Application Note
E Series EtherCAT Drive Complete Setup
with Beckhoff TwinCAT 3

www.hiwinmikro.tw

MD38UJ01-2310_V1.0

改訂履歴マニュアルのバージョンは表紙の下にも記載されています。

MD38UJ01-2310_V1.0
バージョン
改定年月

日付

バージョン

2023 年 10 月 11 日

1.0

適用機種

改定内容

E シリーズ
EtherCAT ドライバー

ii

初版

関連文書
関連資料を通じて、本書の位置づけやマニュアルと製品との関連性をすぐに理解することができます。
詳細については、HIWIN MIKROSYSTEM の公式 Web サイト → ダウンロード → マニュアル概要(https://www.hiwinmikro.tw/Downloads/ManualOverview_EN.htm) にアクセスしてください。

iii

はじめに
このマニュアルは、Beckhoff EtherCAT モーション コントロール製品で E シリーズ EtherCAT ドライバーを使用する場合のソフトウェア TwinCAT 3 の動作に関する詳細情報を提供します。E シリーズ
ドライバーの詳細については、関連するユーザーマニュアルを参照してください。

iv

ソフトウェア / ハードウェアの仕様
名称

ソフトウェア / ファームウェアのバージョン
ソフトウェア（Thunder）：1.9.16.0 以降

E1 シリーズ EtherCAT ドライバー

ファームウェア：2.8.16 以降
ESI ファイル: HIWIN_MIKROSYSTEM_ED1F_20230607 以降
ソフトウェア（Thunder）：1.9.17.0 以降

E2 シリーズ EtherCAT ドライバー

ファームウェア: 3.9.16 以降
ESI ファイル: HIWIN_MIKROSYSTEM_ED2F_20230614 以降
ソフトウェア (TwinCAT 3): ビルド 4024.22 以降 (バージョン

Beckhoff モーションコントローラー

はファームウェアと同じである必要があります)
ファームウェア: Build 4024.22 以降v

目次

1.

2.

3.

4.

通信とモジュールのセットアップ .............................................................................................. 1-1
1.1ヒューマンマシンインターフェースの導入............................................................... 1-21.2
コントローラーに接続する .......................................................................................... 1-4
1.3
ESI ファイルの準備 ...................................................................................................... 1-61.4
デバイスの検索 .............................................................................................................. 1-7
軸パラメーターの設定.................................................................................................................. 2-1
2.1
セット単位 ..................................................................................................................... 2-22.2
エンコーダーパラメーターの設定 .............................................................................. 2-32.3
タッチプローブの原点復帰パラメーターの設定 ....................................................... 2-4
2.4
モーションパラメーターの設定 .................................................................................. 2-62.5
モニターパラメーターの設定 ...................................................................................... 2-7
2.6
コントローラー設定の更新 .......................................................................................... 2-7
試運転 ............................................................................................................................................. 3-1
3.1
NC: オンライン ............................................................................................................. 3-2
3.2
NC: 機能......................................................................................................................... 3-4
3.3
カップリング.................................................................................................................. 3-6
タッチプローブ原点復帰 .............................................................................................................. 4-1vi

1. 通信とモジュールのセットアップ

1.1

ヒューマンマシンインターフェースの導入............................................................... 1-2

1.2
1.3
1.4

コントローラーに接続する .......................................................................................... 1-4
ESI ファイルの準備 ...................................................................................................... 1-6
デバイスの検索 .............................................................................................................. 1-7

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

1-1

MD38UJ01-2310

通信とモジュールのセットアップ

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

1.1 ヒューマンマシンインターフェースの導入

図 1.1.1◼

セクション A (ツールバー)
共通機能のリスト。右クリックしてコンテンツの表示をカスタマイズします。

◼

セクション B (Solution Explorer)
オブジェクトをクリックしてエディタ ウィンドウに入り、プロパティを確認します。
次のように分類されます：
表 1.1.1

No1-2

名称説明

1

システムマネージャーの計画

2

SoftMotion NC プランニング

3

PLC プログラム

4

安全 PLC プログラム

5

C++ プログラム

6

データ分析計画

7

I/O 通信計画

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3◼

通信とモジュールのセットアップ

セクション C (Editor Window)
選択したプロジェクト オブジェクトに基づいて、対応するエディタ ウィンドウを表示します。

◼

セクション D (Message Window)
エラーリスト、パッケージマネージャーコンソール、出力に分かれたさまざまなメッセージを表示します。

◼

セクション E (Properties Window)
選択したプロジェクト オブジェクトに基づいて、対応するプロパティ ウィンドウを表示します。

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

1-3

MD38UJ01-2310

通信とモジュールのセットアップ

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

1.2 コントローラーに接続する
1. TwinCAT ツールバーの [Target System] のドロップダウン メニューをクリックします。 コントローラーが以前に割り当てられている場合、TwinCAT はコントローラーを記録し、ここに表示します。
ユーザーが新しいコントローラーを割り当てたい場合は、「Choose Target System ...」をクリックします。

図 1.2.1

2. [Choose Target System] ウィンドウで [Search Ethernet..] をクリックします。

図 1.2.2

3. 「Add Route Dialog」ウィンドウに入ります。 [Broadcast Search] ボタンをクリックし、コントローラーに接続されているネットワーク インターフェイス カードにチェックを入れます。 「OK」をクリックします。

図 1.2.3

1-4

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

通信とモジュールのセットアップ

4. Broadcast を実行した後、見つかったデバイスをクリックして Add Route をクリックし、Add RemoteRoute ウィンドウを開きます。 [Remote User Credentials] ウィンドウにユーザーとパスワードを入力します。 [OK] をクリックすると、デバイスの [Connected] ウィンドウにマークが表示され、接続が確立されたことを意味します。
注: Beckhoff のデフォルトのユーザーは Administrator で、パスワードは 1 です。

図 1.2.4

5. [Add Route] ダイアログ ウィンドウを閉じて、[Choose Target System] ウィンドウに戻ります。 接続するデバイスを選択し、「OK」をクリックするとコントローラーの接続設定は完了です。

図 1.2.5

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

1-5

MD38UJ01-2310

通信とモジュールのセットアップ

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

1.3 ESI ファイルの準備
1.

Thunder のインストール場所 (デフォルトは C:¥ Thunder) を開き、Thunder¥ doc¥ ESI Files にある Release Note を開きます。

2.

ドライブのファームウェア バージョンを確認し、Release Note に従って対応する ESI ファイル(.xml) をコピーします。

3.

コピーした ESI ファイルを TwinCAT インストール ディレクトリに保存します。
(デフォルトのファイル パスは C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT です)

4.

TwinCAT でデバイスの説明をリロードします。

図 1.3.1➢ TwinCAT インストールディレクトリに ESI ファイルが 1つだけ存在することを注確認してください。 ユーザーが他のバージョンの ESI ファイルを使用する必要がある場合は、元の ESI ファイルを削除してください。

1-6HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

通信とモジュールのセットアップ

1.4 デバイスの検索
1.

コントローラーを Config Mode に切り替えます。

図 1.4.1

2.

Solution Explorer で、[Devices] を右クリックし、[Scan] をクリックしてスキャンします。

図 1.4.2

3.

数秒後、スキャンされたデバイスが表示されます。 追加するデバイスにチェックを入れ（「EtherCAT」のみ表示されます）、「OK」をクリックします。ユーザーがボックスをスキャンするかどうかを尋ねるウィンドウがポップアップ表示されます。
「OK」をクリックします。

図 1.4.3

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

1-7

MD38UJ01-2310

通信とモジュールのセットアップ

4.

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

デバイスにスキャンした後、「NC – Configuration」を選択して Axis にリンクします。

図 1.4.4

5.

「OK」をクリックして Free Run を有効にします。

図 1.4.5

1-8

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

2. 軸パラメーターの設定

2.1

セット単位 ..................................................................................................................... 2-2

2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

エンコーダーパラメーターの設定 .............................................................................. 2-3
タッチプローブの原点復帰パラメーターの設定 ....................................................... 2-4
モーションパラメーターの設定 .................................................................................. 2-6
モニターパラメーターの設定 ...................................................................................... 2-7
コントローラー設定の更新 .......................................................................................... 2-7

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

2-1

MD38UJ01-2310

軸パラメーターの設定

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

2.1 セット単位パラメーターを変更する軸を選択します (Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis 1)。 上部のタブを[Settings] に切り替え、デバイスの単位 (mm、m、°、Degree、s) を選択します。

図 2.1.1

2-2

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

軸パラメーターの設定

2.2 エンコーダーパラメーターの設定
1.

パラメーターを変更するエンコーダーを選択します (Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis
1 → Enc)。 上部のタブを「Parameter」に切り替え、「Encoder Evaluation」を展開します。

図 2.2.12.

右側の単位に従って Scaling Factor を設定します。 コントローラーは、Scaling Factor を使用して、物理的な動きと増分の間の関係を計算します。 実際のモーターのエンコーダー分解能、電子ギア比、ピッチなどを参考に設定してください。電子ギア比と表示された制御単位に基づくスケーリング係
数については『E シリーズドライバー Thunder ソフトウェア取扱説明書』の 4.3.6.3 項を参照して設定することをお勧めします。

図 2.2.2

図 2.2.3

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

2-3

MD38UJ01-2310

軸パラメーターの設定

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

2.3 タッチプローブの原点復帰パラメーターの設定
1.

パラメータを変更するエンコーダを選択します (Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis 1 →Enc)。 [Homing] を展開し、[Reference Mode] を選択して、ホーム ポジションのラッチ方法を決定します。 現在サポートされている Reference Mode を表 2.3.1 に示します。
表 2.3.1

Reference Mode
Homing Sensor Only
Hardware Sync

説明
ホーミングセンサを原点復帰の基準として使用します。
Z 相信号を原点復帰の基準として使用します。

Hardware Latch 1 (pos. edge)

外部信号の立ち上がりエッジを原点復帰の基準として使用します。

Hardware Latch 1 (neg. edge)

外部信号の立ち下がりエッジを原点復帰の基準として使用します。

図 2.3.1

2.

Homing Sensor Source を選択します。

図 2.3.2

2-4

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 33.

軸パラメーターの設定

ユーザーシナリオに基づいて、ホームポジションを検索するためのモーターの回転方向を設定します。

図 2.3.3

4.

パラメーターを変更する軸を選択し (Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis 1)、上部タブをParameter に切り替えます。 要件に応じて、Manual Motion と Homing を拡張し、Homing Velocityを変更します。

図 2.3.4

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

2-5

MD38UJ01-2310

軸パラメーターの設定

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

2.4 モーションパラメーターの設定
このセクションでは、試運転に関連するパラメーターの設定について説明します。設定中は単位に注意してください。
1.

パラメーターを変更する軸を選択し（Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis 1）、上部タブをParameter に切り替えます。 [Maximum Dynamics] を展開し、モーター仕様に従って基準速度 (定格速度) と最大速度を設定します。 Default Dynamics を展開し、要件に応じて加速/減速度、最大加速/減速度などを設定します。

図 2.4.1

2.

Manual Motion and Homing を展開し、要件に応じて Manual Velocity と Jog Increment を変更します。

図 2.4.2

2-6

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3軸パラメーターの設定

2.5 モニターパラメーターの設定
Monitoring における監視パラメーターの設定は、設定の際にユーザーのシナリオに基づいて適切な範囲を設定してください。 小さすぎると、コントローラーが簡単にアラームをトリガーします。 大きすぎると、コントローラーは例外処理に影響を与えません。

図 2.5.1

2.6 コントローラー設定の更新
1.

「Activate Configuration」をクリックして、コントローラーの設定を更新します。

図 2.6.1

2.

「OK」をクリックして、TwinCAT システムを実行モードで再起動します。

図 2.6.2

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

2-7

MD38UJ01-2310

軸パラメーターの設定

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3(このページはブランクになっています)

2-8

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

3. 試運転3.1

NC: オンライン ............................................................................................................. 3-2

3.2
3.3

NC: 機能......................................................................................................................... 3-4
カップリング.................................................................................................................. 3-6

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

3-1

MD38UJ01-2310

試運転

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

3.1 NC: オンライン
NC: TwinCAT のオンライン インターフェイスは、単純な前進/後進運動とポイントツーポイント運動を提供します。 フィードバックのステータスは、このインターフェイスで確認できます。
1.

コントローラーを Run Mode に切り替えます。

図 3.1.1

2.

試運転を行うデバイスを選択(Devices → Device → Drive 1)後、上部タブを NC: Online に切り替えます。

図 3.1.2

3-2

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

3.

試運転

「Enabling」の「Set」をクリックします。 [Controller]、[Feed Fw]、[Feed Bw] にチェックを入れて [OK] をクリックすると、モーターが有効になります。

図 3.1.3

4.

ボタンを使用して試運転を行います。 ボタンの機能については下表をご参照ください。
表 3.1.1

ボタン

説明
高速逆方向モーション。セクション 2.4 で設定した Manual Velocity (Fast) で移動します。
ゆっくりとした後退動作。セクション 2.4 で設定した Manual Velocity (Slow) で移動します。
ゆっくりとした前進動作。セクション 2.4 で設定した Manual Velocity (Slow) で移動します。
早送り動作。セクション 2.4 で設定した Manual Velocity (Fast) で移動します。
NC: Online ページで設定した Target Position と Target Velocity に従ってポイント動作を行います。
動きを止めますリセットしますHIWIN MIKROSYSTEM CORP.

3-3

MD38UJ01-2310

試運転

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

3.2 NC: 機能
NC: TwinCAT の機能インターフェイスは、ジョグ、ポイントツーポイントモーションなどのさまざまなモーション機能を提供します。
1.

セクション 3.1 のステップ 3 を続けます。

2.

上部のタブを「NC: Functions」に切り替えます。

図 3.2.1

3.

モーション機能を選択し、モーションパラメーターを入力し、「Start」をクリックしてテスト実行を開始します。

図 3.2.2

3-4

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

MD38UJ01-2310

試運転

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

共通の機能は下表のようになります：
表 3.2.1

名称

説明Absolute

絶対移動。NC：Functions ページで設定した速度で絶対位置へ移動します。

Relative

相対移動。NC: Functions ページで設定した速度で相対位置へ移動します。

Endless +/-Jog +/-

Reversing Sequence

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

正逆方向にエンドレス回転し、NC: Function ページで設定した速度で移動します。
前後方向のジョグの移動速度は NC: Function ページで設定し、移動距離は2.4 節の Jog increment で設定します。
ポイントツーポイントの動作。NC: Functions ページで設定された速度で2 つの絶対位置の間を往復します。

3-5

MD38UJ01-2310

試運転

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

3.3 カップリング
複数の軸を使用する場合、Coupling 機能により、1 つの軸の動作計画を他の軸に追従させることができます。
1.

コントローラーを Run Mode に切り替えます。

図 3.3.12.

軸パラメーターをクリックし (Motion → NC-Task 1 SAF → Axes → Axis 2)、上部タブをCoupling に切り替えます。

図 3.3.23.

結合する軸を Master Axis に設定します。 Coupling mode を選択し、関連するパラメーターを設定します。 [Couple]をクリックして軸の結合を完了します。

4.

すべての軸を有効にします (セクション 3.1 のステップ 3 を参照)。

5.

軸 1 が NC: Online/NC: Function で使用される場合、軸 2 は coupling モードで一緒に移動します。

3-6

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

4. タッチプローブ原点復帰

4.

タッチプローブ原点復帰 .............................................................................................................. 4-1

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

4-1

MD38UJ01-2310

タッチプローブの原点復帰

E Series EtherCAT Drive Complete Setup with Beckhoff TwinCAT 3

この章では、Touch Probe とリミットスイッチを使用した MC_Home 原点復帰の設定について紹介します。 この方法を原点復帰に使用する場合は、PLC プログラミングが必要です。 PLC プログラミングおよび MC_Home の設定と方法については、TwinCAT の関連ドキュメントを参照してください。
1. オブジェクト 60FD (デジタル入力) を TxPDO に追加し、オブジェクトを PLC 変数にリンクします。
2. セクション 2.3 に従って、Touch Probe の原点復帰パラメーターを設定します。
3. Homing Sensor サーチのモーター方向に応じて、60FD PLC 変数 Bit0 または Bit1 を MC_Homeの bCalibrationCam に設定してください。 モーターの方向が正の場合は、Bit 1 (P_OT signal) を設定してください。 モーターの方向が負の場合は、Bit 0 (N_OT signal) を設定してください。

図 4.1

4. MC_Home を実行すると、モーターは Homing Velocity (off plc cam) で Homing Sensor を検索します。 リミットスイッチに触れると、モーターは Homing Velocity (towards plc cam) でホーム位置を検索し、Reference mode に従ってラッチします。

➢Homing Sensor のサーチの速度が速すぎる場合、リミットスイッチに触れた後にモーターが無効になることがありますが、これは正常な現象です。
Homing Velocity (towards plc cam) を下げて、再試行してください。

注➢

ファームウェアバージョン 2.8.8 ～ 2.8.10 では、リミットスイッチ付き
Touch Probe ホ ー ミ ン グ を 使 用 す る と 失 敗 す る 可 能 性 が あ り ま す 。
bCalibrationCam を他の信号で設定するか、ホーミングに内部ホーミングを使用して設定してください。

4-2

HIWIN MIKROSYSTEM CORP.

Application Note
E Series EtherCAT Drive
Complete Setup with
Beckhoff TwinCAT 3
バージョン：V1.0
2023 年 10 月改定---------------------------------------------------------------１．HIWIN は HIWIN Mikrosystem Corp., HIWIN Technologies Corp., ハイウィン株式会社の登録商標です。ご自身の権利を保護するため、模倣品を購入することは避けてください。
２．実際の製品は、製品改良等に対応するため、このカタログの仕様や写真と異なる場合があります。
３．HIWIN は「貿易法」および関連規制の下で制限された技術や製品を販売・輸出しません。制限された HIWIN 製品を輸出する際には、関連する法律に従って、所管当局によって承認を受けます。また、核・生物・化学兵器やミサイルの製造または開発に使用することは禁じます。
---------------------------------------------------------------Copyright © HIWIN Mikrosystem Corp.