ＥｔｈｅｒＣＡＴモーションスレーブ

EtherCAT シリーズ

ユーザーズマニュアル 〈導入編〉

http://www.hivertec.co.jp/

http://www.hivertec.co.jp/

この説明書は以下の EtherCAT シリーズの以下製品にに適応しています．

ＨＥＳ－C４００（カスタム製品※を除く）

ＨＥＳ－M４１０

ＨＥＳ－M４２０

ＨＥＳ－M４３０

ＨＥＳ－M４４０

ＨＥＳ－F４１０

ＨＥＳ－F４２０

ＨＥＳ－F４３０

ＨＥＳ－F４４０

※カスタム製品に該当する製品は HES-C400 の製品バージョン番号が Ver5.0x，Ver5.1x のものです．

これ以外は該当しません．

本マニュアル及びプログラムの全部又は一部の無断転載，コピーを禁止します．

本製品の内容に関しましては，改良等により将来予告なしに変更することがあります．

本製品の内容についてお気づきの点がございましたら，お手数ながら当社までご連絡ください．

EtherCAT®は、ドイツのベッコフオートメーション株式会社がライセンスを供与した登録商標であり，特許取得済みの技術です．

TwinCAT2®および TwinCAT3®は Beckhoff Automation GmbH の独国及びその他の国における登録商標です．

Windows®は Microsoft Corporation の米国及びその他の国における登録商標です．

その他，記載されている会社名，製品名は，各社の商標又は登録商標です．

株式会社 ハイバ－テック

東京都江東区新大橋 1-8-11

三井生命新大橋ビル

TEL 03-3846-3801

FAX 03-3846-3773

sales@hivertec.co.jp

第 1.31 版 2016 年 06 月 07 日発行

不許複製・転載

mailto:sales@hivertec.co.jp

目 次

注意事項 ............................................................................................................................................................... 1

保証範囲 .............................................................................................................................................................. 1

免責事項 .............................................................................................................................................................. 1

EtherCAT シリーズのマニュアル構成 .......................................................................................................................... 3

マニュアル更新履歴 ................................................................................................................................................. 4

1. はじめに ........................................................................................................................................................ 5

2. EtherCAT シリーズ概要 ................................................................................................................................. 7

2.1 シリーズ製品ラインナップ .................................................................................................................................... 7

2.2 制御部共通仕様 ............................................................................................................................................. 8

2.3 ドライバ仕様（モータドライバ搭載シリーズのみ） ..................................................................................................... 9

2.4 軸動作機能 .................................................................................................................................................. 10

ボード軸数と軸間の動作組み合わせ .......................................................................................................... 10 2.4.1

2.5 添付されるソフトウェアの種類 ........................................................................................................................... 10

3. 設置 ........................................................................................................................................................... 11

3.1 ケーブルの準備と接続 ..................................................................................................................................... 11

3.2 機側接続 ...................................................................................................................................................... 12

3.3 DIN レールによる設置 ...................................................................................................................................... 12

3.4 DIN レールへの取付け，取外し ......................................................................................................................... 12

3.5 電源配線 ...................................................................................................................................................... 13

スレーブ制御用電源 ................................................................................................................................ 13 3.5.1

外部信号用電源 .................................................................................................................................... 13 3.5.2

4. EtherCAT の導入 ....................................................................................................................................... 14

4.1 EtherCAT とは ............................................................................................................................................... 14

4.2 EtherCAT の特長 .......................................................................................................................................... 14

4.3 EtherCAT マスタ ............................................................................................................................................ 14

4.4 EtherCAT スレーブ ......................................................................................................................................... 14

4.5 EtherCAT システム構成.................................................................................................................................. 15

4.6 ノード間の接続 .............................................................................................................................................. 15

4.7 スレーブ構成 .................................................................................................................................................. 16

4.8 データ転送方式 ............................................................................................................................................. 16

4.9 通信時間 ...................................................................................................................................................... 17

4.10 通信ケーブル断線検出・監視 ........................................................................................................................ 17

4.11 通信仕様 .................................................................................................................................................... 18

4.12 マスタの準備 ................................................................................................................................................ 18

5. 動かしてみる ................................................................................................................................................ 20

5.1 「動かしてみる」の動作環境 ............................................................................................................................. 21

5.2 TwinCAT の準備 ........................................................................................................................................... 22

5.3 「動かしてみる」の動作環境設定ファイルの変更 .................................................................................................. 27

5.4 「動かしてみる」の起動 .................................................................................................................................... 31

「動かしてみる」の初期設定 ....................................................................................................................... 33 5.4.1

デバイス情報の表示 ................................................................................................................................. 33 5.4.2

本製品をご使用される前に「注意事項」を必ずご一読の上ご利用

をお願い致します．

動作画面 ............................................................................................................................................... 34 5.4.3

共通設定画面 ........................................................................................................................................ 36 5.4.4

ドライバ設定画面１ .................................................................................................................................. 37 5.4.5

5.5 他種スレーブが混在する構成で使用する場合の準備手順 .................................................................................. 38

6. 試運転 ....................................................................................................................................................... 45

6.1 手順 ............................................................................................................................................................. 45

6.2 ボードチェッカー (型式:HCHK-CPDv1) ............................................................................................................ 45

6.3 概要 ............................................................................................................................................................. 45

購入時オプション ...................................................................................................................................... 45 6.3.1

基本仕様 ............................................................................................................................................... 46 6.3.2

接続構成 ............................................................................................................................................... 46 6.3.3

I/F 図(1 軸分) ......................................................................................................................................... 47 6.3.4

寸法 ...................................................................................................................................................... 47 6.3.5

コネクタ信号表(HCHK-CPDv1 側)........................................................................................................... 48 6.3.6

各スイッチ説明 ........................................................................................................................................ 50 6.3.7

7. 用語解説 ................................................................................................................................................... 52

7.1 モーションコントロール用語説明 ........................................................................................................................ 52

モーションコントロールの構成例 .................................................................................................................. 52 7.1.1

パルス指令とモータ回転 ............................................................................................................................ 52 7.1.2

制御軸と軸名称...................................................................................................................................... 53 7.1.3

制御指令単位 ........................................................................................................................................ 53 7.1.4

座標と移動量指令 .................................................................................................................................. 54 7.1.5

指令カウンタ，機械カウンタ ........................................................................................................................ 54 7.1.6

定速動作と加減速動作 ........................................................................................................................... 55 7.1.7

動作速度とベース速度 ............................................................................................................................. 55 7.1.8

軸動作の種類 ........................................................................................................................................ 56 7.1.9

入出力信号 ......................................................................................................................................... 58 7.1.10

その他 .................................................................................................................................................. 61 7.1.11

7.2 EtherCAT 用語説明 ...................................................................................................................................... 62

図 表 目 次

表 2.1-1 EtherCAT シリーズ製品ラインナップ ........................................................................................................ 7

表 2.2-1 共通仕様 ............................................................................................................................................ 8

表 2.3-1 ドライバ仕様 ........................................................................................................................................ 9

表 2.3-1 軸間の動作組み合わせ ...................................................................................................................... 10

表 2.5-1 添付ソフトウェアの種類 ........................................................................................................................ 10

表 3.1-1 使用ケーブル一覧 .............................................................................................................................. 11

図 3.1-1 ケーブル接続図 .................................................................................................................................. 12

図 3.2-1 サーボドライバー，センサーとの接続図 .................................................................................................... 12

図 3.3-1 DIN レール取付け .............................................................................................................................. 12

図 3.4-1 DIN レールへの取付け，取外し ............................................................................................................ 12

図 3.5-1 受電端子位置 .................................................................................................................................. 13

図 3.5-2 受電端子コネクタ極性 ........................................................................................................................ 13

図 4.3-1 EtherCAT マスタの通信 ................................................................................................................... 14

図 4.4-1 EtherCAT スレーブのプロセスデータ通信 ............................................................................................... 14

図 4.5-1 EtherCAT 構成 (ソフトウェアマスタスタック使用時) ................................................................................ 15

図 4.5-2 EtherCAT 構成 (専用インタフェースカード使用時) ................................................................................ 15

図 4.6-1 EtherCAT 接続 (デージーチェン方式) ................................................................................................. 15

図 4.７-１ スレーブ構成 ..................................................................................................................................... 16

図 4.8-１ プロセスデータ通信 ............................................................................................................................. 16

図 4.10-１ 断線検出 ....................................................................................................................................... 17

表 4.11-１ 通信仕様 ....................................................................................................................................... 18

表 4.12-１ ソフトウェアマスタ............................................................................................................................... 18

表 4.12-2 ハードウェアマスタ .............................................................................................................................. 18

図 5.2-1 TwinCAT Manager 画面 .................................................................................................................. 22

図 5.2-2 ファイル読み込み後の TwinCAT Manager 画面 ................................................................................... 23

図 5.2-3 ネットワークカード選択の変更 ............................................................................................................... 23

図 5.2-4 RUN モード切替 ................................................................................................................................ 24

図 5.2-5 PLC 起動エラーダイアログ .................................................................................................................... 24

図 5.2-6 TwinCAT PLC Control 起動画面 ..................................................................................................... 24

図 5.2-7 プログラムダウンロード・起動画面 .......................................................................................................... 25

図 5.2-8 プログラム動作確認画面 ..................................................................................................................... 25

図 5.2-9 TwinCAT 設定画面起動 ................................................................................................................... 26

図 5.2-10 TwinCATPLC 自動起動設定 .......................................................................................................... 26

図 5.2-11 TwinCATPLC 自動起動設定 .......................................................................................................... 26

図 5.3-1 動作環境ファイル“adsinfo.csv”の内容 ................................................................................................ 27

図 5.3-2 ファイル設定項目①確認場所 .............................................................................................................. 28

図 5.3-3 ファイル設定項目②④確認場所 .......................................................................................................... 28

図 5.3-4 ファイル設定項目③⑤確認場所 .......................................................................................................... 28

図 5.3-5 ファイル設定項目⑥確認場所 .............................................................................................................. 29

図 5.3-6 ファイル設定項目⑦⑨確認場所 .......................................................................................................... 29

図 5.3-7 ファイル設定項目⑧⑩確認場所 .......................................................................................................... 29

図 5.3-8 ファイル設定項目⑪確認場所 .............................................................................................................. 30

図 5.3-1 「動かしてみる」共通設定画面と設定エラーダイアログ .............................................................................. 31

図 5.3-2 「動かしてみる」動作画面 .................................................................................................................... 31

図 5.3-3 「動かしてみる」ドライバ設定画面１ ....................................................................................................... 32

図 5.3-4 「動かしてみる」ドライバ設定画面２ ....................................................................................................... 32

図 5.3-4 デバイス情報表示 .............................................................................................................................. 33

図 5.3-5 動作画面 .......................................................................................................................................... 34

図 5.3-6 動作条件変更とステータス表示 ........................................................................................................... 34

図 5.3-7 現在位置と動作速度表示 .................................................................................................................. 34

図 5.3-8 停止要因表示 .................................................................................................................................. 34

図 5.3-9 動作開始と停止（定速動作時）表示 ................................................................................................... 35

図 5.3-10 動作開始と停止（高速動作時）表示 ................................................................................................. 35

図 5.3-11 共通設定画面 ................................................................................................................................ 36

図 5.3-12 スレーブ選択画面 ............................................................................................................................. 36

図 5.3-13 軸動作条件変更画面 ...................................................................................................................... 36

図 5.3-14 ドライバ設定画面 ............................................................................................................................. 37

図 5.5-1 I/O デバイス追加 1 ............................................................................................................................. 38

図 5.5-2 I/O デバイス追加 2 ............................................................................................................................. 38

図 5.5-3 タスク追加 ......................................................................................................................................... 39

図 5.5-4 変数の追加 ....................................................................................................................................... 39

図 5.5-5 変数のデータリンク先割り付け .............................................................................................................. 40

図 5.5-6 変数名の変更 ................................................................................................................................... 40

図 5.5-7 変数の割り付け更新 .......................................................................................................................... 41

図 5.5-7 Run モード切替 ................................................................................................................................. 42

表 6.3-2 ボードチェッカー-ACB 間ケーブル ........................................................................................................... 46

図 6.3-2 I/F 図 ............................................................................................................................................... 47

図 6.3-3 寸法図 ............................................................................................................................................. 47

図 6.3-4 コネクター配置図 ................................................................................................................................ 48

表 6.3-3 26Pin サーボ I/F コネクタピンアサイン..................................................................................................... 48

表 6.3-4 20Pin サーボ I/F コネクタピンアサイン..................................................................................................... 48

表 6.3-5 10Pin マシン I/F コネクタピンアサイン ..................................................................................................... 49

表 6.3-6 16Pin マシン I/F コネクタピンアサイン ..................................................................................................... 49

表 6.3-7 16Pin コンパレータコネクタピンアサイン ................................................................................................... 49

表 6.3-8 電源端子ピンアサイン ......................................................................................................................... 49

1

注意事項

保証範囲

1. 本製品の保証期間は，お買い上げ頂いた日より 3 年間です．保証期間中に弊社の判断により欠陥が判明した場合

には，本製品を弊社に引き取り，修理または交換を行います．

2. 保証期間内外に関わらず，弊社製品の使用，供給(納期)または故障に起因する，お客様及び第三者が被った，直

接，間接，二次的な損害あるいは，遺失利益の損害に付いて，弊社は本製品の販売価格以上の責任を負わないも

のとしますので，予めご了承ください．

免責事項

本書に記載された内容に沿わない，製品の取付，接続，設定，運用により生じた損害に対しましては，一切の責任を負いか

ねますので，予めご了承ください．

1. 本製品は，一般電子機器用(工作機械・計測機器・FA/OA 機器・通信機器等)に製造された半導体製品を使用し

ていますので，その誤作動や故障が直接，生命を脅かしたり，身体・財産等に危害を及ぼしたりする恐れのある装置

(医療機器・交通機器・燃焼機器・安全装置等)に適用できるような設計，意図，または，承認，保証もされていませ

ん．

ゆえに本製品の安全性，品質および性能に関しては，本マニュアル(またはカタログ)に記載してあること以外は明示的に

も黙示的にも一切保証するものではありませんので，予めご了承ください．

2. 保証期間内外に関わらず，お客様が行った弊社の承認しない製品の改造または，修理が原因で生じた損害に対しま

しては，一切の責任を負いかねますので，予めご了承ください．

3. 本書に記載された内容について，弊社もしくは，第三者の特許権，著作権，商標権，その他の知的所有権の権利に

対する保証または実施権の許諾を行うものではありません．

また本マニュアルに記載された情報を使用したことにより第三者の知的所有権等の権利に関わる問題が生じた場合，

弊社は，その責任を負いかねますので，予めご了承ください．

2

3

EtherCAT シリーズのマニュアル構成

EtherCAT シリーズ製品のマニュアルは

(1) EtherCAT シリーズ ユーザーズマニュアル

(2) EtherCAT シリーズ ユーザーズマニュアル

(3) EtherCAT シリーズ各製品 ユーザーズマニュアル

(4) EtherCAT シリーズ各製品 ユーザーズマニュアル

の 4 部構成です．製品によってこれ以外の別冊マニュアルが準備されているものがあります

各マニュアルの内容は以下の通りです．

EtherCAT シリーズ

ユーザーズマニュアル ＜導入編＞

EtherCAT シリーズ

ユーザーズマニュアル ＜運用編＞

－全ての開発者向け －主としてソフトウェア開発者向け

はじめに

EtherCAT シリーズ概要

設置

EtherCAT の導入

動かしてみる(サンプルプログラム)使用方法

試運転

用語解説

※ こ の ほ か に 別 冊 に お い て マ ス タ に TwinCAT3 ，

Hilscher 社 Cifx ボードを使用した部分の差異部分を

説明しています

基本的な運用

特殊な運用

PCL 参考資料

各製品ユーザーズマニュアル ＜ハードウェア編＞ 各製品ユーザーズマニュアル ＜ソフトウェア編＞

－主として配線担当者向け －主としてソフトウェア開発者向け

はじめに

製品仕様，型式

外観と各部名称

軸名称 （HES-M4x0 のみ）

機能

ブロック図

接続構成図

スレーブ設定

外部信号の接続

アクセサリ（HES-C400 のみ）

(中継コネクタボード，接続ケーブルなど)

各社ドライバとの接続例（HES-C400 の

み）

※HES-C400，HES-M4x0，HES-F4x0 は別冊子でそ

れぞれの説明を記載しています

ソフトウェア概要

スレーブアクセス

ドライバ関数

ライブラリ関数

※ こ の ほ か に 別 冊 に お い て マ ス タ に TwinCAT3 ，

Hilscher 社 Cifx ボードを使用した部分の差異部分を説

明しています

4

マニュアル更新履歴

版数 日付 更新内容 備考

1.00 版 2011/10/04 EtherCAT シリーズ導入編新規作成

1.0１版 2011/11/24 「動かしてみる」仕様変更に伴う説明変更，Review 他

1.02 版 2011/12/19 表題変更

1.03 版 2012/01/30 ケーブル名称変更

1.04 版 2012/02/17 名称修正（EtherCAT CPD シリーズ->CPD 削除）

1.05 版 2012/02/28 Review & 他マスタ対応に関する変更・追記

1.10 版 2012/09/19 HES-C400 新バージョン V1 用に変更

1.11 版 2012/11/12 誤記訂正

1.12 版 2012/12/13 「動かしてみる」の英語化による変更他

1.20 版 2013/06/28 TwinCAT3 説明追記，その他誤記訂正・説明追記

1.21 版 2013/07/17 「動かしてみる」対応 Visual Studio バージョン記載訂正

および画面構成変更による修正，TwinCAT3 記載変更

1.22 版 2013/12/25 記載漏れ、誤記などの修正

1.23 版 2014/01/10 タスク追加説明箇所の修正他

1.30 版 2014/08/04 HES-M4x0 脱調検出機能などの機能バージョンアップ

1.31 版 2016/06/07 CiA402 記載事項訂正，F400 ラインナップ追加による追記

5

1. はじめに

ハイバーテック EtherCAT シリーズ製品は，制御用 LSI に PCL6045 を使用した，高速・高機能・円弧，直線補間，位置決

めが行える 4 軸モーション制御スレーブです．このマニュアルはデバイスの設置や導入，動作確認，用語など導入に関する取

扱説明書です．

運用方法については EtherCAT シリーズ「ユーザーズマニュアル」をご覧下さい．

配線等については各製品の「ユーザーズマニュアル〈ハードウェア編〉」をご覧下さい．

API 関数などについては「ユーザーズマニュアル〈ソフトウェア編〉」をご覧下さい．

さらに TwinCAT2 以外のマスタとの組み合わせでの使用につきましても，別冊で差し替えおよび補足の説明をさせて頂いており

ます（ただし一部マスタのみの対応となります）。本マニュアルと併せてご覧ください．

6

7

2. EtherCAT シリーズ概要

2.1 シリーズ製品ラインナップ

ハイバーテックの EtherCAT 製品のラインナップには，パルス列出力により最大で 4 軸分の軸制御が可能な HES-C400 と，

パルス列出力の代わりに，最大で 4 軸分のモータドライバを実装（スタック）した HES-M4x0 があります．

HES-C400 は，パルス列入力タイプの各社サーボドライバ（コントローラ）またはステッピングモータドライバに接続して使用でき

ます．

HES-M4x0 は，各社の 2 相ステッピングモータ（巻線リード本数が偶数に限る）を直接接続する事ができます．

Bus 型式 軸数 軸名称 備考

EtherCAT HES-C400 4 X,Y,Z,U パルス列出力×4

HES-M410 1 X ステッピングモータドライバ出力×1

HES-M420 2 X,Y ステッピングモータドライバ出力×2

HES-M430 3 X,Y,Z ステッピングモータドライバ出力×3

HES-M440 4 X,Y,Z,U ステッピングモータドライバ出力×4

表 2.1-1 EtherCAT シリーズ製品ラインナップ

8

2.2 制御部共通仕様

各スレーブの通信モジュールに含まれる制御部の共通仕様は以下の通りです．

項 目 仕 様 備 考

位置指令

指令方式 位置パルス列指令出力 出力素子：差動ドライバ

位置指令値範囲 -134,217,728～+134,217,727[パルス]

指令座標 相対座標指令

連続送り時の指令範囲 指令位置範囲制限なし

位置のオーバライド 位置決め動作のみ可能 移動完了以前に目標位置変更

速度制御

速度レンジ 0.1 pps～6.5 Mpps(倍率 0.1～100) 速度ビット長 16bit(65535)

合成速度一定制御 2 軸円弧，直線補間の場合：√2 制御

3 軸直線補間の場合：√3 制御

4 軸直線補間の場合：√3 制御で行う

速度オーバライド (1)定速は全ての動作において可能

(2)加減速を伴う場合

位置決め，直線補間，連続送りのみ可能

加減速制御 (1)位置決め，直線補間は以下の機能が可能 加速減速等勾配時の加減速範囲

自動加減速方式 S 字加減速，部分 S 字加減速，直線加減速 ベース速度から最高速度まで

(いずれも三角駆動回避機能あり) または最高速度からベース速度まで

自動加減速時 非対称加減速勾配可能 直線加減速：2.7ms～871s

(2)円弧補間の場合も自動加減速可能 S 字加減速：5.4ms～1742s

ただし，合成速度一定制御は使用不可

加速･減速ブロック機能 加速ブロック，定速ブロック，減速ブロック構成可能 減速開始点は手動計算

原点復帰制御

原点復帰方法 センサ(OLS)原点，Z 相原点，ELS 兼用原点(13 種類)

原点サーチ，原点抜出し

バックラッシュ補正 動作方向が反転する毎に補正パルスを挿入

スリップ動作補正 動作方向に関係なく補正パルスを挿入

アイドリングパルス機能 ステッピングモータの加速特性向上に有効な機能

停止時振動抑制機能 ステッピングモータの停止時振動抑制に有効な機能

サーボ I/F エンコーダ A 相/B 相入力 max 4MHz(4 逓倍時)

SVON(サーボオン)出力

SVRST(サーボリセット)出力

SVCTRCL(偏差カウンタクリア)出力

INPOS(位置決め完了)入力

SVALM(サーボアラーム)入力

マシン I/F DLS(減速開始センサー)入力 PCS との切替

PCS(外部位置決め起動)入力 DLS との切替

JOG(外部 JOG 起動)入力 DLS との切替

コンパレータ コンパレータ 1,2：±ソフトリミット用途

コンパレータ 3～5：汎用 (コンパレータ 4,5 は STA/STP

用コンパレータとして使用しない場合に使用可)

コンパレータ 3～5 比較結果を外部出力可

その他 汎用 IO 無し

手動パルサ入力可能

表 2.2-1 共通仕様

9

2.3 ドライバ仕様（モータドライバ搭載シリーズのみ）

HES-M4x0 スレーブのステッピングモータドライバ仕様は以下の通りです．

項 目 仕 様 備 考

制御軸数 ドライバ 1 モジュールで 1 軸制御 最大 4 モジュール（4 軸制御）まで

スタック可能

電源電圧

（モータ駆動電圧）

DC24[V］ MAX3[A]

センサ電源電圧 DC24[V] センサ入力コネクタより供給．

保護機能 過熱保護 出力段の MOSFET が 80℃以上で検出．

過電流保護 4[A]以上で過電流検出アラーム，

5[A]以上でヒューズによる回路保護

過電圧保護 電源電圧が DC30[V]以上で検出．

入力信号 センサ(±ELS,DLS,OLS) デジタルフィルタ設定可能．

エンコーダ A,B 相 フォトカプラ入力．

分解能 200[pulse/rev]のものを

接続可能．

出力信号 脱調検出信号 脱調検出時に出力．

モータ出力 回路形式 バイポーラ 結線により 6 本線，8 本線の

ユニポーラモータも駆動可能．

制御方式 PWM 定電流 周波数 20[kHz]

出力電流 0.5～2.0[A] 0.1[A]刻みに変更可能．

自動

カレントダウン

パルス停止後，100[ms]後に

有効．

0～100%の間を 256 分割で設定可能．

分割数 一般

分割数

1 5 相モータと同等の分解能が可能．

※ （）内は 5 相換算

2

5 相互換

分割数

2.5 （1）

5 （2）

10 （4）

12.5 （5）

25 （10）

50 （20）

62.5 (25)

80 （32）

125 （50）

250 （100）

制御部との接続 入力信号 CW/CCW 指令パルス 最高応答周波数 2［MHz］

個別パルスモードのみ対応．

SVON 励磁 ON モータを励磁する．

SVRST アラームクリア アラーム検出状態を解除する．

出力信号 OLS 励磁原点 励磁位置が基準点にあるときに出力．

SVALM アラーム 各種保護機能が動作するとラッチ出力．

±ELS,DLS,OLS センサ デジタルフィルタ設定可能．

UART 通信 ビットレート ： 153,600bps UART 通信を行い，パラメータの

読み書き，アラーム要因の読出しができる．

表 2.3-1 ドライバ仕様

10

2.4 軸動作機能

各スレーブには 4 軸制御用 LSI（PCL6045）が搭載されており，軸動作機能として独立軸動作，1 組の 2～4 軸直線補間

機能，1 組の 2 軸円弧補間機能を有します．

ただし HES-M4x0 においては，スタックするステッピングモータドライバモジュールの数によって、実際に制御できる軸が異なり，

使用できる機能に制限が発生する場合がありますのでご注意ください．

※ 独立軸動作とは

位置決め(PTP)，連続送り(停止コマンドにより終了)，原点復帰，手動パルサ送り(手動ハンドル送り)，タイマ動作など

各軸が同期せずに単独で行える動作を指します．

ボード軸数と軸間の動作組み合わせ 2.4.1

軸間動作組合せは次表の通りです．

なお，動作組合せ表において「同時動作」とは次のことをいいます．

● 複数の独立軸が同時期に動作する．・・・・例：X 動作中，Y 軸が途中から動作．

● 複数組の補間軸が同時期に動作する．・・・例：XY 円弧補間中，ZU 直線補間が途中から動作．

● 独立軸と補間軸が同時期に動作する．・・・例：XYZ 直線補間中，U 軸が独立軸動作する．

項 軸動作組合せ X～U 備考

1 全て独立動作 各軸同時動作可

2 １組の直線補間 任意の 2～4 軸直線補間動作可 2 軸以上実装時に可

3 １組の円弧補間 任意の 2 軸円弧補間動作可 2 軸以上実装時に可

4 １組の直線補間と残軸の独立動作 直線補間軸と残軸の同時動作可 3 軸以上実装時に可

5 １組の円弧補間と残軸の独立動作 円弧補間軸と残軸の同時動作可 3 軸以上実装時に可

6 １組の直線補間と１組の円弧補間 同時動作可 4 軸実装時に可

表 2.3-1 軸間の動作組み合わせ

2.5 添付されるソフトウェアの種類

EtherCAT シリーズには，次のソフトウェアがドキュメントなどと一緒に収納された CD が添付されます．TwinCAT2 以外のマス

タを使用する場合の添付ソフトウェアーについては，別途お問い合わせください．

1 TwinCAT 用｢動かしてみる｣ EtherCAT シリーズの各スレーブの制御を行うソフトウェアです．

接続確認や動作確認のための最小限の機能を持ち，また TwinCAT API を使

用した Windows アプリケーション作成時のサンプル用コードとしてご利用いただ

けます．

2 ESI ファイル EtherCAT シリーズの各スレーブ情報ファイルです．

HES-C400 および HES-M4x0 用があります．

3 TwinCAT Manager 用設定ファイル TwinCAT2 の TwinCAT Manager 上で EtherCAT シリーズスレーブを動作・

設定するためのインポートファイルや参考用プロジェクトです．

表 2.5-1 添付ソフトウェアの種類

11

3. 設置

3.1 ケーブルの準備と接続

各スレーブでは以下のケーブルを使用します．

No. 種 類 用 途

① 通信ケーブル

マスタ－スレーブ間，スレーブ－スレーブ間を接続して EtherCAT 通信データ

の経路となります．ケーブルは CAT5e 以上の LAN ケーブルを使用できま

す．接続可能な距離はノード間で 100m 以内です．

② スレーブ用電源ケーブル 外部 DC24V 電源からスレーブの受電端子に接続します．HES-M4x0 につ

いては，ドライバの各受電端子にそれぞれ電源接続が必要です．

③ 中継コネクタ スレーブの信号を各軸毎にマシン I/F およびサーボ I/F の系統に分岐します．

HES-C400 と外部機器を接続する時に使用します．

④ スレーブ－中継コネクタ間ケーブル スレーブと中継コネクタ，端子台等との間の接続に使用します．

HES-C400 とコネクタボードを接続する時に使用します．

⑤ 中継コネクタ－機器間ケーブル 中継コネクタから各軸のマシン I/F およびサーボ I/F と接続するために

使用します．

⑥ 外部信号用電源供給ケーブル ドライバの電源，センサおよびドライバとのインタフェース信号用の外部電源を

供給します．

表 3.1-1 使用ケーブル一覧

ケーブルおよび電源接続は以下のようになります．

ケーブルHCL-０５1W

①

②

④

CW

モータ

CCW

+ELS -ELSOLSDLS

サーボモータ又は

パルスモータ

エンコーダ

－＋

xCWP

xCWN

ドライバーアンプ

xCCWP

xCCWNxAP

xANxBP

xBNxZP

xZNGND GND+24VxSVON

xSVRST

xSVCTRCL

G24

Z相

B相

A相

指令パルス CW

指令パルス CCW

サーボ ON

サーボ リセット

偏差　　　　　　　　カウンタクリア

サーボ アラーム

位置決め完了

サーボ

インターフェース

xSVALM

xINPOS

マスターPC

ス レ ー ブ 制

御用電源

F BACDE

65 7

89

10

234

F BACDE

65 7

8910

234

OUT

IN

RUN

5V

ID

24V

GND

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4AxisContoroll

Hivertec

H

L

Made in Japan

OUT

IN

RUN

5V

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4Axispper/ServoI/F

HivertecMade in Japan

ID

H

L

24V

GND

EtherCAT

外部信号用

24V 電源

コネクタボードACB-ＨＵ１００４/*

他スレーブへ

Sensor

③

⑥

⑤

⑤

他スレーブへ

HES-C400

HES-M410

Encorder

Motor

CW

モータ

CCW

+ELS -ELSOLSDLS

サーボモータ又は

パルスモータ

エンコーダ

－＋

12

図 3.1-1 ケーブル接続図

3.2 機側接続

機側のセンサーおよびドライバーとの接続には，コネクタ－ボードを介して以下のように接続します．

（HES-C400 と接続の場合のみ適用）

図 3.2-1 サーボドライバー，センサーとの接続図

3.3 DIN レールによる設置

■本体は DIN レール中心よりずれています．

■DIN レール取付け台は 1 スレーブあたり 1 箇所あります．

図 3.3-1 DIN レール取付け

3.4 DIN レールへの取付け，取外し

取り付け → 取付けた状態 → 取外し

図 3.4-1 DIN レールへの取付け，取外し

エンコーダコネクタ

マシン I/F ケーブル

サーボ I/F ケーブル

センサ

ドライバ

コネクターボード

スレーブ I/F コネクタへ

DIN 35 レール

レールのエッジに掛けながら

本体を壁に押し付ける 壁面に台の面が沿う様に

F BACDE

65 7

89

10

234

F BACDE

65 7

8910

234

OUT

IN

RUN

5V

ID

24V

GND

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4AxisContoroll

Hivertec

H

L

Made in Japan

OUT

IN

RUN

5V

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4Axispper/ServoI/F

HivertecMade in Japan

ID

H

L

24V

GND

EtherCAT

40

57.5

115

本体を少し押し下げながら手前

に引き出します

13

3.5 電源配線

スレーブ制御用電源 3.5.1

各スレーブには，内部回路制御用電源の受電端子とドライバ回路用電源の各受電端子があります．

受電端子は各スレーブの通信モジュール上に 1 か所，HES-M4x0 ではドライバモジュール上に 1 台につき 1 か所あります．

■ 通信モジュール用受電端子に DC +24V を接続します．（入力可能な電圧範囲は DC+12～DC+24V です）

■ ドライバモジュール用受電端子に DC+24V を接続します．

■ 接続極性はプラグの表示（24/G）に合わせます．

■ 全ての受電端子に電源を接続する必要があります．

■ 推奨線材 AWG20～18 (0.5～0.9mm2 撚り線)

■ ケーブル装着 圧着工具 YC-630（日圧）

図 3.5-1 受電端子位置

図 3.5-2 受電端子コネクタ極性

外部信号用電源 3.5.2

各センサー入力およびサーボ ON などの外部出力を行うには，これら信号に使用している外部電源をスレーブにも接続，供給

する必要があります．また HES-M4x0 においては，ステッピングモータドライバの駆動電源用として外部から電源供給を行う必

要があります．

■ HES-C400 は，インターフェースモジュール上の J1 内の EXTPOW1 または EXTPOW2 に DC+24V を接続します．

■ HES-M4x0 は，各ドライバモジュール上の J2 コネクタ（センサー入力）の EXTPOW に DC+24V を接続します．

ﾊｳｼﾞｼﾞﾝｸﾞ：VHR-2N

及びｺﾝﾀｸﾄ：BVH-41T-P1.1 基板側ﾎﾟｽﾄ：B2PS-VH

通信ﾓｼﾞｭｰﾙ用

受電端子

F BACDE

65 7

89

10

234

F BACDE

65 7

8910

234

OUT

IN

RUN

5V

ID

24V

GND

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4AxisContoroll

Hivertec

H

L

Made in Japan

OUT

IN

RUN

5V

Link/Act

Link/Act

HES-C400

ERR

J1

4Axispper/ServoI/F

HivertecMade in Japan

ID

H

L

24V

GND

EtherCAT

ドライバﾓｼﾞｭｰﾙ用

受電端子

HES-C400 HES-M440

14

4. EtherCAT の導入

4.1 EtherCAT とは

EtherCAT は Beckhoff 社により開発され，現在は EtherCAT テクノロジーグループにより管理されている産業用リアルタイム

フィールドネットワークです．マスタは複数のスレーブと Ethernet(LAN)ケーブルで接続されます．データの受け渡しは，マスタか

ら全スレーブに対してサイクリックに送られるプロセスデータ(PDO)，および特定のスレーブに対して随時に送られるメールボックス

による通信(SDO)で行われます．

4.2 EtherCAT の特長

省配線かつ省コスト．通信ケーブルに汎用の Ethernet(LAN)ケーブルが使用できます．

マスタスレーブ間，またはスレーブ－スレーブ間などのノード間ケーブル長は最大 100m まで可能です．これによりスレーブの分

散配置が可能になります．

スレーブ数増設などによるスレーブ応答時間遅延などの影響も極めて少ないです．

4.3 EtherCAT マスタ

EtherCAT マスタは，ネットワークに接続される EtherCAT スレーブの制御を行います．

マスタには，OS 上でソフトウェアマスタスタックを動かしてマスタとするタイプと，EtherCAT 通信専用のインターフェースボ

ードで，マスタ機能をボード内に持つタイプがあります．

何れのタイプも，各スレーブに対するデータやコマンドを含んだフレームをサイクリックに送出します(プロセスデータ通信)．

フレームはネットワークに接続されている全スレーブを巡回し，最後はマスタへ戻ってきます．

図 4.3-1 EtherCAT マスタの通信

4.4 EtherCAT スレーブ

スレーブは，マスタから送られるフレーム内の自分宛データを読み取り，さらにマスタ宛のデータをオンザフライで書き込み，次の

スレーブにフレームをリレーします．データを受け取ったスレーブは，データ内のコマンドに従った動作および処理を行ない，接続

された外部機器を動作させたり情報を取り込んだりします．EtherCAT シリーズはこのスレーブにあたります．

図 4.4-1 EtherCAT スレーブのプロセスデータ通信

15

4.5 EtherCAT システム構成

EtherCAT は，マスタとそれに接続されるスレーブでネットワークを構成します．ネットワークを構成するマスタや各スレーブをノー

ドと呼びます．EtherCAT は，マスタを起点に各ノード同士が LAN ケーブルによってデージーチェン接続され，マスタからの情報

が全スレーブに伝達，最後にマスタへ戻されます．

図 4.5-1 EtherCAT 構成 (ソフトウェアマスタスタック使用時)

図 4.5-2 EtherCAT 構成 (専用インタフェースカード使用時)

4.6 ノード間の接続

EtherCAT シリーズは，各ノード間を次のように接続します．

(1) 使用ケーブル ･･･ CAT5e 以上の Ethernet(LAN)ケーブルを使用します．

(2) 接続スレーブ数 ･･･ 1 系統あたりで接続できるスレーブ数は，最大 65535 スレーブです．

(3) ノード間ケーブル長 ･･･ 使用できるケーブルの長さは 100m 以下です

(4) ノード間接続 ・・・ EtherCAT のノード間接続には，ライン型，デージーチェン，ツリー型，スター型など

の接続形態があります．EtherCAT シリーズでは，デージーチェンによる接続に対応して

います．

下図のように，マスタまたは上位側スレーブからのケーブルを IN 側コネクタに接続し，下

位側に接続するスレーブがある場合は OUT 側コネクタに接続します．他に接続するス

レーブがある場合は同様に接続します．

図 4.6-1 EtherCAT 接続 (デージーチェン方式)

････

スレーブｎ スレーブ２ スレーブ１

スレーブ－スレーブ間ケーブル長

100m 以内

最大 65535 ﾓｼﾞｭｰﾙ

マスタ用 PC

IN

OUT

PC-スレーブ間ケーブル長

100m 以内

OS +

制御ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ

EtherCAT

マスタボード

#1 G9001A

スレーブ

1

スレーブ

2

スレーブ

n

OS +

ソフトウェアマスタ

スタック +

制御ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ

LAN

ポート スレーブ

1

スレーブ

2

スレーブ

n

パソコンまたは組込 PC

Bus

パソコンまたは組込 PC

IN

OUT

IN

16

4.7 スレーブ構成

EtherCAT シリーズは，マスタから送られる EtherCAT データと通信するため PHY(ネットワーク物理層)と ESC(EtherCAT

Slave Controller)を持ち，さらに受け取ったデータを処理するための CPU 及びモータを制御するためのパルスジェネレータと外

部インターフェースを搭載します．スレーブ 1 台で 4 軸のモータドライバーの制御が可能です．スレーブは，ハイバーテック独自の

コマンド体系にて操作します．

図 4.７-１ スレーブ構成

4.8 データ転送方式

EtherCAT では，以下データ転送方式を使ってマスタスレーブ間の通信を行います．

プロセスデータ通信（PDO） (1)

マスタから定周期で通信を行うサイクリック通信です．スレーブはサイクリックに送出されるフレームから，自分宛のデー

タを取り込みます．同時にマスタ宛のデータを書き込みます．このフレームは次のスレーブへ次々に伝達されていき，

最後のスレーブで元の経路を逆にたどってマスタへ戻ります．

EtherCAT シリーズでは，プロセスデータオブジェクト(PDO)の転送に使用します。

図 4.8-１ プロセスデータ通信

EtherCAT CPD シリーズ

4 軸モーションコントローラ

DO

DI

リレー，

ランプ等

センサ，

スイッチ等

モータ モータドライバ

PCL

外部

I/F

ESC

ET-1100

マスタまたは

上位側スレーブより

下位側スレーブへ

CPU

17

メールボックス通信（SDO） (2)

マスタが特定スレーブに対してコマンドを送り，スレーブはそれに対するレスポンスを返すメッセージ通信です．この通信

は非サイクリックな通信です．通信データは，ある回のプロセスデータ通信時に，メールボックス通信のデータがフレーム

に付加され，プロセスデータに載せられて全スレーブを経由後，最後にマスタへ戻ります．ただしこのデータを受け取る

のは指定されたスレーブのみです．受け取ったスレーブは、次回以降のプロセス通信のフレームに，応答データを載せ

てマスターへ応答を返します．

EtherCAT シリーズでは，以下のデータをメールボックス通信で行ないます．

CoE 通信

システムメッセージ通信（エラーメッセージなど）

4.9 通信時間

EtherCAT マスタが１回の通信で転送するデータサイズは，接続するスレーブの数やプロセスデータサイズ，メールボックス通信

の介入の有無などによって変わります．また，１フレームで送る事が出来る EtherCAT データグラムのデータサイズは最大 1486

バイトです．そのため，これを超えるデータは，データグラム単位で複数のフレームに分けて送られます．複数に分けられたフレー

ムは時間を空けず，全てのフレームを連続して送ります．一方，このデータを受ける側のスレーブは，自スレーブのデータを含むフ

レームに対してデータの読み書きを行い，次のスレーブへデータを渡します．この時の伝達はハードウェアで行われるため非常に

速く，伝達遅延時間は数 ns 程度です．

プロセスデータ通信周期は，これらすべてのデータを送信してから，データが再びマスタに戻るまでの時間以上を考慮しなければ

なりません．さらにスレーブ内では，プロセスデータを処理するため一定以上の時間が必要です．これにより弊社スレーブを使用

する時には，通信周期設定を 200μs 以上に設定する必要があります．さらにこの周期は，接続するスレーブ数や PDO マッ

ピング変更によるデータサイズ増加により，通信周期を伸ばす必要がある場合があります．

4.10 通信ケーブル断線検出・監視

EtherCAT は，通信ケーブルの断線などにより通信経路の１か所が切断されても，システムを停止させずに運用が継続できる

冗長化しての運転が可能ですが，冗長化していない場合やマスターが冗長化に対応していない場合でも断線を検出して安

全にモータを停止できるよう，モーション停止機能を実装しています．断線検出は各スレーブがプロセスデータ通信を監視する

ことによって行なっています．(100msec の間に通信がない場合断線とみなしエラーとなります) つまり，マスタから見て断線箇

所より遠方(終端側)に位置するスレーブは通信が途絶えるため，スレーブは断線と自己判断し，サーボオン信号は維持した

ままパルス列出力を停止します．

一方，断線箇所よりマスタに近いスレーブは，断線しても通信が保持されるため自動停止しません．

よってマスタのプログラムは，各スレーブの状態を監視し，異常を検出した場合に適切な停止処置を行い，安全を維持する

必要があります．

図 4.10-１ 断線検出

スレーブ

1

スレーブ

2

マスタ

終端側スレーブは，断線検出により自動即停止 マスタ側スレーブは，プログラムで停止処理

断線

スレーブ

7

スレーブ

8

18

4.11 通信仕様

EtherCAT シリーズに適用している一般通信仕様です．

項 目 内 容

通信プロトコル EtherCAT，CoE

通信速度 100Mbps

通信方式 Master/Slave, 全二重通信

通信Ｉ／Ｆ Ethernet，パルストランス結合

トポロジ ライン型，デージーチェン，ツリー型，スター型 EtherCATシリーズはデージーチェン接続に対応しています．

ノード間最大距離 100m

スレーブ最大接続数 65535台（EtherCAT仕様上の理論値）

データ転送方式 プロセスデータ，メールボックス

プロセスデータ通信周期 マスタの設定による．最小可能周期100us．

通信フレーム長 60～1514 バイト／フレーム (Datagram サイズ部分は 44～1498 バイト)

通信ケーブル断線対策 断線検出 でのモーション停止機能有り（Operational 時の断線のみ検出可能）

表 4.11-１ 通信仕様

4.12 マスタの準備

弊社ではマスタの提供はしておりません．EtherCATシリーズご使用に際しては，別途 EtherCATマスタベンダよりマスタの入手

が必要です．以下は弊社において動作・接続確認が済んでいるマスタです．接続確認はマスタとの接続によって，ステートマシ

ンがＯｐｅｒａｔｉｏｎａｌまで遷移し，かつプロセスデータ通信および CoE を使ったメールボックス通信が正常に行える事までを確認し

たものです．したがって，使用したマスタ全ての機能をカバーしているとの意味ではありませんのでご了承ください．

各マスタの対応 OS，対応 NIC，詳細などにつきましては各マスタベンダにお問い合わせください．

ソフトウェアマスタ (1)

ベンダ マスタ名称 EtherCAT

マスタスタック

備考

Beckhoff 社 TwinCAT

TwinCAT2

TwinCAT3

TwinCAT3.1

TwinCAT ADS API 使用

最終動作確認バージョン

TwinCAT2 2110_2241

TwinCAT3 3.0.3104.1

TwinCAT3.1 3.1.4012.0

マイクロネット社 RSI-ECAT Koenig 社製 KPA master 1.4.6.7(INtime 3.05 & 4.01 との組み

合わせ)および 2.32.32(INtime 5.1 との

組み合わせ)で動作確認済み

Acontis 社 EC-Master Acontis 社製 EC-Master

表 4.12-１ ソフトウェアマスタ

ハードウェアマスタ (2)

ベンダー マスタ名称 EtherCAT

マスタスタック

備考

Hilscher 社 cifx50-RE Acontis 社製 EC-Master PDO サイクル 1ms

(ファームウェアのバージョンアップにより

最小 250μs まで可能)

Firmware バージョン 1.2.0 での動作

確認済み

表 4.12-2 ハードウェアマスタ

19

20

5. 動かしてみる

「動かしてみる」プログラムは ,EtherCAT マスタをパソコンへインストールし，EtherCAT マスタと HES-C400 および

HES-M4x0 シリーズスレーブの最小限の動作をディスプレイ上で操作・確認できるアプリケーションです．

「動かしてみる」は，EtherCAT マスタに Beckhoff 社の TwinCAT2 または 3 を使用します．（評価版可能）

なお TwinCAT3 を使用する場合につきましては別冊＜TwinCAT3 版＞と併せてご覧ください

警 告 「動かしてみる」プログラムは，スレーブが正しく設定・装着されているか，動作環境が正しく設定されているかを確

認するとともに，スレーブの機能・動作を理解して頂く為のものです．

故に使用される機器毎に固有な安全対策処理等を含んでいませんので，「動かしてみる」プログラムを定常的に

機器運転に使用しないで下さい．

モータや装置を接続して動作させる場合は，モータや装置の特性を考慮した動作条件を設定願います．

特に試運転時は，十分に安全な値で実施し，徐々に所定の値に変更することをお勧めします．

動かしてみるプログラムを使用し装置を動作させる時，最初は速度の低いところで，また機械系に合った設定を

行って動作を確認して下さい．機械系に合わない設定で動作を行うと思わぬ動きをすることがあります．

注 意

各軸をモータ動作可能状態に接続した時,次の確認を行ってください．

±ELS 信号の作動試験(モータ停止状態でセンサのみ作動させます．)

サーボアラーム信号を接続した時の信号入力状態．

原点信号(OLS・Z 相)の入力状態．

インポジション(位置決め完了：INPOS)信号の入力状態

上記信号が正しく入力されない時，正常な動作が保証されません．

モータへの指令パルス出力で正常に作動しない時,次の確認が必要です．

指令パルス出力設定は "モータドライバ" 入力と一致していますか?

"モータドライバ" 入力信号にモータを停止させる要因がありますか?

21

5.1 「動かしてみる」の動作環境

添付ディスクに収納されている「動かしてみる」は，EtherCATシリーズの動作確認用のソフトウェアで，ユーザーアプリケーション

作成時のサンプル用プログラムを兼ねています．

「動かしてみる」は，ディスク内"¥EtherCAT_Getting_Started_TwinCAT¥Release¥test.exe"です．このプログラムは

Windows 上で TwinCAT が RUN モードで動いている環境で動作します．

本マニュアルでは TwinCAT2 を使用した場合について述べています．TwinCAT3 を使用した場合の操作等につきましては別

冊をご覧ください．またこの TwinCAT2 を使用した説明では，リモート接続環境における操作説明は省略いたします．

注 意 本アプリケーションが動作可能な環境は，Windows 上で EtherCAT マスタとして TwinCAT を使い，かつ

RUN モードで動作している事が必要です．この環境以外では動作しません．

（弊社での確認に使用した TwinCAT バージョンは TwinCAT2 Ver2.11 Built2038 以降です）

他種スレーブを含む構成での使用など，本アプリケーションの内容変更が必要な場合は Microsoft 社

Visual Studio 2008 以上の Visual C++の開発環境が必要になります．

本アプリケーションでは安全の為，軸動作中の画面変更はしません．

実行開始時に次のエラーメッセージが表示される場合には,プログラムは動作しません．

【 エラーメッセージの表示 】

※ TwinCAT がインストールされていない．またはインストールが不完全．

※ 指定したスレーブが見つからない．またはオープンできない．

・ TwinCAT が動作していない．または Run モードで動作していない

・ 指定した SlavePortNo が間違っている．

・ 通信ケーブルが外れている．

・ 指定したスレーブが接続されていない．

22

5.2 TwinCAT の準備

EtherCAT マスタに使用する PC に TwinCAT2 をインストールします．（TwinCAT IO，PLC は必須）

「動かしてみる」で動かすには TwinCAT にスレーブ構成を設定して RUN モードで動いている必要があります．以下に手順を

記します．

① TwinCAT System Manager の起動 TwinCAT インストール後，初めて起動する場合は，以下の HES シリーズ ESI ファイルを添付ディスク“¥ESI”フォル

ダから“C:¥TwinCAT¥Io¥EtherCAT”フォルダにコピーします．

（ESI ファイルのバージョンアップ等の変更が無ければ 2 回目以降のコピーは不要です）

・HES-C400 用・・・Hivertec HESC400_xxx.xml

・HES-M4x0 用・・・Hivertec HESM400_xxx.xml

（2014/7 現在，HES-C400 用は Hivertec HESC400_531.xml，

HES-M4x0 用は Hivertec HESM400_111.xml が最新のファイルになります）

TwinCAT System Manager を起動します．起動は画面右下，またはスタートメニューの“TwinCAT System

Manager”から行います．

図 5.2-1 TwinCAT Manager 画面

② TwinCAT System Manager Strage ファイルの読み込み TwinCAT を使って「動かしてみる」を動作させるには，TwinCAT System Maneger 上でマスタ－スレーブ構成を

構築し，TwinCAT が RUN モードで動作するように設定しなければなりません．

このマスタ－スレーブ構成の雛形となるファイルが添付ディスク"¥TwinCAT“フォルダー下の下記フォルダに格納されて

います．ファイルの読み込みは TwinCAT System Manager 画面上部メニュー”File“-”Open“から行います．

・HES-C400 用・・・“Config_GettingStarted_TwinCAT2_C400”フォルダ内 “Config_C400.tsm”

・HES-M4x0 用・・・“Config_GettingStarted_TwinCAT2_M400”フォルダ内 “Config_M400.tsm”

なおスレーブ構成に HES-C400 または HES-M4x0 以外のスレーブが含まれる場合，または C400 と Mx4x が混

在する場合，あるいは5台以上のC400/M4x0を接続して使用する場合は，後述する「他種スレーブを含む構成で

使用する場合の手順」をご覧ください．

23

③ スレーブの設定 ファイルを読み込んだ後に画面左側のツリー表示”I/O Devices”の下層を開くと，既に登録されている 4 台分の

HES-C400（HES-M4x0）が表示されます．表示されるスレーブは，Box1( =slave1 )を除いて Disable になってい

ます．（x 印が付いている部分）

この部分を実際の HES-C400/M4x0 の接続数に合わせて Enable に変えます．例として，HES-C400 が 3 台接

続されている場合は，Box2（=Slave2）および Box3（=Slave3）を Enable に変えます．

図 5.2-2 ファイル読み込み後の TwinCAT Manager 画面

④ Ethernet カードの変更 使用する Ethernet カード（デバイス）の設定を，使用する PC の環境に合わせて変更する必要があります．下図の

矢印部分の”Search”ボタンを押して，スレーブと接続している Ethernet カードを選択して下さい．

この時，使用しようとする Ethernet カードが一覧に無い場合は，“Search”ボタンの下部にある“Compatible

Devices”をクリックし，ここで目的の Ethernet カードに TwinCAT ドライバをインストールしてください．これにより一覧

に目的のカードが追加されます．（一度 PC の再起動を行わないと一覧に表示されない場合があります）

図 5.2-3 ネットワークカード選択の変更

24

⑤ 設定の書き込み 変更後， TwinCAT の環境を PC に書込むため，上部メニュー”Action"-"Active Configuration"，または下図矢

印部分を実行します．確認メッセージと確認入力の後，RUN モードにてステートマシンがオペレーショナル(Op)に移

行します．

図 5.2-4 RUN モード切替

この時，以下のエラーダイアログが表示される場合がありますが，ステートマシンがオペレーショナルに移行していれば

正常です．次の操作を引き続き行って下さい．

図 5.2-5 PLC 起動エラーダイアログ

⑥ CoE オブジェクトアクセスのための準備 HES-M4x0 でステッピングドライバに関するパラメータを変更するには，CoE オブジェクトへのアクセスが必要になりま

す．TwinCAT 上で CoE オブジェクトへアクセスするためには，TwinCAT PLC にのみ用意されている FB（ファンクシ

ョンブロック）を使用する必要があります．そのため以降では，TwinCAT PLC 上で動作する CoE オブジェクトアクセス

プログラムの書き込み，起動設定などの手順について記載します．なお，HES-M4x0 に対するパラメータの設定が

無い場合，CoE オブジェクトのアクセスが不要な HES-C400 や CoE アクセスを必要とするスレーブが接続しない場

合，以降の手順は不要です．

⑦ TwinCAT PLC の起動とプロジェクトファイルの読み込み TwinCAT PLC を起動します．起動は画面右下またはスタートメニューの“TwinCAT PLC Control”から行います．

起動後 CoE オブジェクトのアクセス処理が書き込まれている下記の TwinCAT PLC プロジェクトファイルをを読み込

みます．このファイルは添付ディスク“¥TwinCAT”フォルダー下の下記フォルダに格納されています．

ファイルの読み込みは TwinCAT PLC Control 画面上部メニュー"File"-"Open"から行います．

・HES-C400 用・・・“Config_GettingStarted_TwinCAT2_C400”フォルダ内 “ PlcSdoAccess.pro”

・HES-M4x0 用・・・“Config_GettingStarted_TwinCAT2_M400”フォルダ内 “ PlcSdoAccess.pro”

図 5.2-6 TwinCAT PLC Control 起動画面

25

⑧ CoE オブジェクトアクセス用プログラムの書き込み プロジェクトファイルを開いた後，画面上部のメニューから以下の操作を順番に実行してプログラムをダウンロードおよ

び起動を行います．

“Online”－“Login”

↓

“Online”－”Sourcecode download“

↓

“Online”－”Create boot project“

↓

“Online”－“Run”

図 5.2-7 プログラムダウンロード・起動画面

⑨ プログラム起動の確認 CoE アクセスプログラムが正常に動作しているかを確認するため，画面左側のツリー表示から“MAIN[PRG]”を選択，

表示して，下記マーク部分の数値がカウントアップされていることを確認します．確認後は TwinCAT PLC Control

を閉じます.．（内容保存せずに Close）

図 5.2-8 プログラム動作確認画面

26

⑩ TwinCAT 自動起動設定の変更 次に TwinCAT の自動起動設定を行います．設定は，画面右下の下記部分をマウスの右ボタンでクリックし，表示

されたサブメニュー中の“Properties”（文字化けしている場合がありますがサブメニュ最下部にあります）から行いま

す．

図 5.2-9 TwinCAT 設定画面起動

● TwinCAT の自動起動

画面上部タグから“System”を選択し，表示された画面の“Auto Boot”の設定を“Enable”に変更します．

変更後“適用”を押します．

図 5.2-10 TwinCATPLC 自動起動設定

● TwinCAT PLC の自動起動

画面上部タグから“PLC”を選択し，表示された画面の以下マーク部分 2 か所にチェックを入れます．

変更後“OK”または“適用”を押し，画面を閉じます．

図 5.2-11 TwinCATPLC 自動起動設定

27

5.3 「動かしてみる」の動作環境設定ファイルの変更

「動かしてみる」を使用する場合に必要な環境ファイルの設定を行います．環境ファイルは

“¥EtherCAT_GettingStarted_TwinCAT¥Release¥AdsInfo.csv”です．

図 5.3-1 動作環境ファイル“adsinfo.csv”の内容

上記ファイルに設定する値は，TwinCAT System Manager 上で確認します．設定値がファイルと画面で異なる場合は，フ

ァイル内の値を，画面から読み取った値に修正します．

次ページ以降に設定値の取得先を記します．

TwinCAT3 使用時の設定

（ここでは使用しません．先頭にコ

メント記号（//）を入れてください）

TwinCAT2 使用時の設定

（先頭のコメント記号（//）を外し

ます）

① ② ③ ④ ⑤

⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩

⑪

28

図 5.3-2 ファイル設定項目①確認場所

図 5.3-3 ファイル設定項目②④確認場所

図 5.3-4 ファイル設定項目③⑤確認場所

① I/O タスクアクセスポートアドレス

②I/O タスク入力グループ ID

④I/O タスク入力グループメモリ先頭アドレス

③I/O タスク出力グループ ID

⑤I/O タスク出力グループメモリ先頭アドレス

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図 5.3-5 ファイル設定項目⑥確認場所

図 5.3-6 ファイル設定項目⑦⑨確認場所

図 5.3-7 ファイル設定項目⑧⑩確認場所

① PLC タスクアクセスポートアドレス

⑦PLC タスク入力グループ ID

⑨PLC タスク入力グループメモリ先頭アドレス

⑧PLC タスク入力グループ ID

⑩PLC タスク入力グループメモリ先頭アドレス

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図 5.3-8 ファイル設定項目⑪確認場所

⑪ TwinCAT PLC アクセス NetId

31

5.4 「動かしてみる」の起動

ＴｗｉｎＣＡＴ動作に必要な設定が全て完了し，TwinCAT が RUN モードで正常に動作している状態の時，「動かしてみる」の

使用が可能になります．「動かしてみる」を起動すると以下の設定画面が表示されます．ここでは，まず最初にスレーブの選択

を行います．スレーブ番号と実際の接続位置の関係は，マスタとの接続でマスタに近いスレーブが"Ｓｌａｖｅ1"になり，離れるに

従い番号が大きくなります．

選択が正しいと画面上部右側にスレーブのアドレスと ID(前面パネルのスイッチで設定した値)が表示されます．スレーブを選

択しない状態，または接続されていないスレーブを選択するとエラーダイアログが表示され，動作画面等ほかの画面への切り

替えはできません．

図 5.3-1 「動かしてみる」共通設定画面と設定エラーダイアログ

スレーブを選択すると，他画面への切り替えが行えるようになります．

画面上部の”Operation screen”タブを押すと，動作画面に切り替わります．

図 5.3-2 「動かしてみる」動作画面

32

また，HES-M4x0 接続時は，画面上部の”M400 Setting 1 Screen”および”M400 Setting 2 Screen”タブによって，ドライバ

設定画面に切り替えて，各パラメータの設定や確認を行えます．

図 5.3-3 「動かしてみる」ドライバ設定画面１

図 5.3-4 「動かしてみる」ドライバ設定画面２

33

「動かしてみる」の初期設定 5.4.1

「動かしてみる」起動時は，以下の設定となっています．

・ベース速度（Base Speed） 200pps

・動作速度（Speed） 2000pps

・加速レート（Acc/Decel Time） 200pps から 2000pps までを 0.5 秒

・速度倍率 1 倍（設定可能速度 1pps～65535ｐｐｓ）

・動作モード DLS 入力有効， INPOS 有効

・センサー極性 ELS, OLS, DLS, SVALM B 接

INPOS A 接

以下はドライバモジュールの動作パラメータです．（HES-M4x0 でﾄﾞﾗｲﾊﾞﾓｼﾞｭｰﾙ接続軸にのみ有効です）

・制御モード（Mode） 0 (Open Loop=制御無)

・エンコーダ＋方向（Encorder+） 0 (Ph-A Advance=A 相進相)

・相電流（Current） 0 (0.5A)

・分割数（Resolution） 0 (1.0 = フルステップ)

・カレントダウン時の電流値（Current Down） 128 (50%)

・トルク制限値（Torque Limit.） 128 (50%)

・センサー入力フィルタ時定数（Filtering） 0 (0ms=なし)

・オーバーロード判定時間（Overload） 3000 (3000ms)

・偏差過大閾値（Error Threshold） 4000 (4000pulse)

・押し当て判定時間（Pressure Time） 500 (500ms)

デバイス情報の表示 5.4.2

現在選択されているスレーブのデバイス情報は下図のように表示されます．

・Slave No.

スレーブ番号です．この番号はマスタから数えた接続順番になります．（1～）

・Address

EtherCAT上のノードアドレスです．

・SlaveID

スレーブ ID．スレーブ上のスイッチ設定値です．（00～FF -> 1～256）

図 5.3-4 デバイス情報表示

34

動作画面 5.4.3

動作画面では，各軸の動作状態や指令状態，センサ入力，サーボ信号出力などの指令や状態表示を行ないます．

（各軸の初期化は一部ソースプログラムで固定されており，この画面からの変更はできません）

図 5.3-5 動作画面

軸の動作条件の変更と軸のステータス (1)

図 5.3-6 動作条件変更とステータス表示

軸の現在位置・動作速度表示 (2)

各軸の現在位置および動作中の速度は約 0.1 秒毎に更新されます．

現在位置は「指令位置(指令出力パルス)」の表示と「機械位置(エンコーダフィードバック)」の表示が選択できます．

位置の単位はパルス，速度は PPS で表示されます．

「指令位置」 「機械位置」

図 5.3-7 現在位置と動作速度表示

停止要因表示 (3)

エラーステータス 動作中に何らかのエラーが発生した場合表示．

イベントステータス エラー停止ではない停止時に"00001h"

図 5.3-8 停止要因表示

カウンタを ”0” にします

SVON 信号を ON/OFF

SVRST 信号を ON/OFF

SVALM，±ELS，その他信号

赤：ON，白：OFF

SVON/SVRST 信号出力状態

緑：ON，白：OFF

入力極性を変えます

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軸への動作開始・停止指令 (4)

個々の軸に対する動作は，定速/加減速位置決め動作，±定速/加減速連続送り動作，定速/加減速原点復帰動作，

停止があります．位置決め動作，および連続送り動作の加減速/定速の切り替えは設定画面で行います．

［ 定速動作に設定した場合 ］

ベース速度で＋方向へ定速位置決め．(移動量は設定画面)

ベース速度で＋方向へ定速位置決め．(移動量は設定画面)

+方向にベース速度で定速動作します．

-方向にベース速度で定速動作します．

-方向にベース速度で定速原点復帰します．OLSon で即停止し，原点復帰を完

了しサーボ偏差カウンタクリア出力．

-方向に動作速度で加減速原点復帰します．OLSon 減速し，エンコーダＺ相入力

1 回目で即停止し，原点復帰を完了しサーボ偏差カウンタクリア出力．

動作速度で動作している時は減速停止，ベース速度で動作している時は即停止

します．

図 5.3-9 動作開始と停止（定速動作時）表示

［ 加減速動作に設定した場合 ］

動作速度で＋方向へ加減速位置決め．(移動量は設定画面)

動作速度で－方向へ加減速位置決め．(移動量は設定画面)

+方向に動作速度で加減速動作します．

-方向に動作速度で加減速動作します．

定速動作時と同じ

図 5.3-10 動作開始と停止（高速動作時）表示

尚，加減速は直線加減速です．

また，位置決めの停止条件は以下の通りです．

設定された移動量のパルスの払い出しが終わり INPOS