
B–
CURRENT
BASE = 0.4
A+
TEST
1/2
1/5 1/10
1/2
50% IDLE
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
1 2 3 4 5 6 7 8 9
VDC–
N/C
N/C
EN–
EN+
9 Position
DIP Switch
DIR–
1/5
1/50
1/10
1/50
DIR+
STEP–
STEP+
POWER
4
3
2
1
Motor
Vista frontal
Cable de extensión
STP-EXT-020
B–6
Manual del sistema SureStepTM
Cable del motor de 12
pulgadas con conector
SP
">