Everything’s possible.

(株)工苑

機器システム部

翻訳

FlexPro™ Embedded Drives

ードウエア導入の手引き

WWW.a-m-c.com

MNFPEMIN-01

ORIGINALINSTRUCTIONS序 文
ADVANCED Motion Controls は、常にすべての製品の改良に努めています。 私たちはこの文書の情報を定期的に見直し、改善のための提案を歓迎します。 当社は、予告なしに機器および文書を修正する権利を留保します。

最新のソフトウェア、このマニュアルの最新の改訂、および準拠規格のコピーと適合宣言は、弊社の Web サイト
www.a-m-c.com を参照してください。 それ以外の場合は、直接以下の当社に連絡してください：
ADVANCED Motion Controls • 3805 Calle Tecate Camarillo, CA • 93012-5068 USA

安全規格の準拠
弊社は、以下の原資料を保有しています。
•Reduction of Hazardous Substances (RoHS III), 2015/863/EU

商標
ADVANCED Motion Controls®, ADVANCED MotionControls®、二等辺三角形/直角三角形を組み合わせたのロゴ、および FlexPro™は、ADVANCED Motion Controls の米国およびその他の国における登録商標または商標です。 EtherCAT®はドイツの Beckhoff Automation GmbH によりライセンスされた登録商標および特許技術です。 その他のすべての商標はそれぞれの所有者に帰属します。

関連ドキュメント –•••www.a-m-c.com サイトからダウンロード可能：

お使いのドライブ仕様のデータシート
ソフトウエア スタートアップ ガイド
ADVANCED Motion Controls EtherCAT 通信マニュアル注意記号
本書では、以下の記号を使用して、重要な操作情報、特別な指示、および警告に注意を促しています。以下のセクションでは、各シンボルの全体的な指示と、付随するテキストがどのタイプの情報を示しているかを概説します。

注意 - 製品に関するプロセス、運転、または、より簡易な使用のための準備作業を明確にする関連情報。
Note

通知 - タスクまたは手順の正常な完了を保証するために必要な説明。

注意 - 機器に損傷を与えないように説明、指示します。

警告 - あなたに害を与えないよう説明、指示します。

危険 – 重大な障害または死亡を避けるために留意しなければならな
い情報を説明します。

改訂履歴Domcument ID

Revision #Date

MNFPEMIN-01

1

4/2019Changes
First Release

MNFPEMIN-02

2

10/2019- Added FE060-10-EM, FE060-5-EM, FD060-10-EM, FD060-5-EM models

MNFPEMIN-03

3

1/2020- Added FM060-5-EM, FM060-10-EM, FM060-25-EM models

MNFPEMIN-04

4

2/2020- Added Extended Environment specifications© 2020 ADVANCED Motion Controls. 全著作権所有.

iii

MNFPEMIN-01

目 次

1

安全
1.1 一般的な安全対策の概要

2

製品とシステム要件

1.................................. 1

4

2.1 FlexPro™ 組み込み型ドライブの概要 .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 対象製品. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . 5
2.3 通信プロトコル. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 6
2.4 制御モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4.1 プロファイル制御モード. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4.2 電流 （トルク) またはプロファイル電流（トルク）制御 . . . . .. 7
2.4.3 速度またはプロファイル速度制御. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4.4 位置またはプロファイル位置制御 . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 7
2.4.5 サイクリック同期制御モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
サイクリック同期電流制御 . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 8
サイクリック同期速度制御 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
サイクリック同期位置制御. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5 サポートされているフィードバック. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
フィードバックの極性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5.1 絶対値エンコーダ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 9
2.5.2 インクリメンタルエンコーダフィードバッグ . . . . . . . . . . . . . 9
2.5.3 ホールセンサ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5.4 補助インクリメンタルエンコーダ . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 11
2.5.5 タコメータ (±10 VDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.5.6 ±10 VDC 位置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 11
2.6 コマンドのソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 12
2.6.1 ネットワーク経由 . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 12

MNFPEMIN-01ⅴ

2.6.2 ±10V アナログ電圧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.6.3 エンコーダ追従 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.6.4 インデックスとシーケンス制御. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.6.5 Jog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.7 出力ピンとピン配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.8 システムに対する要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.8.1 仕様のチェック . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.8.2 モータの仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.8.3 電源の要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.8.4 環境仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
周囲温度範囲と熱データ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
衝撃/振動 . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
拡張環境モデル. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3

サーボシステムとの統合

19

3.1 LVD の要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2 CE-EMC の配線要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
一般 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
アナログ入力ドライブ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
PWM 入力ドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
MOSFET スイッチングドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
IGBT スイッチングドライブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
AC 電源フィルタの取り付け . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.1 フェライト抑制コアのセットアップ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.2 インダクティブフィルタカード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3 接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 22
3.4 配線. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.1 配線の太さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.2 モータの配線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.3 電源の配線 . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4.4 フィードバックの配線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4.5 指令入力の配線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.6 通信の配線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5 取り付け . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.1 開発ボード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.6 PCB 設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.1 トレース幅と配線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.2 PCB 取り付けオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

MNFPEMIN-01ⅴ/

信号コネクタ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 27
端子ピン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
ねじによる取り付け . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.6.3 インタフェース回路例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
USB インタフェース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
ロジック電源入力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
DC 電源入 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
モータ出力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
デジタル入力 . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
デジタル出力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
アナログ入力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
ホールセンサ入力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
エンコーダ入力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
補助エンコーダ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
STO (安全トルク Off) インタフェース . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
EtherCAT インタフェース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
モータサーミスタ入力 . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
I2C データ信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4

運転と機能

41

4.1 機能と入門 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1.1 初期設定と構成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1.2 入出力ピンの機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 43
モータサーミスタ . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
プログラム可能なデジタル入力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
プログラム可能なデジタル出力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
プログラム可能なアナログ入力. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.3 EtherCAT 通信の LED 機能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.4 転流 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
正弦波転流. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 45
台形転流 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 45
4.1.5 ファームウエア . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

A

仕様

47

A.1 仕様表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

MNFPEMIN-01

ⅶ

/

B

トラブルシューティング

49

B.1 障害状態および症状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
過熱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
過電圧シャットダウン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 49
低電圧シャットダウン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
短絡故障 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
無効なホールセンサ状態 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
B.1.1 ソフトウエアリミット . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
B.1.2 接続の問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
B.1.3 過負荷 . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
B.1.4 電流の制限 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
B.1.5 モータの問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
B.1.6 誤動作の原因 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 51
B.2 技術サポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
B.2.1 ドライブモデルの情報 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
B.2.2 製品ラベルの説明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
B.2.3 保証返品と工場のサポート. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Index IMNFPEMIN-01

ⅶ

1

安 全

このセクションでは、FlexPro ドライブの特性について説明し、潜在的なリスクと危険に対する認識を高めます。潜在的なリスクから生じる事故の重大度は、機器の損傷、怪我、または死亡、パフォーマンスの不足までさまざまです。 もちろん、これらのリスクは、適切な設計をメカニズムへインストールすることで回避することができます。

1.1 一般的な安全対策の概要
サーボシステムにドライブを取り付けるには、基本的な電子機器、コンピューター、および機械設備に関する十分な知識と理解、および高電圧または重く強力な装置に対処する際に必要な、安全対策と知識が必要です。
システムに電力が残っていたり、機械が予期せぬ動きをしたりすることなく作業を進めることができるように、設備のロックアウト/タグアウト手順を守ってください。

該当するすべての安全要件を満たすように、モーションコントロール機器を設置して操作する必要があります。 関連する規格を特定し、それらを遵守するようにしてください。 これを怠ると、機器の損傷や人体への傷害を招く恐れがあります。
ドライブを設置または操作する前に、このマニュアル全体をお読みください。 これらのドライブを安全かつ効果的に操作できるようにするための方法や手順をよく理解してください。 特定のアプリケーションに対する本製品の適合性を判断する責任はお客様にあります。 製造者は、この製品の不適切な使用に起因する間接的または間接的な損害について、一切の責任を負いません。

国際安全機関が認証している過電流保護装置を、サーボドライブの前に取り付ける必要があります。これらのデバイスは、デバイスの設置説明書およびサー
ボドライブの仕様（突入電流などを考慮して）に従って選択、設置されなければなりません。独自のプライマリヒューズを組み込んだサーボドライブでは、エンドユーザの機器に過電流保護機能を組み込む必要はありません。

1

Safety / General Safety Overview

高性能なモーションコントロール機器は、非常に強い力で高速に動作することができます。予期しない動作が、特に製品の試運転中に発生することがあります。作業中の機械からは距離を取り、動作中は絶対に触れないでください。

機器に電源が供給される状態では、露出した電源端子（モータ、DC バス、シ
ャント、DC 電源、変圧器）から離れるようにしてください。次の安全に関するガ
イドラインに従ってください：











ドライブに接続する前に、主電源を切って完全に放電させるのに十分な時間をおいてください。
電源を切らずにモータ軸を回転させないでください。モータはジェネレータの役割を果たし、ドライブを通して電源コンデンサを充電します。過度の速度は、出力段で過電圧破壊を引き起こす可能性があります。内部電力変換器を有するドライブ
では、高電圧源により駆動装置が動作可能になることに留意してください。
モータ速度が高いときにモータリード線をショートさせないでください。モータが短絡すると、それ自身の発生電圧によって駆動電流の 10 倍の高電流が発生する可能性があります。ショート自体はドライブを損傷することはありませんが、モータが損傷する可能性があります。モータが急速に回転しているときに接続が放電またはオープンになると、この高電圧パルスは（モータのインダクタンスに蓄積されたエネルギ
ーのために）ドライブに逆流し、ドライブを損傷する可能性があります。
内部回路には何も接続しないでください。指定されたコネクタへの接続のみが許可されます。
電源が入っている間はドライブの接続を行わないでください。

電源コードを逆に接続しないでください！ 重大な障害が発生します！
リレーや他の手段を使用してモータリード線を外す場合は、必ずモータのリード線を再接続する前にドライブが無効になっていることを確認してください。モータリード線が接続された状態でドライブが有効になった場合、非常に高電圧のスパイクが発生しドライブが損傷します。

2

Safety / General Safety Overview

十分なコンデンサ容量を確保してください！
パルス幅変調（PWM）ドライブでは、PWM スイッチング処理中に高電圧電源にコンデンサを接続してエネルギーを蓄える必要があります。
電源容量が不十分であると、特に高インダクタンス・モータで問題が発生します。制動の間、蓄積された機械的エネルギーの多くは電源にフィードバックされ、その出力コンデンサをより高い電圧で充電します。充電がドライブの過電圧シャットダウンポイ
ントに達すると、出力電流と制動が停止します。その時、モータのインダクタンスに蓄積されたエネルギーは、ドライブのダイオードを通って流れ続け、電源のコンデンサをさらに充電します。電圧上昇は、電源容量、モータ速度、およびインダクタンスに依存します。

最小のインダクタンス要件が満たされていることを確認してください！
パルス幅変調（PWM）サーボドライブは、最小の負荷インダクタンスを必要とするパルス出力を提供し、DC モータ電流が適切にフィルタされるようにします。異なるドラ
イブ・タイプにおける最小インダクタンス値は、個々のデータシートの仕様に示されています。ドライブが最大定格電圧以下で動作する場合、最小負荷インダクタンス
要件が低減される可能性があります。ほとんどのサーボモータは十分な巻線インダク
タンスを持っています。 いくつかのタイプのモータ（例えば、「バスケット巻き」、「パンケーキ」など）は、従来の鉄心ロータを有していないので、巻線インダクタンスは通常50μH 未満です。 モータのインダクタンス値が、選択したドライブに必要な最小値よりも小さい場合は、外付けのフィルタカードを使用してください。

3

Safety / General Safety Overview

２ 製品とシステム要件
この文書は、FlexPro™組み込み型デジタルサーボドライブの選択、設置、操作のガイドおよび概要を説明することを目的としています。 システム統合、配線、ドライブのセットアップ、および標準的な操作方法についての説明が含まれています。

2.1 FlexPro™ 組み込み型ドライブの概要
FlexPro™エンベデッドデジタルドライブは、大型ドライブと同じ高性能と精度を提供するように設計されていますが、省スペースの PCB マウントアーキテクチャです。高密度パワーデバイ
ス、両面 PCB ボード、および独創的な設計の FlexPro 組み込みドライブは、サイズと重量の制限が制限されているアプリケーションに最適です。 FlexPro エンベデッドドライブファミリーは、三相または単相ブラシレスまたはブラシサーボモーター、および二相または三相閉ループ
ステッピングモータに電力を供給できます。 FlexPro エンベデッドドライブは、単一の絶縁型
DC 電源から電力を供給され、さまざまな制御およびフィードバックオプションを提供します。
デジタルコントローラを使用してドライブに命令し、対話することができます。また、監視およびドライブ構成のために、専用のプログラマブルなデジタルおよびアナログ入出力ピンが多数用意されています。 FlexPro エンベデッドドライブは、電流（トルク）、速度、または位置モードで動作可能で、空間ベクトル変調を利用しているため、従来の PWM と比較してバス電圧の利用率が高くなり、熱放散が減少します。
FlexPro 内蔵ドライブは、ネットワーク通信インタフェース（ドライブモデルに依存）、およびドライブの設定とセットアップ用の USB 接続インタフェースを備えています。 ドライブデータシートには、特定のドライブで利用可能なオプションと製品固有の機能に関する重要な情報が含まれています。
データシートは、システムの設計と設置のためにこのマニュアルと一緒に使用され、www.a-m-c.com からダウンロードできます。

4

Products and System Requirements / Communication Protocol

2.2 対象製品
このマニュアルで扱われている製品は、次の部品番号構造に準拠しています。 ただし、十分な発注量がある OEM の場合は、追加の機能やオプションがすぐに利用できます。 詳細については、アドバンスドモーションコントロールまでお気軽にお問い合わせください。
FIGURE 2.1 FlexPro 組み込み型の型番の付け方

F X E 060

5

E M

Drive Serie s

Feed backF

M

Flex P roTM

Multi Encoder (BiSS, 5V Incrementa l)

En viron men t
X

EXtended Environm ent

N etwork Com munication

Form Fa ctor
E

E

EtherCAT

FlexProTM Embedd ed

D

FlexProTM E (W/ Developmen t board)

M

FlexProTM Machine Mount

Con tinuou s Curren t
5
1025

Ma xim um DC Bus V oltag e060

60 VD C

5A
10A
25A

TABLE 2.1 電源仕様
Description

Units

Fxx060-5

Fxx060-10

Fxx060-25

DC Supply Voltage Range

VDC

10 - 55

10 - 55

10 - 55

DC Bus Over Voltage Limit

VDC

58

58

58

DC Bus Under Voltage Limit

VDC

8

8

8

Logic Supply Voltage (optional)

VDC

10 - 55

10 - 55

10 - 55

Maximum Peak Output Current1

A (Arms)

10 (7.1)

20 (14.1)

50 (35.3)

Maximum Continuous Output Current

A (Arms)

5 (5)10 (10)25 (25)

Maximum Continuous Output Power

W

261

523

1306

Maximum Power Dissipation at Continuous Current

W

14

28

69

Minimum Required External Bus Capacitance

F

500

500

500

Minimum Load Inductance2

H

250

250

250

Switching Frequency

kHz

20

20

20

Maximum Output PWM Duty Cycle

%

92

92

92

1. 10 秒のフォールドバックで 2 秒間ドライブ定格ピーク電流値を連続供給できます。 より低い電流制限ではより長い時間持続が可能です。
2. バス電圧が最小値を大幅に下回る場合は、インダクタンスを下げてもかまいません。外部インダクタンスを使用して要件を満たしてください。

TABLE 2.2 制御仕様
Description
Network Communication
Command Sources
Commutation Methods

Fxxxx-xx-EM
EtherCAT (USB for configuration)±10V Analog, Over the Network, Encoder Following, Sequencing, Indexing, Jogging, Step & Direction
Sinusoidal, Trapezoidal

Control Modes

Profile Modes, Cyclic Synchronous Modes, Current, Velocity, Position

Motors Supported

Three Phase (Brushless Servo), Single Phase (Brushed Servo, Voice Coil, Inductive Load), Stepper (2- or 3-phased Closed Loop), AC induction (Closed
Loop Vector)

Hardware Protection

40+ Configurable Functions, Over Current, Over Temperature (Drive & Motor), Over Voltage, Short Circuit (Phase-Phase & Phase-Ground), Under
Voltage

Programmable Digital I/O
Programmable Analog I/O
Feedback Supported

4 Inputs, 3 Outputs
1 Input
Hall Sensors, Incremental Encoder, Aux. Incremental Encoder, Absolute Encoder (BiSS C-Mode), ±10 VDC Position, Tachometer (±10 VDC)

5

2.3 通信プロトコル

Products and System Requirements / Communication Protocol

特定のドライブモデルは EtherCAT®通信を介してネットワーク機能を提供します。 設定
ソフトによりドライブを設定するための補助 USB ポートがあります。
EtherCAT 通信は、「ホスト」と「ノード」の間でメッセージを交換することによって機能します。
メッセージには特定のドライブ機能に関する情報が含まれており、それぞれの機能はオブジェク
トのグループによって定義されています。 オブジェクトは、特定の値を保持するメモリ位置とほぼ同じです。 ドライブのオブジェクトに保存されている値は、ドライブ機能（現在のループ、速度ル
ープ、位置ループ、I / O 機能など）を実行するために使用されます。 FlexPro ドライブとのEtherCAT 通信およびオブジェクトの完全なリストの詳細については、www.a-mc.com からダ
ウンロード可能な ADVANCED Motion Control 社の EtherCAT 通信マニュアルを参照してください。
ADVANCED Motion Control 社の FlexPro ドライブ用の EtherCAT インタフェースは、
ETG.1000.6 EtherCAT Application Layer プロトコル仕様および CiA402 ドライブプロ
ファイル（ドライブおよびモーションコントロール用のデバイスプロファイル）の ETG.6010 実装
ガイドラインに準拠しています。 ETG EtherCAT Technology Group は、EtherCAT
規格を管理する組織です。 詳しい情報は www.ethercat.org にあります。

6

Products and System Requirements / Feedback Supported

2.4 制御モード
FlexPro 内蔵ドライブはさまざまな動作モードで動作します。 これらのモードの設定および設定
パラメータは、設定ソフトウェアを介して行います。 モード設定の詳細情報については、
ADVANCED Motion Control 社の EtherCAT 通信マニュアルを参照してください。l

2.4.1 プロファイル制御モード
プロファイル制御モードでは、軌跡はドライブによって制限されます。コマンド制限値を使用し最大コマンドレートを制限します。 ホストが大きなコマンドステップを送信すると、ドライブは一定期間内に要求を分散させて、定義された最大レート以下に維持します。

2.4.2 電流 (トルク) または プロファイル 電流 (トルク)制御
プロファイル電流（トルク）制御モードでは、入力コマンド電圧で出力電流を制御します。 ドライブは、指令された出力電流を維持するために出力デューティサイクルを調整します。 このモードは、回転モータのトルク（リニアモーターの力）を制御するために使用されますが、モータ速度は制御されません。 出力電流およびその他のパラメータは、設定ソフトウェアのデジタル
オシロスコープ機能を介して監視できます。 設定ソフトウェアで、最大および連続電流制限
値の設定を行うことも可能です。
電流（トルク）制御モードの間、ドライブは入力基準指令に基づいてモータへ指令されたトルク出力を維持します。 モータの負荷が急激に変化すると、ドライブは、小さな負荷抵抗で高トルクのコマンドを出力し、モータが急速に回転することがあります。したがって、システムの位置安定性を維持するために位置制御にデジタルコントローラを使用するアプリケーションでは、電流（トルク）制御モードの利用お勧めします。

2.4.3 速度 または プロファイル速度制御
プロファイル速度制御モードでは、入力指令電圧でモータ速度を制御します。このモードでは、
モータ速度に関する情報をドライブに提供するためにフィードバック要素を使用する必要があります。 FlexPro 組み込みドライブでは、フィードバック要素としてホールセンサまたはエンコー
ダを使用した速度制御が可能です。モータ速度やその他のパラメータは、設定フトウェアのデジタルオシロスコープ機能を介して監視できます。 速度制御に使用されるフィードバック要素
は、速度制限の設定も提供するセットアップソフトウェアで指定する必要があります。 フィード
バックデバイスの詳細については、8 ページの「サポートされているフィードバック」を参照ください。

2.4.4 位置 または プロファイル位置制御
プロファイル位置制御モードでは、入力指令電圧で実際のモータ位置を制御します。 このモードでは、物理的なモータの位置に関する情報をドライブに提供するためにフィードバック要
素を使用する必要があります。 FlexPro 組み込みドライブは、エンコーダまたは±10V 位置フィードバックのいずれかで位置制御を可能にします。 モータの位置やその他のパラメータは、設定ソフトウェアのデジタルオシロスコープ機能を介して監視できます。 位置制御に使用されているフィードバック要素は、位置制限の設定も提供する設定ソフトウェアで指定されなければなりません。 フィードバックデバイスの詳細については、8 ページの「サポートされているフィードバック」
を参照してください。

7

Products and System Requirements / Feedback Supported

2.4.5 サイクリック同期制御モード
サイクリック同期制御モードでは、軌道制御をホスト側で行います。 ドライブはコマンドポイント
間を補間し、コマンドの変化を補間時間で割ってレートを定義します。 これにより、ドライブはコ
マンドの各ステップ間をスムーズに移動できます。

サイクリック同期電流制御

サイクリック同期電流制御モードでは、ドライブ内で電流ループを閉じます。 ホストは、現在のフィードフォワード値を即座に追加する機能を持つことで、より細かく制御することができます。 これにより、負荷が変動するアプリケーションでのゲイン補償が可能になります。

サイクリック同期速度制御

サイクリック同期速度制御モードでは、ドライブ内で速度と電流という 2 つの制御ループを閉じます。 ホストは速さと現在のフィードフォワード値を即座に加える能力を持つことによってより多くの制御が可能になります。 これにより、負荷が変動するアプリケーションでのゲイン補償が可能になります。

サイクリック同期位置制御

サイクリック同期位置制御モードでは、ドライブ内で 3 つの制御ループ（位置、速度、および電流）を閉じます。 ホストは、目標位置、速度フィードフォワー
ド、および現在のフィードフォワード値をドライブに送信できます。 これにより、負荷が変動する
アプリケーションでのゲイン補償が可能になります。

2.5 サポートされているフィードバック
FlexPro ドライブは、さまざまな主フィードバックデバイスをサポートしています。 互換性のある機器は、インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダ（BiSS C モード）、ホールセンサ、タコメ
ータ、および±10 VDC 位置フィードバックです。

フィードバックの極性

フィードバック要素は、負帰還として接続する必要があります。これによりエラー信号と呼ばれる、コマンド信号とフィードバック信号間の差が生じます。ドライブは、
フィードバック信号をコマンド信号と比較して、エラー信号をゼロまで継続的に減少するように、負荷への必要な出力を生成します。これらのフィードバック要素を正帰還として接続するとモータの「暴走」状態につながるため、エンコーダまたはホールセンサフィードバックを使用するときの極性が重要になります。フィードバックラインが間違った極性でドライブに接続されている場
合、ドライブはより多くのコマンドをモータに加えることによって「エラー信号」を修正しようとします。間違ったフィードバック極性では、これは正のフィードバック暴走状態になります。これを修正するには、フィードバックラインがドライブに接続される順序を変更するか、または設定ソフトを使用して内部速度フィードバック極性設定を逆にします。 設定ソフトの自動転流（AutoCommutation）ルーチンは通常、適切なフィードバック極性設定を決定します。

8

Products and System Requirements / Feedback Supported

2.5.1 絶対値エンコーダ
FlexPro 埋め込みドライブは、速度および絶対位置フィードバックとして BiSS C モード絶対エンコーダをサポートしています。 ターン数、位置調整、解像度、その他のオプションはセットアップソフトウェアで設定できます。 エンコーダ位置データは、位置ループに同期した速度でドライブによってポーリングされます。
絶対位置フィードバックでは、ドライブの電源投入時に原点復帰ルーチンが不要になります。

Note

2.5.2 インクリメンタル エンコーダフィードバック
FlexPro 組み込みドライブは、速度または位置制御に差動入力インクリメンタルエンコーダ
入力を利用できます。また、エンコーダを使用してモータを転流することもできます。エンコーダ
は、非常に正確な速度または位置情報を外挿することができる、増分位置フィードバックを提供します。フィードバック要素としてエンコーダが使用されている場合、入力コマンドはモー
タ速度またはモータ位置を制御し、エンコーダ信号の周波数で速度ループまたは位置ループを閉じます。エンコーダの信号は「パルス」として読み取られ、ドライブは基本的にモータの速度、位置、回転方向を追跡します。これらのパルスがエンコーダから受信される速度と順序に基づいて、ドライブはモータの速度と物理的な位置を解釈できます。実際のモータ速度と物理的位置は、デジタルオシロスコープ機能を介してセットアップソフトウェアで監視できます。
エンコーダの "A"と "B"の両方のチャンネルが動作に必要です。 FlexPro ドライブは、同期
および/または原点復帰に使用できるオプションの差動「インデックス」チャネルも受け入れます。
独自 PCB インタフェースを設計するユーザは、シングルエンド入力を可能にするために、PCB インタフェース上に適切な回路を設計することもできます。 推奨回路については、33 ページの「エンコーダ入力」を参照してください。
Note

図 2.2 は差動エンコーダの「パルス」信号を表し、どの信号が最初に読み取られ、どの周波数で「パルス」が到着するかによって、モータシャフトの速度と方向を推定できることを示しています。
既知のモータの「ホーム」位置に対するエンコーダの「パルス」の数を追跡することで、FlexPro ドラ
イブは実際のモータの位置を確認することができます。

9

Products and System Requirements / Feedback Supported

FIGURE 2.2

エンコーダフィードバック信号

Encoder A+

Encoder A-

Encoder B+

例 1：エンコーダ A がエンコーダ B より優先されます。 パル
スは特定の周波数に到達し、速度と方向の情報をドライブに提供します。

Encoder B-

Encoder A+
Encoder A-

例 2：エンコーダ B はエンコーダ A の前にあり、方向は例
1 とは反対です。信号周波数も高くなり、速度は例 1 よりも速くなります。

Encoder B+

Encoder B-

Flex lexPro ドライブは、セットアップソフトウェアの自動転流ルーチンを使用して、正弦波転流にエンコーダフィードバックを使用することもできます。 エンコーダフィードバックは「位相検出（Phase Detect）」の手順でも使用されます。これは、ホールセンサなしで 3 相（ブラシレス）モータを使用する場合に必要です。 位相検出は、小さな電流信号をモータに送信して、モータが数秒間わずかに振動するように指示することで機能します。 この動きからのエンコーダフィードバックはモータの開始位置を検出し、ドライ
ブを適切に転流することを可能にします。 位相検出の詳細については、セットアップソフトウェアのマニ
ュアルを参照してください。
モータに取り付けられた高解像度エンコーダは、あらゆる速度で優れた速度と位置の制御、
滑らかな動きを可能にします。エンコーダフィードバックは、正確な速度と位置の制御を必要とするアプリケーションに使用する必要があり、低速の滑らかさが目的であるアプリケーショ
ンに特に役立ちます。
Note

2.5.3 ホールセンサ
FlexPro ドライブは、転流および/または速度制御にシングルエンドのホールセンサを使用できます。 ホールセンサ（通常 3 つ）は、ロータの磁界の位置を検出するためにモータに組み込
まれています。 フィードバック素子としてホールセンサが使用されている場合、ホールセンサ周
波数で速度ループを閉じることで、入力コマンド電圧でモータ速度を制御できます。 ホール
センサの周波数は、ドライブがモータの速度と方向を制御するために使用する速度フィードバ
ックに変換されます。

10

Products and System Requirements / Feedback Supported

実際のモータ速度は、デジタルオシロスコープ機能を介して設定ソフトで監視できます。
モータ搭載ホールセンサは基本的に低分解能のため、速度フィードバックにホールセンサを使用する場合、6 極モータで 300 rpm 以下、4 極モータで 600 rpm 以
下、または 900 rpm 以下の低速用途ではお勧めできません。 2 極モータのホール速度制御モードは、モータがより高速回転の場合の速度制御アプリケーションに適しています。

台形転流でホールセンサを使用する場合の詳細については 44 頁の「台形転流」を参照ください。

2.5.4 補助インクリメンタルエンコーダ
補助エンコーダ入力ピンは、エンコーダ追従モードのコマンドソースとして、または位置ループ
を閉じるための 2 次フィードバックデバイス入力として使用できます。 この機能はセットアップ
ソフトウェアで設定されます。

2.5.5 タコメータ (±10 VDC)
FlexPro ドライブは、速度フィードバック用のタコメータの使用をサポートしています。 タコメータ
は、モータシャフトの回転速度を測定し、速度制御のためにアナログ電圧信号をドライブに返します。 FlexPro ドライブは、タコメータで使用可能なプログラマブルなアナログ入力を提供します。 タコメータ信号電圧は±10 VDC に制限されています。

2.5.6 ±10 VDC 位置
FlexProドライブは、通常負荷に接続されるポテンショメータ形式のアナログ±10 VDC位置フィードバックを受け入れます。 フィードバック信号は、電圧が±10 Vを超えないように調整する必要があり、プログラマブル
なアナログ入力を介してドライブに接続されています。 セットアップソフトウェアで、使用する接続方法を「Position Loop Feedbackオプション」で選択する必要があります。 詳しくは、セットアップソフトウェアのマニ
ュアルを参照してください。

11

Products and System Requirements / Command Sources

2.6 コマンドのソース
FlexPro 組み込みドライブの入力コマンドソースは、次のいずれかのオプションで提供されます。

2.6.1 ネットワーク経由
FlexPro ドライブは、入力コマンドの形式としてネットワーク通信を利用できます。 EtherCAT
ドライブモデルの場合、入力コマンドは EtherCAT インタフェースを介して送信できます。
EtherCAT の詳細については、6 ページの「通信プロトコル」を参照してください。

2.6.2 ±10V アナログ電圧
FlexPro ドライブは、外部電源から±10 V の範囲の差動またはシングルエンドのアナログ電
圧信号を受け入れます。 入力コマンド信号は、ピン P1-3 と P1-5 に接続します。 詳細は、
42 ページの「プログラマブルアナログ入力」を参照してください。

2.6.3 エンコーダ追従
FlexPro ドライブは、入力コマンドの形式としてエンコーダ追従を利用できます。 エンコーダ追従モードでは、補助差動エンコーダ信号を使用して、マスタ/スレーブ構成でドライブに指令を行うことができます。 ギア比（入力カウント対出力カウント比）はセットアップソフトウェアでユーザが設定できます。 エンコーダ追従モードは、ドライブが位置モードで動作している場合にのみ有効なオプションです。 補助エンコーダ信号入力は ENC 2 ピンに接続する必要があります。
詳細については、33 ページの「補助エンコーダ」を参照してください。

2.6.4 インデックスとシーケンス制御
FlexPro ドライブでは、セットアップソフトウェアで最大 16 の別々に定義されたインデックスタスクを設定できます。 インデックスは、絶対値（絶対位置への定義済み移動を指示）または相対値（現在位置を基準とした定義済み移動を指示）のいずれかです。 インデックスを Homing ルーチンや他の制御機能と組み合わせて、最大 16 の異なるシーケンスを形成することができます。 シーケンスは、電源投入時、デジタル入力経由、または外部ネットワークコマンドを使用して開始するように設定できます。

2.6.5 Jog
FlexPro ドライブでは、セットアップソフトウェアで 4 つの別々のジョグ速度を設定し、一定の速度で定義された無限距離の動作を指令することができます。

12

Products and System Requirements / Command Sources

2.7 出力ピンとピン配置

T1 STO‐1 INPUT

P1 - Signal Connector
T2 STO RETURN

Pin

T3 STO‐2 INPUT1

GROUND2

3

PAI-1+

4

DATA+ USB

5

PAI-1-

6

DATA- USB

7

THERMISTOR

8GROUND

9

GROUND

10SCLA

T4 LOGIC PWR

MOTOR A T26

T5

HV

T6

HV

MOTOR A T24

2
GND T2112SDAA

ENC 1 DATA - / A-

14

HALL A

T8 HV

15

ENC 1 CLK+ / B+

16

HALL B

T9 HV

17ENC 1 CLK- / B-

18

HALL C

T10 MOTOR C

19

GROUND

20

GROUND

T11 MOTOR C

21

ENC 1 REF+ / I+22

ENC 2 A+

T12 MOTOR C

23

ENC 1 REF- / I-

24

ENC 2 A-

T13 MOTOR C

25

RESERVED26

ENC 2 B+

27

RESERVED28

ENC 2 B-

29

RESERVED30

ENC 2 I+

31

PDI-1

32

ENC 2 I-

33

PDI-2

34

PDO-1

35

PDI-3

36

PDO-2

37

PDI-4

38

PDO-3

39

GROUND40

GROUND41

TX- IN42

TX- OUT43

TX+ IN44

TX+ OUT

45

RX- IN46

RX- OUT

47

RX+ IN48

RX+ OUT49+3V OUT50+3V OUT51

LINK/ACT IN

52

LINK/ACT OUT

1
P1
GND T19

MOTOR B T17
MOTOR B T16
MOTOR B T15

Terminal Pins
Pin
Description
T1

STO-1 INPUTT2

STO RETURN

T3

STO-2 INPUTT4

LOGIC PWR

T5
T6
T7

HV

T8
T9
T10
T11
T12

MOTOR C

T13
T14

POWER GND

T15
T16
T17

T14 GNDGROUND

ENC 1 DATA + / A+

GND T20

MOTOR B T18

Description

11

MOTOR A T23
GND T22

Pin

13

T7 HV

MOTOR A T25

Description

SignalConnector

53

STATUS

54

RESERVED55

RESERVED56

RESERVED57

RESERVED58

RESERVED59

GROUND60

GROUND61

RESERVED62

RESERVED63

RESERVED64

RESERVED65

RESERVED66

RESERVED67

RESERVED68

ENC A OUT / STEP

69

RESERVED70

ENC B OUT / DIR

71

RESERVED72

ENC I OUT

73

+5V OUT74

ENC OUT STATUS

75+5V USER

76+3V3 OUT

77+5V USER

78+3V3 OUT

79

GROUND

80

GROUND

MOTOR B

T18
T19

POWER GND

T20
T21
T22
T23

MOTOR A

T24
T25
T26

13

Products and System Requirements / System Requirements

2.8 システムに対する要求
FlexPro サーボドライブをシステムに正しく組み込むには、電気的、機械的、および環境の仕様に基づいて性能への影響を予測し、FlexPro サーボドライブが正しく動作することを確認する必要があります。

2.8.1 仕様のチェック
FlexPro サーボドライブを選定する前に、ユーザはシステムの要件を考慮する必要があります。
これには、システムの電圧、電流、トルク、および電力の要件を計算すること、および動作環
境やドライブが接続するその他の機器を考慮することが含まれます。 サーボドライブを設置または操作する前に、次のものがすべて揃っていることを確認してください:••••

FlexPro サーボドライブ
ドライブのデータシート (お使いのモデルの)
FlexPro 組み込みドライブハードウエア導入の手引き
設定ソフトウエアマニュアル
FlexPro サーボドライブは、PCB 自体の信号ピンと端子ピン以外に、他のコ
ネクタや取り付け用部品がない状態で出荷されます。 ただし、マウントカ
ードとコネクタは利用できます。 AMC が提供する FlexPro 開発ボードのアセンブリについては、25 ページの「開発ボード」を参照してください。 取
り付けオプションのカスタマイズは、量産注文時に利用可能です。

2.8.2 モータの仕様
FlexPro サーボドライブは、各ドライブ毎に固有の所定の電流および電圧定格を持っています。
必要なアプリケーション要件と使用されているモータのデータシートからの情報に基づいて、モータの能力に最も適したドライブを選択することができます。 サーボドライブをモータ組み合わせるときに役立つ一般的なガイドラインは次のとおりです。:•

モータ電流 IM は、DC アンプに必要なモータ電流であり、次の式で負荷を動かすに必
要なトルクと関連しています：

ここで:
KT

- モータトルク定数

モータ電流は、連続動作とピーク動作の両方に対して計算する必要があります。 ピークト
ルクは、移動プロファイルの加速部分にあります。 連続トルクは、滞留時間を含む、移動プロファイル中にシステムが必要とする平均トルクです。

14

Products and System Requirements / System Requirements•

システム電圧要件は、モータの特性と、モータがどれだけ速くそして強く駆動されるかに基づいています。 システム電圧要件は、移動プロファイルを達成するために必要なモータ電
圧ＶＭに等しくなります。

ここで:KE -モータバック EMF 定数
SM -モータ速度 (アプリケーションに予想される最大速度を使用)
IM -モータ電流(アプリケーションに予想される最大電流を使用)
RM -モータライン間抵抗•モータのインダクタンスは、DC モータ電流が適切にフィルタ処理されることを保証するため、サーボドライブの動作に不可欠です。
ドライブの定格最小インダクタンス値を満たさないモータはドライブを損傷する可能性があります。 モータのインダクタンス値が選択したドライブに必要な最小値より小さい場合は、外部フィルタカードの使用が必要です。

最小モータインダクタンス定格はドライブデータシートに記載されています。 ドライブが最大定格電圧以下で動作している場合は、最小負荷インダクタンス要件が緩和される可能性があります。

2.8.3 電源の要件
FlexPro組み込みサーボドライブは、絶縁された非安定型 DC電源で動作します（ドライブモデルの電源
範囲と過電圧シャットダウン値については表 2.1を参照）。 電源装置の変動による厄介な過電圧または過電圧エラーを回避するには、システム電源電圧をシステム全体の必要電圧より少なくとも 10％高く、以下の最低値より少なくとも 10％低くする必要があります:••

ドライブ過電圧
外部シャントレギュレータのターンオン電圧

モータの減速やモータ負荷の下降によってドライブの電源を介してシステムの機械的エネルギーが回生するようなシステムでは、シャントレギュレータを使用する必要があります。 この回生エネルギーは、
電源コンデンサをドライブ過電圧シャットダウンレベルよりも高いレベルまで充電する可能性があります。 電源容量がこの余剰エネルギーを処理できない場合、または十分な容量を供給することが実用的でない場合は、外付けシャントレギュレータを使用して回生エネルギーを消費する必要があります。 シャントレギュレータは特定の電圧レベル（ドライブ過電圧シャットダウンレベル以下に設定）で「オン」になり、回生された電気エネルギーを熱の形で放出します。
電源の定格電流は、システムに必要な最大電流に基づいています。 電源装置が複数のドライブに電力を供給している場合は、各ドライブの現在の要件を合計する必要があります。
サーボドライブの性質上、ドライブに流れ込む電流がドライブから流れ出す電流と常に等しいとは限りません。 ただし、入力電力は出力電力と同じです。

15

Products and System Requirements / System Requirements

次の式を使用して、モータ電流要件に基づいた電源出力電流 IPS を計算してください。

ここで:
VPS - 公称電源電圧- モータ電流IM
VM - モータ電圧
移動プロファイルの最大電力のポイントで V と I の値を使用します（VM IM = max の場合）。 これは
通常、モータのトルクと速度の両方が高い,すなわち激しい加速の終わりになります。
動的な動きが大きいときに安定して動作するためには、電源出力インピーダンスは次の値より低くなければなりません:

ここで:
PMM
IPDC

- 最大モータパワー- 最大 DC 入力電流

これには、ケーブル配線、フィルタなどによるインピーダンスが含まれます。

16

Products and System Requirements / System Requirements

2.8.4 動作環境
FlexPro サーボドライブを正しく動作させるためには、ドライブを取り付ける前に動作環境を評価することが重要です。
Parameter

TABLE 2.3 標準環境仕様
Description

Ambient Operating Temperature Range

0 - 65 °C (32 - 149 °F)

Storage Temperature Range-40 - 85 °C (-40 - 185 °F)

Relative Humidity

0-95%, non-condensing

Parameter

周囲温度範囲と熱データ FlexPro ドライブには、PCB 温度が最大 PCB 動作温度値を超えると動作する、過熱無効化機能が組み込まれています。下の図は、公称 DC 電源電圧と特定の出力電流の場合にベースプレートの温度をサーマルシャットダウン値未満に保ちながら
FlexPro ドライブが動作できる周囲温度範囲の上限を示しています。最高の熱管理結果を得るには、ドライブのベースプレートをヒートシンクに取り付けることをお勧めします。
FIGURE 2.3 FlexPro の駆動可能な最大周囲温度範囲（標準環境モデル）

衝撃/振動 FlexPro ドライブは高度の機械的衝撃や振動に耐えるように設計されていますが、過度の物理的負荷は不安定な動作を引き起こしたり、ドライブの動作を完全に停止させたりす
る可能性があります。ドライブがシステムにしっかりと固定されていることを確認して、ドライブが受ける衝撃や振動を軽減してください。ドライブを機械的振動から保護する最善の方法は、ネジを使ってドライブをベースプレートに固定することです。 取り付けオプションと手順については、
26 ページの「取り付け」を参照してください。

17

Products and System Requirements / System Requirements

拡張環境モデル FlexPro 拡張環境モデル（FX ...部品番号）は、次の仕様に準拠しており、
MIL-STD-810F で定義されている環境エンジニアリングの考慮事項に従って設計されています。
TABLE 2.4 拡張環境仕様
Parameter

Description

Ambient Operating Temperature Range-40 - 95 °C (-40 - 203 °F)

Storage Temperature Range-50 - 100 °C (-58 - 212 °F)

Relative Humidity

0-95%, non-condensing

Thermal Shock-40 - 95 °C (-40 - 203 °F) within 3 min

Vibration

25 Grms for 5 minutes in 3 axes

Altitude-400m to +25000m

Contaminants

Pollution Degree 2

さらに、FX ...モデルは、オプションでエンドユーザーアプリケーションが次の認定を満たすように設計されています。
••••

MIL-STD-1275D
MIL-STD-461E
MIL-STD-704F
MIL-HDBK-217

可動部品がドライブに接触しない場所に、ドライブがしっかりと固定されるように注意する必要があります。

18

Products and System Requirements / System Requirements

3

サーボシステムとの統合

この章では、インタフェースボード上の PCB トレースの設計方法、ドライブの適切な接地方法、モータワイヤ、
電源ワイヤ、フィードバックの適切な接続方法、ケーブル、通信ケーブル、およびサーボドライブへの入力、など、
FlexPro™サーボドライブのシステムへの組み込みに関するさまざまな詳細事項を説明します。

3.1 LVD の要件
LVD リファレンスレポートを満たしているサーボドライブは、機械指令の要件を満たす完全なシステムにインストールされることを意図した部品として検討されます。これらのユニットがエンドユーザの機器で受け入れられるためには、以下の許容可能な条件が満たされなければなりません。
1. EN60204.1 のセクション 7.2 および 7.3 で規定されている、欧州で承認された過負荷および電流保護をモータに取り付ける必要があります。
2. EN60204.1 のセクション 5.3 に指定されている切断スイッチを、最終システムに取り付ける必要があります。
3. アース端子を備えていないすべてのドライブは、EN60204.1 のセクション 6 のアクセシビリ
ティ要件に準拠し、セクション 8 に従ってシステムのアースの連続性を確立するために、アースされたエンドユースエンクロージャに取り付け、導電接続する必要があります。
4. 機械の予期せぬ起動を防止する遮断装置を設け、人がけがをする可能性がある場合に備えてください。この装置は、障害状態でマシンをシャットダウンした後、マシンの自動再始動を防止するものとする必要があります。
5. 欧州で承認された過電流保護装置を、サーボドライブの前にインラインで取り付ける必要があります。これらの装置は、設置説明書に従って設置および接続する必要があります（設置説
明書の、突入電流の考慮など）。独自のプライマリヒューズを組み込んだサーボドライブでは、
エンドユーザの機器に保護機能を組み込む必要はありません。
これらの項目は、あなたの取り込みの宣言だけでなく、あなたの会社の名前と住所、機器の説明、声明が含まれるべきです。サーボドライブは、それらが組み込まれている機械が機械指令の条項に準拠して宣言され、署名者の身元が確認されるまで使用してはなりません。

19

Integration in the Servo System / CE-EMC Wiring Requirements

3.2 CE-EMC の配線要件
以下のセクションでは、EMC 要件を満たすために必要なインストール手順について説明します。
現在使用中のドライブの種類を確認する際の支援については、お問い合わせください。

一般
1. ドライブへのすべての相互接続ケーブルにシールドケーブルを使用する必要があり、ケーブルのシールドは最も抵抗の少ない地点で接地する必要があります。
2. ドライブの金属製エンクロージャは、最も抵抗の少ない地点で接地する必要があります。
3. ドライブは、製品が動作しているときに、コネクタおよび露出したプリント基板に人が触れないように取り付ける必要があります。これが避けられない場合は、運転中にドライブに触れないようにする明確な指示が必要です。これは、人からの静電気による誤動作を避けるために必要です。

アナログ入力ドライブ
4. 外部 RF フィールドからのピックアップを防止するために、フェア-ライト（Fair- Rite）モデ

ル 0443167251 の円形クランプフィルタを低レベルの信号相互接続ケーブルに取り付ける必要があります。

PWM 入力ドライブ
5. フェア-ライト（Fair- Rite）モデル 0443167251 の円形クランプフィルタを、電磁放射を低減するために、PWM 入力ケーブルに取り付けなければなりません。

MOSFET スイッチングドライブ
6. フェア-ライト（Fair- Rite）モデル 0443167251 の円形クランプフィルタを、電磁放射を低減するために、負荷ケーブルコネクタに取り付ける必要があります。
7. 適切な定格の Cosel TAC シリーズの AC 電源フィルタとフェア-ライト（Fair- Rite）モデ
ル 5977002701 フェライトリング（フィルタの供給端に配置）を、電源供給ネットワークにフィードバックされる伝導エミッションを低減するために、MOSFET 駆動システムの AC 電源に接続する必要があります 。

IGBT スイッチングドライブ
8. 適切な定格の Cosel TAC シリーズ AC 電源フィルタとフェア-ライト（Fair- Rite）モデル

0443167251 の円形クランプフィルタを組み合わせ（フィルタの供給端に配置）、IGBT ドラ
イブシステムの AC 電源に接続し、電源供給ネットワークにフィードバックされる伝導放射を低減する必要があります。
9. フェア-ライト（Fair- Rite）モデル 0443167251 の円形クランプフィルタとモデル
5977003801 フェライトリングは、電磁放射を低減するために負荷ケーブルコネクタに取り付けなければなりません。

AC 電源フィルタの取り付け
10. 機械で発生したノイズは、主 AC 電源に漏れる可能性があります。その後、近くの機器に伝わります。この機器が敏感な場合は、ノイズの影響を受ける可能性があります。

20

Integration in the Servo System / CE-EMC Wiring Requirements

AC 電源フィルタは、このノイズをフィルタリングして、ノイズが AC 電源信号に乗ることを防ぐことができます。上記の AC 電源フィルタは、フィルタに設けられた 2 つの取り付け用ラグ板を使用して、製品の格納部に対して平らに取り付ける必要があります。良好な金属と金属の接触を確保するために、フィルタが取り付けられている筐体から塗料を除去する必要があります。AC 電源フィルタは、ドライブのエンクロージャのできるだけ近くの場所に取り付けてください。また、フィルタの負荷端にある AC 電源ケーブルは、フィルタの供給端のAC 電源ケーブルおよび他のすべてのケーブルおよび回路から遠くに配置して、RF 結合を最小限に抑える必要があります。

3.2.1 フェライト抑制コアのセットアップ
PWM スイッチングノイズがフィードバック信号または信号グランドに乗っている場合、フェライト
抑制コアを使用してノイズを減衰させることができます。できるだけ多くの回数、通常は 2〜5回、モータのリードを、フェライト抑制コアの周りに巻きつけます。ケーブルシールドをはがし、モータワイヤのみを巻きつけてください。単相（ブラシ付き）モータ用では 2 本の電線と、3 相（ブラシレス）モータ用では 3 本の電線があります。フェライト抑制コアの周りモータワイヤをグループとしてまとめ、モータケースのアース線をフェライトコアの巻線から離してください。フェライト抑制コアは、
可能な限りドライブの近くに配置する必要があります。TDK ZCAT シリーズのスナップオンフィル
タは、すべての I / O ケーブルの放射を低減するために推奨されます。

3.2.2 インダクティブフィルタカード
インダクティブフィルタカードはモータと直列に追加され、ドライブの最小負荷インダクタンス要件を満たすように、負荷インダクタンスを増加させるために使用されます。また、長いケーブル配線
や高電圧システムで見られるライン容量の影響を打ち消す役割も果たします。これらのフィルタ
カードには、信号線にカップリングする PWM ノイズの量を削減するという利点もあります。

21

Integration in the Servo System / Wiring

3.3 接地ほとんどのサーボシステムでは、すべてのケースグランドを「スター」構成の単一の保護接地（PE）に接続する必要があります。ケースのグランドを中央の PE 接地点に接地すると、グランドループの可能性が減り、部品間の高周波電圧差を最小限に抑えるのに役立ちます。すべてのアース線は太い線を使用し、できるだけ短くする必要があります。以下のものは、中央の PE 接地
点にしっかりと接地してください：••••

モータシャーシ
コントローラシャーシ
電源シャーシPCB インタフェースシャーシ
FIGURE 3.1 システムの接地

マウントカードまたは PCB インタフェース側のシャーシシールドアースポイントにケーブルシールド線を接地します。 DC 電源グランドと入力基準コマンド信号グランドは、多くの場合、シャーシ/ PE グラ
ンドとは異なる電位にあります。「フローティング」差動サーボドライブ入力によるノイズの混入を防ぐた
め、コントローラのシグナルグランドは FlexPro ドライブのシグナルグランドに接続する必要があります。
すべての FlexPro ドライブでは、DC 電源グランドと入力コマンド信号グランドは内部で相互に基準になっています。 絶縁型 DC 電源を使用するシステムでは、信号グランドまたは電源グランド、ある
いはその両方をシャーシグランドの基準にすることができます。 まずこれが適切で安全かどうかを判断します。 安全であれば、それらは中央接地点で接地することができます。

接地は安全のために重要です。 このマニュアルに記載されている接地方法は、すべてのアプリケーションやシステム機器に適しているとは限りません。 特定のサーボシステムに適用されるため、適用可能な規制とガイドラインに従うことはシステム設計者の責任です。

22

Integration in the Servo System / Wiring

3.4 配線サーボシステムの配線には通常、コントローラ（デジタルまたはアナログ）、サーボドライブ、電源、およびモータの配線が含まれます。 いくつかの簡単なルールを守れば、これらのサーボシステム
コンポーネントの配線はかなり簡単です。 高効率 PWM サーボドライブの場合は常に、ケーブ
ルやワイヤを介したノイズの干渉があり、これらはシステム全体のパフォーマンスにとって有害な場合があります。 ノイズは干渉信号の形で次のように結合します：••••

回路内の信号線の容量（静電結合）に結合（影響は高インピーダンスポイントでより深刻になります）。
信号回路内の閉ループに対して磁気的に結合（インピーダンスレベルとは無関係）。
電磁放射用の小型アンテナとして機能する信号線に電磁気的に結合。
グランドラインの電圧降下により、回路の一部から他の部分へ結合。

経験上、ノイズの主な原因はドライブの出力電力段の高い DV / DT（通常約 1V /ナノ秒）です。 この PWM 出力は、出力線と入力線を介して信号線に戻り結合することがあります。 この
影響を減らすための最善の方法は、信号とモータのリード線を分離して配置し、シールドを追加、ドライブで差動入力を使用することです。 ノイズが極端な場合には、誘導フィルタカードまたはノイズ抑制デバイスの使用をお勧めします。 残念ながら、低周波磁界は金属製エンクロージ
ャではそれほど減少しません。 一般的な電源は、50 または 60 Hz の電源トランスと、モータリード線の低周波電流変位です。 信号線、電源線、およびモータ線で広いループ領域を避けます。 ツイストペアワイヤは、囲まれる領域が小さく、連続したツイストで発生する信号が相殺されるため、磁気ピックアップを減らすのに非常に効果的です。

3.4.1 配線の太さ
ワイヤ径が小さくなると、インピーダンスが大きくなります。 インピーダンスが高いワイヤは、インピーダンスが低いワイヤよりも多くのノイズを発生します。 したがって、モータ電源線、電源線、およびアース線の配線の太さを選定する場合は、細すぎる線ではなく、より太い線を選択することがベターです。 ケーブルが長くなるにつれて、この推奨事項はより重要になります。

3.4.2 モータの配線
モータ動力線は、ドライブからモータに電力を供給します。 モータ電源ケーブルには、ツイストシールドペアを使用して、敏感な部品へのノイズの混入を減らします。
••

単相モータまたはボイスコイルの場合、2 つのモータ線を一緒にねじります。
三相モータの場合は、3 つのモータ電線を 1 つにまとめてねじります。

モータ電源ケーブルシールドの一方の端は、マウントカードまたは PCB インタフェースシャーシのアースにのみ接地してください。 モータの電源リード線は、それぞれのケーブルで束ねてシールド
し、フィードバック信号線から離してください。
モータ電流または電力を供給するためにシールド線を使用しないでください！

23

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3.4.3 電源の配線
電力出力段によって生成された PWM 電流スパイクは、内部電源コンデンサによって供給されます。これらのコンデンサの電流リップルを許容レベルに維持するためには、太い電源リード線を使用し、可能な限り短くする必要があります。電源コードはねじって、インダクタンスを減らします。電源ケーブルシールドの一方の端を、取り付けカードまたは PCB インタフェースシャーシのアースだけに接地します。
単一のアプリケーションに複数のドライブを取り付ける場合は、グランドループに関する予防措置を講じる必要があります。アースへに 2 つ以上の接続可能な電流経路があるときは、損傷が発生するか、またはシステムにノイズが入る可能性が常にあります。 使用する電源の数に関係なく、多軸設置の場合次の規則がすべてに適用されます：
1. 電 源 フ ィ ル タ ・ コ ン デ ン サ から 直 接 各 ドラ イ ブ へ別 々 の電 源 コ ー ドを 接 続 します。
2. 電 源 や D C コ モ ン 接 続 を 絶 対 に 「 デ イ ジ ーチ ェ ーン 接 続 」 し な い で くだ さ い。
代 わ り に 「 ス タ ー配 線 」 接 続 を 使 用 し て くだ さ い 。

3.4.4 フィードバックの配線
フィードバック配線にはシールドされたツイストペアの使用をお勧めします。シールドの片端は、マウン
トカードまたは PCB インタフェースシャーシのアースだけに接地してください。 配線長とノイズ源への暴露を最小限に抑える経路で、ケーブルやワイヤを配線してください。 モータ電源線は主要なノイズ源であり、モータフィードバック線はノイズを非常に受けやすいため、 シールドされていても、モータ
電源線をモータフィードバック線と一緒に配線することは決して良い考えではありません。 これらのケーブルは両方ともドライブを起点とし、モータを終点としますが、2 つの間の距離を維持する別の経路を見つけるようにしてください。 これらのワイヤ間の最小距離の経験則は、ケーブル長 10m ごとに10cm です。
FIGURE 3.2 フ ィ ー ド バ ッ ク の 配 線

24Integration in the Servo System / Wiring

3.4.5 指令入力の配線
指令入力信号線にはシールドツイストペアの使用をお勧めします。リファレンスソース「+」を「+ REF IN」に、
リファレンスソース「 - 」（またはコモン）を「-REF IN」に接続します。 シールドをマウントカードまたは PCB イン
タフェースシャーシのアースに接続します。 サーボドライブの指令入力回路は、信号源とドライブの電源グランド間のコモンモード電圧を減衰させます。
シングルエンドの指令信号の場合は、コマンド信号を "+ REF IN"に接続し、コマンドリターンを" - REF IN"をシグナルグランドに接続します。

長い信号線（10〜15 フィート：3～4.5m 以上）も、標準的なオペアンプ出力で駆動するとノイズの原因になる可能性があります。配線のインダクタンスとキャパシタンスにより、オペアンプは発振する可能性があります。コントローラに固定電圧を設定してから、ドライブの信号をオシロスコ
ープでチェックして、信号にノイズがないことを常に確認することをお勧めします。

3.4.6 通信の配線
EtherCAT ネットワーク接続には、業界標準の CAT 5e または CAT 6 イーサネットケーブルをデュアル RJ-45 コネクタと一緒に使用することをお勧めします。一般的な RJ-45 コネクタには、EtherCAT ネットワーク監視（リンク検証、ネットワークアクティビティ、ステータス、およびエラー機能）用の LED があります。FlexPro ドライブには、この目的のために LED 出力信号が含まれています。 推奨するインタフェース接続については、39 ページの「EtherCAT インタフェース」を参照してください。

25

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3.5 取り付け
このセクションでは、FlexPro サーボドライブを PCB に取り付けるためのさまざまな方法についての手順と情報を提供します。

3.5.1 開発ボード
FlexPro サーボドライブは開発ボードアセンブリとしても入手可能です。ドライブはインタフェー
スボードに予めはんだ付けされています。インタフェースボードは、モータ、電源、フィードバック
装置、およびコントローラへの接続を簡単にするための標準コネクタを備えています。 開発ボ
ードアセンブリは、初期設計とプロトタイピングの両方の目的で設計されており、最終システ
ム設計にも実装できます。 実証済みの機能によって設計およびテストプロセスが合理化および簡素化されるため、初期システムの概念実証に開発ボードアセンブリを使用することを強くお勧めします。
TABLE 3.1 FlexPro 開発＆インタフェースボード
Part Number

Description

FD060-xx-EM

FE060-xx-EM servo drive development board assembly; single axis, EtherCAT

FM060-xx-EM

FE060-xx-EM servo drive mounted to interface board, single axis, EtherCATDevelopment Board Part Number

Description

FIGURE 3.3 FD060-xx-EM 開発ボードのアッセンブリ

FIGURE 3.4 FM060-xx-EM インタフェースボードのアッセンブリ

ピン配置、寸法、および発注情報は、www.a-m-c.com からダウンロードできる開発ボードのデータシートとして入手できます。 データシートには、適合するコネクタと構成オプションに関する情報が含まれています。
さらに、FlexPro ユーザはサーボドライブと適合する独自のインタフェースボードを設計することも可能です。 互換性のある PCB インタフェースカードの設計の詳細については、26 ページの「PCB 設計」および 28 ページの「インタフェース回路の例」を参照してください。

26

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3.6 PCB 設計
FlexPro ドライブ用の PCB インタフェースを設計する場合、システム設計のテストおよびプロ
トタイプ作成段階では、25 ページの「開発ボード」に記載されている開発ボードアセンブリを使用することを強くお勧めします。開発ボードで実績のある機能は、トラブルシューティングを最小限に抑え、テストと統合のプロセスを合理化します。 特定のシステムやアプリケーション
では、開発ボードを最終製品に組み込むことも可能です。
スペースの制約または他の制約条件のため、カスタム設計の PCB インタフェースを必要とするシ
ステムでは、適切な動作を保証するために念頭に置くべき、いくつかの重要な機能があります。

3.6.1 トレース幅と配線
インタフェースカード上の PCB トレースの適切な設計と実装は、ドライブ効率とノイズ低減を最大化するために不可欠です。
•

•

•

•

ハイパワー信号とローパワー信号の分離 － FlexPro サーボドライブは電源と信号グランド
間に内部接続がありますが、パワーコネクタから出ているトレースは大電流と電圧を伝送し、シグナルコネクタから発しているトレースは小電流と電圧を伝送します。 電源配線を信号配
線の近くに配線しないでください。また、決して並行して配線しないでください。 電源配線と信号配線を交差させる必要がある場合は、直交させる必要があります。
電流配線を短くする － DC 電源配線やモータ電源配線などの大電流を流す配線は、ノイズの発生を最小限に抑えるために短くして互いを近づけてください。また、可能であれば、DC
電源トレースをモータ電源トレースから離してください。
最大値に対する設計－ 隣接するトレースは、最大 DC 電源値に等しい電位を持ち、サー
ボドライブのピーク定格と連続電流定格の両方の電流を流すことができます。トレース幅と銅メッキ厚はこれらの最大値を考慮する必要があります。
提供されているすべての端子ピンを使用－ モータ相、HV、および GND ピンの場合、FlexPro サーボドライブはピンのグループを「共有」してそれらの間で電流を分散させます。
これらのピングループに流れる大電流トレースは、PCB ボード上で相互接続する必要があります。これらのピングループについては、ドライブのデータシートまたは 5 ページの「対象製品」の「ピン割り当て」の項を参照してください。

3.6.2 PCB 取り付けオプション
FlexPro サーボドライブは、PCB インタフェースボードに直接半田付けする必要があります。

信号コネクタ FlexPro ドライブでは、I / O、フィードバック、およびその他の低電力信号に狭ピッチのコ
ネクタを使用します。 FlexPro ドライブモデルに互換性のある接続コネクタを下の表に示します。
TABLE 3.2 適合コネクタ
Drive Model

Connector

Pins

Pitch

FE060-xx-EM

P1 Signal
C
t

80

0.4mm

Manufacturer and Part Number
Panasonic: AXT380224

27

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端子ピン FlexPro ドライブの端子ピンを、電子アセンブリで許容される業界標準 IPC-A-610D に従って PCB に半田付けする必要があります。フラックスのない半田を使用してください。
FlexPro ドライブは、次のいずれかの方法で半田付けすることができます:•••

ウェーブ半田付
手作業半田付け
選択ウェーブ半田付

半田付け後にドライブと PCB をきれいにするためには、イソプロピルアルコールや柔らかい毛先のブラシで洗浄剤をやさしく適用することをお勧めします。下向きの圧力をかけないように注意して、PCB とドライブを軽く磨いてください。ドライブを洗浄剤には浸さないでください。

ねじによる取付 安定性とサポートを強化するために、ドライブベースプレートの取り付け穴を使用して、FlexPro ドライブを外部ヒートシンクまたは他の取り付けプレートにネジ止めすることができます。外部ヒートシンクに取り付けると、動作時の熱管理が改善されます。 正確なネジの位置と寸法については、使用する各ドライブのデータシートを参照してください。
CAD ファイルは www.a-m-c.com からダウンロードできます。

28

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3.6.3 インタフェース回路例
以下のセクションでは、インタフェースボードの一部を FlexPro サーボドライブと連携するように設計する方法の例を示し、一般的な接続規則と手順についても説明します。
図は参考例です。特定のシステム・アプリケーションに対するデザインの互換性や互換性維持のためすべての回路をレビューする必要があります。インタフェース PCB を設計する前に外部ハードウエア（RJ-45 コネクタ、USB コネクタ、フィードバックデバ
イスなど）特定の要件/回路について、適切なデータシートやインストールマニュアルを参照し慎重に検討する必要があります。

USB インタフェース FlexPro ドライブは、USB ハブコントローラを介して単軸または多軸構成のいずれかで標準
USB 接続に配線できる USB 出力を備えています。特定のシステム設計やデバイスに必要な適切なインタフェース回路については、www.usb.org および使用中の USB デバイスのデータシート/インストールマニュアルを参照することをお勧めします。 図 3.4 に典型的な USB 接続のガイドラインを示します。 I2C I / O エキスパンダ信号の詳細については、38 ページの図 3.17 を参照してください。
FIGURE 3.4 推奨 USB インタフェース

ロジック電源入力 FlexPro ドライでは、外部ロジック電源を接続することができます。このロジック電
源は電源グランドを基準にします。図 3.5 に、マウントカード/インタフェース PCB を介してロジッ
ク電源を接続する方法を示しています。外部ロジック電源が接続されていない場合、ロジック
電源は主 DC 電源から内部で生成されます。
FIGURE 3.5 推奨補助ロジック電源入力

I

29

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DC 電源入力

図 3.6 は、FlexPro サーボドライブをマウントカード/インタフェース PCB を介して、絶縁された DC 電源に接続する方法を示しています。電源装置の配線がシールドされており、電源装置のケースがシングルポイントシステムのグランド（PE グランド）に接地されていることに注意してください。ケーブルシールドは、マウントカードまたは PCB インタフェース側でシャーシグ
ランドに接地する必要があります。すべての HV 電源端子ピンを使用する必要があります。
FIGURE 3.6 推奨 DC 電源入力

すべての HV 電源入力端子ピンと電源グランド端子ピンを使用する必要があります。

30

Integration in the Servo System / PCB Design

モータ出力 以下の図は、FlexPro サーボドライブにマウントカード/インタフェース PCB を介してさまざ
まな種類のモータを接続する方法を示しています。 モータ配線がシールドされていること、およびモータハウジングがシングルポイントシステムアース（PE アース）に接地されていることに注意してください。ケーブルシールドは、シャーシインタフェースに対して PCB インタフェース側で接地する必要があります。
FIGURE 3.7 推奨モータ出力

モータ配線を切断するためにリレーまたは他の手段を使用する場合は、モータ配線をドライブに再接続する前にドライブが無効になっていることを確認してください。有効になっているときにモータの配線線をドライブに接続すると、ライブを損傷するような極端に高い電圧スパイクが発生することがあります。

ステッピングモータを使用するアプリケーションでは、最大モータ速度が制限されます（通常最大 600 RPM）。

使用可能なすべてのモータ相出力端子ピンを使用する必要があります。

31

Integration in the Servo System / PCB Design

デジタル入力 FlexPro ドライブは、4 つのシングルエンド TTL レベルプログラマブルデジタル入力を提供します。図 3.8 は、適切な動作のためにマウントカード/インタフェース PCB をどのように設計する必要があるかを示す例です。
FIGURE 3.8 推奨標準デジタル入力インタフェース

デジタル出力 FlexPro ドライブは 3 つのシングルエンドプログラマブルデジタル出力を提供します。図
3.9 は、実装カード/インタフェース PCB を適切に動作させるための設計例です。
FIGURE 3.9 推奨デジタル出力インタフェース

32

Integration in the Servo System / PCB Design

アナログ入力FlexPro ドライブは 1 つのプログラム可能なアナログ入力を提供します。下の図3.10 に、適切な動作のためにマウントカード/インタフェース PCB を設計する方法例を示します。
シングルエンド使用の場合は、PAI-1 を信号グランドに短絡する必要があります。
FIGURE 3.10 推奨アナログ入力インタフェース

ホールセンサ入力 FlexPro ドライブでは、転流と速度フィードバックの両方にシングルエンドのホー
ルセンサ入力が可能です。推奨回路を図 3.11 に示します。

FIGURE 3.11 推奨ホールセンサインタフェース

33Integration in the Servo System / PCB Design

エンコーダ入力 FlexPro ドライブは差動エンコーダ入力（インクリメンタルまたはアブソリュート）をサポートします。 必要に応じて、FlexPro ドライブに提供されている+ 5V 電源出力ピンからエンコーダに電力を供給できます。 エンコーダの電圧と電流の要件については、モータとエンコーダの仕様を確認してください。 FlexPro ドライブは、BiSS C モードアブソリュートエンコーダもサポートしています。
推奨回路を図 3.12 に示します。
FIGURE 3.12 推奨エンコーダ入力インタフェース

補助エンコーダ FlexPro ドライブは、補助位置フィードバックに使用できる、またはドライブがエンコー
ダ追従用に設定されている場合には、コマンドソースとして使用できる差動補助エンコーダ入力を受け入れます。補助エンコーダ信号は、ENC 2 ピン（P1-22 / 24、26 / 28、および 30/32）を介して接続されます。補助エンコーダのハードウエア設定およびオプションは、セットアップソフトウェアで入力設定ができます。 補助エンコーダ入力を利用するには、ドライブが位置決めモードで動作している必要があります。必要に応じて、FlexPro ドライブに提供されている+ 5V 電源出力ピンからエンコーダに電力を供給できます。 エンコーダの電圧と電流の要件については、モータとエンコーダの仕様を確認してください。 推奨回路を図 3.12 に示します。

34

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STO（安全トルク Off）インタフェース

FlexPro ドライブファミリは、ユーザシステムからの外部 5V STO 入力を監視し、STO イベントが発生するとモータ出力を無効にするように設計された、専用の+ 5VDC STO 安全機能を備えています。 STO 回路は、+ 5VDC シ
ンクのシングルエンド絶縁入力を STO 機能に使用します。 STO1 と STO2 の両方をアクテ
ィブ（HIGH）にして、駆動モータがトルクを出力できるようにする必要があります。
TABLE 3.3 STO 信号の挙動

FIGURE 3.13 S T O の コ ネ ク タ
コネクタおよび適合するハードウエアの情報については、25 ページの「取り付け」および
26 ページの「PCB の設計」を、ピン番号の情報については、13 ページの「ピン配置とピンレイアウト」を参照してください。機能安全は、次の標準の要件を満たすように設計されています:• EN ISO 13849-1 -- Category 4 / PL e
• EN IEC 61800-5-2 -- STO (SIL 3)• EN 62061 -- SIL CL3• IEC 61508 -- SIL 3
適切な FMEA 計算による診断およびすべての実装により、STO が完全にドライブシステムに組み込まれる場合は、監視回路を外部ロジックエレメントによって検査する必要があります（35 ページの「STO
動作テスト」を参照）。 安全関連パラメータの計算は、1 年のプルーフテスト間隔に基づいており、SIL 3までの要件が満たされていることを示しています。 安全関連のパラメータは次のとおりです:••

安全側故障割合: SFF = 97%
単位時間当たりの時間平均危険側故障頻度: PFH = 1.3 x 10-8 1/h•

作動要求時の機能失敗平均確率 (1 year): PFDavg = 1.7 x 10-5定義された上記の評価と安全性の値は、FlexPro ドライブファミリに組み込まれた STO 機能を使用して行われました。 FlexPro ドライブファミリの製品データは、www.a-m-c.com でご覧いた
だけます。

Note

FlexPro ドライブは、24VDC STO を使用するオプションを提供します。 詳細については、製造元にお問い合わせください。

Note

35

Integration in the Servo System / PCB Design

STO 無効化
安全トルク Off 機能を必要としないアプリケーションでは、適切なドライブ操作のために STO 機能を無効にする必要があります。 個別の STO コネクタを使用する FD060（開発ボードアセンブリ）ドライブモデルの場合、専用の STO 無効化キープラグを購入でき、STO を使用しないアプリケーションにはインストールする必要があります。 注文情報についてはお問い合わせください。 あるいは、FE060 および FM060 ドライブモデルの場合、図 3.15 に示すように、指定されたピンを一緒に配線することにより、STO を無効にすることができます。
FIGURE 3.15 STO 無効化の場合の接続
FLEXPROSERVO DRIVE
STO-1 INPUT
Jumper STO-1,
STO-2, and +5V
OUT

Jumper STO
RETURN and GND

STO-2 INPUT+5V OUTSTO RETURN
GND

使用しているドライブのデータシートを参照して、適切なピンの位置を確認してください。 コ
ントローラへの接続で信号を一緒にジャンパーすることをお勧めします。+ 5VDC 信号は、外部の+ 5VDC ソースから来る場合もあります。
Note

STO 運用テスト
STO 監視回路（STO1 および STO2）の動作は、少なくとも月に 1 回は検証する必要があります。 次の手順は、STO 機能を検証する正しい方法の１例を示しています。実証試験中に、すべての個人および機械に対しシステムの安全要件が適切に満たされるようにすることは、システムオペレーターの責任であることに注意してください。
1.
2.
3.
4.
5.
6.

ド ラ イ ブ の電 源 を 入 れ ま す 。
ライブが有効状態にあることを確認します（デジタルコントローラまたはネットワークコマンドを使用して監視します）。
ネ ッ ト ワ ーク コ マ ン ド を 使 用 し て 、 デ ジ タ ルコ ン ト ロ ーラ 信 号 の S T O 1 入 力 ピ ン の電圧信号を削除します。
ドライブが無効状態になっていることを確認します（ネットワークコマンドまたはセットアップソ
フトウェアを使用）。
電圧信号を STO1 ピンに再適用します。 ドライブが再び有効な状態になることを確認します（デジタルコントローラまたはネットワークコマンドによる監視による）。
STO2 信号についても上記の手順を繰り返します。
最終製品の認証には、異なる間隔のテストスケジュールまたはテスト要件が必要になる場合があります。 上記以外の認定に必要なテスト間隔と要件を決定するのは、最終ユーザの責
任です。

Note

36

Integration in the Servo System / PCB Design

EtherCAT インタフェース

LINK / ACT、STATUS、および ERROR 信号は、EtherCAT
ネットワークインジケーターとして機能します。 LINK / ACT IN および LINK / ACT OUT は通常の RJ-45 コネクタの対応する LINK IN および LINK OUT LED を駆動するために使用さ
れ、STATUS および ERROR 信号は EtherCAT ステータスおよびエラーLED を駆動するために使用されます。 ERROR LED 信号は I2C I / O エクスパンダから来ることに注意してください。 I2C I / O エクスパンダ信号の詳細については、38 ページの図 3.17 を参照してください。
特定のユーザシステムの設計とデバイスに必要な適切なインタフェース回路については、使用
中の RJ-45 デバイスのデータシート/インストールマニュアルを参照することをお勧めします。磁気回路と LED が統合された RJ-45 コネクタを使用する典型的な接続設計の実装を、図3.14 に示します。 図 3.15 に外部磁気回路と LED を使用したディスクリート RJ-45 コネクタを使用した接続設計による、一般的な実装を示します。
FIGURE 3.14

推奨 EtherCAT 通信インタフェース（内部磁気回路/ LED）

37

Integration in the Servo System / PCB Design

FIGURE 3.15 推 奨 E t h e r C A T 通 信 イ ン タ フ ェ ー ス （ 外 部 磁 気 回 路 / L E D ）38

Integration in the Servo System / PCB Design

モータサーミスタ入力 図 3.16 に示すように、外部モータサーミスタまたはサーマルスイッチをモー
タサーミスタ入力（P1-15）とグランドの間に接続する必要があります。
FIGURE 3.16 推 奨 モ ー タ サ ー ミ ス タ 入 力

FIGURE 3.16 推 奨 モ ー タ サ ー ミ ス タ 入 力

I2C データ信号

特定のドライブ機能が、I2C バス I / O エクスパンダを介して提供されます。 推
奨される回路と I / O エクスパンダを次の図に示します。 駆動機能に対応する回路は、以下のセクションで提供されます。 I / O エクスパンダの使用方法と構成方法の詳細については、パーツのデータシートを参照してください。 FlexPro ドライブで適切に動作するには、信号マッピ
ングが図 3.17 に示されているものと同一である必要があります。
FIGURE 3.17 I2C データ信号の推奨回路

39

Integration in the Servo System / PCB Design

EtherCAT アドレス指定
ハードウェアを介した EtherCAT アドレス指定は、I2C I / O エクスパンダの ADDR（P0_0 ... 7）信号で実現されます。これらの信号をハードウェア 16 進スイッチで使用して、EtherCAT ドライ
ブステーションエイリアス（アドレス）を手動で設定することができます。 EtherCAT ネットワーク上のドライブには、ホストへの近接度に基づいて自動的にアドレスが与えられることに注意してください。 ステーションエイリアスの手動設定はオプションであり、固定アドレスが必要な場合にのみ必要です。ADDR 信号で 16 進スイッチを使用するための推奨回路を図 3.18 に示します。
FIGURE 3.18 推 奨 E t h e r C A T ア ド レ ス 指 定 ス イ ッ チ 回 路

EtherCAT エラー LED
I 2C I / O エクスパンダからの ERROR_LED（P1_6）は、EtherCAT ネットワークステータスのエラーLED 機能とともに使用できます。 EtherCAT ERROR LED 信号の推奨回路については、
36 ページの「EtherCAT インタフェース」を参照してください。

ドライブ ステータス LED
FlexPro ドライブは、パワーブリッジステータス LED 出力を備えています。図 3.19 に示すように、
I2C I / O エクスパンダからの AMP_STATUS_LED（P1_7）信号を使用して、単一の双方向
LED を駆動します。
FIGURE 3.19 推奨ドライブステータス LED 出力

2
5

G
R

40

Integration in the Servo System / PCB Design

4

運転と機能

この章では、FlexPro サーボドライブをテストおよび操作する方法について簡単に紹介します。ドライブのテストや接続を試みる前に、このセクション全体を読んでください。

4.1 機能と入門
FlexPro ドライブの運転を開始するには、ドライブのデータシートとセットアップソフトウェアマニュア
ルだけでなく、本マニュアルの前章までを必ず読んで理解してください。 すべてのシステム仕様と要件が満たされていることを確認し、ドライブの能力と機能に精通します。 また、基本的な運
転時の問題解決策については、このマニュアルの最後にある「トラブルシューティング」セクションに注意してください。

4.1.1 初期設定と構成
前章の接地および配線の指示に注意深く従って、システムが安全かつ適切にセットアップされていることを確認してください。 初期のテスト目的は、コントローラを使用してコマンド入力を提供したり、モータに負荷を接続したりする必要はありません。 必要なアイテムは次のとおりです:••••

PCB インタフェースに接続された FlexPro サーボドライブ。 または FlexPro 開発ボード
アセンブリ。
モータ
システムに電力を供給するための DC 電源
FlexPro ドライブのセットアップ、調整、および構成方法の詳細な手順については、セット
アップソフトウェアマニュアル参照ください。

次の手順は、FlexPro ドライブを初めて試運転するときに従う一般的な手順の概要を示しています。 セットアップソフトウェアのマニュアルには、各ステップの詳細情報が含まれています。

41

Operation and Features / Features and Getting Started

1. システム配線の確認: 開始する前に、システム全体の配線をチェックして、適切な接続を確保し、システムに対してすべての接地および安全規制が適切に守られていることを確認します。
すべての配線と接地が安全かつ適切に設定されるまで、システムに電源を投入しないでください！
別のロジック電源を使用する場合は、主電源をオンにする前に、まずロジック電源をオンにします。

2. 電 源 投 入 : 通信または構成を行う前に、ドライブに電源を投入する必要があります。 別の

3.

4.
5.

6.

7.

8.

ロジック電源を使用して、ドライブのロジック電源を最初にオンにしてから、メイン電源をオンにします。マルチメーターまたは電圧計を使用して、電源レベルが指定範囲内にあることを確認します。
接 続 を 確 立 す る ： PC 上でセットアップソフトウェアを開きます。 FlexPro ドライブは、マウ
ントカードまたは PCB インタフェースに接続し、USB ケーブルで PC に接続する必要があります。
ソフトウェアの起動時に[ドライブに接続]オプションを選択し、表示されるオプションウィンドウに適切な通信設定を入力します。ドライブへの接続の詳細については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。 接続の問題については、48 ページの「接続の問題」を参照
してください。
モータデータ入力: ソフトウェアをドライブに接続したら、モータとフィードバック情報をソフト
ウェアに入力する必要があります。 この情報は、ドライブを適切に構成するために必要です。
ユーザによる単位の設定： ユーザによる単位設定を使用すると、ユーザはソフトウェア
で使用する一般的な単位を設定できます。 さまざまなユニットタイプが利用可能で、ソフトウェアはユーザ独自の単位を使用するオプションも提供します。
ドライブの制限とイベントの構成: セットアップソフトウェアを使用すると、システムパラメータと制限を手動で構成し、特定のイベントに「アクション」を割り当てることができます。 制限とそれに対応するアクションは、システムの損傷を回避するための安全対策、およびドライブの構成とトラブルシューティングのためのパラメータ監視ツールの両方として使用されます。
電源ループの調整: ドライブパラメータが適切に設定されたら、電流ループを調整する必要があります。 これは最も内側のループであり、すべての動作の基礎を形成します。現在のループゲインは、前の 2 つの手順で入力したモータとアプリケーションのデータに基づいて計算するか、手動で設定できます。 セットアップソフトウェアのマニュアルには、電流ループの調整に関する手順が含まれています。
モータの転流: 三相（ブラシレス）モータの場合、任意のモータ位置で最適なトルク生成を維持するために転流が必要です。通常、これはソフトウェアで自動転流（AutoCommutation）ルーチンを実行することで実現されます。 43 ページの「転流」も参照
してください。

ドライブが正常に転流されると、速度や位置ループの調整など、さらに調整運転を行う準備が整います。 正しい手順については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。

42

Operation and Features / Features and Getting Started

4.1.2 入出力ピンの機能
FlexPro ドライブには、パラメータ監視とドライブ構成オプションで利用可能な、さまざまな入力
ピンと出力ピンが多数用意されています。 ドライブのデータシートを参照して、各ドライブで使用できる入出力ピンの機能を確認してください。

Motor サーミスタ MOTOR THERMISTOR（P1-7）と GROUND の間に 0-5 kohm サーミスタを接続します。 サーミスタの動作は、セットアップソフトウェアで構成できます。

プログラム可能なデジタル入力 FlexPro ドライブは、4 つのシングルエンドプログラマブルデジ
タル入力（P1-31、33、35、37）を提供します。これらは、セットアップソフトウェアで 1 つ以上の機能に割り当てることができます。

プログラム可能なデジタル出力 FlexPro ドライブは、3 つのシングルエンド汎用プログラマブ
ルデジタル出力（P1-34、36、38）を提供します。これらは、セットアップソフトウェアで１つ以上の機能に割り当てることができます。

プログラマム可能なミットスイッチ（PLS）出力
デジタル出力がセットアップソフトウェアを介してプログラマブルリミットスイッチとして設定されている場合、出力の最大周波数は以下の表に対応します。
TABLE 4.1 PLS 出力の最大デジタル出力周波数
Maximum Frequency
5V I/O
Control
Modules

5 kHz (for 20 kHz switching frequency)1

1. Lower switching frequencies will result in lower output frequencies due to sampling on 5V I/O control modules.

プログラム可能なアナログ入力 ピン P1-3 および P1-5 は、アナログ基準コマンド入力として使用されていない場合、差動プログラマブルアナログ入力として使用できます。 ドライブ
ソフトウェアは、セットアップソフトウェアでアナログ入力に割り当てることができます。

4.1.3 EtherCAT 通信の LED 機能
一般的な RJ-45 コネクタの LINK / ACT、STATUS、および ERROR LED は、EtherCAT ネ
ットワークステータスを提供します。 以下の表 4.2 は、典型的な LED 機能を説明しています。
TABLE 4.2 EtherCAT 通信 LED 機能のプロトコル
LINK/ACT LED
LED State

Description

Green - On

Valid Link - No Activity

Green - Flickering

Valid Link - Network Activity

Off

Invalid Link

STATUS LED
LED State

Description

Green - On

The device is in the state OPERATIONAL

Green - Blinking (2.5Hz - 200ms on
and 200ms off)

The device is in the state PRE-OPERATIONAL

43

Operation and Features / Features and Getting Started
STATUS LED
LED State

Description

Green - Single Flash (200ms flash
followed by 1000ms off)

The device is in state SAFE-OPERATIONAL

Green - Flickering (10Hz - 50ms on
and 50ms off)

The device is booting and has not yet entered the INIT stateor
The device is in state BOOTSTRAP
orFirmware download operation in progress

Off

The device is in state INIT

LED State

ERROR LED
Description

ExampleRed - On

A PDI Watchdog Timeout has occurred.

Application controller is not responding anymore.

Red - Blinking (2.5Hz - 200ms on and
200ms off)

General Configuration Error.

State change commanded by master is impossible
due to register or object settings.

Red - Flickering (10Hz - 50ms on and50ms off)

Booting Error was detected. INIT state reached,but parameter "Change" in the AL status register is
set to 0x01:change/error.

Checksum Error in Flash Memory.

Red - Single Flash (200ms flash
followed by 1000ms off)

The slave device application has changed the
EtherCAT state autonomously; Parameter"Change" in the AL status register is set to
0x01:change/error.

Synchronization error; device enters SAFEOPERATIONAL automatically

Red - Double Flash (Two 200ms
flashes separated by 200ms off,followed by 1000ms off)

An Application Watchdog Timeout has occurred.

Sync Manager Watchdog Timeout.

4.1.4 転流（Commutation）
モータ転流は、モータの永久磁石によって生成される磁場と、モータ巻線に流れる電流によって生成される電磁場との間の最適な角度を維持するプロセスです。このプロセスにより、あらゆるモータ位置で最適なトルクまたは力が生成されます。単相（ブラシ付き）モータは、モータハウジングに組み込まれた内部整流子でこのプロセスを実現します。ただし、3 相（ブラシレス）モータでは、適切に転流するために正しく構成されたドライブが必要です。セットアップソフトウェアで 3 相（ブラシレス）モータを転流するように FlexPro ドライブを構成するには、2 つの方法があります：••

自動転流（Auto Commutation）: ほとんどのアプリケーションでは、セットアップソフトウェアの
自動転流ルーチンを使用して、ドライブを特定のモータに適合するよう構成できます。 このルーチン
は、モータに接続されているフィードバックデバイスを自動的に検出し、ユーザにモータのデータシートと照らし合わせて検証するように依頼します。
手動転流（Manual Commutation）: このプロセスにはさらに時間がかかり、自動転流ほど正確ではない場合があります。 次の場合、このメソッドを実行する必要があります:— モータが回転できないように機械的に拘束されている場合（自動転流では、モータが 2 回転+回転モータの場合は両方向に 1 電気サイクル、リニアモータの場合は 3
電気サイクルを回転する必要があります）。
— モータまたは負荷に、大きな慣性がある場合。

エンコーダフィードバックを使用し、ホールセンサを使用しない 3 相（ブラシレス）ドライブの場合、
自動転流の前にセットアップソフトウェアで「位相検出」ルーチンを実行する必要があります。
位相検出は、小さな電流信号をモータに送信し、モータを数秒間わずかに振動させることで機能します。 この動きからのエンコーダフィードバックは、モータの開始位置を提供し、ドライブを適切に転流できるようにします。

44

Operation and Features / Features and Getting Started

自動転流（AutoCommutation）、手動転流（Manual Commutation）、および位相検出（Phase Detect）の詳細については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。
FlexProサーボドライブでは、正弦波または台形転流が可能です。

正弦波転流 正弦波転流は、台形転流よりも優れたパフォーマンスと効率を提供します。 FlexPro
ドライブは、モータに取り付けられたエンコーダに接続すると、正弦波で転流できます。 正弦波
転流は、3 つのモータ相のそれぞれに正弦波パターンでスムーズに電流を供給することで機能します。 各相を流れる電流は 120 度シフトします。 3 つのフェーズすべてを流れる電流の合計はゼロになります。 図 4.1 は、モータの相電流の 1 電気サイクルを示しています。
FIGURE 4.1 正弦波転流モータ相電流
Sinusoidal
Commutation

Phase A
Phase B

Volts

Phase C

0

0

90

180

270

360

Electrical Degrees

台形転流 台形転流は、3 相（ブラシレス）モータでホールセンサを使用して達成されます。
FlexPro ドライブは、適切な間隔のホールセンサと併用すると台形に整流できます。 正弦波
転流とは異なり、台形転流では一度に 2 つのモータ相のみに電流が流れます。 ホールセン
サはそれぞれ、モータの 1 電気サイクルにわたって特定の位相差（120 度または 60 度）を持
つ方形波を生成します。これにより、電気サイクルごとに 6 つの異なるホール状態が生じます。
モータの極数に応じて、モータの回転ごとに複数の電気サイクルが発生する場合があります。
1 回のモータ回転における電気サイクルの数は、モータの極数を 2 で割った値に等しくなります。次に例を示します:•••

6 極モータでは、モータの回転ごとに 3 電気サイクルが含まれます。
4 極モータでは、モータの回転ごとに 2 電気サイクルが含まれます。
2 極モータでは、モータの回転ごとに 1 電気サイクルが含まれます。

図 4.2 に示すように、特定の各ホールセンサ状態の間、ドライブは 3 つのモータ相のうち 2 つにDC 電流を供給します。

45

Operation and Features / Features and Getting Started

FIGURE 4.2 1 2 0 度 位 相 調 整 用 の ホ ー ル セ ン サ 転 流 と モ ー タ 相 電 流
Hall Sensor
Commutation
High (1)Hall A
Low (0)High (1)Hall B
Low (0)High (1)Hall C
Low (0)
0

60

120

180

240

300

360

Electrical Degrees

0

60

120

180

240

300

360

Electrical Degrees

Motor Phase
Current
High

Phase A
Low
High

Phase B
Low
High

Phase C
Low

Table 4.3 に 120 度および 60 度の位相調整誤時のデフォルト転流状態を示します。 設定によっては、自動転流の実行後にシーケンスが変更される場合があります。
TABLE 4.3 ドライブ転流シーケンス表
60 Degree

Valid

Invalid

120 Degree

MotorHall 1

Hall 2

Hall 3

Hall 1

Hall 2

Hall 3Phase A

Phase B

Phase C

1

0

0

1

0

0

-

LOW

HIGH

1

1

0

1

1

0

HIGH

LOW

-

1

1

1

0

1

0

HIGH

-

LOW

0

1

1

0

1

1

-

HIGH

LOW

0

0

1

0

0

1

LOW

HIGH

-

0

0

0

1

0

1

LOW

-

HIGH

1

0

1

1

1

1

-

-

-

0

1

0

0

0

0

-

-

-

4.1.5 ファームウェア
FlexPro ドライブには、最新バージョンのファームウェアがドライブに保存された状態で出荷されます。ファームウェアの定期的な更新は、ADVANCED Motion Controls の Web サイト（www.a-m-c.com）からダウンロードすることで行うことができます。 ドライブのファームウェアバー
ジョンを確認する方法、および必要に応じて新しいファームウェアをドライブにダウンロードする方法については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。

46

Operation and Features / Features and Getting Started

A

仕 様

A.1 仕様表
TABLE A.1 電源仕様
Description

Units

Fxx060-5

Fxx060-10

Fxx060-25

DC Supply Voltage Range

VDC

10 - 55

10 - 55

10 - 55

DC Bus Over Voltage Limit

VDC

58

58

58

DC Bus Under Voltage Limit

VDC

8

8

8

Logic Supply Voltage (optional)

VDC

10 - 55

10 - 55

10 - 55

Maximum Peak Output Current 1

A (Arms)

10 (7.1)

20 (14.1)

50 (35.3)

Maximum Continuous Output Current

A (Arms)

5 (5)10 (10)25 (25)

Maximum Continuous Output Power

W

261

523

1306

Maximum Power Dissipation at Continuous Current

W

14

28

69

Minimum Required External Bus Capacitance

F

500

500

500

Minimum Load Inductance2

H

250

250

250

Switching Frequency

kHz

20

20

20

Maximum Output PWM Duty Cycle

%

92

92

92

1. Capable of supplying drive rated peak current for 2 seconds with 10 second foldback to continuous value. Longer times are possible with lower current limits.
2. Lower inductance is acceptable for bus voltages well below minimum. Use external inductance to meet requirements.

TABLE A.2 制御仕様
Description
Network Communication
Command Sources
Commutation Methods

Fxxxxx-xx-EM
EtherCAT (USB for configuration)±10V Analog, Over the Network, Encoder Following, Sequencing, Indexing, Jogging, Step & Direction
Sinusoidal, Trapezoidal

Control Modes

Profile Modes, Cyclic Synchronous Modes, Current, Velocity, Position

Motors Supported

Three Phase (Brushless Servo), Single Phase (Brushed Servo, Voice Coil, Inductive Load), Stepper (2- or 3-phased Closed Loop), AC induction (Closed
Loop Vector)

Hardware Protection

40+ Configurable Functions, Over Current, Over Temperature (Drive & Motor), Over Voltage, Short Circuit (Phase-Phase & Phase-Ground), Under
Voltage

Programmable Digital I/O
Programmable Analog I/O
Feedback Supported

4 Inputs, 3 Outputs
1 Input
Hall Sensors, Incremental Encoder, Aux. Incremental Encoder, Absolute Encoder (BiSS C-Mode), ±10 VDC Position, Tachometer (±10 VDC)

47

Operation and Features / Features and Getting Started

Parameter

TABLE A.3

標準環境仕様Description

Ambient Operating Temperature Range

0 - 65 °C (32 - 149 °F)

Storage Temperature Range-40 - 85 °C (-40 - 185 °F)

Relative Humidity

0-95%, non-condensing

Parameter

TABLE A.4

拡張標準環境仕様
Description

Ambient Operating Temperature Range-40 - 95 °C (-40 - 203 °F)

Storage Temperature Range-50 - 100 °C (-58 - 212 °F)

Relative Humidity

0-95%, non-condensing

Thermal Shock-40 - 95 °C (-40 - 203 °F) within 3 min

Vibration

25 Grms for 5 minutes in 3 axes

Altitude-400m to +25000m

Contaminants

Pollution Degree 248

Operation and Features / Features and Getting Started

B

トラブルシューテイング

このセクションでは、最適なパフォーマンスを確保し、必要に応じて工場から支援を受ける方法について説明します。

B.1 障害状態および症状
作動不能のドライブは、通常、障害状態による無効化を示しています。障害状態は、ソフトウェアまたはハードウェアの制限を超えたシステムパラメータ、または発生時にドライブを無効にするようにユーザ設定されたイベントによって引き起こされる可能性があります。
ドライブが障害状態にあるかどうかを判断するには、セットアップソフトウェアのドライブステータス機能を使用して、アクティブおよび履歴イベント項目とドライブ障害状態を表示します。ドライブステータスウィ
ンドウの読み取りの詳細については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。 ハードウ
ェアの問題によって引き起こされる一般的な障害状態を以下にリストします。

過熱

ベースプレートの温度が最大許容ベースプレート温度値より低いことを確認します。 ドライブのベースプ
レートの温度がこのしきい値を下回るまで、ドライブは無効のままです。

過電圧シャットダウン
1.

ドライブが過電圧シャットダウン制限値を超える場合は、DC 電源電圧を確
認 し て く だ さ い。 D C バ ス 電 圧 が こ の制 限 を 超 え て い る場 合 は 、 D C 電 源 に 接
続 さ れ て い る A C 電 源 ラ イ ン が 適 切 な 値 か ど う かを 確 認 し て く だ さ い 。
2. 減速中に吸収される回生エネルギーを確認してください。 これは、電圧計またはオシロス
コープで DC バス電圧を監視することにより行えます。 減速または回生中に DC バス電
圧がドライブの過電圧シャットダウン制限を超えると、シャントレギュレータが必要になる場
合があります。 詳細については、15 ページの「電源の仕様」を参照してください。

低電圧シャットダウン 各ドライブ仕様における電源電圧の最小条件を確認してください。 また、
電源がドライブに必要な電流を供給できない場合、ドライブは電源電圧を引き下げることに注意
してください。高電流が要求され、電源電圧がドライブに必要な最小動作電圧を下回ると発生する可能性があります。

49

/ Fault Conditions and Symptoms

短絡故障
1. モータハウジング、電源グランド、および相間に関する短絡がないか、各モータリードを確認します。 モータが短絡している場合、負荷から切り離されているにもかかわらず、電力が供給されないと、モータは自由に回転しません。
2. モータを接続せずにドライブが有効になるかどうかを確認するには、モータのリード線を外します。
3. ドライブを切断した状態で、モータリード間のモータ電機子抵抗を測定します。

無効なホールセンサ状態

有効な転流状態については、9 ページの「インクリメンタルエンコーダフィ
ードバック」の「転流シーケンス」の表を参照してください：
1.
2.

すべてのホールセンサ入力の電圧レベルを確認します。
すべてのホールセンサラインが正しく接続されていることを確認してください。

B.1.1 ソフトウェアリミット
セットアップソフトウェアでは、電流、速度、位置のリミットなどの多くのシステムパラメータをユーザが設定できるほか、システムがこの制限に達したときにソフトウェアが関連する「イベントアクション」実行することも可能です。実際イベントアアクションとして無効状態が割り当てられると、ドライブが動作していないように見える可能性があります。
たとえば、ソフトウェアのモータオーバースピードの選択欄に値を指定することにより、モータの速度を制限できます。 「パワーブリッジを無効にする」などの「イベントアクション」も、モータがこの速度に達した場合に実行するソフトウェアに割り当てることができます。 モータがこの速度制限に達すると、ソフトウェアはこの特定の条件でドライブの出力への電力を自動的に切断し、ドライブは無効になります。 Drive Status ウィンドウでは、「モータオーバ速度」は「履歴」イベントとして表示され、「コマンド無効」は「アクション」イベントとして表示されます。
特定のシステムとアプリケーションに応じて、各システム制限と関連するアクションを割り当てるために利用できる多くの異なるオプションがあります。 詳細については、セットアップソフトウェアのマニュアルを参照してください。

B.1.2 接続の問題
接続の問題は、セットアップソフトウェアの通信設定が正しくないことが原因であることがよくあります。 FlexPro ドライブの工場出荷時のデフォルト設定は、ドライブアドレス 63 およびボーレ
ート 115200 です。 セットアップソフトウェアを使用してドライブに初めて接続するときは、PC で使用される適切なシリアルポートとともに、デフォルトの工場設定値を使用する必要があります。
接続が確立すると、ドライブアドレスとボーレートが変更される場合があります。すべての通信
設定をチェックして、ドライブアドレス、ボーレート、シリアルポートが正しいことを確認します。適切な設定を決定できない場合、自動検出ルーチンはシリアルポートとボーレートの設定を自動的にスキャンします。
接続ケーブルの不良も、接続の問題の原因である可能性があります。短絡または断続的な接続がないか、すべてのケーブルを確認してください。

50

/ Fault Conditions and Symptoms

B.1.3 過負荷
最小インダクタンス要件が満たされていることを確認します。 インダクタンスが低すぎると、ドライブが短絡しているように見える可能性があり、短絡障害が発生する可能性があります。 ドライブとモータの過度の加熱は、最小インダクタンス要件が満たされないことの特徴でもあります。 最小
インダクタンス要件については、ドライブのデータシートを参照してください。

B.1.4 電流の制限
すべてのドライブには、過電流から保護するための「フォールドバック」回路が組み込まれています。 この「フォールドバック」回路は、おおよその「I2t」アルゴリズムを使用してドライブを保護します。 すべてのドライブは、最大 2 秒間（各方向）ピーク電流で動作できます。 このピーク電流を下回るが連続電流を上回る電流は、より長い時間持続することができ、ドライブは、10 秒
未満の時間枠内で、およそ「I2t」の割合で連続電流制限まで自動的にフォールドバックします。
過電流状態では、セットアップソフトウェアで設定しない限り、ドライブは無効になりません。
FIGURE B.1 ピ ー ク 電 流 フ ォ ー ル ド バ ッ ク
AmpsPeak Current Limit

Continuous Current Limit0

Drive Current
Output

2

12

t(s)

B.1.5 モータの問題
モータ暴走は、コマンド入力からの制御なしでモータが急激に回転する状態です。このエラーの最も可能性の高い原因は、フィードバック要素が正のフィードバックに接続されていることです。これは、フィード
バック要素ラインがドライブに接続される順序を変更するか、セットアップソフトウェアを使用して内部速度フィードバック極性設定を逆にすることで解決できます。

他の一般的なモータの問題は、モータが他の方向よりも一方向に速く回転する場合です。
これは通常、不適切なモータ転流または不適切なループチューニングが原因です。 セットア
ップソフトウェアのマニュアルの手順に従って、モータを適切に転流および調整します。

B.1.6 誤動作の原因
•
•
•
•
•

不適切な接地（つまり、ドライブ信号グランドがソース信号グランドに接続されていない）。
ノイズの多いコマンド信号。システムの接地ループを確認します。
機械的バックラッシュ、デッドバンド、スリップページなど。
ノイズの多いインヒビット入力ライン。
バス上の過度の電圧スパイク。

51

/ Technical Support

B.2 技術サポート
ドライブのセットアップまたは動作の問題に関するメーカ問い合わせについては、以下の情報を収集してください。

B.2.1 ドライブモデルの情報
•
•
•
•
•
•
•

DC バス電圧と範囲。
モータタイプ、インダクタンス、トルク定数、巻線抵抗など。
すべての配線とケーブルの長さと構成。
ブラシレスの場合、ホールセンサ情報を含めます。
コントローラの種類、およびフィードバックデバイスの完全な説明。
問題の説明：不安定性、暴走、ノイズ、オーバーシュート/アンダーシュート、またはその他の説明。
製品の完全な部品番号とシリアル番号。元の発注書は役立ちますが、必須ではありません。

B.2.2 製品ラベルの説明
以下は、ドライブ上の製品ラベルの典型的な例です:
FIGURE B.2 製品ラベル
Square Product Labels (0.375" x 0.375")
Model Number

Revision, Version, andProto Designation

2D Barcode Serial
NumberDZEANTU020B080
R:C
V:03
PROTO
D:1118
S:57574-1007

E140173

UL File Number

RoHS
www.a-m-c.com

Date Code
Serial Number

UL LogoEtherCAT
Product

CE LogoRoHS
Compliant

AMC Website Address

1. モ デ ル 番 号 ： こ れ は 主 要 な 製 品 識 別 子 です 。 モ デ ル 番 号 に は 、 基 本 モ デ ル から の変 更 を 指 定 す る 接 尾 文 字 を 付 け るこ と が で き ま す 。
2. 改 訂 識 別 文 字 ： 製 品 改 訂 の 英 字 （ ' A ' は ど の モ デ ル で も 最 も 早 い リ リ ース ） 。
3. バージョン：バージョン番号は、同じモデル番号とリビジョン・レター（ '01'はリビジョンの最も早いリリース）でマイナー製品のアップグレードを追跡に使用されます。
4. プ ロ ト タ イ プ 指 定 : 含まれる場合、モデルがプロトタイプユニットであり、モデル番号も「X」指定子で始まることを示します。
5. シリアル番号：シリアル番号は、5 桁のロット番号とそれに続く 4 桁のシーケンス番号で構成されています。各製品には、製品のライフサイクル履歴を追跡するための一意のシリアル番号が割り当てられます。
6. 日付コード：日付コードは、製造年と週を示す 4 桁の数字です。最初の 2 桁は年を指定し、次の 2 桁は週を指定します（たとえば、表示されているドライブラベルは 2011 年
18 週目）。

52

/ Technical Support

7. 一 般 情 報 ： 該 当 す る機 関 の 承 認 、 U L フ ァ イ ル 参 照 番 号 、 コ ン プ ラ イア ン ス の

承 認 、 およ び E t h e r C A T 機 能 を 表 示 し ま す 。 よ り 完 全 な 製 品 情 報 は 、 リ ス
ト さ れ て い る W e b サイ ト を 参 照 し て 入 手 で き ま す 。

B.2.3 保証返品と工場へのヘルプ販売者は、すべてのアイテムが材料および製造上の欠陥がなく、契約上の要件に準拠して配送されることを保証します。 販売者は、明示または黙示を問わず、特に商品性または特定の目的への適合性を保証するものではありません。
保証違反に対する販売者の排他的責任は、納入日から 1 年以内に購入者の費用で販売者の工場に返品された販売者のオプション品の修理または交換に限定されます。 本注文、またはその実行または違反、または製造、販売、配送、再販、修理または使用から生じる、関連する、または起因する損失または損害に対する過失を含む、あらゆる種類の請求に対する販売者の責任、および本注文の対象となるまたは提供される商品またはサービスの価格は、請求を生じさせる商品またはサービスまたはその一部に割り当てられる価格を超えないものとし、売り手が標準製品以外の商品を製造または配送しない場合は売り手のカタログに表示されます。 売り手の排他的責任と買い手の排他的救済は、購入価格の支払い義務から買い手を解放することです。 いかなる場合でも、販売者は特別または間接的な損害に対する責任を負いません。
購入者は、適切な手段を講じて、本書に基づいて提供される製品のユーザおよびオペレータ
ーに、そのような使用によって生じる可能性のある人または財産に対するすべての潜在的な危険性について助言します。 購入者は、本契約に基づいて提供された製品の使用に起因する
人および財産の負傷に対するあらゆる種類の申し立てから販売者を免責し、無害にするものとします。 購入者は、その費用に対して買い手と売り手を保護するのに十分な賠償責任保険を自己負担で負担します。
すべての返品（保証または非保証）では、最初に製造工場から返品承認（RMA）番号を取得する必要があります。
RMA 番号は下記または販売代理店にリクエストします：

telephone
fax(805) 389-1935(805) 389-1165

webhttps://www.a-m-c.com/rma-returns-and-repairs/

53IndexNumerics
10 V Analog Input .......................... 1210 VDC Position Feedback ............ 11
A
Agency Compliances .......................ii
Analog Inputs ................................. 32
Attention Symbols ...........................iii
Auto Detect .................................... 48
AutoCommutation.......................... 43
Auxiliary Encoder .......................... 12
B
Baud Rate ....................................... 48
C
Capacitive Interference ................. 22
Central Point Grounding ............... 21
Command Sources ......................... 12
10V Analog ................................. 12
Encoder Following ..................... 12
Indexing and Sequencing .......... 12
Jogging ........................................ 12Over the Network ...................... 12
Communication Protocol ................ 6
Communication Settings................ 48
Communication Wires................... 24
Commutation...................... 41, 43–45
AutoCommutation...................... 43
Manual Commutation ................ 43
Sinusoidal ................................... 44
Trapezoidal................................. 44
Commutation Sequence Table ....... 45
Company Website ............................ii
Connection Problems..................... 48
Control Modes .............................. 7–8
Current (Torque) ......................... 7
Cyclic Synch Modes ...................... 8
Position ......................................... 7
Profile Modes................................ 7
Velocity ......................................... 7
Control Specifications ...................... 5
Current (Torque) Mode ................... 7
Current Limiting ............................ 49
Cyclic Synch. Current Mode............. 8
Cyclic Synch. Position Mode ............ 8
Cyclic Synch. Velocity Mode............. 8D
DC Bus Over Voltage Limit ........ 5, 46
DC Bus Under Voltage Limit ...... 5, 46
DC Power Input.............................. 29
DC Supply Voltage Range........... 5, 46
Development Board ....................... 25
Differential Inputs .......................... 22
Digital Inputs (Standard) ............... 31
Digital Outputs ................................ 31
Drive Address ................................. 48
Drive Datasheet.............................. 14
Dwell Time ..................................... 14
E
Electromagnetic Interference ........ 22
Encoder Feedback............................ 9
Encoder Following ......................... 12
Encoder Index .................................. 9
Encoder Inputs ............................... 33
Environment .................................. 17
Shock/Vibration ........................ 17
Error Signal ...................................... 8External Filter Card ................. 15, 22
FFault Conditions ....................... 47–49
Invalid Hall Commutation ......... 48
Over-Temperature ..................... 47
Over-Voltage Shutdown ............. 47
Short Circuit Fault...................... 48
Under-Voltage Shutdown ........... 47
Feedback Polarity............................. 8
Feedback Supported.................. 8–11
10 VDC Position ......................... 11
Encoder......................................... 9Hall Sensors ................................. 9
Feedback Wires ............................. 23
Ferrite Suppression Cores ............ 20
Firmware ........................................ 45
Fold-back......................................... 49
G
Gearing Ratio .................................. 12
Ground Loops........................... 21, 23
Grounding ...................................... 21
Controller Chassis ...................... 21
Drive Case................................... 21

Motor Chassis.............................21
PCB Interface Chassis ................21
Power Supply Chassis................21
Shielding .....................................21
H
Hall Sensor Inputs ......................9, 32
Hand Soldering ...............................27
Humidity...................................17, 46
I
Impedance ......................................22
Indexing and Sequencing ..............12
Inductive Filter Cards .....................20
Input Reference Wires ..................24
Input/Output Pin Functions
Analog Input ...............................42
Auxiliary Encoder ......................33
Digital Inputs ..............................42
Digital Outputs ............................42
Interface Circuitry Examples .........28
Interference Coupling....................22
Internal Bus Capacitance...........5, 46
Invalid Hall Commutation..............48
J
Jogging ............................................12L
Lock-out/tag-out Procedures..........1
Logic Supply Input.........................28
M
Magnetic Interference ...................22
Manual Commutation ....................43
Max. Continuous Current ..........5, 46
Max. Peak Current .....................5, 46
Maximum Power Dissipation
at Continuous Current ...........5, 46
Minimum Load Inductance .......5, 46
Model Information .........................50
Model Mask ......................................5
Motor "Run-Away" .....................8, 49
Motor Back EMF Constant.............15
Motor Current ..........................14–16
Motor Data......................................41
Motor Inductance .......................3, 15I/Overload ..................................... 49
Motor Line-to-Line Resistance ..... 15
Motor Power Output...................... 30
Motor Run-Away ............................ 49
Motor Specifications ...................... 14
Motor Speed ................................... 15
Motor Torque Constant ................. 14
Motor Voltage ........................... 15, 16
Motor Wires ................................... 22
Mounting ........................................ 25
PCB Mounting Options .............. 26
Mating Connector .......... 26
Screw Mounting............. 27
Move Profile ............................. 14, 16
NNegative Feedback ........................... 8
Network Communication .............. 12
Noise ............................................... 22
Nominal Power Supply Voltage .... 16
O
Operation........................................ 40
Over the Network .......................... 12
Overload ......................................... 49
Over-Temperature ......................... 47
Over-Voltage Shutdown ................. 47
P
Part Numbering Structure ............... 5
PCB Design ..................................... 26
Circuitry Examples ..................... 28
Analog Inputs................. 32
DC Power.................. 29, 31
Encoder .......................... 33
Hall Sensors ................... 32
Logic Supply................... 28
Motor Power .................. 30
Trace Routing ............................. 26
Trace Width ............................... 26
PCB Mounting Options .................. 26
PE Ground .......................... 21, 29, 30
Peak Current Fold-back ................. 49

Position Control
Encoder......................................... 9
Position Feedback, 10 VDC ........... 11
Position Mode................................... 7
Positive Feedback ............................ 8
Power Ground ................................ 21
Power Specifications ....................... 5
Power Supply Capacitance ........ 3, 23
Power Supply Output Current ...... 16
Power Supply Specifications ......... 15Power Supply Wires ...................... 23
Product Label ................................. 50
Products Covered ............................. 5
Profile Current Mode ....................... 7
Profile Position Mode ....................... 7
Profile Velocity Mode ....................... 7
Protective Earth Ground ............... 21
R
Regeneration .................................. 15
Returns ........................................... 51
Revision History ............................ iii
S
Safety ............................................ 1–3
Screw Mounting ............................. 27
Selective Wave Soldering................ 27
Shielding ................................... 21, 22
Shock/Vibration............................. 17
Short Circuit Fault.......................... 48
Shunt Regulator ............................. 15
Signal Connector............................ 26
Signal Ground ................................ 21
Sinusoidal Commutation................ 44
Software Limits .............................. 48
Soldering ......................................... 27
Space Vector Modulation ................. 4
Specifications Tables...................... 46
Switching Frequency ................. 5, 46
System Requirements .............. 14–17

Environment ..............................17
Motor ..........................................14
Power Supply .............................15
System Voltage Requirement ........15
T
Technical Support..........................50
Torque.............................................14
Trace Routing .................................26
Trace Width....................................26
Trademarks ..................................... ii
Trapezoidal Commutation .............44
Troubleshooting .......................47–51
Twisted Pair Wires ........................22U
Under-Voltage Shutdown ...............47
User Units .......................................41
V
Velocity Control
Encoder.........................................9Hall Sensors ...............................10
Velocity Mode ...................................7
Voltage Drop Interference .............22W
Warning Symbols ........................... iii
Warranty Info .................................51
Warranty Returns ..........................51
Wave Soldering ...............................27
Wire Diameter ...............................22
Wire Gauge .....................................22
Wiring .......................................22–24
Communication Wires ...............24
Feedback Wires .........................23
Impedance ..................................22
Input Reference Wires ..............24
Motor Wires ...............................22
Power Supply Wires ..................23
Wire Gauge .................................22IIFlexPro Embedded Drives
Hardware Installation Manual
MNFPEMIN-01

3805 Calle Tecate Camarillo，
CA 93012-5068
www.a-m-c.com
Tel: (805) 389-1935
Fax: (805) 389-1165